DE69525623T2 - Elektrischer Verbinder mit verbessertem Verriegelungssystem - Google Patents
Elektrischer Verbinder mit verbessertem VerriegelungssystemInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder, welcher ein Verriegelungsmittel oder -system zum Verriegeln eines elektrischen Verbinders oder eines anderen zu paarenden Verbinders oder einer komplementären elektrischen Vorrichtung aufweist, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein typischer elektrischer Verbinder beinhaltet eine Art von Gehäusemittel, in welchem eine Mehrzahl elektrischer Anschlüsse zum Zusammenfügen der Anschlüsse mit den Anschlüssen eines zu paarenden Verbinders oder einer anderen komplementären elektrischen Vorrichtung montiert sind, wodurch eine Mehrzahl von Schaltungen über die gepaarten Verbinder miteinander verbunden werden. Ein Beispiel ist ein elektrischer Verbinder, welcher die Leiter eines elektrischen Drahtes abschließt und die Leiter mit Leiterbahnen auf einer gedruckten Schaltungsplatine über eine verbindende Vorrichtung auf der Schaltungsplatine verbindet. Die Vorrichtung auf der Platine wird oft als "Kopfverbinder" bezeichnet.
- Außerdem weisen viele zu paarende elektrische Verbinder komplementäre, zusammenfügbare Verriegelungsmittel auf, um die Verbinder in verriegeltem Zustand zu halten, um ein unbeabsichtigtes Entkuppeln der Verbinder zu verhindern. Dies trifft insbesondere auf Verbinder zu, die auf gedruckten Schaltungsplatinen montiert sind.
- Nach dem Stand der Technik verwendet ein typisches Verriegelungssystem zwischen zwei zu paarenden elektrischen Verbindern, beispielsweise einem elektrischen Verbinder zur Paarung mit einem Kopfverbinder auf einer Schaltungsplatine, eine Art von hebelartigem Verriegelungsarm, der zwei freie Enden an gegenüberliegenden Seiten einer einzigen oder doppelten Schwenkstelle aufweist. Der Verriegelungsarm wird geschwenkt, um Verriegelungshaken zu bewegen, beispielsweise in Anlage an Verriegelungsvertiefungen oder -schultern an dem komplementären zu paarenden Verbinder oder aus diesen heraus. Typischerweise ist ein Paar von Verriegelungsarmen an gegenüberliegenden Seiten des Verbinders angebracht.
- Ein elektrischer Verbinder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus EP-A-0 026 703 bekannt. Das Gehäuse ist mit einem Betätiger gezeigt, der verschiebbar auf einer Außenseite des Gehäuses montiert ist. Der Betätiger weist eine Griffplatte auf, welche sich in Querrichtung zu dem Verbindergehäuse erstreckt. Dieser Platz, der durch die Platte in Anspruch genommen wird, und ein gewisser weiterer Platz für die Hand, um die Platte zu greifen, gehen von dem nutzbaren Platz auf der gedruckten Schaltungsplatine, auf welcher die elektrische Verbinderanordnung bereitgestellt werden kann, verloren.
- Bei weiteren elektrischen Verbindern der zuvor benannten Art weist der Betätiger zwei Verriegelungsarme auf, welche das Verbindergehäuse umgeben (FR-A-2,453,513; DE-A-2,165,037). Es ist außerdem bekannt, einen Betätiger in Form eines haubenartigen Elements zu verwenden, welches die anderen Elemente des Gehäuses abdeckt (US-A-5,435,744).
