DE2733517A1

DE2733517A1 - Elektrische steckverbindung

Info

Publication number: DE2733517A1
Application number: DE19772733517
Authority: DE
Inventors: David Jeremy Ball
Original assignee: Automation Industries Inc
Current assignee: G&H Technology Inc
Priority date: 1976-07-26
Filing date: 1977-07-25
Publication date: 1978-02-02
Also published as: BE857115A; GB1595966A; IT1116781B; FR2360192A1; JPS5314397A; JPS598034B2; AU2734477A; US4074927A; AU513604B2; FR2360192B1; CA1075789A; DE2733517C2; SE428616B; SE7708533L

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung.

Elektrische Steckverbindungen können mit einem zylindrischen dielektrischen Einsatzteil versehen werden, das ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente trägt, die für den Eingriff mit entsprechenden ähnlichen Kontaktelementen vorgesehen sind, die in einem zylindrischen dielektrischen Einsatzteil an einem anderen Abschnitt der elektrischen Steckverbindung getragen werden. Die Einsatzteile können innerhalb von metallischen Mänteln zylindrischer Form angeordnet werden, die verschiedene Gestalt haben, um ein schnelles zwangsweises Verbinden und Lösen der Verbindung der elektrischen Kontakte durch eine geradlinige oder axiale Bewegung der Einsatzteile und Kontakte zu einander zu ermöglichen. Man möchte, daß zusammengesteckt die elektrischen Kontakte und die Einsatzteile genau in dem Steckteil und dem Buchsenteil positioniert sind und gegen eine Axialbewegung bezüglich der Mäntel fixiert sind. Der elektrische Eingriff des Kontaktstiftes in die Kontakthülse hängt von einer solchen Positionierung der Einsatzteile ab. Die Tiefe des elektrischen Eingriffs des Stiftes und der Hülse ist wesentlich.

Bereits vorgeschlagene Einrichtungen zum Halten eines Einsatzteils in einem Steckverbindungsmantel haben aneinander angreifende oder ineinandergreifende Schultern an dem Einsatzteil und an dem Steckverbindungsmantel, um die Bewegung des Einsatzteils zu dem zugehörigen Mantel oder in einer Richtung zu begrenzen. Um das Einsatzteil gegen solche Schultern gepreßt zu halten, wird bei den vorgeschlagenen Steckverbindungen das Einsatzteil mit dem Mantel durch ein Bindemittel, beispielsweise durch ein Epoxybindemittel verbunden, wobei ein Arretierring zum Halten des Einsatzteils ortsfest bezüglich der damit zusammenwirkenden Schultern oder ein Gewindestopfen oder ein Gewindering vorgesehen wird,

709865/0863

der in den Mantel in eine Eingriffsstellung mit dem Einsatzteil geschraubt werden kann. Bei einer solchen vorgeschlagenen Verbindungs- und Arretierringanordnung ist nicht gewährleistet, daß das Einsatzteil in der gewünschten Stellung gehalten wird. Bei den geschraubten Anordnungen wird durch ein ausreichendes Festziehen der Mutter, des Rings oder des Stopfens das Einsatzteil in die ausgewählte Stellung bewegt, es ist jedoch nicht immer der radiale Raum oder das Spiel für eine entsprechende Gewindetiefe an dem Mantelabschnitt verfügbar. Da das Schrauben langsam vor sich geht, ist die Montagezeit bei der Herstellung groß, so daß die Herstellungskosten steigen. Da solche elektrischen Steckverbindungen oft Vibrationen, Stoßkräften oder drastischen Änderungen der Umgebung ausgesetzt sind, bedeutet jede Änderung der genauen Positionierung des Einsatzteils mit den elektrischen Kontakten eine Gefahr für die Betriebssicherheit.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Steckverbindung mit einer Einsatzteil-Halteeinrichtung zu schaffen, bei welcher das Einsatzteil ortsfest und sicher in der genauen axialen-Stellung bezüglich eines Mantels mit einer minimalen Toleranz gehalten wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Steckverbindung, die zusammensteckbar und auseinanderziehbar ein Steckteil und ein Buchsenteil aufweist, welche ein dielektrisches Einsatzteil in einem zylindrischen Mantel tragen und einen kompressiblen Haltering für das Einsatzteil aufweisen, um das Einsatzteil axial unbeweglich an einer Positionierungsschulter in dem Mantel zu halten.

Erfindungsgemäß wird somit eine Halteeinrichtung zum Halten eines Teils in einem weiteren Teil zur Unterbindung einer relativen Linearbewegung in einer Richtung geschaffen.

Es werden ein Kunststoffhaltering und ein Mantel verwendet, die

70988S/0Ö63

einen Verzahnungseingriff längs im Winkel im Abstand angeordneter Bereiche aufweisen.

Der Einsatz-Haltering besteht aus einem kompressiblen Kunststoff und hat Außengewindegänge mit einer bestimmten Ausbildung, aufgrund derer ein Ineinandergreifen an im Abstand angeordneten Bereichen mit Innengewindegängen einer anderen Ausbildung an einem Metallmantel ermöglicht wird, wobei die Gewindegänge durch eine lineare Druckbewegung bzw. Schiebebewegung des Halterings miteinander verriegelt werden.

Zum Positionieren eines Teils an einer Bezugsschulter wird eine spezielle Einrichtung verwendet, wobei die unterschiedlich ausgebildeten Gewinde durch eine lineare Relativbewegung unter Ausübung axial gerichteter Druckkräfte miteinander in Eingriff gebracht werden.

Der Haltering aus einem kompressiblen elastomeren Material wird unter einer radialen Kompression in einem Zylindermantel angeordnet, wobei für eine Arretierung gegenüber einer relativen Axialbewegung in dem Zylindermantel gesorgt wird.

Erfindungsgemäß wird auf diese Weise eine ineinandergreifende verzahnte Gewindeverbindung von Gewinden mit unterschiedlicher Ausbildung geschaffen, wobei der Gang des einen Gewindes zum Gang des anderen Gewindes entgegengesetzt ist. Das Verhältnis der Zahl der Gewindegänge pro Längeneinheit des einen Gewindes beträgt annähernd das 2-Fache der Zahl der Gewindegänge pro Längeneinheit am anderen Gewinde. Das Verhältnis der Zahl der Gewindeführungen (thread leads) an dem einen Gewinde ist etwa ist etwa 1 bis 2 verglichen mit dem anderen Gewinde. Die beiden Gewinde haben geneigte Flächen, um die unter Druck ausgeführte axiale Schiebebewegung des einen Gewindes bezüglich des anderen Gewindes zu erleichtern. Die Gewinde haben außerdem zur Achse an beiden Gewinden senkrechte Flächen für ein Aneinanderliegen,

709886/0663

um eine Axialbewegung bezüglich einander in entgegengesetzter Richtung zu vermeiden.

709865/0853

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 auseinandergezogon und teilweise geschnitten das Steckteil und das Buchsenteil eines elektrischen Steckers,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht längs der Linie III-III von Fig. 1,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Steckteils und des Buchsenteils des Steckers von Fig. 1 teilweise ineinandergeschoben, wobei die elektrischen Steckstift- und Steckhülsenkontakte zueinander ausgerichtet sind, jedoch einen axialen Abstand zueinander haben,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 4,

Fig. 6 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht den Stecker von Fig. 1, wobei das Steckteil und das Buchsenteil axial weiter aufeinander zu bewegt sind, die elektrischen Steckstift- und Steckhülsenkontakte jedoch noch nicht einen elektrischen Verbindungseingriff haben, und das Kupplungsgehäuse axial vollständig nach vorne geschoben ist,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII von Fig. 6, Fig. 8 perspektivisch eine Arretierfeder,

Fig. 9 in einer Teilansicht in der Ebene von Fig. 7 die Stellung der Arretierfeder in einer Zwischendrehstellung des Kupplungsringgehäuses,

709885/0063

Fig. 10 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht des Steckers von Fig. 1 das Steckteil und das Buchsenteil zur Herstellung des elektrischen Kontakts und der mechanischen Verriegelung vollständig ineinandergepaßt,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 10,

Fig. 12 in einer Einzelheit im Schnitt die HF-Abschirmung zwischen dem Steckteilmantel und dem Buchsenteilnuintel des Steckers von Fig. 1,

Fig. 13 in einer Einzelheit die HF-Abschirmung von Fig. 12, wenn der Eingriff mit dem Buchsenteilmantel gelöst ist,

Fig. 14 eine Teildraufsicht auf einen Metallrohling, aus dem die HF-Abschirmung von Fig. 12 und 13 hergestellt wird,

Fig. 15 eine Teildraufsicht auf ein Zwischenprodukt bei der Herstellung der HF-Abschirmung aus dem Rohling von Fig. 14,

Fig. 16 in einer perspektivischen Teilansicht der HF-Abschirmung die Beziehung der Finger, wenn die HF-Abschirmung aus einem Ring geformt ist,

Fig. 17 in einer Schnittansicht längs der Linie XVII-XVII von Fig. 10 eine Arretierungseinrichtung zum Halten der Mutter-Federanordnung des Kupplungsringgehäuses,

Fig. 18 in einer Teilansicht wie Fig. 17 die Arretiereinrichtung gedreht in die Freigabestellung,

Fig. 19 auseinandergezogen in einer Einzelheit einen der Mantel sowie einen Einsatzhaltering zum Befestigen eines Einsatzelements in dem Mantel,

' 709885/0883

Fig. 20 auseinandergezogen die Gewindeausbildung an dem Mantel und an dem Haltering nebeneinandergestellt und

Fig. 21 schematisch die Eingriffspunkte der Gewindegänge des Halterings und des Mantels.

