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(11) | EP 0 663 107 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
STECKVERBINDERPAAR PLUG AND SOCKET CONNECTOR UNIT PAIRE DE CONNECTEURS A FICHES |
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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 ein Steckverbinderpaar mit einem den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
[0002] Derartige Steckverbinderpaare sind im Stand der Technik in den unterschiedlichsten Ausgestaltungen beschrieben und im Einsatz. Insbesondere bei Starkstromsteckverbindern finden derartige Konstruktionen Anwendung. Aber auch bei Schwachstromverbindern gibt es derartige Ausführungen in großer Vielzahl.
[0003] Es sind im Stand der Technik eine Reihe von Steckverbinderpaaren bekannt, die durch Bajonett-, Schraub-, oder Schnappmechanismen oder dgl. miteinander verriegelbar sind. Allerdings können bei diesen bekannten Steckverbinderpaaren die Stecker und die Buchse nicht einfach zusammengesteckt werden, ohne dabei ein Verriegelungsorgan zu betätigen, das im zusammengesteckten Zustand die beiden Komponenten in fest verbundener Stellung hält und nur zum Lösen der beiden Komponenten zu betätigen ist.
[0005] Aus der DE 39 28 710 A1 ist eine elektrische Steckverbindung mit zwei Verbindungselementen bekannt, wobei das eine Verbindungselement mindestens ein in einer Zwangsführung eines Gehäuses gelagertes, mittels eines Axialschiebers radial verlagerbares Verriegelungselement aufweist, das in Verriegelungsstellung eine Schulter des anderen Verbindungselementes hintergreift und durch manuelle Verlagerung des von einer Federanordnung beaufschlagten Axialschiebers in eine die Schulter freigebende Entriegelungsposition steuerbar ist. Dabei ist die Federanordnung durch ein das Gehäuse umgebendes, teilweise hohl liegendes Blechstanzteil gebildet, dessen hohlliegende Bereiche von dem Axialschieber betätigt werden.
[0006] Die Verriegelungsglieder sind hierbei tangential zur Innenhöhlung des Gehäuses angeordnet und wandern beim Freigeben der Innenhöhlung des Gehäuses radial nach außen.
[0007] Aus der US-PS 4,017,139 ist elektrischer Steckverbinder bekannt, bei dem kreiszylinderförmig angeordnete Federzungen im Bereich ihres freien Endes radial nach innen weisende im Querschnitt halbkreisförmige Vorsprünge aufweisen, die in eine entsprechende ringförmige Nut eines gegengleich geformten Steckverbinders eingreifen können. An der Außenseite der Federelemente sind ebenfalls Vorsprünge angeordnet, die in eine Ausnehmung eines die Federelemente umgebenden Ringes eintauchen können, wenn der Ring verschoben wird, um die beiden Steckverbinder voneinander zu lösen. Im eingerasteten Zustand der Steckverbinder liegen die äußeren Vorsprünge der Federelemente an der Innenwand des Ringes an, so daß die Federelemente nicht radial nach außen ausweichen können.
[0008] Eine derartige Handhabungsmöglichkeit ist im Hinblick auf die Einfachheit der Bedienung wünschenswert.
[0009] Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Steckverbinderpaar der eingangs genannten Art bereitzustellen, das diese Art der Betätigung ermöglicht.
[0010] Zur Lösung dieses Problems ist bei dem eingangs genannten Steckverbinderpaar das Rastelement in der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Weise ausgestaltet.
[0011] Diese Ausgestaltung erlaubt ein einfaches Zusammenstecken des Steckers und der Buchse, ohne daß die Hülse zu betätigen wäre. Zwar besteht auch die Möglichkeit, die Hülse in Ihre betätigte Stellung zu bringen, wodurch sich ggf. das Zusammenstecken erleichtert. es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, die Hülse zu verschieben.
