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(11) |
EP 1 424 750 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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29.09.2010 Patentblatt 2010/39 |
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Anmeldetag: 27.11.2002 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
Elektromechanische Steckvorrichtung mit drehbarem Kabelabgangsteil
Electromecanical connection with rotary output cable
Dispositif de connection électromécanique avec sortie de cable tournante
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR |
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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02.06.2004 Patentblatt 2004/23 |
(73) |
Patentinhaber: FESTO AG & Co. KG |
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73734 Esslingen (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Schauz, Stephan
73312 Geislingen/Steige (DE)
- Schütte, Manfred
73779 Deizisau (DE)
- Günthner, Barbara
73249 Wernau (DE)
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(74) |
Vertreter: Abel, Martin et al |
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Patentanwälte
Magenbauer, Reimold, Vetter & Abel
Plochinger Strasse 109 73730 Esslingen 73730 Esslingen (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-97/02630 US-A- 5 551 882
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US-A- 5 037 322
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromechanische Steckvorrichtung, die
einen zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Steckverbinder-Gegenstück
ausgebildeten Steckverbinder aufweist, der mit einem verdrehbaren Kabelabgangsteil
ausgestattet ist gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1. Eine derartige Steckvorrichtung
ist aus
US 555 1882 bekannt.
[0002] Bei elektromechanischen Steckvorrichtungen besteht oftmals das Problem, dass das
vom Steckverbinder abgehende Kabel, insbesondere wenn es sich um einen Winkelstecker
handelt, einen ungünstigen Verlauf hat und mit benachbarten Bauteilen kollidiert.
Dies trifft beispielsweise für Steckvorrichtungen zu, die bei der elektrischen Kontaktierung
von Sensoren in Verbindung mit Positionserfassungsmaßnahmen bei fluidbetätigten Antrieben
eingesetzt werden. Häufig werden dann die abgehenden Kabel zur Umgehung von Hindernissen
stark abgebogen, was zu Beschädigungen führen kann.
[0003] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektromechanische Steckvorrichtung
zu schaffen, durch die sich die Beschädigungsgefahr in Verbindung mit dem vom Steckverbinder
abgehenden Kabel verringern lässt.
[0004] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine elektromechanische Steckvorrichtung mit einem
Steckverbinder, der zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem Steckverbinder-Gegenstück
ausgebildet ist und der ein Kabelabgangsteil mit einem zur elektrischen Verbindung
mit einem abgehenden Kabel vorgesehenen Schaltungsträger sowie eine an dem Kabelabgangsteil
um ihre Längsachse verdrehbar gelagerte Kontaktträgertrommel aufweist, wobei die Kontaktträgertrommel
über erste Steckkontakte verfügt, die an der vom Kabelabgangsteil wegweisenden axialen
Vorderseite der Kontaktträgertrommel zugänglich sind, um im Rahmen einer in Richtung
der Längsachse der Kontaktträgertrommel erfolgenden Steckbewegung mit zweiten Steckkontakten
des Steckverbinder-Gegenstückes elektrisch kontaktierbar zu sein und die an der dem
Kabelabgangsteil zugewandten axialen Rückseite der Kontaktträgertrommel mit ersten
Berührkontaktflächen versehen sind, die ungeachtet der momentan zwischen dem Kabelabgangteil
und der Kontaktträgertrommel eingenommenen relativen Drehposition mit axial gegenüberliegend
am Schaltungsträger vorgesehenen zweiten Berührkontaktflächen kontaktiert oder kontaktierbar
sind.
[0005] Bei hergestellter elektromechanischer Verbindung ist somit nur die Relativposition
zwischen der die ersten Steckkontakte aufweisenden Kontaktträgertrommel und dem kontaktierten
Steckverbinder-Gegenstück fest vorgegeben, während das Kabelabgangsteil relativ zur
Kontaktträgertrommel und mithin auch relativ zum Steckverbinder-Gegenstück variabel
drehwinkelmäßig positionierbar ist, um das abgehende Kabel wunschgemäß auszurichten.
Die Verdrehbarkeit ist zwar bereits bei zur Kontaktträgertrommel koaxialem Kabelabgang
von Vorteil, weil sich ein Verdrillen des abgehenden Kabels vermeiden lässt. Besonders
vorteilhaft ist die Anordnung jedoch bei Steckverbindern, die als Winkelstecker ausgebildet
sind, sodass der Kabelabgang quer zur Längsachse der Kontaktträgertrommel orientiert
ist. Die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktträgertrommel und dem Kabelabgangsteil
erfolgt durch erste und zweite Berührkontaktflächen an zum einen der axialen Rückseite
der Kontaktträgertrommel und zum anderen einem mit dem abgehenden Kabel verbundenen
oder zu verbindenden Schaltungsträger des Steckverbinders, wobei zwischen einander
zugeordneten Paaren erster und zweiter Berührkontaktflächen sowohl ein ständiger Kontakt
möglich ist oder auch nur ein Kontakt bei hergestellter elektromechanischer Verbindung,
wobei zuvor, während der drehwinkelmäßigen Ausrichtung des Kabelabgangsteils, zur
vermeidung von Verschleiß noch kein elektrischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten
Berührkontaktflächen vorliegt.
[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
[0007] zweckmäßigerweise sind die ersten und/oder zweiten Berührkontaktflächen zumindest
teilweise kreisring- oder kreisbogenförmig mit auf der Längsachse der Kontaktträgertrommel
liegendem Krümmungszentrum ausgebildet.
[0008] Durch entsprechend variable Ausgestaltung des Schaltungsträgers können sehr einfach
unterschiedliche Layoutvarianten realisiert werden. Der Schaltungsträger kann beispielsweise
als Leiterplatte oder als 3D-MID-Trägerstruktur ausgebildet werden (MID=Moulded Interconnect
Device).
[0009] Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der eine winkelmäßig unbegrenzte
Verdrehbarkeit zwischen dem Kabelabgangsteil und der Kontaktträgertrommel gegeben
ist. Dadurch wird eine uneingeschränkte drehwinkelmäßige Positionierung ermöglicht.
[0010] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktträgertrommel in die Richtung
ihrer Längsachse mit Bezug zum Kabelabgangsteil begrenzt beweglich, wobei sie bei
nicht fest angeschlossenem Steckverbinder-Gegenstück so vom Schaltungsträger axial
abgerückt ist, dass sich die ersten und zweiten Berührkontaktflächen nicht berühren.
Die axiale Beweglichkeit kann beispielsweise wenige zehntel Millimeter betragen. Das
Kabelabgangsteil kann in diesem Zustand sehr leicht verdreht und positioniert werden.
Erst beim endgültigen Fixieren des Steckverbinder-Gegenstückes wird die Kontaktträgertrommel
durch das Steckverbinder-Gegenstück in Richtung zum Schaltungsträger verlagert, sodass
die ersten und zweiten Berührkontakte unter Herstellung einer elektrischen Verbindung
fest gegeneinander gedrückt werden. Durch dieses gegenseitige Anpressen kann gleichzeitig
eine gewisse drehfeste Fixierung des Kabelabgangsteils mit Bezug zur Kontaktträgertrommel
erreicht werden, sodass Verschleiß fördernde ständige minimale Drehbewegungen ausgeschlossen
werden.
[0011] Die drehwinkelmäßige Fixierung kann dadurch unterstützt werden, dass an der Kontaktträgertrommel
eine Eingriffskontur vorgesehen wird, die im durch das Steckverbinder-Gegenstück beaufschlagten
Zustand der Kontaktträgertrommel in formschlüssigen Verdrehsicherungseingriff mit
dem Kabelabgangsteil gelangt.
[0012] Es besteht prinzipiell die Möglichkeit, die ersten Steckkontakte der Kontaktträgertrommel
in Stanz-Biege-Technik oder in Gestalt von eingelegten Metallbuchsen auszuführen.
Eine wesentlich bessere Variabilität bei der Integration der ersten Steckkontakte
wird allerdings dadurch erzielt, dass man die Kontaktträgertrommel als 3D-MID-Komponente
ausführt, bei der die ersten Steckkontakte zumindest partiell von durch MID-Technologie
strukturierten elektrischen Leitern gebildet sind.