In Fig. 1 ist ein Buchsenteil 30 gezeigt, das koaxial zu einem Steckteil 31 ausgerichtet und davon getrennt ist, wobei das Buchsenteil und das Steckteil einen elektrischen Stecker 32 (Fig. 4) bilden. Dor elektrische Stecker 32 dient zum Kuppeln und elektrischen Verbinden einer Vielzahl von Kabeln oder Drähten, deren Enden an dom Buchsenteil und an dem Steckteil an elektrischen Kontaktelernenten in bekannter Weise befestigt sind. Als Beispiel sind zum Verbinden durch den Stecker 32 fünf Kabel gezeigt, wobei die Anzahl der Kabelbündel variiert werden kann und zwanzig oder mehr Kabel vorgesehen v/erden können. Das Steckteil 31 ist längs der Achse des Buchsenteils 30 vorschiebbar, so daß das Steckteil in eine Stellung bewegt werden kann, in der das Steckteil und das Buchsenteil vollständig elektrisch und mechanisch zusammengepaßt sind.

Buchsenteil:

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Buchsenteil 30 einen Buchsenmantel 36 mit einer zylindrischen Wand und einem radial nach außen gerichteten Ringflansch 37, der an der Vorderseite der Wand 33 angeordnet und daran mittels Schraubenbolzen 34 befestigt ist. Der Buchsenmantel 36 erstreckt sich durch eine öffnung 38 in der Wand 33 und hat eine hintere zylindrische Mantelwand 39, die sich über die Rückseite der Wand 33 hinaus erstreckt.

Der Buchsenmantel 36 nimmt ein zusammengesetztes Einsatzteil 40 von zylindrischer Form auf und hält es. Die äußere Zylinderfläche des Einsatzelements 4 0 ist mit einer Vielzahl von axial im /abstand

709885/0863

angeordneten, radial nach innen abgestuften Schultern 41, 42 (Fig. 6) versehen, die mit entsprechend axialem Abstand und radial nach innen ausgebildeten Schultern 41a und 42a an der zylindrischen Innenfläche des Mantels 36 für einen Sitz in Eingriff bringbar sind. Das Einsatzteil 40 ist gegen eine Axialbowegung in einer Richtung durch das Anliegen der Schultern gesichert. Die Axialbewegung des Einsatzteils 40 in der entgegengesetzten Richtung, ■ also hinter den rückwärtigen Mantel 39, ist durch eine Einsatzbüchsenhai teeinrichtung in der anhand der Figuren 19 bis 21 beschriebenen Weise gehalten.

Der vordere Abschnitt des Einsatzteils 40 besteht aus einem elastischen dielektrischen Material, der hintere Abschnitt aus einem relativ harten dielektrischen Material. Von konischen Ansätzen 44 des elastischen Materials stehen Kontaktstifte 45 vor. Die Ansätze sorgen für einen kreisförmigen abdichtenden Kontakt mit dem harten dielektrischen Material, das entsprechende Steckhülsenkontakte in dem Steckteil umgibt. Die axiale Stellung des Einsatzteils 40 in dem Buchsenmantel 36 ist derart, daß die davon getragenen Kontaktsteckstifte 45 mit ihren Enden einen vorgegebenen Abstand innerhalb der Randfläche 46 des Buchsenmantels 36 haben. Die Kontaktsteckstifte 45 liegen dadurch für den Einpaßkontakt mit dem Steckteil frei und relativ tief in der Kammer, die von dem Buchsenmantel 36 gebildet wird. Die Steckstifte 45 werden von dem BtTchsenmantel 36 schützend umschlossen.

Der Buchsenmantel 36 ist mit einer äußeren zylindrischen Fläche 47 versehen, die zwei Sätze von am Umfang im Abstand angeordneten, äußeren, radial nach außen gerichteten Mantelarretierungsstegen 48, 49 aufweist, wodurch man entsprechende Arretierungsflächen 49a, 48a erhält, die einen gleichförmigen Abstand von der gegenüberliegenden Ringfläche 51 des Flansches 37 haben. Die gesamte L-förmige Umfangsabmessung (Fig. 5) eines jeden Satzes von Stegen 48, 49 bleibt für Buchsenmäntel des gleichen Durchmessers unver-

709885/0853

DA/G-K1791 -12-

ändert. Die Krümmungslänge eines jeden Stegs 48, 49 eines jeden Stegsatzes kann verändert werden, so daß man einen spezifischen anderen Satz von Stegen für Buchsen erhält, die ausgewählte Steckstiftkontaktanordnungen oder andere Eigenschaften aufweisen, wodurch ein Nichtzusammenpassen von Buchsenteil und Steckteil vermieden werdon soll.

An der Buchsenmantelflache 4 7 ist zwischen zwei Sätzen von Arretierstegen und in der gleichen planparallelen Querzone wie die Stege 48, 49 ein Hauptlängskeil 50 vorgesehen. Der Längskeil 50 hat eine Fläche 50a, die im gleichen Abstand von der Flanschfläche 51 wie die Stegfläche 48a, 49a angeordnet ist. Der Längskeil 50 kann hinsichtlich seiner Breite oder seiner gekrümmten Länge geändert werden, so daß er an ein ausgewähltes Steckteil angepaßt ist und für die Winkelausrichtung von Steckteil und Buchsenteil dient.

Die Verbindung am Einsatzteil zwischen den Kabeln, dem Einsatzteil 40 und den Kontaktsteckstiften 45 erfolgt in bekannter Weise. Das Einsatzteil 40 hält die Kontaktsteckstifte 45 fest gegenüber jeder relativen Axialbewegung, so daß ein elektrischer Kontakt über das Einsatzteil 40 ohne elektrische Leckverluste aufrechterhalten wird.

Steckteil:

Das Steckteil 31 hat einen Steckmantel 60 mit einer besonders gestalteten zylindrischen Wand 61, welche einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Buchsenmantels 36, so daß der Mantel 36 axial und durch Einschieben darin aufgenommen werden kann. Der Steckmantel 60 hat einen inneren Ringflansch 62, der eine öffnung 63 und eine Schulter 64 aufweist, die dazu dient, ein Steckeinsatzteil 66 axial bezüglich des Steckmanteis auszurichten. Der Flansch 62 hat eine Keillängsnut 62a, die einen Kunststofflängskeil 62b an dem Einsatzteil 66 aufnimmt, wodurch das Teil 66 bezüglich des Steckmantels 60 im Winkel ausgerichtet wird.

709885/0853

Eine Rin» schulter 65 im Abstand von der Schulter 64 dient als Sitz für das eine Ende eines Einsatzhalteringteils, das später erläutert wird. Das zylindrische Steckeinsatzteil 66, das aus einem geeigneten harten dielektrischen Material besteht, nimmt die Enden von Kabeln auf, die elektrisch in dem Einsatzteil 66 an elektrische Steckhülsenkontakte 67 angeschlossen sind, die im Abstand um die Achse des Steckeinsatzteils so angeordnet sind, daß sie dem Abstand unter Anordnung der Steckstiftkontakte 45 an dem Buchseneinsatzteil 41 entsprechen. Ein zylindrischer Abschnitt. 68 des Steckeinsatzteils 66 hat einen Außendurchmesser, der etwas geringer ist als der Innendurchmesser des Buchsenmantel ^ 36. Die äußere zylindrische Fläche des Abschnitts 68 des Einsatzteils bildet mit der inneren zylindrischen Fläche der zylindrischen Wand 61 des Steckmante.1.s 60 einen Ringraum 69 für die Aufnahme des Buchsenmantels 36 beim Zusammenpassen des Steckteils und Buchsenteils.

