Die Erfindung betrifft eine mehrpolige Steckereinheit umfassend einen Stecker mit einem nichtleitenden Steckerkörper und eine entsprechende Steckdose, die zusammengefügt eine elektrische und eine formschlüssige Verbindung bilden, gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.

Es existieren verschiedene Arten von mehrpoligen Steckereinheiten, die geeignet sind, verschiedene elektrische Signale zu transportieren, beispielsweise Multisteckersysteme. Eine solche mehrpolige Steckereinheit umfasst einen mehrere Pins umfassenden Stecker und eine Steckdose, die eine entsprechende Buchse für jedes Pin umfasst. Eine solche Steckereinheit hat den Nachteil, dass nicht alle elektrischen Kontakte gleichzeitig erstellt werden und dass während der Verwendung eine falsche Manipulierung einen Teil der Kontakte unterbrechen kann. Solche Steckereinheiten sind zum Beispiel nicht für Geräte geeignet, die verschiedene elektrische Signale benützen, um verschiedene Messungen gleichzeitig durchzuführen. Die Messungen der ersten Momente nach dem Einschalten sind unbenutzbar, wenn die elektrischen Kontakte nicht gleichzeitig geschlossen werden.

Ein Beispiel für ein solches Gerät ist eine multifunktionale Kathetersonde, die der Anmelder entwickelt und in der Patentanmeldung CH 1646/04 offenbart hat. Diese multifunktionale Kathetersonde weist einen multiluminaren Schlauch auf, der in verschiedene Abschnitte unterteilt ist. Die aufeinanderfolgenden Abschnitte sind jeweils über ein Kupplungsstück miteinander verbunden. Dieses Kupplungsstück ermöglicht einerseits das Verbinden jedes Lumens eines Schlauchabschnittes mit jedem Lumen eines darauffolgenden Schlauchabschnittes, und trägt andererseits einen Sensor. Die elektrischen Leitungen der Sensoren verlaufen jeweils in einem Lumen vom Kupplungsstück bis zum Ende des multiluminaren Schlauchs. Am Ende des multiluminaren Schlauchs treten mehrere elektrischen Leitungen heraus. Eine Steckereinheit ist somit erforderlich, um über diese elektrischen Leitungen alle Sensoren zu speisen und deren verschiedene elektrische Signale einer zentralen Auswerteeinheit zuzuführen.

Während solche medizinischen Geräte in der Bauweise immer kleiner werden und die zentralen Auswerteeinheiten immer kompakter, sind alle bisher auf dem Markt erhältlichen Steckereinheiten vergleichsweise voluminös. Je mehr Verbindungen erstellt werden müssen, umso schwieriger ist es, die Kontakte zusammenzufügen, ohne dass dabei Fehlschaltungen verursacht oder Pins verbogen werden.

Ein wesentliches hierbei zu vermeidendes Problem besteht darin, dass beim Zusammenfügen von Stecker und Steckdose keine kurzzeitigen Kontaktverbindungen auftreten dürfen, die nicht den einzig gewählten Kontaktkombinationen entsprechen. Bei Steckereinheiten, bei denen die Kontakte in Bewegungsrichtung der Steckereinführung hintereinander liegen, ist dies jedoch problematisch.

Aus der US-4 488 766 ist ein mehrpoliger Schalter bekannt, mit zwei etwa zylindrischen Schaltwalzen auf der eine Vielzahl von Kontaktringe aufgesetzt sind. Diese Kontaktringe sind durch Drehen der Schaltwalze mit beispielsweise gedrückten Kontaktplättchen in leitende Verbindung bringbar.

Aus der EP-A-136 783 ist ein weiterer mehrpoliger Schalter für eine Verbindung mit Kontakten auf einer gedrückten Schaltung.

Das Schaltergehäuse wiest eine achsiale Öffnung auf, in die ein steckbarer Schalter einführbar ist und mittels einer federnd gelagerten Achse lässt sich der Schalter drehen und dabei eine Vielzahl von Kontaktelementen mit gedrückten Kontaktstellen auf einer gedrückten Schaltung in Verbindung bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrpolige Steckereinheit zu schaffen, die in zusammengefügtem Zustand gleichzeitig alle elektrischen Kontakte herstellt und die eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht mit einer hohen Dichte von Kontakten pro Volumeneinheit, die zudem Fehlmanipulationen praktisch ausschliesst.