[0012] Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen und werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen
- Fig. 1
- ein Steckverbinderpaar in schematischer Längsschnittdarstellung in getrenntem Zustand,
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 beiZ mit einem Rastelement,
- Fig. 3
- das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 in einer ersten Übergangsstellung beim Zusammenstecken,
- Fig. 4
- das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 in einer zweiten Übergangsstellung beim Zusammenstecken,
- Fig. 5
- das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 in zusammengestecktem Zustand,
- Fig. 6
- das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 beim Trennen in einer ersten Übergangsstellung, und
- Fig. 7
- das Steckverbinderpaar nach Fig. 1 beim Trennen in einer zweiten Übergangsstellung.
[0013] In den Zeichnungen ist ein Steckverbinderpaar veranschaulicht, bei dem Stecker und Buchse als Rundsteckverbinder ausgestaltet sind. Der Erfindungsgedanke ist jedoch auch bei Steckverbindern verwirklichbar, die eine eckige Querschnittsgestalt aufweisen. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Erfindungsgedanken nicht nur bei freien Steckverbindern, sondern auch bei Einbauformen anzuwenden.
[0014] Ein Stecker 1 und eine Buchse 1' eines Steckverbinderpaares weisen jeweils ein rohrförmiges Gehäuse 3, 3' auf. Jedes Gehäuse 3, 3' kann einstückig aufgebaut sein, es kann jedoch auch aus mehreren Abschnitten bestehen. Falls das Gehäuse 3, 3' mehrteilig aufgebaut ist, hat dies den Vorteil, daß unterschiedliche Baureihen realisiert werden können, wobei jeweils nur einzelne Teile ausgewechselt werden müssen. Auf diese Weise können z.B. Einbau-Steckverbinder, Kupplungs-Steckverbinder, Winkel-Steckverbinder etc. auf einfache Weise hergestellt werden.
[0015] In jedem Gehäuse 3, 3' ist ein Kontakteinsatz 7, 7' mit mehreren Kontaktstiften 9 bzw. Kontaktbuchsen 9' angeordnet. Da jeder Kontakteinsatz 7, 7' gegenüber jedem freien Ende 13, 13 des Steckers 1 bzw. der Buchse 1' in das Innere des jeweiligen Gehäuses 3, 3' zurückgesetzt ist, verbleibt jeweils ein Innenraum 14, 14'. Im übrigen ist jeder Innenraum 14, 14' durch die im wesentlichen hohlzylindrische Innenwand des jeweiligen Gehäuses 3, 3' und den jeweiligen Kontakteinsatz 7, 7' begrenzt. Jeder Kontakteinsatz 7, 7' kann an seinem Umfang wenigstens eine (nicht veranschaulichte) Codiernut bzw. eine Codierfeder aufweisen, durch die die Winkelstellung des in die Buchse 1' einzuschiebenden Steckers definiert ist.
[0016] Im Bereich des freien Endes 13 des Gehäuses 3 bzw. des Kontakteinsatzes 7 des Steckers 1 sind an dessen Umfang an der Außenseite 15 wenigstens eine, üblicherweise jedoch mehrere Vertiefungen 17 vorgesehen. Im entsprechenden Bereich des freien Endes 13' des Gehäuses 3' der Buchse 1' sind in entsprechender Anzahl der Ausnehmungen 17 an dem Stecker 1 Rastelemente 20 vorgesehen, die eine dreischenkelige offene Winkelform aufweisen. Jedes Rastelement 20 ist mit einem freien Ende 22, an dem sich eine Verdickung 24 befindet, eines ersten Schenkels 26 über einen entsprechenden Steg 28 an der Außenseite des Gehäuses 3' schwenkbar gelagert.
[0017] Mittels einer Hülse 30, die das freie Ende 13' des Gehäuses 3' umgibt, ist das Rastelement 20 an dem Steg 28 schwenkbar aber unverlierbar gehalten, da die Innenwand 32 der Hülse 30 in so dichtem Abstand zu dem Steg 28 angebracht ist, daß die Verdickung 24 am freien Ende 22 des ersten Schenkels 26 nicht über den Steg 28 hinausgehen kann. An dem ersten Schenkel 26 des Rastelementes 20 sind an dessen der Verdickung 24 gegenüberliegenden Ende ein zweiter und ein dritter Schenkel 34, 36 angeformt. Dabei ist der dritte Schenkel 36 mit dem ersten Schenkel 26 einstückig verbunden und der zweite Schenkel 34 stellt die abknickende Verlängerung des dritten Schenkels 36 dar. Das freie Ende des zweiten Schenkels 34 ist durch einen Luftspalt 38 von dem ersten Schenkel 26 in der Ruhestellung (siehe Fig. 1 oder Fig. 2) getrennt.