Das Steckteil 31 hat ferner Einrichtungen zum Kuppeln oder Verbinde des Steckteils und des Buchsenteils, wodurch die Steckstift- und Steckhülsenkontcikte 4 5 und 67 für einen elektrischen Kontakt in geeigneter Weise ausgerichtet werden, wenn der Buchsenmantel und der Steckmantel 60 koaxial so zusammengezogen werden, daß sich durch Zusammenpassen ein vollständiger elektrischer Kontakt und eine mechanische Verriegelung ergibt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Kupplungsmittel 70 ein Kupplung sr incjgehäuse 71 und eine Kupplungsmutter 72 in dem Kupplungsringgehäuse 71, die mit einem Gewinde für einen Gewindeeingriff 73 mit dem Außengewinde an der zylindrischen Wand 61 des Steckmantels 60 versehen ist. Das Kupplungsringgehäuse 71, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, hat an einem Zwischenabschnitt seiner Innenfläche eiuc Vielzahl von am Umfang im Abstand angeordneten, radial nach innen gerichteten Stegen 75 und Nuten 76, die mit komplementären Stegen 77 und Nuten 78 an der Kupplungsmutter 72 zusammenwirken. Bestimmte ineinandergreifende Stege und Nuten können eine unterschied].Ic:¹ Breite haben, um das Kupplungsgehäuse und die Mutter bezüglich

709885/0863

einander' im Winkel ausrichten und positionieren zu können. Wenn das Kupplungsringgehäuse 71 um die Achse des Steckers gedreht wird, werden die Drehkräfte auf die Kupplungsmutter 72 über die dazwischenliegenden Stege und Nuten des Kupplungsgehäuses und der Mutter übertragen, während eine relative Längsbewegung oder Axialbewegung zwischen dem Kupplungsgehäuse und der Kupplungsmutter möglich ist.

Das Kupplungsgehäuse 71 ist mit einem Kupplungsstirnabschnitt versehen, der einen radial nach innen gerichteten Verschlußflansch 81 hat, welcher mit am Umfang im Abstand angeordneten, , adial nach innen gerichteten Verschlußnasen 80 und 83 und einer Längskeilnut 84 versehen ist. Der Innendurchmesser des Flansches 81 mit den im Abstand angeordneten Nasen 82 und 83 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Buchsenmantels 36, so daß der Mantel 36 nach der geeigneten Ausrichtung der Buchsenmantelstege und der Verschlußnasen durch die Verschlußflanschöffnung für die Aufnahme zwischen den Steckmantel und das Steckeinsatzteil einführbar ist. Da: Kupplungsgehäuse 71 hat zwischen dem Verschlußflansch 81 und einer inneren, radial nach innen gerichteten Ringrippe 88 eine Teilkreisnut 86, die sich über etwa 270° erstreckt und für die Aufnahme eines Federarretierteils 87 mit einer einen Bogen von etwa 180° überspannenden Form dient, um den Zustand der vollständigen Arretierung und der Arretierungslösung des Steckteils und des Buchsenteils akustisch und fühlbar zu signalisieren.

Das Kupplungsgehäuse 71 umschließt ein ringförmiges Federteil 91, welches auf die Kupplungsmutter 72 eine axial gerichtete Federkraft ausübt. Die eine Stirnseite der Mutter 72 liegt an einer Fläche 89 der Rippe 88 an, während die andere Stirnseite der Mutter 72 eine Ringsitzfläche 90 für die eine Stirnseite des Federteils 91 bildet, das mit seiner anderen Stirnseite an einem ringförmigen Halteteil 92 sitzt, das mit dem Kupplungsgehäuse 71, wie später erläutert, Verschluß-arretiert ist.

709885/08S3

Der Gewindeeingriff 73 zwischen dem Steckmantel 60 und der Kupplungsmutter 72 ist ein vier Führungen aufweisender Gewindeschnellverschluß für ein schnelles axiales Vorwärtsschieben des Steckmantels 60 in die volle Einpaßbeziehung in den Buchsenmantel 36 bei Drehung des Kupplungsringgehäuses 71. Ein Beispiel für ein geeignetes Gewinde ist ein Trapezstumpfgewinde.

Der unterbrechungsfreie elektrische Zustand bezüglich Erdung und der Abschirmung 95 gegenüber HF-Störungen kann in dem Steckmantel für den Eingriff mit dem Buchsenmantcl 36 ausgeführt werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die HF-Abschirmung 95 an einer Ringrippe 96 angeordnet, die an der Innenfläche des Steckmantels 60 sitzt und mit einer speziellen Form der Abschirmung zusammenwirkt, um die Abschirmung 95 sicher zu positionieren. Die HF-Abschirmung 95 hat eine Vielzahl von elastischen Fingern 97, die in der vorwärtsgeschobenen Stellung des Buchsenmantels 36 zusammendrückbar sind, wodurch der elektrische Kontakt damit hergestellt wird.

Der Aufbau des Buchsenteils 30, des Steckteils 31 und der Kupplungsmittel 70 werden im folgenden anhand des Verbindungs- und des Lösungsvorgangs des Steckteils und des Buchsenteils näher erläutert. Das Buchsenteil 30 sitzt fest an der Wand 33, ist nicht drehbar und axial nicht bewegbar. Das Steckteil und das Buchsenteil können relativ zueinander bewegt werden, um die Verbindung und das Lösen der Verbindung zu erreichen, was im folgenden erläutert wird.

In Fig. 1 sind das Buchsenteil 30 und das Steckteil 31 im Abstand zueinander angeordnet, wobei ihre Achsen zueinander ausgerichtet sind. Der Steckmantel 60 ist bezüglich der Kupplungsmittel 70 axial zurückgezogen. In dieser zurückgezogenen Stellung befindet sich die Längskeilnut 84 am Kupplungsringgehäuse 71 in fluchtender Ausrichtung zu einer inneren Längskeilnut 100 an dem Steckmantel.

709685/0853

Die Steckeinrichtung 31 wird dann im Winkel oder durch Drehen mittels geeigneter Bezugsmarkierungen an dem Kupplungsgehäuse und an dem Buchsenmantel so fluchtend ausgerichtet, daß die Keillängsnut 84 zum Hauptlängskeil 50 an dem Buchsenmantel linear ausgerichtet ist.

Wenn die Längnkeilnut 84 und der Längskeil 50 zueiander passen, wodurch bestimmt wird, ob das Steckteil und das Buchsenteil für ein Zusammenpassen ausgelegt sind, kann das Steckteil 31 längs der Achse des Steckers vorwärtsgeschoben werden, wodurch der Hauptlängskeil 50 in die Längsnut. 84 des Kupplungsgehäuses gemäß Fig. 4 eintritt. Die Enden der Kontaktsteckstifte 4 5 befinden sich im Abstand von den Kontaktsteckhülsen 67 des Steckeinsatzteils 66. Der Stirnabschnitt des Buchsenmantels 36 ist in den Ringraum 69 zwischen dem Einsatzteil 66 und der zylindrischen Wand 61 des Steckmantels eingedrungen. In dieser Stellung (Fig. 4) sind die Steckstiftkontakte und die Steckhülsenkontakte fluchtend zueinander ausgerichtet, stehen jedoch nicht im elektrischen Kontakt miteinander. Der Steckmantel und der Buchsenmantel greifen über eine axiale Länge ineinander, die ausreicht, um ein aus der Mitte Laufen oder um eine axiale Fehlausrichtung des einen Mantels bezüglich des anderen auf ein Minimum zu reduzieren oder wirksam zu beschränken. Die relative Beziehung der Kupplungsmittel 70 zu dem Steckmantel bleibt unverändert.

Wenn das Steckteil 31 richtig zum Buchsenteil 30 fluchtend ausgerichtet ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, kann es weiter axial vorwärts geschoben werden, bis die Stirnfläche des Kupplungsgehäuse. ;-Verschlußflansches 81 sich gegen den hochstehenden Ringflansch 37 an der Buchseneinrichtung 30 bewegt. Während dieser relativen Axialbewegung des Steckteils und des Buchsenteils werden das Kupplungsringgehäuse und die zugeordnete Kupplungsmutter und der Steckmantel soweit gedreht, bis der Längskeil 50 mit der Längskeilnut 84 und die Buchsenmantelstege 48, 49 mit den öffnungen in

70988B/0853

dem inn'· on Umfang des Gehäuseflanschs 81 für ein Zusammenpassen ausgerichtet sind. In der in Fig. 6 gezeigten Stellung befinden eich die Steckzapfenkontakte 45 an den öffnungen der Steckhülsenkontakte an dem Steckeinsatzteil, sind jedoch noch nicht in die öffnungen eingedrungen.