- Ein Problem bei diesen Arten von Verriegelungssystemen besteht darin, dass sie beträchtlichen wertvollen Raum oder "Bauplatz" auf der gedruckten Schaltungsplatine einnehmen. Nicht nur, dass die Verriegelungsarme an den Außenseiten der Verbinder angeordnet sind, was verhindert, dass benachbarte elektrische Vorrichtungen auf der Platine in enger Nachbarschaft zu dem verriegelnden Verbinder angeordnet werden können, es muss auch ein Zugang auf die Außenseiten der Verbinder vorgesehen sein, um ein Entriegeln der Verbinder zu bewirken. Anders ausgedrückt wird der Verbinder typischerweise entlang einer Paarungsachse allgemein senkrecht zu der Schaltungsplatine mit dem Kopfverbinder gepaart, der Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang erfolgt aber in einer Richtung quer zu der Paarungsachse oder allgemein parallel zu der Platine. Dies verhindert oft die Montage anderer elektrischer Vorrichtungen auf der Platine in unmittelbarer Nähe des verriegelnden Verbinders.
- Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen elektrischen Verbinder mit einem neuen und verbesserten Verriegelungssystem oder -mittel bereitzustellen.
- Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der Verbinder ein Gehäuse, das zur Paarung mit einer komplementären elektrischen Vorrichtung entlang einer Paarungsachse angepasst ist. Ein Riegelelement ist an dem Gehäuse vorgesehen, um den Verbinder mit der komplementären elektrischen Vorrichtung zu verriegeln. Das Riegelelement ist relativ zu dem Gehäuse allgemein quer zu der Paarungsachse bewegbar. Ein Betätiger ist an dem Gehäuse für eine Bewegung relativ zu diesem generell parallel zu der Paarungsachse befestigt. Generell sind komplementär ineinandergreifende Kupplungsmittel zwischen dem Betätiger und dem Riegelelement vorgesehen, um eine axiale Verschiebung des Betätigers in eine Querbewegung des Riegelelements zu verwandeln.
- Insbesondere wird das Riegelelement durch einen Verriegelungsarm bereitgestellt, der an dem Gehäuse schwenkbar montiert ist, um eine Schwenkbewegung eines Verriegelungsabschnitts des Arms generell quer zu der Paarungsachse zu ermöglichen. Der Verriegelungsarm ist integral mit dem Gehäuse an einer Schwenkstelle verbunden, welche den Arm schwenkbar an dem Gehäuse befestigt. Der Betätiger wird durch ein Schiebeelement oder einen Schieber bereitgestellt, der verschiebbar an dem Gehäuse zur linearen Bewegung generell parallel zu der Paarungsachse montiert ist. Das Gehäuse umfasst mindestens zwei Teile, die zumindest einen Abschnitt des Schiebers sandwichartig zwischen sich einschließen. Der Verriegelungsabschnitt des Verriegelungsarms ist auf einer axialen Seite der Schwenkstelle gelegen, und der Schieber umfasst einen von Hand zu ergreifenden Betätigungsabschnitt, der auf der entgegengesetzten axialen Seite der Schwenkstelle gelegen ist.
- Andere Merkmale der Erfindung beinhalten, dass der Verbinder dazu angepasst ist, ein elektrisches Kabel abzuschließen, und dass das Gehäuse und der Betätiger einander gegenüberliegende Abschnitte umfassen, um das Kabel zu umgreifen. An dem Gehäuse sind Anschlagmittel vorgesehen, an die sich der Betätiger anlegen kann, um das Ausmaß der Bewegung des Betätigers generell parallel zu der Paarungsachse zu begrenzen. Speziell sind die Anschlagbegrenzungsmittel durch zwei einander gegenüberliegende, in axialem Abstand zueinander angeordnete Anschlagschultern an dem Gehäuse vorgesehen, wobei ein Anschlagflansch an dem Betätiger zwischen den Schultern gelegen ist und sich an diesen anlegen kann.
- Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren kennzeichnen und in welchen:
- Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines elektrischen Verbinders ist, der die Konzepte der Erfindung verkörpert;
- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Verbinders kurz vor der Paarung mit einem komplementären Kopfverbinder ist;
- Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 2 ist, wobei der Verbinder mit dem Kopfverbinder gepaart ist;
- Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Verbinders, teilweise aufgeschnitten, ist, um einige der inneren Bestandteile desselben zu zeigen;
- Fig. 5 ein vertikaler axialer Schnitt durch den mit dem Kopfverbinder gepaarten Verbinder ist; und
- Fig. 6 ein fragmentarischer vertikaler Schnitt in vergrößertem Maßstab durch die Anschlagbegrenzungsmittel zwischen dem Gehäuse und dem Betätiger ist.
- Beziehen wir uns detaillierter auf die Zeichnungen und zunächst auf Fig. 1, so ist ein generell mit 10 bezeichneter elektrischer Verbinder zum Abschließen der Leiter eines elektrischen Drahtes oder Kabels 12 und zum Verbinden dieser Drähte mit den Anschlussstiften eines in den Fig. 2 und 3 generell mit 15 bezeichneten Kopfverbinders angepasst. Der Verbinder 10 umfasst ein generell mit 14 bezeichnetes Gehäuse, welches aus zwei generell mit 16 und 18 bezeichneten Teilen gebildet ist, die zwischen sich einen generell mit 20 bezeichneten Riegelbetätiger sandwichartig einschließen, zusammen mit einem dritten, generell mit 22 bezeichneten Gehäuseteil.
- Der erste Gehäuseteil 16 ist einstückig aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff oder Ähnlichem geformt und weist ein nach oben stehendes Joch 24 zum Umfassen einer Seite des elektrischen Kabels 12 auf. Ein Kabelbinder 26 ist dazu angepasst, das Kabel zu umgeben und das Kabel an dem Joch 24 anzubinden. Zwei abgeschrägte Verrastungsvorsprünge 27 ragen nach außen, in zwei horizontale Aussparungen 28 an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses hinein, um den Gehäuseteil 16 mit dem Gehäuseteil 18 zu verbinden, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Nach innen gedrehte Kanten 30 sind im hinteren unteren Bereich des Gehäuseteils 16 ausgebildet, um den Gehäuseteil mit einem zweiten Gehäuseteil 22 zu verbinden, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Schließlich weist der Gehäuseteil 16 zwei einander gegenüberliegende horizontale Nuten 32 auf, die nach innen, zu einem inneren Hohlraum 34 hin weisen, um den Gehäuseteil mit dem Betätiger 20 zu verbinden, wie wiederum später detaillierter beschrieben wird.
- Der zweite Gehäuseteil 18 weist zwei Verriegelungsarme 36 auf, die nach hinten, zu dem Gehäuseteil 16 hin, vorstehen. Die Verriegelungsarme weisen Öffnungen auf, welche Verriegelungsöffnungen 38 bilden, die mit Verrastungsvorsprüngen 27 des ersten Gehäuseteils 16 in Eingriff treten. Insbesondere werden die beiden Gehäuseteile in Richtung der Pfeile "A" (Fig. 1) miteinander zusammengefügt. Der zweite Gehäuseteil 18 ist ebenfalls einstückig aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff oder Ähnlichem geformt, und die Verriegelungsarme 36 werden nachgiebig auseinandergespreizt, bis sie die Verrastungsvorsprünge 27 einschnappend in Eingriff nehmen, wobei die Vorsprünge in den Verriegelungsöffnungen 38 verrasten.
- Der zweite Gehäuseteil 18 weist außerdem einen Hauptverriegelungsarm 40 des Verbinders auf, der integral mit dem Gehäuseteil geformt ist und an einer integralen Schwenkstelle 42 in solcher Weise einseitig angebracht ist, dass ein entferntes Ende 44 des Verriegelungsarms quer zu der Paarungsrichtung des Verbinders in Richtung des doppelseitigen Pfeils "B" (Fig. 1) geschwenkt werden kann. An dem entfernten Ende des Verriegelungsarms sind zwei abgeschrägte Verrastungshaken 46 vorgesehen. Schließlich weist der zweite Gehäuseteil 18 zwei nach innen gedrehte Kanten 48 ähnlich den Kanten 30 des ersten Gehäuseteils 16 auf, um die Gehäuseteile mit dem dritten Gehäuseteil 22 zu verbinden, wie später detaillierter beschrieben ist.