[0018] Der erste Schenkel 26 ist in einer ersten Stellung, in der das Rastelement 20 bzw. dessen zweite und dritte Schenkel 34, 36 in den freien Innenraum 14' der Buchse 1' reichen, leicht konvex in Richtung auf die zweiten und dritten Schenkel 34, 36 gewölbt.
[0019] Der zweite Schenkel und der dritte Schenkel 34, 36 des Rastelementes 20 sind in einer Öffnung 39 mit Spiel aufgenommen, wobei Teile des zweiten und dritten Schenkels 34, 36 in den freien Innenraum 14' ragen, so daß der in die Buchse 1' eingeschobene Stecker 1 bzw. die Vertiefung 17 an der Außenseite 15 des Gehäuses 3 mit dem Rastelement 20 in Eingriff kommen, da die zweiten und dritten Schenkel 34, 36 entsprechend geneigte Flächen wie die Ausnehmung 17 aufweisen.
[0020] Der Winkel zwischen dem ersten Schenkel 26 und dem dritten Schenkel 36 verringert sich beim Übergang aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, da dabei das Rastelement 20 in radialer Richtung gestaucht wird.
[0021] Die Außenfläche 42 des zweiten Schenkels 36 ist zweifach abgewinkelt, wobei ein erster Knick 46 im Bereich der inneren Kante der Öffnung 39 verläuft und ein zweiter Knick 48, der in den Bereich des Rastelementes 20 überleitet, der am weitesten in den freien Innenraum 14' der Buchse 1' bzw. in die Ausnehmung 17 eingreift.
[0022] Dabei ist der Bereich zwischen der Kante 46 und der Kante 48 so geneigt, daß das freie Ende 13 bzw. die Vorderkante des Stekkers 1 das Rastelement 20 beim Zusammenstecken des Steckers 1 und der Buchse 1' in die Öffnung 39 hineindrücken kann, d.h. die zweiten und dritten Schenkel 34, 36 werden in die Öffnung 39 hineingedrängt, so daß der Spalt 38 zwischen dem freien Ende des zweiten Schenkels 34 und dem ersten Schenkel 26 fast vollständig verschwindet und die konvexe Wölbung des ersten Schenkels 26 gerade gebogen wird (siehe Fig. 4). Dabei begrenzt die Innenwand 32 der Hülse 30 die Verformung des Rastelementes 20 in radialer Richtung, bezogen auf die Mittelachse der Buchse 1'.
[0023] Beim weiteren Einschieben des Steckers 1 in die Buchse 1' kommt die Vertiefung 17 direkt unter der Öffnung 39 mit dem Rastelement 20 zu liegen, woraufhin der zweite und dritte Schenkel 34, 36 aus der Öffnung 39 wieder herausdrängen und formschlüssig in die Ausnehmung 17 einrastet. Der Winkel, den die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 mit der Außenfläche 42 des dritten Schenkels 36 einschließt, ist so gewählt, daß ein Herausziehen des Steckers 1 aus der Buchse 1' nicht möglich ist, da die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 und die ihr entsprechende Fläche in der Ausnehmung 17 so weit geneigt sind, daß ein Herausdrücken des Rastelementes 20 in radialer Richtung nach außen aus der Öffnung 39 nicht möglich ist.
[0024] Bei der gezeigten Ausführungsform schließt in der Ruhestellung die Außenfläche des dritten Schenkels 36 mit der Außenfläche 40 des ersten Schenkels 26 einen Winkel von etwa 25° bis 85° ein und die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 schließt mit der Außenfläche 42 des dritten Schenkels 36 einen Winkel von etwa 30° bis 80° ein.