Der Verschlußflansch 81 hat im Abstand von 120* von der Längskeil-. nut 84 Längskeile 85, die zu Längskeilnuten 85a ausrichtbar und hindurchführbar sind, welche zwischen den Arretierstegen 48 und an dem Buchsenmantel 36 ausgebildet sind. Die genaue Ausrichtung der Längskeile 85 der Längskeilnuten 85a ermöglicht eine axiale Vorwärtsbewegung des Steckteils zu dem Buchsenteil derart, daß die Mäntel in der richtigen Weise zusammengepaßt werden können. Die Längskeile 85 und die Längskeilnuten 85a dienen dazu, ein Ineinanderstecken von Steckteilen und Buchsenteilen zu verhindern, die nicht füreinander ausgelegt sind oder die wegen einer unterschiedlichen Anzahl von Steckstift- und Steckhülsenkontakten, die von dem Steckteil bzw. dem Buchsenteil getragen werden, nicht zusammengesteckt werden sollen.

Die Vorwärtsbewegung des Steckteils bis zum Erreichen des vollständigen elektrischen Kontakts der Kontaktsteckstifte und der Kontaktsteckhülsen wird dadurch erreicht, daß der Kupplungsring in einer Richtung um etwa 90° gedreht wird. Durch das Drehen des Kupplungsringgehäuses 71 wird die Kupplungsmutter 72 so gedreht, daß der Steckmantel 60 axial ohne Drehung auf das Buchsenteil zu bewegt wird. Der Steckmantel 16 wird durch die Verriegelung mittels des Längskeils 50 an dem Buchsenmantel und der Keilnut 100 an dem Steckmantel gegen ein Drehen gesichert, wobei der Hauptlängskeil in die Längsnut 100 bei der letzten axialen Bewegung des Steckteils eingetreten ist und den Eingriff mit der Längskeilnut 84 am Kupplung sr inggehäu se 71 gelöst hat. In der in den Figuren 6 und 10 gezeigten Stellung kann somit der Kupplungsring 71 bezüglich der Hantel gedreht werden. Der Steckmantel und der Buchsemaantel werden jedoch gegen eine Relativdrehung durch den Längskeil 50 und die

' 709885/08S3

Längskeilnut 100 gehalten. Da die Steckstift- und Steckhülsenkontakte zueinander ausgerichtet sind, treten die Enden der Stifte in die Hülsen unter Bildung eines elektrischen Eingriffs ein. Nach Abschluß des Drehens des Kupplungsgehäuses um 180° (Fig. 10) sind die Verschlußarretiernasen 82 und 83 an dem Kupplungsgehäuse axial hinter den Arretierungsstegen 48 und 49 an dem Buchsenmantel und dem daran angeforinten Ringflansch angeordnet. Eine relative Axialbewegung des Kupplungsgehäuses bezüglich des Steckmantels wird dadurch verhindert.

Federarretierteil:

Die Einrichtung für ein hörbares und führbares Anzeigen, daß das Steckteil und das Buchsenteil sowohl elektrisch als auch mechanisch voll ineinandergepaßt und verriegelt sind, und zum Halten der Teile; im Verriegelungszustand, wird von dem Federarretierteil 87 gebildet. Das Federarretierteil 87 wird in einer sich über einen Teil des Umfangs erstreckenden Nut 86 aufgenommen, die in der Innenfläche des Kupplungsringgehäuses 71 ausgebildet ist. Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, hat das Federarretierteil 87 eine gekrümmte Gestalt und zwischen den Enden des Arretierfederteils einen Innenkeil 110, der axial lose gleitend verschiebbar in eine Keilnut 11 eingreifen kann, die an der Außenfläche des Endabschnitts 61 des Steckmantels 60 vorgesehen ist. Das Federarretierteil 87 ist innerhalb der Nut 86 in dem Kupplungsringgehäuse aktivierbar, dreht sich jedoch nicht mit dem Kupplungsgehäuse.

Das Federarretierteil 87 hat gebogene Arme 112 mit sich radial nach außen erstreckenden Vorsprüngen 114, die konvexe Flächen 115 aufweisen. Der Querschnitt der gebogenen Arme 112 nimmt fortlaufend zu den von den Vorsprüngen gebildeten Enden 114 der Arme hin ab. Die nicht beschränkte normale Gestalt der Arme 112 bildet zwischen den Endabschnitten 114 einen Raum, der größer ist als der Abstand zwischen einem ersten Satz von Arretierungsausnehmungen 116, die in diametraler Beziehung in der inneren Nut 86 in dem Kupplun-T.«·-

709885/0853

gehäuse 71 vorgesehen sindl Die Arretierungsausnehmungen 116 können mit einer gekrümmten Innenfläche 117 versehen sein, die Krümmungsradien aufweist, die insgesamt größer als die Radien der konvexen Fläche 115 an den Enden der Arme 112 sind. In dem Kupplungsgehäuse 71 ist ein zweiter Satz von Arretierungsausnehmungen 116a vorgesehen, der von dem ersten Satz von Arretierungsausnehmungen 116 einen Abstand von etwa 90° hat. Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, erstreckt sich die ringförmige Nut 86 über etwa 270° und endet in den angrenzenden Ausnehmungen 116 und 116a der beiden Sätze von Ausnehmungen. Das Malerial des Kupplungsgehäuses 71 zwischen den Ausnehmungen bildet Anschläge 118 und 1i8a zum Begrenzen der Drehung des Kupplungsgehäuses, indem die Vorsprung^ 114 damit in Kontakt kommen.

Wenn das Arretierfederteil 87 in dem Kupplungsgehäuse montiert i.r,i:. werden die gekrümmten Arme 112 zwangsweise nach innen gebogen, so daß eine radial nach außen gerichtete Federvorspannkraft auf dcu> Kupplungsgehäuse 71 ausgeübt wird. Wenn das Kupplungsgehäuse 71 gedreht wird, ist das Arretierfederteil 87 nicht drehbar, da es mit dem Steckmantel verkeilt ist. Es muß eine ausreichende Kraft auf das Kupplungsgehäuse ausgeübt werden, damit die gebogenen Arme 112 radial nach innen gedrückt und die Vorsprünge 114 aus dem Eingriff mit den Ausnehmungen 116 gelöst werden. Wenn das Kupplungsgehäuse das Ende seiner 90°-Drehung erreicht, schnappen die Federanne 112 nach außen, da die Vorsprünge 114 vorgespannt sind, in die Arretierausnehmungen 116a. Wenn dies eintritt, hört man und fühlt man ein sehr klares relativ lautes Schnappen oder Klicken.

Wenn durch die Drehung des Kupplungsgehäuses 71 ein derartiges hörbares und fühlbares Signal gegeben wird, zeigt dieses Signal deutlich an, daß das Kupplungsgehäuse 71 den Verschlußarretiereingriff mit dem Buchsenmantel 36 abgeschlossen hat und daß die Kupplungsmutter 72 den Buchsenmantel 60 mit dem Einsatzteil axial nach vorne getrieben hat, so daß die Steckstiftkontakte Ab in

709885/0863

elektrischen Eingriff mit den Steckhülsenkontakten an dem Steckteil gebracht sind.

Wenn die Verbindung zwischen dem Steckteil und dem Buchsenteil gelöst wird, wird das Kupplungsgehäuse in entgegengesetzter Richtung gedreht. Die Arretierfederarme 112 werden radial nach innen auf die weggehenden Ausnehmungen 116a gedruckt. Das Kupplungsgehäuse drückt die Kupplungsmutter 72 in entgegengesetzter Richtung, so daß der Steckmantel 60 und das Einsatzteil mit den Steckhülsenkontakten axial ohne Drehung weggezogen wird. Das Federarretierteil 87 zeigt wiederum hörbar an, daß der Eingriff zwischen dem Steckteil 31 und dem Buchsenteil 30 durch die hörbare und fühlbare Kraft des Federarretierteils gelöst ist, das gegen das Kupplungsgehäuse schnappt, wenn die Vorsprünge 114 in die Ausnehmungen 116 eintreten. Das Kupplungsgehäuse ist dann so angeordnet, daß die Längskeile und die Längskeilnuten an dem Verschlußarretierflansch und an den Mantelarretierstegen so ausgerichtet sind, daß das Steckteil aus dem Buchsenteil ohne Drehung in axialer Richtung herausgezogen werden kann.

Die Kupplungsmutter 72 ist axial nach vorne gegen das Buchsenteil durch die Federn 91 vorgespannt. Die Federn 91 erleichtern nicht nur das Drehen des Kupplungsringgehäuses 71, welches die Kupplungsmutter 72 antreibt, in die gewünschte vollständig zusammengepaßte und arretierte Beziehung zwischen Steckteil und Buchsenteil, sondern dient auch dazu, daß nach dem vollständigen Ineinandergreifen das Federteil 91 zum Spannen und Halten des Steckteils und des Arretierteils in der montierten Relation verwendet wird.