- Der dritte Gehäuseteil 22 des Verbinders 10 weist eine Mehrzahl von Anschlussaufnahmedurchführungen 50 auf, die in Fig. 1 gezeigt sind. Diese Durchführungen befestigen im Inneren eine Mehrzahl herkömmlicher Sockel- oder Buchsenanschlüsse (nicht gezeigt) zur Paarung mit den Stiftanschlüssen 52 (Fig. 2) des Kopfverbinders 15. Der dritte Gehäuseteil 22 weist zwei Flansche 54 auf, einen vorderen und einen hinteren, welche dazu angepasst sind, von den Kanten 30 und 48 des ersten und des zweiten Gehäuseteils 16 bzw. 18 umgriffen zu werden, wenn das Gehäuse 14 vollständig zusammengebaut ist. Die Fig. 2 und 3 zeigen deutlich, wie die Flansche 54 von den Kanten 30 und 48 umfasst sind, während die Verriegelungsarme 36 und 38 des zweiten Gehäuseteils 18 mit den Verrastungsvorsprüngen 27 des ersten Gehäuseteils 16 verrasten, um das dreiteilige Gehäuse in zusammengebautem Zustand zu halten.
- Der Riegelbetätiger 20 des Verbinders 10 ist ein Schieber und weist einen Körper 58 auf, welcher ein rückseitiges Joch 60 bildet, das in Zusammenwirkung mit dem Joch 24 des ersten Gehäuseteils 16 das elektrische Kabel 12 umgreift. Der Betätiger weist einen von Hand zu ergreifenden Betätigungsabschnitt 62 auf, der von dem Körper 58 axial nach oben ragt, sowie einen Betätigungsarm 64, der von dem Körper axial nach unten ragt. Der Betätigungsarm weist eine Durchgangsöffnung 66 für später beschriebene Zwecke auf. Zwei horizontale Flansche 68 ragen von gegenüberliegenden Seiten des Körpers 58 nach außen, um in den Nuten 32 des ersten Gehäuseteils 16 zu laufen. Im Zusammenbau befindet sich der Betätiger 20 in Zwischenlage zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil 16 bzw. 18. Wie jeder der Gehäuseteile 16, 18 und 22 ist der Betätiger 20 einstückig aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff oder Ähnlichem geformt.
- Der Kopfverbinder 15 (Fig. 2 und 3) umfasst eine Basisplatte 70 mit Durchgangsöffnungen 72 (Fig. 2) zum Montieren von Anschlussstiften 52. Die Anschlussstifte weisen Endabschnitte 74 zum Einsetzen in Löcher in einer gedruckten Schaltungsplatine und zum Löten der Enden an Leiterbahnen auf der Platine und/oder in den Löchern auf. Der Kopfverbinder weist zwei Wandungen 76, eine vordere und eine hintere, auf, die von der Basisplatte 70 aus nach oben ragen, um die Anschlussstifte 52 zu schützen. Die vordere Wandung weist zwei Hauptverriegelungsöffnungen 78 auf, in welche die Verrastungshaken 46 am entfernten Ende 44 des Verriegelungsarms 40 eingreifen können.