[0013] Die Steckvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass der Steckverbinder über kanalartige
Steckaufnahmen verfügt, die sich auf stiftartige zweite Steckkontakte des Steckverbinder-Gegenstückes
aufstecken lassen. Möglich ist allerdings auch eine umgekehrte Bauform mit Kontaktstiften
an der Kontaktierungstrommel, die bei Herstellung der Steckverbindung in buchsenartige
zweite Steckkontakte des Steckverbinder-Gegenstückes eintauchen.
[0014] Zwischen einerseits dem Kabelabgangsteil und andererseits sowohl der Kontaktträgertrommel
als auch dem Steckverbinder-Gegenstück können relativ einfach, durch Ausbildung ringförmiger
Dichtungsvorsprünge am Kabelabgangsteil, zuverlässige Abdichtmaßnahmen realisiert
werden, die ein Eindringen von Verunreinigungen oder Flüssigkeit in die hinsichtlich
der Kontaktierung empfindlichen Bereiche der Steckvorrichtung verhindern. Man kann
auf diese Weise wenigstens den Dichtheitsstandard IP 65 gewährleisten.
[0015] Insgesamt ermöglicht die Steckvorrichtung die Einhaltung einer kleinen Bauhöhe in
der Richtung der Längsachse der Kontaktträgertrommel. Außerdem kann bei Bedarf die
Anzahl der erforderlichen Einzelteile sehr gering gehalten werden.
[0016] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
In dieser zeigen:
- Figur 1
- eine erste Bauform eines als Winkelstecker ausgebildeten Steckverbinders der erfindungsgemäßen
Steckvorrichtung, in einer perspektivischen Darstellung in einer Ansicht schräg von
unten,
- Figur 2
- den Steckverbinder aus Figur 1 in einer Seitenansicht,
- Figur 3
- eine Unteransicht des Steckverbinders aus Figuren 1 und 2 mit Blickrichtung gemäß
Pfeil III aus Figur 2,
- Figur 4
- in perspektivischer Darstellung einen Längsschnitt durch die Steckvorrichtung mit
auf ein Steckverbinder-Gegenstück aufgestecktem Steckverbinder vor dem Festziehen
und dem daraus resultierenden axialen Verspannen von Steckverbinder und Steckverbinder-Gegenstück,
- Figur 5
- die Anordnung aus Figur 4 in einer zweidimensionalen Schnittdarstellung,
- Figur 6
- eine vergrößerte Darstellung des Kontaktierungsbereiches zwischen Steckverbinder und
Steckverbinder-Gegenstück aus der Anordnung gemäß Figuren 4 und 5, wobei die mechanische
Verbindung festgezogen ist, sodass Steckverbinder und Steckverbinder-Gegenstück axial
verspannt sind,
- Figur 7
- eine Einzeldarstellung der bei der Anordnung gemäß Figuren 1 bis 6 vorhandenen Kontaktträgertrommel,
die als Zweikomponenten-MID-Spritzgußteil ausgebildet ist, in einer Ansicht schräg
von oben auf die axiale Rückseite,
- Figur 8
- eine Seitenansicht der in Figur 7 abgebildeten Kontaktträgertrommel,
- Figur 9
- eine Unteransicht der Kontaktträgertrommel mit Blickrichtung gemäß Pfeil IX aus Figur
8 auf die axiale Vorderseite,
- Figur 10
- eine Draufsicht auf die Kontaktträgertrommel der Figuren 7 bis 9 mit Blickrichtung
gemäß Pfeil X aus Figur 8 auf die axiale Rückseite,
- Figur 11
- einen Querschnitt durch die Kontaktträgertrommel der Figuren 7 bis 10 gemäß Schnitt
Linie XI-XI aus Figur 8,
- Figur 12
- eine Variante der elektromechanischen Steckvorrichtung, wobei lediglich der Schaltungsträger
und die Kontaktträgertrommel des Steckverbinders abgebildet sind und wobei der Schaltungsträger
als 3D-MID-Komponente ausgebildet ist,
- Figur 13
- eine Einzeldarstellung des 3D-MID-Schaltungsträgers aus Figur 12 in einer perspektivischen
Ansicht schräg von unten,
- Figur 14
- die bei der Variante gemäß Figur 12 verwendete Kontaktträgertrommel in einer perspektivischen
Einzeldarstellung,
- Figur 15
- eine Draufsicht der Kontaktträgertrommel aus Figur 14 mit Blickrichtung gemäß Pfeil
XV auf die axiale Rückseite,
- Figur 16
- eine weitere mögliche Bauform der Kontaktträgertrommel in einer perspektivischen Einzeldarstellung,
wobei die an ihr vorgesehenen ersten Berührkontaktflächen ringförmig ausgebildet sind
und aus einem dauerelastischen Kontaktwerkstoff bestehen,
- Figur 17
- die Kontaktträgertrommel aus Figur 16 in einer Explosionsdarstellung zur Verdeutlichung
eines bevorzugten Mehrkomponenten-Aufbaus mit einem zentralen Kern und zwei von entgegengesetzten
Stirnseiten her aufgesetzten Kopfteilen, .
- Figur 18
- den ebenfalls als Winkelstecker ausgebildeten Steckverbinder einer weiteren Variante
der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung mit Ansicht
schräg von unten, wobei abweichend zu den bisherigen Bauformen die zur Kontaktierung
mit dem Steckverbinder-Gegenstück ausgebildeten Bestandteile der ersten Signalkontakte
als Kontaktstifte ausgebildet sind, die zum Einstecken in buchsenartige zweite Steckkontakte
des nicht dargestellten Steckverbinder-Gegenstückes dienen, und
- Figur 19
- eine Einzeldarstellung der bei dem Steckverbinder gemäß Figur 18 integrierten Kontaktträgertrommel
in einer perspektivischen Darstellung.
[0017] Beginnend mit der in Figuren 1 bis 11 gezeigten Ausführungsform der elektromechanischen
Steckvorrichtung ist ein Steckverbinder 1 vorgesehen, der eine lösbare elektrische
und mechanische Verbindung mit einem Steckverbinder-Gegenstück 2 eingehen kann. Das
Steckverbinder-Gegenstück ist beispielsweise Bestandteil eines elektrischen Gerätes,
das mit elektrischen Signalen zu versorgen ist oder selbst solche elektrischen Signale
ausgibt. Es kann sich bei dem elektrischen Gerät beispielsweise um einen Sensor oder
um ein elektronisches Steuergerät auf dem Sektor der Automatisierungstechnik handeln.
[0018] Das Steckverbinder-Gegenstück 2 ist becherförmig ausgebildet und verfügt über einen
Boden 3, an den sich ein hülsenförmiger Wandabschnitt 4 anschließt, der mit einem
Außengewinde 5 versehen ist. Der Boden 3 ist von mehreren darin verankerten zweiten
Steckkontakten 6 durchsetzt, die stiftartig ausgebildet sind und die einenends mit
dem zugeordneten elektrischen Gerät kontaktiert sind (nicht dargestellt), während
sie mit ihrem vorderen Endbereichen axial in den vom Boden 3 und vom hülsenartigen
Wandabschnitt 4 umgrenzten Innenraum 7 des Steckverbinder-Gegenstücks 2 hineinragen.
[0019] Der Steckverbinder 1 ist zweckmäßigerweise als winkelstecker ausgebildet. Er enthält
unter anderem ein Kabelabgangsteil 8 und eine Kontaktträgertrommel 12, wobei die Kontaktträgertrommel
12 bezüglich ihrer Längsachse 13 verdrehbar an dem Kabelabgangsteil 8 gelagert ist.
[0020] Das Kabelabgangsteil 8 verfügt über ein aus Kunststoffmaterial bestehendes Gehäuse
14, in das ein bevorzugt plattenartig ausgebildeter Schaltungsträger 15 eingebettet
ist. Er trägt eine in ihren Details nicht näher dargestellte elektrische Schaltung,
beispielsweise metallisch leitende Strukturen mit oder ohne zusätzliche elektronische
Komponenten, und ist elektrisch mit den Adern 16 eines elektrischen Kabels 17 verbunden,
das mit einem Ende in einem Kabelabgangsabschnitt 18 des Gehäuses 14 eingebettet ist
und von dort aus vom Steckverbinder 1 abgeht beziehungsweise wegführt. Das Kabel 17
und die Adern 16 sind nur strichpunktiert angedeutet. Der Kabelabgangsabschnitt 18
ist quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 13 ausgerichtet.