Das Federarretierteil 87 kann sich hinsichtlich der Krümmung ändern, wobei die Krümmung immer ausreichen soll, daß ein kräftiges Schnappen der Vorsprünge 114 in die Ausnehmungen 116, 116a gehört und gefühlt wird. Dieses starke Schnappen der Arretiervorsprünge in die Verriegelungsausnehmungen wird durch den freien Raum erleichtert, den der Längskeil 110 in der Längsnut 111 hat, wobei

709885/0853

DA/G-K1791 -21-

dieser freie Raum es ermöglicht, daß das Arretierteil schnell in seiner Stellung verschoben wird, um das Geräusch eines lauten Schnappens zu erzeugen. Der freie Raum des Längskeils 110 und der Keilnut 111 steht in Korrelation zu der Krümmung der Verriegelungsvorsprünge 114 und der Ausnhemungen 116 derart, daß das Verriegelungsteil hinsichtlich seiner Kontakte mit dem Kupplungsgehäuse und dem Steckmantel nicht festgelegt ist und schnell ansprechen kann, wenn die Vorsprünge 114 sich in die Ausnehmungen 116 bewegen. Die konvexen Flächen 115 und die konkaven Ausnehmungen 116 und 116a sowie der Krümmungsunterschied erleichtern das Einschnappen. Außerdem ist der Krümmungsunterschied einer uer Faktoren, durch den die Anordnung beibehalten wird, da das Kupplungsgehäuse 71 nicht gedreht v/erden kann, bis eine ausreichende Drehkraft aufgebracht wird, um die Vorsprünge 114 aus den Ausnehmungen 116, 116a zu befreien. Die erforderliche Kraft ist vorher festgelegt. Die Anordnung der gekrümmten Flächen an den VorSprüngen 114 und an den Ausnehmungen 116, 116a kann so geändert werden, daß eine gewünschte Freigabe und ein gewünschtes Einschnappen erreicht wird. Der Aufbau und die Biegeeigenschaften der Arme 112 können zur Erzielung der gewünschten Kraft ebenfalls variiert werden.

HF-Abschirmung:

Die Mittel zum Erden und Abschirmen des elektrischen Schalters 32 gegenüber einer Frequenzstörung im Bereich von 100 MHz bis 10 GHz umfassen eine Abschirmung 95, die in den Figuren 12 bis 16 gezeigt ist. Die Vollständigkeit der Abschirmung erhält man durch einen über 360° fortlaufenden niederohmigen Weg von einer Kabelabschirmung zur anderen Kabelabschirmung über den elektrischen Schalter hinweg. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kabelabschirmungen elektrisch mit dem Steckmantel und dem Buchscnmantel in bekannter Weise verbunden, nie Abschirmung 95 steht in einem Abschirmungskontakt mit dem vorderen Stirnabschnitt des

709885/0853

Buchsenmantels, wie dies in den Figuren 6 und 10 gezeigt ist. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, tritt der Abschirmungseingriff mit dem Buchsenmantel 36 vor dem elektrischen Kontakt der Kontaktsteckstifte 45 mit den Kontaktsteckhülsen 67 ein.

Die Abschirmung 95 sitzt an einer inneren Ringrippe 96 des Steckmantels 60 und hat eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten elastisch gebogenen Fingern 97 für einen elektrischen Gleitkontakt mit der äußeren zylindrischen Fläche des Buchsenmantels 36. Die Abschirmung 95 ist so gebaut und geformt, daß, wenn sie auf dar. Innere des Steckmantels 60 aufgebracht ist, die Räume oder Fenster zwischen benachbarten Rändern der Finger 97 auf ein Minimum reduziert sind und in der Größenordnung von wenigen Hundertsteln eines Millimeter liegen, beispielsweise 0,1 mm (0.004") betrogen.

Bei der Herstellung einer solchen HF-Abschirmung 95 wird von einem rechteckigen Rohling 120 aus einem geeigneten Metall, beispielsweise Borylliuinkupfer mit einer Stärke von etwa 0,1 mm (0,004") und einer ausgewählten Länge und Breite ausgegangen (Fig. 14). Auf einer Seite des Rohlings 120 ist ein vorgegebenes Muster von Befestigungslaschen 121 und Federfingern 122 aufgedruckt oder eingezeichnet, die sich von einem dazwischenliegenden sich in Längsrichtung erstreckenden Band 123 aus erstrecken. Die Gestalt der Finger 122 ist trapezförmig und verjüngt sich vom Band 123 zum äußeren Ende. Die Befestigungslaschen 121 und Finger 122 sind mit dem Band 123 über schmale Halsabschnitte 124 verbunden. Das Material des Rohlings 120 zwischen den aufgezeichneten Laschen, Fingern und dem Band, wird dann chemisch weggeätzt, so daß man eine genau bemessene Gestalt der Laschen und Finger erhält.

Der geätzte Rohling 120 hat eine ebene Form. Das Material wird einem Formungsvorgang unterworfen, wobei die Befestigungslaschen 121 insgesamt zu einem U gebogen werden, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. Dabei wird der äußere Schenkel 121a der Befestigungslasche am Anfang so verformt, daß er zu dem gegenüberliegenden

709885/0853

Schenkel der Lasche etwas geneigt ist. Die Neigung des Schenkels 121a erleichtert einen festen Reibungsgriff der Rippe 96, wenn die Abschirmung an dem Steckmantel 60 angebracht wird.

Die Finger 122 werden durch Biegen eines jeden Fingers um einen dazwischenliegenden Abschnitt hergestellt, der eine gekrümmte Na.se 125 bildet, an die sieh eine Basis oder ein erstes Tragteil 126 anschließt, das im Winkel dazu angeordnet ist und mit dem Band und mit einem zweiten Tragabschnitt 127 verbunden ist, der in einem nach innen gebogenen oder Rückführendabschnitt 128 endet. Wie aus Fig. 14 zu ersehen ist, divergieren benachbarte Ränder der Finger 122 in flacher Form kontinuierlich von ihrem Basisabschnitt angrenzend an das Band 123 zum Rückkehrendabschnitt 128 hin.

Der geätzte und geformte Rohling hat noch eine gerade Form, wie sie in Fig. 15 gezeigt ist. Der geformte Rohling wird dann gewendet mit einem ausgewählten Radius zu einem Ring verformt, in welchem die radial nach außen gerichtete Fläche des Bandes 123 einen Durchmesser hat, der annähernd dem Innendurchmesser des Steckmantel 60 angrenzend an die Ringrippe 96 entspricht. Wenn der Ring mit einem solchen Radius hergestellt ist, werden die divergierenden Ränder der benachbarten Finger 122 (Fig. 15) in eine nahe beieinanderliegende, einen gleichförmigen Abstand aufweisende Beziehung 129 (Fig. 16) gezogen. Die Abstände bei 129 betragen jeweils etwa 0,1 mm (0,004"). Dieses extrem nahe Beieinanderliegen einer Vielzahl von elastischen Fingern über 360° wird durch eine genaue Korrelation der Abmessungen der geätzten trapezförmigen Finger 122 und ihrer Beziehung zum Radius des sich ergebenden Rings der Abschirmung 95 erreicht.

Die Abschirmung 95 kann dadurch befestigt werden, daß in geeigneter Weise elektrisch leitendes Verkleben oder Löten mit der Ringrippe 96 erfolgt. Der Ring kann geformt werden, während die Befestigungs-

70988 5/0853

laschen 121 über der Rippe 96 eingeführt werden. Die Lasehen- und Rippenkontaktflächen sind vorzugsweise elektrisch leitfähig und gelötet. Das Band 123 hat einen Fortsatz 130 am Ende, der das gegenüberliegende Ende des Bandes überlappen und daran in geeigneter Weise befestigt werden kann, beispielsweise durch elektrisch leitendes Hartlöten oder Verkleben.

Die elastischen Finger 122 können mit einem Edelmetall, wie Gold, plattiert sein. Die mit den Fingern in Kontakt stehenden Flächen an dem Buchsenmantel 36 und an dem Steckmantel können ebenfalls mit einem Edelmetall, wie Gold oder Silber, plattiert oder überzogen sein. In Fig. 12 ist das Band 123 mit einer Edelmetallkontaktfläche bei 131 versehen. In der voll zusammengepaßten Stellung sind der Steckmantel 60 und die Steckbuchse 36 mit einem im wesentlichen kontinuierlichen elektrisch leitenden niederohmigen Weg über 360° zwischen den Metallmänteln 60 und 36 über die Abschirmeinrichtung 95 versehen.

Die genaue Gestalt der elastischen Finger 122 bietet eine minimale Fensterfläche für das Senden von Streufrequenzen, so daß die HF-Leckdämpfung maximal ist.