- Der elektrische Verbinder 10 wird in Richtung des Pfeils "C" (Fig. 2) mit dem Kopfverbinder 15 gepaart, bis die Verbinder wie in Fig. 3 gezeigt vollständig zusammengepasst sind. Während des Zusammenfügens greifen die abgeschrägten Verrastungshaken 46 am entfernten Ende 44 des Verriegelungsarms 40 an dem zweiten Gehäuseteil 18 an den abgeschrägten oberen Rand 80 der vorderen Gehäusewand 76 des Kopfverbinders 15 an, sodass der Verriegelungsarm 40 nach innen gedrückt wird. Grundsätzlich schwenkt der Verriegelungsarm quer zu der Paarungsachse "C" um seine Schwenkstelle 42. Wenn die Verbinder vollständig gepaart sind, schnappen die Verrastungshaken 46 nach außen zurück, in die Verriegelungsöffnungen 78 des Kopfverbinders hinein.
- Generell sind zwischen dem Betätiger 20 und dem zweiten Gehäuseteil 22, insbesondere zwischen dem Betätigungsarm 64 und dem Verriegelungsarm 40, komplementär ineinandergreifende Kupplungseinrichtungen vorgesehen, um eine axiale Bewegung des Betätigers in eine Querbewegung des Verriegelungsarms umzuwandeln. Nehmen wir insbesondere Bezug auf die Fig. 4 und 5, so ist zu sehen, dass ein Kupplungsvorsprung 82 von dem Verriegelungsarm 40 nach hinten und in die Öffnung 66 des Betätigungsarms 64 hinein ragt. Es sollte beachtet werden, dass der Eingriff des Kupplungsvorsprungs 82 in die Öffnung 66 unterhalb der Schwenkstelle 42 des Verriegelungsarms 40 erfolgt. Wenn der Betätiger 20 daher in Richtung des Pfeils "D" (Fig. 4 und 5) nach oben bewegt wird, etwa durch eine Bedienungsperson, die an dem Betätigungsabschnitt 62 des Betätigers zieht, wirkt der Betätigungsarm 64 derartig, dass er an der Innenseite des Verriegelungsarms 40 zieht. Die einzige Richtung, in der sich der Verriegelungsarm in Reaktion auf diese Zugkraft bewegen kann, ist nach innen in Richtung des Pfeils "E" allgemein quer zu der Paarungsachse der Verbinder. Diese nach innen gerichtete Querbewegung des entfernten Endes 44 des Verriegelungsarms 40 bewirkt, dass die Verrastungshaken 46 aus den Öffnungen 78 in dem Kopfverbinder 15 bewegt werden, sodass die beiden Verbinder entkuppelt werden können. Grundsätzlich bewirkt die Kupplung zwischen dem Betätiger 20 (insbesondere dem Betätigungsarm 64) und dem Verriegelungsarm 40 die Umwandlung einer axialen Bewegung des Betätigers in eine Querbewegung des Verriegelungsarms. Anders ausgedrückt wandeln die Kupplungseinrichtungen die lineare Bewegung des Betätigers in eine Schwenkbewegung des Verriegelungsarms um.
- Schließlich zeigt Fig. 6 die Positionierung der Flansche 68 an den Außenseiten des Betätigers 20 in den Nuten 32 an der Innenseite des ersten Gehäuseteils 16. Grundsätzlich bilden die Nuten 32 obere Anschlagbegrenzungsschultern 32a und untere Anschlagbegrenzungsschultern 32b, gegen welche die Flansche 68 in Anlage kommen können. Die linke Hälfte der Fig. 6 zeigt den Flansch 68 in Anlage an die untere Anschlagbegrenzungsschulter 32b. Diese bestimmt die vollständige Verriegelungsstellung der Verbinder, wobei sich der Betätiger 20 in seiner verriegelten Stellung befindet. Die rechte Hälfte der Fig. 6 zeigt den Flansch 68 in Anlage an die obere Anschlagbegrenzungsschulter 32a der Nut 32. Diese bestimmt die Begrenzungsstellung, bis zu welcher der Betätiger an dem Verriegelungsarm 40 ziehen kann und welche ausreicht, um die Verrastungshaken 46 aus den Öffnungen 78 in dem Kopfverbinder zu bewegen. Diese Anschlagbegrenzungseinrichtung stellt wirksam ein Überdehnungen verhinderndes System zur Verfügung, um eine Überdehnung der Verriegelungskomponenten, welche tendenziell deren Bruch verursachen könnte, zu vermeiden.