Diese Aufgabe wird durch eine mehrpolige Steckereinheit nach dem unabhängigen Anspruch gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Die genaue Ausgestaltung und die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen. In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante der mehrpoligen Steckereinheit gemäss der Erfindung;

Figur 2

eine perspektivische Ansicht des Steckers gemäss der Erfindung;

Figur 3

einen Axialschnitt durch einen Stecker gemäss einer ersten Variante der Erfindung;

Figur 4

eine perspektivische Ansicht des Steckers gemäss einer zweiten Variante der Erfindung;

Figur 5

ein Detail D des Steckers gemäss Figur 4;

Figur 6

eine perspektivische Ansicht des Steckers gemäss einer dritten Variante der Erfindung;

Figur 7

eine perspektivische Ansicht der Steckdose gemäss der Figur 1;

Figur 8

einen Axialschnitt durch die Steckdose gemäss der Figur 7.

Die Figur 1 zeigt eine erste Variante einer Steckereinheit gemäss der Erfindung. Die mehrpolige Steckereinheit 1 umfasst einen Stecker 2 und eine Steckdose 3. Der Stecker 2 weist einen Steckergriff 5 und einen nichtleitenden Steckerkörper 4 auf. Erfindungsgemäss wird der nichtleitende Steckerkörper 4 in die Steckdose 3 eingeführt und mit dem Steckergriff 5 gedreht, um die elektrischen Kontakte gleichzeitig anzuschalten. Der Stecker 2 ist weiter beschrieben in den Zeichnungen 2 bis 6.

Der Steckergriff 5 ist mit dem Steckerkörper 4 verbunden. Als Beispiel in Figur 3 weist der Steckergriff 5 ein Eintrittsloch 51 auf, das einen Zugang zu einem Innenraum 52 darstellt. Der Steckerkörper 4 umfasst einen in seiner Längsrichtung verlaufenden Hohlraum, der in den Innenraum 52 einmündet. Der Innenraum 52 und das Eintrittsloch 51 definieren einen Zugang von draussen in den Hohlraum 42, dessen Funktion später erklärt wird. Der nichtleitende Steckerkörper 4 ist ein länglicher Körper, der einen mehreckigen Querschnitt aufweist, zum Beispiel einen quadratischen Querschnitt 16 wie in Figur 2 gezeigt. Der mehreckige Querschnitt kann auch ein dreieckiger, fünfeckiger, sechseckiger, achteckiger, usw. Querschnitt sein. Die Längskanten 18 dieses Steckerkörpers 4 können gerundet sein. Erfindungsgemäss verläuft eine Längsnut 12 im Bereich mindestens einer Längskante 18 des Steckerkörpers 4. In Figur 2 verläuft einen Längsnut 12 im Bereich jeder Längskante 18 des länglichen Steckerkörpers 4. Jede Längsnut 12 wird von einer Vielzahl von Quernuten 14 in einem Raster gekreuzt. Diese Quernuten 14 verlaufen parallel und nebeneinander verteilt, in regelmässigen Abständen, über der Längsnut 12. Wie in Figur 5 gezeigt ist in der Längsnut 12 eine gedruckte Leiterplatte 6 mit Kontaktflächen 8 so eingelegt, dass gewisse Kontaktflächen vorgegebenen Stellen der Quernuten 14 entsprechen. Die Quernuten 14 bilden einen Zugang zu den Kontaktflächen für quer zur Längsrichtung verlaufende Kontaktdrähte oder Kontaktstifte der Steckdose 3 wie anhand der Figuren 7 und 8 später beschrieben wird. Wenn der Steckerkörper 4 in die Steckdose 3 eingeführt wird, gelangen die Kontaktflächen nicht in Berührung mit den Kontaktdrähten oder Kontaktstiften der Steckdose 3. Die Kontaktdrähte oder Kontaktstifte sind so angeordnet, dass sie durch Drehung des Steckers in den Quernuten zu liegen kommen und so mit den Kontaktflächen in Berührung gelangen und gleichzeitig eine translatorische Verriegelung des Steckers in der Steckdose bewirken. Die Längsnut 12 des Steckers wird nachfolgend im Detail beschrieben.