Der vordere Rand des Buchsenmantels 36 kann eine Abfasung oder Abschrägung 133 haben, so daß während der relativen Axialbewegung des Steckteils und des Buchsenteils für das Ineinanderstecken die Abschrägung am Rand 133 zuerst mit dem radial nach innen vorgespannten Tragabschnitt 127 in Kontakt kommt. Die Flächen des Mantels und der Finger werden zum Entfernen einer Oberflächenoxidation darauf wirksam unter Druck infolge der Federvorspannkräfte abgewischt, die durch das Biegen des Tragabschnitts 127 um die Nase 125 und durch das Biegen des Tragarmabschnitts 126 an dem Band 123 erhalten werden.. Der Eintritt des Mantels 36 in die öffnung, die von dem Abschnitt 127 der Finger 122 gebildet wird, führt dazu, daß die elastisch gebogenen Finger sich gleichmäßig radial nach außen bewegen oder expandieren, bis die Fingerabschnitte

709885/0853

126 in Druckkontakt mit dem Steckmantei 60 stehen. Das Verschwenken eines jeden Fingerabschnitts 126 um seine Verbindung mit dem Band 123 vergrößert die elastischen Vorspannkräfte, die für den Druckkontakt mit den Mänteln 36 und 60 zur Verfügung stehen (Fig. 6, 10). Die genaue Form der Finger bezogen auf den Radius der Abschrimung ermöglicht ein radiales nach außen Biegen der Finger, wobei die Änderung der Größe der Fensteröffnungen oder Räume zwischen den Fingern im Grunde genommen klein bleibt. Die Abschirmungswirksamkeit bleibt somit im wesentlichen unverändert. Die Winkel- und Biegegestalt der Fingerabschnitte 127 und 128 ermöglicht eine relative Axialbewegung der beiden Mantel 36 und 60 ohne Störung. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, tritt ein Kontakt der Abschirmung 95 ein, ehe die Steckstiftkontakte 45 in die Steckhülsenkontakte 67 in dem Steckteil eintreten.

Kupplungsanordnungs-Verschlußhaltceinrichtung:

Das Kupplungsringgehäuse 71 mit der darin eingeschlossenen Kupplungsnut 72 und die Federn 91, die gegen ein Ende der Kupplungsmutter drücken, werden in der Anordnung durch ein ringförmiges Halteteil 92 gehalten. .Wie aus den Figuren 1, 17 und 18 zu ersehen ist, hat das ringförmige Halteteil 92 einen Innendurchmesser, der in etwa gleich dem Innendurchmesser der Kupplungsmutter 72 ist und eine innere Ringfläche 135 bildet, an der ein Ende der Feder 91 in der Anordnung sitzt. Der Außenumfang des Teils 92 ist mit gebogenen Umfangsverschlußstegen oder Laschen 136 versehen, die im Abstand angeordnet sind und zwischen sich öffnungen 137 bilden. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, können die Verschlußiaschen 136 zu inneren durchgehenden öffnungen 138 ausgerichtet werden, die in dem Endabschnitt 139 des Kupplungsringgehäuses 71 vorgesehen sind. Der Endabschnitt 139 innerhalb der Randfläche des Kupplungsgehäuse^ ist mit einer Vielzahl von auf einem Kreis im Abstand angeordneten Ausnehmungen 140 mit Stirnwänden 141 versehen. Die Ausnehmungen 14C dienen der Aufnahme und zum Halten der Verschlußlaschen 136 r1»*~

709885/08B3

DA/G-K1791 -26-

zwischen Das ringförmige Halteteil 92 kann mit drei im Winkel im Abstand angeordneten Einbuchtungen oder Vertiefungen 143 für die Arretierung in der äußeren Ringfläche des Teils 92 versehen sein.

Das Kupplungsanordnungs-Verschlußhalteteil 92 kann als Büchse um den Steckmantel 60 herum angeordnet sein, wobei die Verschlußlaschen 136 fluchtend zu den durchgehenden öffnungen 138 in dem Endabschnitt 39 des Kupplungsgehäuses 71 ausgerichtet sind. Durch Verwendung eines Werkzeuges mit drei Zacken entsprechend dem Abstand der Einbuchtungen 143 kann das ringförmige Teil 92 gleichförmig axial gegen die Kupplungsmutter 72 und gegen die Federkräfte der Feder 91 gedrückt werden. Nachdem das Halteteil 92 axial in Kontakt mit der nach innen gerichteten Schulter 144, die von der ringförmigen Ausnehmung 140 gebildet wird, vorwärts bewegt worden ist, kann das Teil 92 in jeder Richtung gedreht werden, so daß die Arretierungsverschlußlaschen 136 in den hinteren Raum der Ausnehmungen 140 bewegt werden. Bei der Freigabe des Montagedrucks wird das Halteten 92 axial durch die Federn 91 nach außen gedrückt, wodurch die Verschlußlaschen 136 in den Ausnehmungen 140 positioniert werden. In dieser Stellung ist, wie aus Fig. 17 zu ersehen ist, ein Drehen des Teils 92 durch den Eingriff der Enden der Verschlußlaschen 136 mit den Stirnwänden 141 der Ausnehmungen 140 beschränkt.

Die Demontage des Halteteils 92 von dem Kupplungsringgehäuse 91 erfolgt durch eine Umkehrung der beschriebenen Montageschritte. Es wird wieder das drei Zacken aufweisende Werkzeug verwendet, um einen Axialdruck auf das Halteteil 92 auszuüben, wodurch dieses axial nach innen gegen den Federdruck bewegt wird. Dann wird der Ring über den erforderlichen Winkel gedreht, wodurch die Verschlußlaschen 136 zu den durchgehenden öffnungen 138 in dem Endabschnitt des Kupplungsringgehäuses fluchtend ausgerichtet werden. Nach Freigabe des von dem Werkzeug ausgeübten Drucks wird das Halteteil 92 von dem Endabschnitt bzw. Stirnabschnitt des Kupplungsringgehäuses zurückgezogen. Die Federn 91 und das Kupplungsringgehäuse

709885/0863

sowie d.i· zugeordnete Kupplungsringmutter können dann für die Demontage entfernt werden.

Einsatzhalteteile:

Die Einsatzteile 40 und 66 müssen axial und im Winkel bezüglich ihrer jeweiligen Mäntel genau ausgerichtet werden, um die richtige Fluchtung und das Ineinanderpassen der Steckstift- und Steckhülsenkontakte zu ermöglichen. Die Einsatzteile sind axial in einem Mantel dadurch angeordnet, daß ein Einsatzteil an einer Bezugsschulter des Mantels sitzt, wodurch die Bewegung in einer Richtung beschränkt ist. In der entgegengesetzten Richtung wird dann die Bewegung durch Biegen oder durch Verwendung eines Gewinderings oder einer Arretierscheibe begrenzt. Die Verwendung solcher Einrichtungen führt zu unerwünschten Toleranzen, die die genaue Positionierung beeinträchtigen. Unter bestimmten Arbeitsbedingungen ist die geringste relative Axialbewegung des Einsatzteils bezüglich des Mantels infolge des Einflusses auf Mehrfachsteckstift-Steckhülsenverbindungen und auf die Befestigung der Kontakte in dem Einsatzteil zu beanstanden. Der erfindungsgemäße Stecker 32 hat Einrichtungen zum Halten und zwangsweise Positionieren eines Einsatzteils an einer Schulter oder an einem anderen ortsfesten Bezugsteil ohne Vornahme von Einstellungen oder von Biegemaßnahmen an dem Mantel.

Wie aus Fig. 4 und den Figuren 19 bis 21 zu ersehen ist, ist an dem Einsatzteil 40 des Buchsenteils 30 eine Einsatzhalteeinrichtung 158 angebracht. Der hintere Mantel 39 des Buchsenmantels 36 ist mit einem äußeren zylindrischen Abschnitt 150 mit einem relativ dünnen Querschnitt versehen. Innerhalb des Abschnitts 150 ist der hintere Mantel mit einem relativ dickeren zylindrischen Abschnitt 151 versehen, an dessen Innenfläche ein speziell geformtes sägezahnartiges Gewinde 152 ausgebildet ist. Das Gewinde 152 hat eine einzige Führung, ist rechtsgängig und hat fünfzig Gewindegäng pro 25 mm (50 Gänge pro inch). Im Querschnitt hat das Gewinde 152

709888/0863

einen r<' cn .Scheitel und einen relativ breiteren flachen Fuß 154. Die nacli innen gerichtete Fläche 155 des Gewindes ist senkrecht zu dem flachen Scheitel 153 bzw. zu dem Fuß 154. Die nach außen gerichtete Fläche 156 des Gewindes ist etwas vom Fuß 154 zum Scheitel 153 geneigt. Der Abstand zwischen den Scheiteln 153 benachbarter Gewindegänge ist mit D bezeichnet und beträgt bei dem gezeigten Beispiel etwa 0,5 mm (0,02"). Das Längenstück des hinteren Mantels, das mit den Gewindegängen 152 versehen ist, kann irgendeine geeignete Länge haben, was von den axialen Abmessungen des von dem Buchyenmantel 36 zu tragenden Einsatzteils abhängt. Bei dem gezeigten Beispiel beträgt die Tiefe der Gewindegänge, d.h. gemessen von dem ebenen Scheitel 153 zum ebenen Fuß 154 etwa 0,13 bis 0,15 mni (0,005 bis 0,006"). Das Einsatzteil 40 hat, wie erwähnt, Schultern 41, die an einer Schulter 41a für die Bezugspositionierung sitzen, welche an dem Buchsenrnantel vorgesehen sind.