[0021] Die im Wesentlichen zylindrisch gestaltete Kontaktträgertrommel 12 verfügt über zwei
einander entgegengesetzte Stirnbereiche, die im Folgenden als axiale Vorderseite 21
und axiale Rückseite 22 bezeichnet seien. Die Kontaktträgertrommel 12 besitzt einen
ein- oder mehrteiligen Trägerkörper 23 aus Kunststoffmaterial, an dem erste elektrische
Steckkontakte 24 angeordnet sind.
[0022] Die ersten Steckkontakte 24 sind an der vom Kabelabgangsteil 8 wegweisenden axialen
Vorderseite 21 der Kontaktträgertrommel 18 zugänglich, um eine elektrische Steckverbindung
mit dem zweiten Steckkontakten 6 des Steckverbinder-Gegenstückes 2 zu ermöglichen.
Im Bereich der axialen Rückseite 22 der Kontaktträgertrommel 12 sind die ersten Steckkontakte
24 - beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 11 sind dies drei Stück - mit je mindestens
einer axial orientierten ersten Berührkontaktfläche 25 versehen, denen jeweils eine
zugewandte zweite Berührkontaktfläche 26 in Richtung der Längsachse 13 gegenüberliegt,
die in einem Kontaktierungsbereich 27 des Schaltungsträgers 15 vorgesehen sind.
[0023] Während die ersten Berührkontaktflächen 25 an zu den ersten Steckkontakten 24 gehörenden,
axial federnden Knopfkontakten 28 vorgesehen sind, sodass sich punktuelle Kontaktflächen
ergeben, enthalten die zweiten Berührkontaktflächen 26 mehrere bezüglich der Längsachse
13 konzentrisch zueinander angeordnete kreisringförmige Strukturen. Entsprechend dem
radialen Abstand dieser kreisringförmigen zweiten Berührkontaktflächen 26 sind die
ersten Berührkontaktflächen 25 unterschiedlich weit von der Längsachse 13 beabstandet.
Dies hat zur Folge, dass bei einer Rotation der Kontaktträgertrommel 12 um ihre Längsachse
13 mit Bezug zum Kabelabgangsteil 8, die punktuell verteilten ersten Berührkontaktflächen
25 entlang der Kreislinie der jeweils gegenüberliegenden zweiten Berührkontaktfläche
26 bewegt werden. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, durch paarweisen Kontakt
erster und zweiter Berührkontaktflächen 25, 26 ungeachtet von der momentanen drehwinkelmäßigen
Ausrichtung des Kabelabgangsteils 8 bezüglich der Kontaktträgertrommel 12 eine elektrische
Verbindung zwischen den ersten Steckkontakten 24 der Kontaktträgertrommel 12 und der
mit den zweiten Berührkontaktflächen 26 verbundenen Schaltung des Schaltungsträgers
15 herzustellen.
[0024] Durch die kreisförmige Gestalt der zweiten Berührkontaktflächen 26 ist eine winkelmäßig
unbegrenzte Verdrehbarkeit zwischen dem Kabelabgangsteil 8 und der Kontaktträgertrommel
12 gegeben, wobei in jeder Drehwinkelstellung die erwähnte elektrische Verbindung
möglich ist.
[0025] Befindet sich eine erste Berührkontaktfläche 25 auf der Längsachse 13 der Kontaktträgertrommel
12, erfordert die zugeordnete zweite Berührkontaktfläche 26, wie beim Ausführungsbeispiel,
keine ringförmige Gestalt. Es genügt dann eine einfache punktuelle Kontaktfläche.
Ist eine unbegrenzte drehwinkelmäßige Ausrichtung nicht gewünscht, kann an Stelle
kreisringförmiger zweiter Berührkontaktflächen 26 auch eine in sich nicht geschlossene
kreisbogenförmige Gestaltung gewählt werden.
[0026] Die freie Drehbarkeit des Kabelabgangsteils 8 ist solange gegeben, bis der Steckverbinder
1 und das Steckverbinder-Gegenstück 2 gegenseitig axial, das heißt in der Richtung
der Längsachse 13, verspannt sind. Dieses Verspannen wird bewirkt durch eine hülsenartig
ausgebildete Befestigungsmutter 32, die am Gehäuse 14 des Kabelabgangsteils 8 verdrehbar
und axial unverlierbar fixiert ist, wobei sie die Kontaktträgertrommel 12 mit radialem
Abstand koaxial umschließt. An ihrem Innenumfang ist sie mit einem zum Außengewinde
5 komplementären Innengewinde 33 versehen.
[0027] Um die gewünschte elektrische Verbindung herzustellen, wird der Steckverbinder 1
mit der axialen Vorderseite der Kontaktträgertrommel 12 in den Innenraum des Steckverbinder-Gegenstückes
2 eingesteckt, wobei die ersten und zweiten Steckkontakte 24, 6 in Steckeingriff gelangen.
In diesem Zustand ist das Kabelabgangsteil 8 noch relativ zur Kontaktträgertrommel
12 verdrehbar, die ihrerseits, durch den erwähnten Steckeingriff, bezüglich dem Steckverbinder-Gegenstück
2 drehfest fixiert ist.
[0028] Nachdem das Kabelabgangsteil 8 in die gewünschte Drehposition gebracht wurde, wird
die Befestigungsmutter 32 auf den hülsenartigen Wandabschnitt des Steckverbinder-Gegenstückes
2 aufgeschraubt und festgezogen. Dabei wird die axiale Einstecktiefe zwischen den
ersten und zweiten Steckkontakten 24, 6 noch weiter vergrößert und gleichzeitig wird
das Steckverbinder-Gegenstück 2 in Richtung der Längsachse 13 an das Gehäuse 14 des
Kabelabgangsteils 8 herangezogen, wobei es die Kontaktträgertrommel 12 gegen den Schaltungsträger
15 drückt, sodass die ersten und zweiten Berührkontaktflächen 25, 26 fest miteinander
verspannt werden. Auf diese Weise wird die eingestellte Drehposition lösbar fest fixiert.
[0029] Während die Figuren 4 und 5 den lediglich zusammengesteckten und noch nicht durch
die Befestigungsmutter 32 festgezogenen Zustand zeigen, offenbart die Figur 6 den
Zustand bei festgezogener Befestigungsmutter 32, sodass die elektrische Verbindung
sicher hergestellt und die eingestellte Drehposition fixiert ist.
[0030] Der Schaltungsträger 15 der Bauform gemäß Figuren 1 bis 11 ist eine Leiterplatte.
Möglich ist allerdings auch eine Bauform in Gestalt einer bevorzugt ebenfalls plattenartigen,
3D-MID-Trägerstruktur, wie dies bei dem Schaltungsträger 15a der Ausführungsform gemäß
Figuren 12 und 13 der Fall ist. Bei der Herstellung wird der Schaltungsträger nach
Bedarf mit Bauteilen und elektrischen Leitern bestückt und in diesem Zustand mit dem
das Gehäuse 14 bildenden Kunststoffmaterial umspritzt. Das Gehäusematerial ist zweckmäßigerweise
ein weiches, transluzentes Material, das hinsichtlich der bestehenden Anforderungen
an den Knickschutz und die Dichtheit optimiert wurde.
[0031] Wird ein 3D-MID-Schaltungsträger verwendet, der - an Stelle der Kontaktträgertrommel
12 - mit Knopfkontakten 28 bestückt ist, so wird er beispielsweise mittels Laserstrukturierung
oder Heißprägen mit dem gewünschten Layout versehen. Somit kann über einen einfachen
gespritzten Träger eine Reihe von Varianten von Steckvorrichtungen kostengünstig ausgerüstet
und an die wechselnden Anforderungen angepasst werden.
[0032] Bei der Bauform der Figuren 1 bis 11 ist die Kontaktträgertrommel 12 ein in Zwei-Komponenten-Spritzguß
aus Kunststoffmaterial gefertigtes Bauteil, das in MID-Technik partiell metallisch
beschichtet ist, um zumindest die wesentlichen Bestandteile der ersten Steckkontakte
24 zu realisieren.
[0033] Im Einzelnen verfügt der Trägerkörper 23 über mehrere entlang des Umfanges verteilt
angeordnete nutartige Vertiefungen 35, die jeweils von der Vorderseite 21 durchgehen,
wobei sie an einigen Stellen radial außen überdeckt sind. Ein erster überdeckter Bereich
ergibt sich dadurch, dass die nutartigen Vertiefungen 35 - auf gleicher axialer Höhe
- von ersten Stegabschnitten 36 des Trägerkörpers 23 überbrückt sind, sodass sich
axial durchgehende fensterartige Durchbrechungen 37 ergeben.