[0025] Erst nachdem die Hülse 30 in axialer Richtung der Buchse 1' von dem freien Ende 13' weg in Richtung des Pfeiles P in Fig. 6 gegen die Kraft einer zwischen der Hülse 30 und dem Gehäuse 3' gefangenen Schraubenfeder 60 gezogen wird, befindet sich im Bereich des Rastelementes 20 ein aus der Innenwandung der Hülse 30 ausgesparter Freiraum 62 in Position. Damit kann das Rastelement 20 in diesen Freiraum 62 zumindest teilweise entweichen. Eine Zugkraft an dem Stecker 1 in Richtung des Pfeiles Q Fig. 6 bewirkt, daß die Außenfläche 52 des zweiten Schenkels 34 an ihrer gegenüberliegenden Fläche der Ausnehmung 17 entlanggleitet und das Rastelement 20 um das durch den Stecker 28 gebildete Lager in den Freiraum 62 schwenkt.
[0026] Wie in Fig. 7 veranschaulicht, kann dann der Stecker 1 von der Buchse 1' vollständig herausgezogen werden, wobei das Rastelement 20 während des Trennvorgangs praktisch vollständig in dem Freiraum 62 und der Öffnung 39 aufgenommen ist.
[0027] Vorzugsweise sind wenigstens drei derartige Rastelemente 20 entlang des Umfangs der Buchse 1' verteilt angeordnet, um ein sicheres Ver- und Entriegeln zu ermöglichen. Jedes Rastelement ist aus Polyethylen oder einem ähnlichen verformbaren und verschleißfesten Material hergestellt, um eine ausreichend hohe Anzahl von Steck- und Trennvorgängen für das Steckverbinderpaar zu ermöglichen.
[0028] Es versteht sich, daß das Rastelement nicht nur auf der Seite der Buchse, sondern auch auf der Seite des Steckers angeordnet werden kann.
[0029] Außerdem kann die Verriegelungsbaugruppe bestehend aus der Hülse 30 mit den darin aufgenommenen Rastelementen 20 als separates Bauteil (siehe z.B. Fig. 2) hergestellt werden, das an die unterschiedlichen Einbau-, Kupplungs-, Winkelsteckverbinder etc. angebaut werden kann. Dies erlaubt eine große Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten, insbesondere ist die Herstellung einer fliegenden Kabelverbindung mit Stecker und Kupplungsteil stark vereinfacht.
- einem Stecker (1) und einer Buchse (1'), die jeweils ein Gehäuse (3, 3') mit jeweils wenigstens einem Kontakteinsatz (7, 7') aufweisen, in dem wenigstens ein Kontakt (9, 9') angeordnet ist,
- wobei die freien Enden (13, 13') der Gehäuse (3, 3') so zusammenführbar sind, daß der stirnseitig offene Innenraum (14') des einen Gehäuses (3) in das freie Ende (13) des anderen Gehäuses (3') hineinragt und die Kontakte (9, 9') des Steckers (1) und der Buchse (1') miteinander in Eingriff kommen,
- im Bereich des freien Endes (13) des einen Gehäuses (3) an dessen Außenwand (15) wenigstens eine Vertiefung (17) vorgesehen ist,
- im Bereich des freien Endes (13') des anderen Gehäuses (3') wenigstens ein mit der Vertiefung (17) übereinstimmendes Rastelement (20), das in einer ersten Stellung in den Innenraum (14') des anderen Gehäuses (3') hineinragt und in einer zweiten Stellung den Innenraum (14') des anderen Gehäuses (3') freigibt, und
- eine das freie Ende (13') umgebende Hülse (30) angeordnet ist, die in einer Ruhestellung das Rastelement (20) in den Innenraum (14') des anderen Gehäuses (3') drängt und in einer Betätigungsstellung das Rastelement (20) aus dem Innenraum (14') des anderen Gehäuses (3') entweichen läßt,
dadurch gekennzeichnet, daßdas Rastelement (20) im Längsschnitt eine dreischenkelige offene Winkelform aufweist, wobei ein erster Schenkel (26) der Winkelform an einem Ende (20) frei ist und einen zweiten Schenkel (34) der Winkelform überragt, und
das Rastelement (20) mit dem anderen Gehäuse (3') in der Weise verbunden ist, daß das freie Ende (22) des ersten Schenkels (26) an dem Gehäuse beweglich aufgenommen ist, so daß der zweite Schenkel (34) und ein dritter Schenkel (36) des Rastelementes (20) durch eine Öffnung (39) in den Innenraum (14') des anderen Gehäuses (3') hineinreichen kann.