Die Längsnut 12 kann entweder eine geschlossene Längsnut oder eine offene Längsnut sein. In den Figuren 3 und 5 ist eine offene Längsnut 12 dargestellt. Es wird von einer offenen Längsnut 12 gesprochen, falls im Bereich einer Längskante 18 eine Längsnut entlang mindestens einem Teil ihrer Länge geöffnet ist. Diese nach aussen gerichtete Öffnung im Steckerkörper 4, ermöglicht eine gedruckte Leiterplatte mit Kontaktflächen in die Längsnut 12 einzulegen, zu kleben oder einzuklemmen. Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform von einer offenen Längsnut, die im Bereich des Nutenbodens erweitert ist. Die offene Längsnut 12 umfasst zwei seitlich hintergreifende Längsrillen 13.1 und 13.2, so dass der Querschnitt der offenen Längsnut 12 einen Querschnitt in Form eines gedrehten T bildet. Ein erstes Beispiel wird in Figur 4 gezeigt. Diese offene Längsnut 12 mündet in den Innenraum 52 des Steckergriffs 5 ein und eine gedruckte Leiterplatte 6 kann in die offene Längsnut durch diese Öffnung in den Innenraum 52 eingeführt werden. Die seitlichen Längsrillen 13.1 und 13.2 halten beide Längsseiten der Leiterplatte 6 in der offenen Längsnut 12 fest. Statt in den Innenraum einzumünden, kann auch die offene Längsnut am anderen Ende des Steckerkörpers 4 austreten. Es ist auch möglich eine offene Längsnut 12 mit zwei seitlichen Längsrillen 13.1 und 13.2 zu haben mit oder ohne Öffnung an einem Ende des Steckerkörpers. In diesem Fall wird eine flexibel gedruckte Leiterplatte 6, beispielsweise ein Flexiprint, mit Kontaktflächen 8 in der Längsnut 12 unter Druck eingeführt bis diese einschnappt, so dass jede Längsseite dieser Leiterplatte 6 in eine seitliche Längsrille 13.1, 13.2 eingreift so dass die Leiterplatte 6 fest in dem Steckerkörper 4 durch einen Form- oder Kraftschluss gehalten ist.

Eine andere nicht dargestellte Variante besteht in einer geschlossenen oder gedeckten Längsnut 12. Im Bereich einer Längskante 18 ist eine auf ihrer gesamten Länge geschlossene Längsnut im Steckerkörper 4 eingeformt, die an mindestens einem ihrer beiden Enden eine Öffnung aufweist, in die eine gedruckte Leiterplatte 6 eingeführt werden kann. Die Öffnung der gedeckten Längsnut, wie schon erklärt für eine offene Längsnut, kann entweder in das Ende des Steckerkörpers einmünden, das in die Steckdose eingeführt wird oder kann in das andere Ende des Steckerkörpers einmünden, das beispielsweise in den Innenraum 52 einmündet. Die tunnelartige geschlossene Längsnut kreuzt aber sämtliche Quernuten 14 so, dass sich an diesen Stellen die Kontaktflächen der Leiterplatte befinden können.

Eine Leiterplatte 6 umfasst mehrere Kontaktflächen 8, die mit nicht dargestellten Leiterdrähten verbunden sind, damit jede Kontaktfläche 8 eine elektrische Versorgung hat. Dafür umfasst der Hohlraum 42 quer zur Längsrichtung Durchführungen 41.1, 41.2, 41.3, 41.4, 41.5, die in die verschiedenen Längsnuten 12 einmünden. Die nicht dargestellten Leiterdrähte verlaufen von den in den Längsnuten eingelegten Leiterplatten 6 in den Durchführungen 41.1, 41.2, 41.3, 41.4, 41.5, dann in den Hohlraum, queren den Innenraum 52, um schliesslich in das Eintrittsloch einzumünden.