[0034] Ein weiterer überdeckter Bereich der nutartigen Vertiefungen 35 ergibt sich durch
zweite Stegabschnitte 38 des Trägerkörpers 23, die sich im Bereich der axialen Vorderseite
21 der Kontaktträgertrommel 12 befinden. Sie begrenzen zur axialen Vorderseite 21
hin offene kanalartige Steckaufnahmen 42 über einen Teil ihrer Länge, in die die stiftartigen
zweiten Steckkontakte 6 einsteckbar sind.
[0035] Die nutartigen Vertiefungen 35 sind umfangsseitig metallisch beschichtet, wobei die
Metallschichten erste elektrische Leiter 43 bilden, die Bestandteile der ersten Steckkontakte
24 sind. Bevorzugt haben die nutartigen Vertiefungen 35 - wie aus Figur 11 hervorgeht
- einen trapezähnlich konturierten Querschnitt, wobei sowohl ihre Grundfläche als
auch ihre zur Grundfläche hin konvergierenden Flanken zur Bildung des erwähnten ersten
elektrischen Leiters 43 metallisch ausgekleidet sind.
[0036] An der axialen Rückseite 22 treten die ersten elektrischen Leiter 43 aus den nutartigen
Vertiefungen 35 aus und führen zu stirnseitig in den Trägerkörper 23 eingebrachten
Aufnahmevertiefungen 44, in die die schon erwähnten federnden Knopfkontakte 28, unter
Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zu den ersten elektrischen Leitern
43, fest eingesetzt sind.
[0037] Die Knopfkontakte 28 können aus einem durchgehenden Molybdän-Federdraht bestehen,
der in eine zylindrische Form gepresst wurde und federnde Eigenschaften besitzt. Auf
diese Weise wird eine sehr hohe Kontaktsicherheit erreicht. Bei Bedarf kann der Knopfkontakt
28 noch mit einem Kontaktstempel ergänzt oder durch eine Feder-Stempel-Einheit ersetzt
werden. Denkbar wäre es auch, an Stelle der Knopfkontakte 28 einen dauerelastischen
Kontaktwerkstoff einzusetzen, der in die Aufnahmevertiefungen 44 des Trägerkörpers
23 dispenst wird, wodurch ein Fixieren der Kontakte mittels Leitklebstoff entfällt.
[0038] Um die Kontaktsicherheit weiter zu erhöhen, können an Stelle von Knopfkontakten 28
auch leitende, punkt- und/oder ringförmige Strukturen aus dem schon erwähnten dauerelastischen
Kontaktwerkstoff - beispielsweise eine elektrisch leitfähige Dichtmasse oder Leitkleber
- Verwendung finden. Der Kontaktwerkstoff kann direkt auf den ersten elektrischen
Leiter 43 aufgebracht werden. Möglich ist auch eine mit dem Kontaktwerkstoff gefüllte
Durchkontaktierung auf den entsprechenden ersten elektrischen Leiter der Kontaktträgertrommel
12.
[0039] Die letztgenannte Realisierungsform ist bei der Variante gemäß Figuren 16 und 17
verwirklicht. Man erkennt dort den an der axialen Vorderseite 21 in entsprechenden
Vertiefungen 45 des Trägerkörpers 23 fixierten Kontaktwerkstoff 46 sowie angedeutete
Durchkontaktierungen 47.
[0040] Alternativ zum Dispensen können auch vorgefertigte Ringe und Kugeln oder zylinder
aus leitenden Materialen, beispielsweise O-Ringe, zur Bildung der ersten Berührkontaktflächen
25 installiert werden.
[0041] Die vorstehenden Ausführungen gelten in entsprechender Weise für die zweiten Berührkontaktflächen
26, wenn diese entsprechend ausgebildet werden sollen.
[0042] Verfügt die Steckvorrichtung über eine relativ hohe Polzahl bezüglich des Durchmessers,
beispielsweise bei einer vierpoligen Bauform in M8-Ausführung, empfiehlt sich besonders
der Einsatz eines MID-Schaltungsträgers, da hier sehr bequem die erforderliche räumlich
getrennte Signalübertragung bezüglich der Kontaktträgertrommel 12 möglich ist. Deutlich
wird dies bei der in Figuren 12 bis 15 gezeigten Bauform, bei der die zweiten Berührkontaktflächen
26 in Richtung der Längsachse 13 auf unterschiedlichem Höhenniveau verlaufen. Eine
entsprechende höhenmäßige Abstufung ergibt sich dann auch bei den zugeordneten ersten
Berührkontaktflächen 25 der Kontaktträgertrommel 12.
[0043] Es wäre prinzipiell möglich, die Steckvorrichtung so auszubilden, dass das Kabelabgangsteil
8 auch bei festgezogener Befestigungsmutter 32 relativ zur Kontaktierungstrommel 12
drehbeweglich bleibt. Daraus ergäbe sich jedoch eine gewisse Verschleißproblematik,
wegen der aufeinander gleitenden ersten und zweiten Berührkontaktflächen 25, 26. Daher
wird die bereits angedeutete Bauform als vorteilhaft erachtet, bei der das Kabelabgangsteil
beim Anschlussvorgang durch das Anziehen der Befestigungsmutter - insbesondere eine
Rändelmutter - unverdrehbar arretiert wird.
[0044] In diesem Zusammenhang ist die Kontaktträgertrommel 12 um ein in Figur 5 angedeutetes
axiales Maß "a" in Richtung der Längsachse 13 mit Bezug zum Kabelabgangsteil 8 begrenzt
beweglich.
[0045] Im nichtmontierten Zustand kann die Kontaktträgertrommel 12 somit die aus Figuren
4 und 5 ersichtliche, axial vom Schaltungsträger 15 um das Maß "a" abgerückte Ausgangsstellung
einnehmen. In dieser Stellung sind die ersten und zweiten Berührkontaktflächen 25,
26 um das erwähnte Maß "a" zueinander beabstandet.
[0046] Bei der Installation des Steckverbinders 1 tauchen die stiftförmigen zweiten Steckkontakte
6 in die kanalartigen Steckaufnahmen 42 ein wobei sie unter den zweiten Stegabschnitten
38 hindurchgreifen und seitlich in Kontakt mit den ersten elektrischen Leitern 43
gelangen. Bereits durch die dabei entstehende Reibung wird die Kontaktträgertrommel
12 mitgenommen und in Richtung zum Schaltungsträger 15 verlagert.
[0047] Unterstützt wird dieser Mitnahmeeffekt beim Ausführungsbeispiel noch dadurch, dass
sich die Steckaufnahmen 42 in Richtung zur axialen Rückseite 22 der Kontaktträgertrommel
12 im Querschnitt verjüngen, sodass die stiftartigen zweiten Steckkontakte 6 während
des Anschlussvorganges allmählich zunehmend gegen die die nutartigen Vertiefungen
35 auskleidenden ersten elektrischen Leiter 43 gedrückt werden. Der sich verjüngende
Querschnitt ergibt sich beim Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Tiefe der nutartigen
Vertiefungen 35 axial in Richtung zum Schaltungsträger 15 hin abnimmt, wie dies in
Figur 5 bei 48 angedeutet ist.
[0048] Wird die Befestigungsmutter 32 auf das Steckverbinder-Gegenstück 2 aufgeschraubt
und somit das Kabelabgangsteil 8 in Richtung zum Steckverbinder-Gegenstück 2 gezogen,
drückt nach Erreichen einer gewissen Aufschraubtiefe zusätzlich der Boden 3 des Steckverbinder-Gegenstücks
2 auf die vordere Stirnfläche 52 des Trägerkörpers 23, sodass dieser fest gegen den
Schaltungsträger 15 vorgespannt wird (Figur 6).