- a plug (1) and a receptacle (1'), each of which comprises a housing (3, 3') having each at least one contact insert (7, 7') in which at least one contact (9, 9') is arranged,
- wherein the free ends (13, 13') of the housings (3, 3') can be joined in such a manner that the inner space (14') open at the front end of the one housing (3') projects into the free end (13) of the other housing (3), and the contacts (9, 9') of the plug (1) and the receptacle (1') get into engagement with each other,
- at least one recess (17) is provided in the area of the free end (13) of the one housing (3) at the outer wall (15) thereof,
- in the area of the free end (13') of the other housing (3') at least one engaging element (20) which corresponds with the recess (17) and which in a first position projects into an inner space (14') of the other housing and in a second position clears the inner space (14') of the other housing (3), and
- a sleeve (30) surrounding the free end (13') is arranged which urges the engaging element (20) into the inner space (14') of the other housing (3') in a rest position and allows the engaging element (20) to escape from the inner space (14') of the other housing (3') in an operative position,
characterized in thatin longitudinal section the engaging element (20) has a three-legged open angular shape, with a first leg (26) of the angular shape having a free end (20) extending beyond a second leg (34) of the angular shape, and
the engaging element (20) is connected with the other housing in such a manner that the free end (22) of the first leg (26) is movably received at the housing, so that the second leg (34) and a third leg (36) of the engaging element (20) can extend through an opening (39) in the inner space (14') of the housing (3').
- un connecteur mâle (1) et un connecteur femelle (1') qui présentent chacun une enveloppe (3, 3') avec chacune au moins une garniture à contacts (7, 7') dans laquelle est disposé au moins un contact (9, 9'),
- dans le cas de laquelle les extrémités libres (13, 13') des enveloppes (3, 3') peuvent être réunies de façon que l'espace libre (14'), ouvert du côté frontal, de la première enveloppe (3) pénètre dans l'extrémité libre (13) de l'autre enveloppe (3') et que les contacts (9, 9') du connecteur mâle (1) et du connecteur femelle (1') viennent en prise l'un avec l'autre,
- au voisinage de l'extrémité libre (13) de la première enveloppe (3) est prévu, sur sa paroi extérieure (15), au moins un évidement (17),
- au voisinage de l'extrémité libre (13') de l'autre enveloppe (3') est prévu au moins un élément de crantage (20) qui coïncide avec l'évidement (17), qui, dans une première position, pénètre dans l'espace intérieur (14') de l'autre enveloppe (3') et, dans une seconde position, libère l'espace intérieur (14') de l'autre enveloppe (3'), et
- dans le cas de laquelle est disposée une douille (30) qui entoure l'extrémité libre (13'), qui, dans une position de repos, repousse l'élément de crantage (20) dans l'espace intérieur (14') de l'autre enveloppe.(3') et, dans une position de manoeuvre, fait que l'élément de crantage (20) se dégage hors de l'espace intérieur (14') de l'autre enveloppe (3'),
caractérisée par le faitque l'élément de crantage (20) présente, en coupe longitudinale, une forme angulaire ouverte à trois côtés, un premier côté (26) de la forme angulaire étant libre à une extrémité (20) et un second côté (34) de la forme angulaire venant en dépassement, et
que l'élément de crantage (20) est relié avec l'autre enveloppe (3') de façon que l'extrémité libre (22) du premier côté (26) se place sur l'enveloppe avec liberté de mouvement de façon que le second côté (34) et un troisième côté (36) de l'élément de crantage (20) puissent pénétrer dans l'espace intérieur (14') de l'autre enveloppe (3') par une ouverture (39).