Die dem beschriebenen Stecker 2 entsprechende Steckdose 3 wird jetzt mit Bezug auf die Figuren 7 und 8 beschrieben. Die Steckdose umfasst ein Steckdosengehäuse 20, das einen Innenraum 24 für die Aufnahme des Steckers 2 aufweist. Dieser Innenraum 24 ist zylindrisch und umfasst einen kreisförmigen Querschnitt, wobei der mehreckige Querschnitt des Steckerkörpers 4 in dem kreisförmigen Querschnitt eingeführt werden kann. Durchbrüche 26 verlaufen quer zur Längsrichtung im Steckdosengehäuse 20 und bilden in Längsrichtung eine Reihe mit dem Raster der Quernuten des Steckers. In der Wand des Innenraums 24 sind mehrere Reihen von Durchbrüchen gebildet, die so angeordnet sind, dass jede Reihe einer Längskante des Steckerkörpers entspricht. Kontaktstifte oder Kontaktdrähte 28 verlaufen in bestimmten Durchbrüchen 26. Das Raster einer Reihe der Durchbrüche 26 entspricht dem Raster der Quernuten des Steckerkörper 4, damit durch Drehung des Steckerkörpers in dem Steckdosengehäuse 20 die Kontaktstifte oder Kontaktdrähte 28 in den Quernuten zu liegen kommen und mit den Kontaktflächen in Berührung gelangen. Das Steckdosengehäuse 20 umfasst eine Einführungsöffnung 22, die einen Durchgang für den Stecker bildet. Der Durchgang hat eine mehreckige Form, die der mehreckigen Form des Querschnitts des Steckerkörpers entspricht. Im Bereich dieser Einführungsöffnung 22 ist mindestens ein Anschlag angeformt, welcher eine Winkellage der Längskanten 18 des Steckers 2 zu den Kontaktdrähten oder -stiften 28 in der Steckdose 3 während der Einführung des Steckers sichert. In Figur 7 ist eine viereckige Form der Einführungsöffnung mittels vier Anschlägen 36.1, 36.2, 36.3, 36.4 gebildet. Die angulare Position dieser mehreckigen Form ist so gewählt, dass wenn der Steckerkörper 4 in das Steckdosengehäuse 20 eingeführt wird, die Längskanten des Steckerkörpers mit seinen Kontaktflächen nicht gegenüber den Durchbrüchen mit den Kontaktdrähten oder -stiften des Steckdosengehäuses 20 zu liegen kommen.

Wie in Figur 3 ersichtlich, umfasst der Stecker 2 an der Verbindung zwischen dem Ende des Steckerkörpers und dem Steckgriff 5 eine zirkulare Rille 43, die einen kleineren Durchmesser hat als die lichte Weite zwischen zwei einander gegenüberliegenden Anschlägen 36.1, 36.3 bzw. 36.2, 36.4 im Steckerkörper. Wenn der Steckerkörper 4 in das Steckdosengehäuse 20 eingeführt wird, ist der Steckkörper 4 nur drehbar, so bald die zirkulare Rille die Einführungsöffnung erreicht hat. Figur 6 zeigt auch einen Stecker, der mehrere zirkulare Rillen 43 umfasst, die auf der Länge des Steckerkörpers verteilt angeordnet sind. Zwischen zwei aufeinander folgenden zirkularen Rillen 43 ist ein Teil der Längsnuten mit einer vorgegebenen Anzahl der Quernuten angeordnet. Diese Ausführungsform erhöht die Festigkeit der mechanischen Verbindung von Stecker und Steckdose in der gesicherten, gedrehten Anordnung.