[0049] Das axiale Bewegungsspiel "a" wird der Kontaktträgertrommel 12 beispielsweise dadurch
verliehen, dass die Kontaktträgertrommel 12, mit ihrer axialen Rückseite 22 voraus,
drehbar und zugleich axial unverlierbar in eine von einer Vertiefung gebildete Trommelaufnahme
53 des Gehäuses 14 des Kabelabgangsteils 8 eingesteckt ist, die zu dem die zweiten
Berührkontaktflächen 26 aufweisenden Kontaktierungsbereich 27 des Schaltungsträgers
15 führt. Die Trommelaufnahme 53 hat eine umlaufende radiale Vertiefung 54, in die
die Kontaktträgertrommel 12 mit einem oder mehreren nach radial außen ragenden Haltevorsprüngen
55 eingreift, deren axiale Abmessungen geringer sind als diejenigen der radialen Vertiefung
54. Durch den sich somit ergebenden Hinterschnitt wird die Kontaktträgertrommel 12
an einem Herausfallen gehindert. Gleichzeitig ermöglicht die Längendifferenz die gewünschte
Verstellbarkeit um das Maß "a".
[0050] Es wäre prinzipiell möglich, die ersten Steckkontakte 24 aus metallischen Hülsen
oder in Stanz-Biege-Technik auszuführen. Die beim Ausführungsbeispiel angewandte Zwei-Komponenten-Spritzgußtechnik
in MID-Technologie hat jedoch fertigungstechnische Vorteile. So können die die ersten
elektrischen Leiter 43 bildenden Metallisierungen sehr einfach so ausgelegt werden,
dass immer zwei, im Idealfall jedoch drei definierte Kontaktflächen beim Einführen
der insbesondere zylindrisch gestalteten stiftartigen zweiten Steckkontakte 6 in die
trapezförmig konturierten nutartigen Vertiefungen 35 entstehen.
[0051] Bei der Herstellung der Kontaktträgertrommel 12 kann zunächst als erste Komponente
ein aus Kunststoffmaterial bestehendes, von der Rückseite 22 bis annähernd zur Vorderseite
21 durchgehendes Zentralteil des Trägerkörpers 23 spritzgegossen werden, in dem die
nutartigen Vertiefungen 35 ausgebildet sind, die mittels MID-Technik zum Erhalt der
ersten elektrischen Leiter 43 metallisiert werden. An den Außenumfang des derart hergestellten
Bauteils wird als zweite Komponente des Trägerkörpers 23 ein hülsenähnliches Außenteil
57 angeformt, wobei allerdings die nutartigen Vertiefungen 35 frei bleiben. Es ergeben
sich lediglich die schon erwähnten Überbrückungen der nutartigen Vertiefungen 35 durch
die zum Außenteil 57 gehörenden ersten und zweiten Stegabschnitte 36, 38.
[0052] Darüber hinaus bildet das Außenteil 57 mehrere bevorzugt zungenartig ausgebildete,
federelastische Haltelemente 58, die die nutartigen Vertiefungen 35 im Bereich der
kanalartigen Steckaufnahmen 42 im Anschluss an die zweiten Stegabschnitte 38 an der
offenen Seite übergreifen. Diese Halteelemente 58 sind radial zur Längsachse 13 elastisch
rückfedernd verformbar.
[0053] Beim Einführen in das Steckverbinder-Gegenstück 2 werden die Halteelemente 58 radial
außen von dem hülsenartigen Wandabschnitt 4 des Steckverbinder-Gegenstückes 2 umschlossen.
Solange die Befestigungsmutter 32 nicht betätigt ist, üben die Halteelemente 58 keine
oder zumindest eine nur geringe Anpresskraft auf die stiftartigen zweiten Steckkontakte
6 quer zur Längsachse 13 aus. Somit ergibt sich eine die Metallisierungsschichten
schonende elektrische Kontaktierung.
[0054] Wird anschließend die Befestigungsmutter 32 fest aufgeschraubt, taucht der hülsen-
beziehungsweise kragenartige Wandabschnitt 4 des Steckverbinder-Gegenstückes 2 axial
in die Befestigungsmutter 32 ein und schiebt sich axial über den die Halteelemente
58 aufweisenden vorderen Längenabschnitt der Kontaktträgertrommel 12. Bei dieser Bewegung
werden die Halteelemente 58 an einer geeignet geformten Beaufschlagungspartie 62 -
beispielsweise ein nasenartiger Radialvorsprung - von dem hülsenartigen Wandabschnitt
4 beaufschlagt und nach radial innen in Richtung zur Grundfläche der nutartigen Vertiefungen
35 verdrängt. Dabei beaufschlagen sie die eingesteckten zweiten Steckkontakte 6 und
drücken diese verstärkt gegen die ersten elektrischen Leiter 43, sodass eine sehr
sichere elektrische Kontaktierung stattfindet.
[0055] Durch die schräg verlaufende Grundfläche der nutartigen Vertiefungen 35 wird die
Klemmwirkung zusätzlich unterstützt.
[0056] Auf die Halteelemente 58 kann unter Umständen verzichtet werden, wenn im Einsatz
der Steckvorrichtung kaum Erschütterungen zu erwarten sind und durch die sonstigen
radialen Vorspannmaßnahmen eine sichere Kontaktierung zwischen den ersten und zweiten
Steckkontakten 24, 6 gewährleistet ist.
[0057] Bei fest angezogener Befestigungsmutter 32 ergibt sich eine zuverlässige Abdichtung
der Trommelaufnahme 53 zur Umgebung hin. Dies resultiert unter anderem daraus, dass
der hülsenartige Wandabschnitt 4 beim Heranziehen an das Gehäuse 14 mit seinem dem
Boden 3 gegengesetzten vorderen Randabschnitt 63 koaxial in einen ersten ringförmigen
Dichtungsvorsprung 64 eingepresst wird, der einstückig mit dem Gehäuse 14 des Kabelabgangsteils
8 ausgebildet ist und die Trommelaufnahme 53 konzentrisch umschließt.
[0058] Als weiter Abdichtmaßnahme sind die fensterartigen Durchbrechungen 37, die die kanalartigen
Steckaufnahmen 42 zur Rückseite 22 der Kontaktträgertrommel 12 hin begrenzen, mit
kapillar eingebrachtem Klebstoff 65 dicht verschlossen. Außerdem schließt am Außenumfang
der Kontaktträgertrommel 12 ein zweiter, am Gehäuse 14 des Kabelabgangsteils 8 ausgebildeter
ringförmiger Dichtungsvorsprung 66 den dem Schaltungsträger 15 zugewandten Endabschnitt
der Trommelaufnahme 53 zur Umgebung hin dicht ab.
[0059] Die oben beschriebene drehfeste Arretierung zwischen dem Kabelabgangsteil 8 und der
Kontaktträgertrommel 12 kann allein auf reibschlüssigem Kontakt zwischen beiden Komponenten
basieren. Allerdings kann bei Bedarf, wie beim Ausführungsbeispiel, eine zusätzliche
formschlüssige Arretierung vorgesehen sein.
[0060] Zum Erhalt der formschlüssigen Arretierung befindet sich an der Kontaktträgertrommel
12, insbesondere durch einstückige Anformung an den Trägerkörper 23 erhalten, eine
verzahnungsartige Eingriffskontur 67, die axial in Richtung zum Kabelabgangsteil 8
weist und die in das Material des Gehäuses 14 eindringt, wenn die Kontaktträgertrommel
12 durch das Steckverbinder-Gegenstück 2 entsprechend verschoben wird. Besondere Vertiefungen
am Gehäuse 14 erübrigen sich dabei, wenn das Gehäusematerial ausreichend elastisch
ist, um das Eindringen der Eingriffskontur 67 zu ermöglichen.
[0061] Die Bauform der Figuren 12 bis 15 entspricht derjenigen der Figuren 1 bis 11, wobei
lediglich der Schaltungsträger 15a sowie die Maßnahmen zur Realisierung der ersten
und zweiten Berührkontaktflächen 25, 26 in der schon geschilderten Weise abweichen
und exemplarisch auf die Halteelemente 58 verzichtet wurde.
[0062] Die Figuren 16 und 17 zeigen eine modifizierte Kontaktträgertrommel 12, auf die oben
in Verbindung mit einer möglichen Gestaltung der Maßnahmen zur Realisierung der zweiten
Berührkontaktflächen 26 bereits kurz eingegangen worden ist. Im Übrigen besteht bei
dieser Kontaktträgertrommel 12 der Trägerkörper 23 aus mehreren Komponenten, und zwar
aus einem länglichen Kern 68, auf den von entgegengesetzten Stirnseiten her zwei Kopfteile
72, 73 aufgesetzt sind. Der Kern 68 besteht aus am Außenumfang ursprünglich vollständig
metallisiertem Kunststoffmaterial, von dem durch gezielten Materialabtrag die zur
Realisierung der ersten Steckkontakte 24 erforderlichen elektrischen Leiter strukturiert
wurden (nicht dargestellt). Die Strukturierung kann beispielsweise durch Einritzen
der die Außenflächen umhüllenden Metallschicht erfolgen. Am Außenumfang des Kerns
68 befindet sich außerdem eine längs verlaufende Positioniernut 74, in die am Innenumfang
der Kopfteile 72, 73 vorgesehene Positioniervorsprünge eingreifen, wenn die Kopfteile
72, 73 aufgesteckt werden.