Der Einsatzhaltoring 158 kann aus einem geeigneten kompressiblen thermoplastischen Material hergestellt werden, beispielsweise aus einem Polyamid (Torion, Nylon). Der Ring 158 hat eine zylindrische glatte Innenfläche 159, durch die hindurch mittels Freipassung von wenigen Hundertstel Millimetern der hintere Endabschnitt des Einsatzteils 4 0 hindurch aufgenommen werden kann. Die äußere zylindrische Fläche des Rings 158 ist mit einem Gewinde 160 versehen, welches zwei Führungen hat, linksgängig ist und 25 Gänge pro 25 mm (25 Gänge pro inch) aufweist. Die Gewindegestalt, die ebenfalls sägezahnförmig ist, umfaßt einen insgesamt dreieckigen Querschnitt mit einer scharfen Ecke 161 am Scheitel, eine relativ lange geneigte Fläche 164, die zu einem schmalen flachen Fuß 162 führt, der eine Breite von etwa einem Drittel bis einem Viertel des Raums zwischen benachbarten Scheiteln 161 hat, der mit A bezeichnet ist, und eine nach außen gerichtete Fläche 163 senkrecht zum ebenen Fuß 162. Der Scheitelabstand A bei diesem Ausführungsbeispiel liegt bei etwa 0,5 mm (0,02"). Der Außendurchmesser des Einsatzhalterings 158 ist etwas größer als der Innendurchmesser des Mantels, wobei die scharfen Ecken 161 in die Fußbe-

709885/0863

BAD OAtQtNAL

reiche fΛ der Gewindegänge 152 reichen.

Wie in Fig. 21 gezeigt ist, bildet die Ausbildung der Gewinde 152 und 160, d.h. das eingängige Rechtsgewinde mit zwei Gängen pro nun und das zweigängige Linksgewinde mit einem Gang je mm zusammen mit der speziellen Querschnittsgestalt der beiden Gewinde, einen Gewindeeingriff, bei dem das Ineinanderpassen oder Kämmen an drei Stellen auftritt, die in einem Abstand von etwa 120° entfernt sind, wie dies durch die Stellen 165, 166 und 167 in Fig. 21 veranschaulicht ist. Im folgenden wird das Ineinandergreifen näher erläutert.

Nachdem das Einsatzteil 40 im Winkel ausgerichtet und axial an dsr Bezugsschulter 41a in dem Buchsenmantel 36 positioniert ist, wird in der Anordnung der Einsatzhaltering 158 über das; Ende des Einsatzteils 40 geschoben und axial zum hinteren Mantel 39 bewegt. Wenn das Büchsenteil in den Zwischennbschnitt 151 mit dem Gewinde 152 einzutreten beginnt, wird ein zylindrisches Schiebeworkzeug verwendet, um den Einsatzring in den hinteren Buchsenmantel 39 und axial längs dos Mantelgewindes 152 zu pressen. Da die Gewinde-·" gängeyentgegengesetzter Richtung laufen und keine Gewindeeigenschaften und keine Kämmeigenschaften haben, wird durch das Drücken der Gewindegänge des Kunststoffrings längs der Gewindegänge des hinteren Mantels 39 aus Metall der Einsatzring unter eine radiale Kompression gesetzt, so daß die Gewindegänge 160 nacheinander eingreifen und zwangsweise mit den Gängen 152 an drei im Winkel im Abstand angeordneten Bereichen zusammenwirken, wie dies in Fig. 21 gezeigt ist. Dieses Ineinanderpassen der Gewindegänge 152 und 160 unter Radialdruck während der relativen Axialbewegung wird durch die geneigten Flächen 156 und 164 erleichtert. Ein Widerstand gegen eine entgegengesetzte relative Axialbewegung wird zwangsweise durch das gegenseitige Anliegen der Flächen 155 und 163 beschränkt, die zur Achse des Rings und des Mantels senkrecht sind. Ein solcher Eingriff des kompressiblen thermoplastischen Gewindes 160 mit den metallischen Gewinde 152 erfolgt aufeinanderfolgend und im V;;^:n' νΛ

709885/0853

DA/G-K1791 -30-

fortschreitend an drei im Winkel im Abstand angeordneten Stellen um den hinteren Mantel 39 herum, wobei der thermoplastische Haltering 158 unter der radialen Kompression zu in etwa dreieckigen verriegelten oder ineinanderpassenden Anschlagbereichen 165, und 167 verformt wird, die durch die gegenüberliegenden Normalflächen 155, 163 der beiden verschiedenen Gewindeausbildungen geschaffen werden.

Die sich verjüngende Gestalt des vorderen Endes 169 des Rings erleichtert den Eintritt des Ringendes 169 in den Mantel. Die Stirnfläche de.s vorderen Endes 169 kann gegen eine Axialschulter 170 an dem Einsatztc.il oder einen Axial ring bzw. Schubring gedruckt werden, der an dem hinteren Abschnitt des Einsatzteils vorgesehen ist, so daß das Einnatzteil unbeweglich zwischen der positionierenden Schulter 41a an dem Buchsenmantel und dem Einsatzhaitor ing, der gegen die Schulter 170 gepreßt wird, arretiert und gewindemäßig mit dem hinteren Mantel verriegelt ist. Der kompressible Haltering wird linear unter Druck gesetzt in den Eingriff mit dem hinteren Mantel und dem Einsatzteil gebracht und dazwischen angeordnet. Der Einsatzhaltering arretiert den mit Gewinde versehenen Mantel und steht damit in Gewindeeingriff, wodurch die Position des Einsatzteils in dem Mantel an der Bezugsschulter 41a unabhängig davon genau positioniert wird, ob zwischen der Schulter 41a und der Schulter 170 eine grobe oder lose Toleranz vorliegt.

Ein ähnlicher Einsatzhaltering wie der anhand des Buchsenmantels beschriebene kann an dem hinteren Abschnitt des Steckmantels 60 zum Halten des Steckeinr.atzteils in einer festgelegten axialen Stellung bezüglich des Steckmantels verwendet werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel wird der Einsatzhaltering im Hinblick auf einen elektrischen Stecker mit einem zylindrischen Mantel aus Metall und einem zylindrischen dielektrischen Einsatzteil beschrieben, d£is in dem Mantel aufgenommen ist, v/ob ei das Einp-rttztell in einer unbeweglichem Position bezüglich des Mantels f CiCtgohd j ton

709885/0853

DA/G-K1791 -31-

wird. Ein solcher kompressibler Einsatzhaltering kann auch verwendet werden, um eine minimale axiale Bewegung zwischen zwei konzentrischen Elementen zu beschränken, die in verschiedenen Umgebungen benutzt werden.

Bei den hier benutzten Ausdrücken "Gewindeeinrichtung", "Gewindeausbildung" und "Gewindeeingriff", sind unter Gewinde die üblichen wendeiförmigen Gewinde sowie nichtwendelförmige Ringe zu verstellen, die in einem gewünschten Winkel zur Achse des Mantels und des Halterings angeordnet sind. Dabei kann das eine Gewinde oder es können die beiden zusammenwirkenden Gewinde wendelförmig oder nichtwendelförmig ausgebildet sein. Die gewählte Ganghöhe bei jedem Gewinde soll für ein Kreuzen der ineinandergreifenden Gewindegänge an wenigstens drei Anschlagbereichen sorgen, wobei der Einsatzring unter einem radialen Kompressionsdruck steht.

Die Verwendung des Einsatzhalterings 158 sowie des damit zusammenwirkenden hinteren Mantels 39 führt zu einer schnellen sicheren Montage des Einsatzteils unddes Buchsenmantels, wobei keine zusätzlichen Einstellungen erforderlich sind, um das Einsatzteil 40 zwangsweise in den Sitz an einer Positionierungsschulter 41a zu bringen und dort zu halten.