Der Steckerkörper kann auch, wie in den Figuren 2 und 6 gezeigt, einen Nocken 32 an einer Seitenfläche des Steckerkörpers, zwischen zwei seiner Längskanten, umfassen. Dieser Längsnocken 32 verläuft bis zu der zirkularen Rille 43 und ist jeweils im Bereich der Quernuten 14 unterbrochen. Die Einführungsöffnung 22 des Steckdosengehäuses 20, besonders einer der Anschläge 36.4 der Einführungsöffnung 22, weist eine entsprechende Aufnahmerille 34 für den Nocken 32 auf. Der Nocken 32 ist in die entsprechende Aufnahmerille 34 formschlüssig einführbar. Dieser Längsnocken 32 und die entsprechende Aufnahmerille 34 erlauben die Einführung des Steckerkörpers in das Steckdosengehäuse nur wenn die Steckerkörper in einer bestimmten Position relativ zu der Steckdose sind. Damit ist es möglich zu bestimmen, welche Längsnut zu welcher Reihe von Durchbrüchen und deren Kontaktdrähten oder -stiften zugeordnet sein soll. Zusätzlich bildet der Längsnocken 32, mit der Aufnahmerille 34 und die eine mehreckige Form der Einführungsöffnung bildenden Anschläge ein Bajonettsperrmittel, das die translatorische Verriegelung des Steckers in der Steckdose 3 bewirkt, so bald der nichtleitende Steckerkörper 4 in das Steckdosengehäuse 20 eingeführt und gedreht worden ist. Andere Typen von Bajonettsperrmitteln sind unter Beibehaltung der erfindungsgemässen Lehre denkbar.

Es ist natürlich möglich auf einem Anschlag 36.4 statt einer Aufnahmerille einen Nocken vorzusehen, und in dem Steckerkörper 4 statt einem Nocken 32 eine entsprechende Aufnahmerille für den Nocken vorzusehen. Es ist auch möglich, dass diese Aufnahmerille eine Längsnut ist. Der Nocken passt formschlüssig in eine Aufnahmerille im Steckerkörper 4.

Die Aufnahmerille 34 steht in Verbindung mit einer Ringnut, in welcher der Nocken 32 in einer Endstellung einzugreifen vermag und der Stecker somit bajonettverschlussartig im Steckdosenkörper sicherbar ist.

Figur 6 zeigt eine andere Ausführungsform des Steckers. Jede Quernut erstreckt sich quer zur Längsrichtung der Längsnuten. Während die äussere Kontur des Steckerkörpers 4 somit mehreckig bleibt, ist die Querschnittsform des Steckerkörpers im Bereich der Quernuten kreisförmig.

Aus Figur 8 ist ersichtlich, dass die Kontaktdrähte oder -stifte 28 den Innenraum 24 des Steckdosengehäuses 20 so kreuzen, dass der Steckerkörper 4 in einer vorgegebenen Winkellage einführbar ist und die Kontaktdrähte oder -stifte 28 in gedrehter Lage des Steckers 2 in berührende Verbindung mit den leitenden Kontaktflächen 8 der Leiterplatte 6 gelangen. Vorteilhafterweise sind sämtliche Kontaktdrähte bzw. -stifte 28 an einer einzigen Seitenfläche des Steckdosengehäuses hinausgeführt, so dass das Steckdosengehäuse auf einer Platte einer gedruckten Schaltung anbringbar ist. Das Steckdosengehäuse 20 weist einen viereckigen Querschnitt auf.

Die zirkulare Form der Quernuten verhindert, dass die Kontaktdrähte oder -stifte durch die Drehung des Steckerkörpers 4 in der Steckdose 3 beschädigt werden.

1 Steckereinheit 2 Stecker 3 Steckdose 4 Nichtleitender Steckerkörper 41.1,...,41.6 Durchführung 42 Hohlraum 43 Zirkulare Rille 5 Steckergriff 51 Eintrittsloch 52 Innenraum 6 Leiterplatte 8 Leitende Kontaktflächen, gedruckt 12 Längsnut 13.1, 13.2 Seitliche Längsrillen 14 Quernuten 16 Querschnitte des nichtleitenden Steckerkörpers 18 Längskanten 20 Steckdosengehäuse 22 Einführungsöffnung 24 Innenraum 26 Durchbrüche 28 Kontaktdrähte oder -stifte 32 Nocken 34 Aufnahmerille für Nocken - 36.1, 36.2, 36.3,36.4 Anschlag