[0063] Die Bauform der Figuren 18 und 19 schließlich entspricht grundsätzlich derjenigen
der Figuren 1 bis 11, wobei lediglich bei den ersten Steckkontakten 24 an Stelle kanalartiger
Steckaufnahmen für stiftartige zweite Steckkontakte des Steckverbinder-Gegenstückes
2 nunmehr Kontaktstifte 75 vorgesehen sind, die an der axialen Vorderseite 21 der
Kontaktträgertrommel 12 vorstehen und zum Einstecken in komplementäre Buchsenartige
zweite Steckkontakte des Steckverbinder-Gegenstückes 2 ausgebildet sind. Der Steckverbinder
2 gemäß Figuren 18 und 19 stellt also eine Buchse dar, während er bei den anderen
Ausführungsbeispielen jeweils als Stecker ausgebildet ist.
[0064] Die ersten Steckkontakte 24 enthalten dabei weiterhin erste elektrische Leiter 43,
die in nutartigen Vertiefungen 35 am Außenumfang des Trägerkörpers 23 verlaufen und
die durch Stegabschnitte 76 lokal überbrückt sind, sodass sich umfangsseitig komplett
geschlossene Einstecköffnungen 77 ergeben, in denen die Kontaktstifte 75, unter gleichzeitiger
Kontaktierung der ersten elektrischen Leiter 43, fest verankert sind. Die Kontaktstifte
75 können beispielsweise eingeschossen oder eingelegt und durch Verkleben fixiert
werden. Auch ein direktes Umspritzen durch das Kunststoffmaterial des Trägerkörpers
23 ist möglich.
[0065] Die Kontaktstifte 75 können mittels eines geeigneten Kontaktwerkstoffes, beispielsweise
Lötzinn oder Leitklebstoff, mit den ersten elektrischen Leitern 43 verbunden werden.
Wie schon bei den anderen Ausführungsformen sind auch hier zur Realisierung der elektrischen
Leiter Stanz-Biege-Teile verwendbar.
[0066] Bei einem Einsatz einer Stanz-Biege-Technik anstelle der MID-Technik kann Blech in
der gewünschten Form gestanzt, gebogen und umspritzt werden. Das Umspritzen kann unmittelbar
mit der gewünschten Gehäuseform erfolgen, wobei es jedoch zweckmäßiger ist, einen
Vorspritzling als Kern zu erzeugen, der das Stanz-Biege-Teil trägt und auf dem das
Stanz-Biege-Teil in die gewünschten einzelnen Leiterzüge getrennt wird, um es anschließend
mit der eigentlichen Gehäuseform zu umspritzen.
[0067] Alternativ können die ersten elektrischen Leiter 43 auch von den Innenflächen von
Metallbuchsen gebildet werden, die man im Trägerkörper 23 der Kontaktträgertrommel
12 verankert. Zur Erzeugung einer federnden Klemmkraft können die Metallbuchsen zumindest
partiell geschlitzt werden.
1. Elektromechanische Steckvorrichtung, mit einem Steckverbinder (1), der zur elektrischen
und mechanischen Verbindung mit einem Steckverbinder-Gegenstück (2) ausgebildet ist
und der ein Kabelabgangsteil (8) mit einem zur elektrischen verbindung mit einem abgehenden
Kabel (17) vorgesehenen Schaltungsträger (15, 15a) sowie eine an dem Kabelabgangsteil
(8) um ihre Längsachse (13) verdrehbar gelagerte Kontaktträgertrommel (12) aufweist,
dadurch gekennzeichnet dass die Kontaktträgertrommel (12) über erste Steckkontakte (24) verfügt, die an der vom
Kabelabgangsteil (8) wegweisenden axialen Vorderseite (21) der Kontaktträgertrommel
(12) zugänglich sind, um im Rahmen einer in Richtung der Längsachse (13) der Kontaktträgertrommel
(12) erfolgenden Steckbewegung mit zweiten Steckkontakten (6) des Steckverbinder-Gegenstückes
(2) elektrisch kontaktierbar zu sein und die an der dem Kabelabgangsteil (8) zugewandten
axialen Rückseite (22) der Kontaktträgertrommel (12) mit ersten Berührkontaktflächen
(25) versehen sind, die ungeachtet der momentan zwischen dem Kabelabgangsteil (8)
und der Kontaktträgertrommel (12) eingenommenen relativen Drehposition mit axial gegenüberliegend
am Schaltungsträger (15, 15a) vorgesehenen zweiten Berührkontaktflächen (26) kontaktiert
oder kontaktierbar sind.
2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Berührkontaktflächen (25, 26) zumindest teilweise kreisring-
oder kreisbogenförmig mit auf der Längsachse (13) der Kontaktträgertrommel (12) liegendem
Krümmungszentrum ausgebildet sind.
3. Steckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den kreisring- oder kreisbogenförmigen Berührkontaktflächen kooperierenden
anderen Berührkontaktflächen von federnden Knopfkontakten (28) gebildet sind.
4. Steckvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisring- oder kreisbogenförmigen Berührkontaktflächen (25, 26) konzentrisch
zueinander angeordnet sind.
5. Steckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisring- oder kreisbogenförmigen Berührkontaktflächen (25, 26) auf gleichem
oder unterschiedlichem axialen Höhenniveau liegen.
6. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (15) eine Leiterplatte oder eine 3D-MID-Trägerstruktur ist.
7. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine winkelmäßig unbegrenzte Verdrehbarkeit zwischen Kabelabgangsteil (8) und Kontaktträgertrommel
(12).
8. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträgertrommel (12) in Richtung ihrer Längsachse (13) mit Bezug zum Kabelabgangsteil
(8) begrenzt beweglich ist, derart, dass sie vom anzuschließenden Steckverbinder-Gegenstück
(2) in Richtung zum Schaltungsträger (15) verlagerbar ist, wobei die ersten und zweiten
Berührkontaktflächen (25, 26) gegeneinander gedrückt werden.
9. Steckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kontaktträgertrommel (12), insbesondere an deren axialer Rückseite (22), eine
verzahnungsartige Eingriffskontur (67) angeordnet ist, die im durch das Steckverbinder-Gegenstück
(2) beaufschlagten Zustand der Kontaktträgertrommel (12) in formschlüssigen Verdrehsicherungseingriff
mit dem Kabelabgangsteil (8) gelangt.
10. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträgertrommel (12) eine 3D-MID-Komponente ist, deren erste Steckkontakte
(24) zumindest partiell von durch MID-Technologie erzeugten elektrischen Leitern (43)
gebildet sind.
11. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträgertrommel (12) über zur axialen Vorderseite (21) offene kanalartige
Steckaufnahmen (42) verfügt, die zur Aufnahme stiftartiger zweiter Steckkontakte (6)
des Steckverbinder-Gegenstückes (2) ausgebildet sind und die umfangsseitig mit mindestens
einem zu den ersten Steckkontakten (24) gehörenden elektrischen Leiter (43) versehen
sind, der vom eingesteckten zweiten Steckkontakt (6) kontaktierbar ist.
12. Steckvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die kanalartigen Steckaufnahmen (42) von im Bereich des Außenumfanges der Kontaktträgertrommel
(12) platzierten federelastischen Haltemitteln (58) begrenzt sind, die durch das angeschlossene
Steckverbinder-Gegenstück(2) außen beaufschlagbar sind, sodass sie den in der betreffenden
Steckaufnahme (42) befindlichen stiftartigen zweiten Steckkontakt (6) nach radial
innen in Kontakt mit den elektrischen Leitern (43) der ersten Steckkontakte (24) drücken
können.
13. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die kanalartige Steckaufnahmen (42) einen trapezähnlich konturierten Querschnitt
aufweisen, wobei sowohl ihre Grundfläche als auch ihre zur Grundfläche hin konvergierenden
Flanken mit einem elektrischen Leiter (43) der ersten Signalkontakte (24) ausgekleidet
sind.
14. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Steckaufnahmen (42) in Richtung zur axialen Rückseite (22) zur Kontaktträgertrommel
(12) im Querschnitt verjüngen, sodass die stiftartigen zweiten Steckkontakte (6) während
des Anschlussvorganges zunehmend gegen die seitlich angeordneten elektrischen Leiter
(43) der ersten Steckkontakte (24) gedrückt werden.
15. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträgertrommel (12) zu den ersten Steckkontakten (24) gehörende Kontaktstifte
(75) aufweist, die an der axialen Vorderseite (21) vorstehen und zum Eingriff in buchsenartige
zweite Steckkontakte des Steckverbinder-Gegenstückes (2) ausgebildet sind.
16. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder zweiten Berührkontaktflächen (25, 26) aus einem dauerelastischen
Kontaktwerkstoff (46) bestehen, beispielsweise eine elektrisch leitfähige Dichtmasse
oder ein Leitkleber.
17. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelabgangsteil (8) ein aus Kunststoffmaterial bestehendes Gehäuse (14) aufweist,
in das der Schaltungsträger (15) - insbesondere durch Umspritzen - eingebettet ist
und das eine zu dem die zweiten Berührkontaktflächen (26) aufweisenden Kontaktierungsbereich
(27) des Schaltungsträgers (15) führende Trommelaufnahme (53) aufweist, in die die
Kontaktträgertrommel (12), mit ihrer axialen Rückseite (22) voraus, drehbar und zugleich
axial unverlierbar eingesteckt ist.
18. Steckvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (14) innerhalb der Trommelaufnahme (53) ein die Kontaktträgertrommel
(12) konzentrisch umschließender erster ringförmiger Dichtungsvorsprung (64) ausgebildet
ist, an den das Steckverbinder-Gegenstück (2) im angeschlossenen Zustand mit einem
die Kontaktträgertrommel (12) umschließenden hülsenförmigen Wandabschnitt (4) unter
Abdichtung angedrückt wird.
19. Steckvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (14) innerhalb der Trommelaufnahme (53) ein die Kontaktträgertrommel
(12) mit Dichtkontakt umschließender zweiter ringförmiger Dichtungsvorsprung (66)
ausgebildet ist.
20. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine Kontaktträgertrommel (12) mit einem mehrteiligem Trägerkörper (23) mit einem
im Ausgangszustand vollständig metallisierten und zum Erhalt der ersten Signalkontakte
(24) durch mechanische Bearbeitung strukturierten Kern (68), auf den von entgegengesetzten Stirnseiten
her zwei Kopfteile (72, 73) aufgesetzt sind, von denen das im Bereich der axialen
Rückseite (22) befindliche Kopfteil (72) die ersten Berührkontaktflächen (25) trägt.
21. Steckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) als Winkelstecker ausgebildet ist.
1. Electromechanical plug and socket device with a plug-in connector (1) which is designed
for electrical and mechanical connection with a connector mating piece (2), and which
has a cable outlet section (8) with a circuit carrier (15, 15a) provided for electrical
connection with an outgoing cable (17) and a contact carrier drum (12) mounted on
the cable outlet section (8) so as to be rotatable around its longitudinal axis (13),
characterised in that the contact carrier drum (12) has first plug contacts (24) which are accessible on
the axial front (21) of the contact carrier drum (12) facing away from the cable outlet
section (8) so that, in the course of a plugging movement in the direction of the
longitudinal axis (13) of the contact carrier drum (12), they may make electrical
contact with second plug contacts (6) of the connector mating piece (2), and which
are provided on the axial reverse side (22) of the contact carrier drum (12) facing
the cable outlet section (8) with first contact surfaces (25) which, irrespective
of the relative rotary position currently adopted between the cable outlet section
(8) and the contact carrier drum (12), are or may be contacted by second contact surfaces
(26) provided axially opposite on the circuit carrier (15, 15a).
2. Plug and socket device according to claim 1, characterised in that the first and/or second contact surfaces (25, 26) are at least partly circular-ring-shaped
or circular-arc-shaped, with their centre of curvature lying on the longitudinal axis
(13) of the contact carrier drum (12).
3. Plug and socket device according to claim 2, characterised in that the other contact surfaces which cooperate with the circular-ring-shaped or circular-arc-shaped
contact surfaces are formed by button contacts (28).
4. Plug and socket device according to claim 2 or 3, characterised in that the circular-ring-shaped or circular-arc-shaped contact surfaces (25, 26) are concentric
to one another.
5. Plug and socket device according to claim 4, characterised in that the circular-ring-shaped or circular-arc-shaped contact surfaces (25, 26) lie on
the same level or on different levels.
6. Plug and socket device according to any of claims 1 to 5, characterised in that the circuit carrier (15) is a printed circuit board or a 3D-MID-carrier structure.
7. Plug and socket device according to any of claims 1 to 6, characterised by an ability for unlimited angular rotation between the cable outlet section (8) and
the contact carrier drum (12).
8. Plug and socket device according to any of claims 1 to 7, characterised in that the contact carrier drum (12) has limited movement relative to the cable outlet section
(8) in the direction of its longitudinal axis (13), in such a way that it may be shifted
in the direction of the circuit carrier (15) by the connector mating piece (2) to
be connected, with the first and second contact surfaces (25, 26) being pressed against
one another.
9. Plug and socket device according to claim 8, characterised in that the contact carrier drum (12) is provided, in particular on its axial reverse side
(22), with a tooth-like switching engaging contour (67) which, with the contact carrier
drum (12) pressure-loaded by the connector mating piece (2), comes into positive anti-twist
locking with the cable outlet section (8).
10. Plug and socket device according to any of claims 1 to 9, characterised in that the contact carrier drum (12) is a 3D-MID component, with first plug contacts (24)
formed at least partly by electrical conductors (43) produced through MID technology.
11. Plug and socket device according to any of claims 1 to 10, characterised in that the contact carrier drum (12) has channel-like sockets (42), open towards the axial
front (21), which are designed to accommodate pin-like second plug contacts (6) of
the connector mating piece (2) and are provided on the peripheral side with at least
one electrical conductor (43) belonging to the first plug contacts (24) and which
may be contacted by the inserted second plug contact (6).
12. Plug and socket device according to claim 11, characterised in that the channel-like sockets (42) are bounded by spring-elastic retaining means (58)
located in the area of the outer periphery of the contact carrier drum (12) and which
may be pressure-loaded externally by the connected connector mating piece (2), so
that they are able to press the pin-like second plug contact (6) located in the relevant
socket (42) radially inwards in contact with the electrical conductors (43) of the
first plug contacts (24).
13. Plug and socket device according to any of claims 11 or 12, characterised in that the channel-like sockets (42) have a quasi-trapezoidal contoured cross-section, with
both their base and their sides converging towards the base lined with an electrical
conductor (43) of the first signal contacts (24).
14. Plug and socket device according to any of claims 11 to 13, characterised in that the sockets (42) taper in cross-section in the direction of the axial reverse side
(22) towards the contact carrier drum (12), so that the pin-like second plug contacts
(6) are pressed increasingly against the side-mounted electrical conductors (43) of
the first plug contacts (24) during the connection process.
15. Plug and socket device according to any of claims 1 to 10, characterised in that the contact carrier drum (12) has contact pins (75) belonging to the first plug contacts
(24) and protruding at the axial front (21), which are designed to engage in socket-like
second plug contacts of the connector mating piece (2).
16. Plug and socket device according to any of claims 1 to 15, characterised in that the first and/or second contact surfaces (25, 26) are made of a permanently-elastic
contact material (46), for example an electrically conductive sealing compound or
a conductive adhesive.
17. Plug and socket device according to any of claims 1 to 16, characterised in that the cable outlet section (8) has a casing (14) made of plastic material in which
the circuit carrier (15) is embedded - in particular encapsulated by injection moulding
- and which has a drum mounting (53) leading to the contacting area (27) of the circuit
carrier (15) with the second contact surface (26), in which the contact carrier drum
(12) is inserted with its axial reverse side (22) leading, rotatable and at the same
time held axially captive.
18. Plug and socket device according to claim 17, characterised in that there is formed on the casing (14) within the drum mounting (53) a first annular
sealing projection (64) which concentrically encompasses the contact carrier drum
(12), against which the connector mating piece (2) is pressed with sealing in the
connected state, by a sleeve-shaped wall section (4) encompassing the contact carrier
drum (12).