- Man wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen verkörpert sein kann, ohne von dem Schutzumfang der anhängenden Ansprüche abzuweichen.
Claims (9)
1. Elektrischer Verbinder (10) mit folgenden
Merkmalen:
ein Gehäuse (14), das mit einer komplementären
elektrischen Vorrichtung (15) entlang einer
Paarungsachse (C) gekuppelt werden kann;
ein Riegelelement (40, 46) am Gehäuse (14) zur
Verriegelung des Verbinders (10) mit der komplementären
elektrischen Vorrichtung (15), wobei das Riegelelement
relativ zu dem Gehäuse (14) generell quer zu der Achse
(C) bewegbar (B) ist;
ein Betätiger (20), der auf dem Gehäuse (14)
montiert ist und generell parallel zu der Achse relativ
zu dem Gehäuse verschieblich (D) ist;
komplementär ineinandergreifende
Kupplungseinrichtungen (66, 82) zwischen dem Betätiger
(20) und dem Riegelelement (40, 46), um eine achsiale
Verschiebung des Betätigers (20) in eine Querbewegung
des Riegelelements (40, 46) zu verwandeln,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (14) mindestens ein erstes Gehäuseteil
(16) und ein zweites Gehäuseteil (18) umfasst, wobei
beide Teile (16, 18) mindestens einen Abschnitt des
Betätigers (20) zwischen sich sandwichartig einschließen
und dass
das Gehäuse (14) und der Betätiger (20) sich
gegenüberstehende Abschnitte (24, 60) umfassen, um das
anzuschließende Kabel (12) zu umgreifen.
2. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Riegelelement (40, 46) einen Verriegelungsarm
(40) umfasst, der auf dem zweiten Gehäuseteil (18)
schwenkbar montiert ist, um eine Schwenkbewegung eines
Verriegelungsabschnittes (46) des Arms (40) generell
quer zu der Achse (C) zu ermöglichen.
3. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verriegelungsarm (40) integral mit dem zweiten
Gehäuseteil (18) an einer Schwenkstelle (42) verbunden
ist, welche den Arm schwenkbar am Gehäuse befestigt.
4. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Verriegelungsabschnitt (46) des
Verriegelungsarms (40) auf einer achsialen Seite der
Schwenkstelle (42) gelegen ist und dass der Betätiger
(20) einen von Hand zu ergreifenden Betätigungsabschnitt
(62) umfasst, der auf der entgegengesetzten achsialen
Seite der Schwenkstelle (42) gelegen ist.
5. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplungseinrichtungen (66, 82) auf der
Innenseite des zweiten Gehäuseteils (18) angeordnet
sind.
6. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1
bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Betätiger einen Schieber (20) umfasst, der
verschiebbar auf dem Gehäuse (16, 18) zur linearen
Verschiebung (D) generell parallel zu der Achse (C)
umfasst.
7. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1
bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
Anschlagsbegrenzungsmittel (32) an dem Gehäuse
vorgesehen sind, an die sich der Betätiger (20) anlegen
kann, um den Verschiebebetrag des Betätigers generell
parallel zur Achse (C) zu begrenzen.
8. Elektrischer Verbinder nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlagsbegrenzungsmittel (32) zwei sich
gegenüberstehende, im achsialen Abstand zueinander
angeordnete Anschlagsschultern (32A, 32B) am Gehäuse
umfassen, wobei ein Anschlagsflansch (68) am Betätiger
(20) zwischen den Schultern gelegen ist und sich an
diesen anlegen kann.
9. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1
bis 8,
gekennzeichnet durch
ein drittes Gehäuseteil (22), das zur Kupplung mit
der komplementären elektrischen Vorrichtung (15)
angepasst ist.
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