19. Plug and socket device according to claim 17 or 18, characterised in that there is formed on the casing (14) within the drum mounting (53) a second annular
sealing projection (66) which encompasses the contact carrier drum (12) with sealing
contact.
20. Plug and socket device according to any of claims 1 to 18, characterised by a contact carrier drum (12) with a multi-sectional support body (23) with a core
(68) which is completely metallised in the original state and structured by mechanical
machining to support the first signal contacts (24), and on which two head sections
(72, 73) are placed from opposite end faces, with the head section (72) located in
the area of the axial reverse side (22) carrying the first contact surfaces (25).
21. Plug and socket device according to any of claims 1 to 20, characterised in that the plug-in connector (1) is in the form of a right-angle connector.
1. Dispositif de connexion électromécanique avec un connecteur à fiches (1), lequel est
réalisé pour la connexion électrique et mécanique avec une contrepartie de connecteur
à fiches (2) et lequel présente une partie de sortie de câble (8) avec un support
de câblage (15, 15a) prévu avec un câble sortant (17) pour la connexion électrique
ainsi qu'avec un cylindre porte-contact (12) monté de manière rotative autour de son
axe longitudinal (13) sur la partie de sortie de câble (8), caractérisé en ce que le cylindre porte-contact (12) dispose de premiers contacts à fiche (24) accessibles
sur le côté avant axial (21) du cylindre porte-contact (12) opposé à la partie de
sortie de câble (8) afin de pouvoir entrer en contact électrique, dans le cadre d'un
mouvement d'enfichage s'effectuant en direction de l'axe longitudinal (13) du cylindre
porte-contact (12), avec des deuxièmes contacts à fiche (6) de la contrepartie du
connecteur à fiches (2), et en ce que le côté arrière axial (22) du cylindre porte-contact (12) orienté vers la partie
de sortie de câble (8) est muni de premières surfaces de contact (25) lesquelles,
indépendamment de la position de rotation relative momentanément adoptée entre la
partie de sortie de câble (8) et le cylindre porte-contact (12), entrent en contact,
ou peuvent entrer en contact avec des deuxièmes surfaces de contact (26) prévues de
manière axiale en vis-à-vis sur le support de câblage (15, 15a).
2. Dispositif de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières et/ou deuxièmes surfaces de contact (25, 26) sont réalisées au moins
partiellement en forme d'anneau de cercle ou d'arc de cercle avec le centre de courbure
situé sur l'axe longitudinal (13) du cylindre porte contact (12).
3. Dispositif de connexion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les autres surfaces de contact qui coopèrent avec les surfaces de contact en forme
d'anneau de cercle ou d'arc de cercle sont formées par des contacts à bouton à ressorts
(28).
4. Dispositif de connexion selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les surfaces de contact en forme d'anneau de cercle ou d'arc de cercle (25, 26) sont
disposées de manière concentrique les unes par rapport aux autres.
5. Dispositif de connexion selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces de contact en forme d'anneau de cercle ou d'arc de cercle (25, 26) se
situent sur un même niveau de hauteur ou des niveaux de hauteur différents.
6. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support de câblage (15) est une carte à circuits imprimés ou une structure de
support 3D-MID.
7. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par une capacité de rotation illimitée du point de vue de l'angle entre la partie de
sortie de câble (8) et le cylindre porte-contact (12).
8. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cylindre porte-contact (12) peut se mouvoir de manière limitée en direction de
son axe longitudinal (13) par rapport à la partie de sortie de câble (8), de manière
à pouvoir se décaler par rapport à la contrepartie de connecteur à fiches (2) en direction
du support de câblage (15), moyennant quoi les premières et deuxièmes surfaces de
contact (25, 26) sont pressées les unes contre les autres.
9. Dispositif de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on dispose sur le cylindre support de contact (12), en particulier sur le côté
arrière axial (22) de celui-ci, un contour de mise en prise de type à engrènement
(67) lequel, à l'état de sollicitation par la contrepartie de connecteur à fiches
(2) du cylindre porte-contact (12), arrive en prise antigiratoire de solidarisation
avec la partie de sortie de câble (8).
10. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le cylindre porte-contact (12) est un composant 3D-MID, dont les premiers contacts
à fiche (24) sont au moins partiellement formés par des conducteurs électriques (43)
produits grâce à une technologie MID.
11. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le cylindre porte-contact (12) dispose de logements enfichables (42) semblables à
des canaux ouverts vers le côté avant axial (21), lesquels sont réalisés pour accueillir
des deuxièmes contacts à fiche semblables à des tiges (6) de la contrepartie de connecteur
à fiches (2) et qui sont munis du côté périphérique d'au moins un conducteur électrique
(43) appartenant aux premiers contacts à fiche (24), avec lequel le deuxième contact
à fiche (6) enfiché peut entrer en contact.
12. Dispositif de connexion selon la revendication 11, caractérisé en ce que les logements enfichables semblables à des canaux (42) sont délimités par des moyens
de fixation élastiques comme un ressort (58) placés dans la zone de la périphérie
extérieure du cylindre porte-contact (12), lesquels moyens de fixation peuvent être
sollicités à l'extérieur par la contrepartie de connecteur à fiches (2) raccordée,
de manière à pouvoir pousser le deuxième contact à fiche semblable à une tige (6)
se trouvant dans le logement enfichable correspondant (42) radialement vers l'intérieur
en contact avec les conducteurs électriques (43) des premiers contacts à fiche (24).
13. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que les logements enfichables semblables à des canaux (42) présentent une section à contour
semblable à un trapèze, moyennant quoi leur surface de fond, tout comme également
leurs flancs convergeant vers la surface de fond, sont garnis par un conducteur électrique
(43) des premiers contacts de signaux (24).
14. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les logements enfichables (42) ont une section qui rétrécit en direction du côté
arrière axial (22) vers le cylindre porte-contact (12), de sorte que les deuxièmes
contacts à fiche semblables à des tiges (6) sont de plus en plus pressés contre les
conducteurs électriques (43) des premiers contacts à fiche (24) disposés latéralement
pendant le processus de raccordement.
15. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le cylindre porte-contact (12) présente des fiches de contact (75) appartenant au
premiers contacts à fiche (24), lesquelles dépassent sur le côté avant axial (21)
et sont réalisées pour se mettre en prise dans des deuxièmes contacts à fiches semblables
à une gaine de la contrepartie de connecteur de câble (2).
16. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les premières et/ou deuxièmes surfaces de contact (25, 26) se composent d'une matière
première de contact à élasticité permanente (46), par exemple un mastic d'étanchéité
électroconducteur ou une colle de conduction.
17. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la partie de sortie de câble (8) présente un boîtier (14) se composant d'une matière
synthétique, dans lequel le support de câblage (15) est intégré - en particulier par
injection périphérique - et en ce qu'elle présente un logement de cylindre (53) menant vers la zone de contact (27) du
support de câblage (15) présentant les deuxièmes surfaces de contact (26), dans lequel
le cylindre porte-contact (12) est inséré de manière rotative et simultanément impossible
à perdre axialement avec son côté arrière axial (22) vers l'avant.
18. Dispositif de connexion selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'on réalise sur le boîtier (14), à l'intérieur du logement de cylindre (53), une
première proéminence d'étanchéité annulaire (64) entourant de manière concentrique
le cylindre porte-contact (12), contre laquelle la contrepartie de connecteur à fiche
(2) est poussée à l'état raccordé avec un tronçon de paroi en forme de gaine (4) entourant
le cylindre porte-contact (12) de manière étanche.
19. Dispositif de connexion selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que l'on forme sur le boîtier (14), à l'intérieur du logement de cylindre (53), une deuxième
proéminence d'étanchéité annulaire (66) entourant le cylindre porte-contact (12) en
contact d'étanchéité.
20. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé par un cylindre porte-contact (12) avec un corps de support en plusieurs parties (23)
avec un noyau (68) entièrement métallisé à l'état de départ et structuré grâce à un
traitement mécanique pour conserver les premiers contacts de signaux (24), sur lequel
deux parties de tête (72, 73) sont placées à partir de côtés frontaux antagonistes,
la partie de tête (72) qui se situe dans la zone du côté arrière axial (22) parmi
les parties de têtes portant les premières surfaces de contact (25).
21. Dispositif de connexion selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le connecteur à fiches (1) est réalisé en tant que connecteur angulaire.
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