Verschlußabhalteeinrichtung:

Bei bekannten elektrischen Steckern ist eine relative axiale Bewegung der Steck- und Buchsenabschnitte unter gewünschten Bedingungen möglich, was jedoch zu einer Beschädigung an dem Stecker und zu einer Störung hinsichtlich der erforderlichen elektrischen Kontakte führen kann. Zu solchen unerwünschten Bedingungen gehören eine relative Axialbewegung mit einem verbogenen Kontaktstift, der Versuch, Steckerabschnitte zusammenzustecken, bei denen beide Abschnitte vorstehende Kontaktstifte haben, ein Klemmen oder ein Querstart der Kupplungseinrichtung und die Ausführung einer relativen Axialbewegung bei einer axialen Falschausrichtuno,

709885/0853

DA/G-K1791 -32-

Erfindr ' ^gemäß werden diese unerwünschten Zustände vermieden. Der Verschlußflansch 81 an dem Kupplungsgehäusering hat dafür zwei radial nach innen vorstehende Längskeile 85, die um 120" entfernt und in annähernd dem gleichen Winkelabstand bezüglich der Keilnut 84 angeordnet sind. Die Keilnut 84 nimmt den Hauptlängskeil 50 an dem Buchsenmantel auf, um die beiden Mäntel bezüglich der Polarisierung oder axialen Ausrichtung der ineinandergreifenden elektrischen Stift- und Hülsenkontakte auszurichten. Bei dem elektrischen Stecker werden sichtbare Be2ugszeichen an dem Kupplungsgehäuse und an dem Mantel in linearer Ausrichtung zu dem Längskeil 50 und der Längskeilnut 84 so vorgesehen, daß das Kupplungsgehäuse, der Steckmantel und der Buchcenmantel gonau im Winkel für das Ineinanderstecken der Stift- und Hülsenkcntakte ausgerichtet sJnd.Ehe das Steckteil axial bezüglich des Büchsenmantels bei einer solchen mit visueller Hilfe erreichten Ausrichtung verschoben werden kann, müssen die Längskeile 85 zu den Keilnuten 85a an dem Büchconmantel ausgerichtet sein, um eine weitere axiale Bewegung zu ermöglichen.

Wenn die richtige optische Ausrichtung des Hauptlängskeils 50 und der Keillängsnut 84 vorgenommen ist, der Buchsenmantel und der Steckmantel jedoch für das Ineinanderstecken, beispielsweise infolge einer unterschiedlichen Anzahl von Stiftkontakten, nicht vorgeselien sind, führt die Ausrichtung der Keile 85 und der Keilnuten 85a bei solchen nicht füreinander vorgesehenen Mänteln dazu, daß die Keile 85 an den Vorderflächen 48b und 4 9b der Arretierstege 48 und 49 an einem nicht zugehörigen Mantel anliegen. Ein solches Anliegen im Abstand an den Flächen 48b und 49b sorgt für ein ausgeglichenes Abhalten des Steckteils, d.h. jeder axialen Falschausrichtung des Steckteils und des Buchsenteils wird ein Widerstand entgegengesetzt und die Falschausrichtung auf ein Minimum reduziert, so daß ein Schaden an den Stiftkontakten nicht eintritt. Ein axiales Vorwärtsbewegen des Kupplungsgehäuses und eines unpassenden Stcckmantels und Einsatzteils wird dadurch ver-

709885/0853

BAD ORtQINAL

hindert. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, befinden sich die Spitzen der Stiftkontakte 45 in einem Abstand bezüglich der Hülsenkontakte in dem Steckeinsatzteil. Eine Beschädigung der Stiftkontakte wird somit im Falle von nicht zueinanderpassenden Steckteilen und Buchsenteilen verhindert, wenn versucht wird, diese miteinander zu verbinden.

Die beiden Keile 85 haben eine Abhaltefunktion an zwei in einem Abstand von etwa 120* angeordneten Punkten. Ein Schiefstellen oder .der Versuch, nicht zueinanderpassende Steck- und Buchsenteile durch Handhabung der Steckeinrichtungen in drei Dimensionen zu verbinden, wird verhindert. Die Verwendung von wenigstens zwei im Abstand angeordneten Keilen im Abstand zu der Hauptkeilnut 84 an dem Kupplungsgehäuse ergibt eine Änderung des Keil-Keilnut-Musters, so daß ein weiter Bereich verschiedener Verkeilung bei Steckern der gleichen Mantelgröße, jedoch mit verschiedenen Elementen an elektrischen Kontakten und Anordnungen davon vorgesehen werden kann.

Der erfindungsgemäße elektrische Stecker 32 hat viele Vorteile durch seine Konstruktion und seine Bedienungsweise, wovon einige speziell hervorgehoben wurden. Bei dem Gesamtkonzept des elektrischen Steckers ist wesentlich, daß der Kupplungsgehäusering als einziges Bestandteil dient, das so gebaut ist, daß es eine Anzahl von wesentlichen Funktionen ausführen kann. Zunächst hat das Kupplungsringgehäuse einen Abschluß- bzw. Verschlußflansch 81, der das Steckteil und das Buchsenteil gegenüber einer Axialbewegung durch das Aneinanderliegen der Arretierstege 48 und 49 an dem Buchsenmantel verriegelt. Solche Arretierstege bilden eine wesentliche Anschlagfläche, so daß die Belastung pro Flächeneinheit reduziert ist. Zweitens hat das Kupplungsringgehäuse in dem Verschlußflansch 81 Längskeile 85, welche die beschriebene Abhaltefunktion ausüben, wodurch ein Ineinanderstecken nicht zueinander gehörender Steck- und Buchseneinrichtungen verhindert wird. Der Arretierflansch 81 bildet so eine Verkeilungseinrichtung, bei der die Längskeile 85 im Abstand so geändert werden können, daß eine

" 709885/0863

PA/G-K1791 -34- · .

zwangsv.vise Einrichtung vorgesehen ist, die den Versuch der Verbind>)ij von nicht zueinander gehörenden Steck- und Buchsenteilen verhindert. Diese Unterbindung des Zusanunensteckens erfolgt ohne Beschädigung der Stift- und Hülsenkontaktelemente. Das Kupplungsringgehäuse mit seinem Arretierflansch 81 hat drittens eine visuelle und nicht verwechselbare Ausrichtung des Steckteils bezüglich des Buchsenteils durch die Ausrichtung der Keilnut 84 bezüglich des Längskeils 50 an einem Buchsenmantel. Somit ist die zwangsweise Ausrichtung oder Polarisierung der Kontaktelemente zueinanderpafüsender ineinander steckbarer Steck- und Buchsenteile gewährleistet. Das Kupplungsringgehäuse hat viertens einen ringförmigen sich über einen Teilkreis erstreckenden inneren Kanal oder eine Nut für die Aufnahme der Arretierfeder 87, die zwangsweise bezüglich des Steckmantels und des Kupplungsgehäuse durch den zentralen Keil 110 ausgerichtet ist, der in Axialrichtunrj in der Längskeilnut 111 auf dem Steckmantel bewegbar ist. Das Kupplungsringgehäuse hat fünftens eine Ringschulter 89 für das Anliegen des einen Endes der Kupplungsmutter 72 sowie die Verschlußausnehmung 140 für die Vollarretierung, die den Arretierungsring 92 sichert, der als Sitz für die Federn 91 dient, welche die Kupplungsmutter gegen die Schulter 89 vorspannen. Dies zeigt, daß die spezielle Konstruktion des Kupplungsringgehäuses des elektrischen Steckers 32 viele Merkmale kombiniert, wodurch man einen elektrischen Stecker erhält, der betriebssicher ist und der Sicherheitseinrichtungen gegen eine Beschädigung von Steckerteilen im Falle einer Fehlausrichtung oder bei einem Versuch hat, einander nicht angepaßte Steckerteile miteinander zu verbinden.

709885/0853

BAD OAtQINAL

β e r s e 11 e

Claims

AUTOMATION INDUSTRIES, INC., Los Angeles, California, U.S.A.

Elektrische Steckverbindung

Patentansprüche

.) Elektrische Steckverbindung mit einem Steckteil und einem Buchsenteil für das Zusammenstecken und Auseinanderziehen, wobei jedes Teil mit einem Einsatzteil aus dielektrischem Material verbunden ist, das elektrische Kontaktelemente trägt und axial in dem Mantel bezüglich einer ausgewählten Beziehung für das Zusammenfügen angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Halten von wenigstens einem Einsatzteil (40) gegenüber einer axialen Verschiebung in einer Richtung mit einem kompressiblen Einsatzringteil (158) mit einem Außengewinde (160) mit der einen Ausbildung, und mit einem Innengewinde (152) mit einer zweiten anderen Ausbildung an einem der Mantel (39), wobei das Ringteil (158) linear unter Druck in eine Richtung entgegengesetzt zu der einen Richtung vorwärtsbewegt wird, wodurch das Außen- und Innengewinde (160, 152) in einen Eingriff an im Winkel im Abstand befindlichen Stellen des Außen- und Innengewindes gedrückt werden.
2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzringteil (158) aus einem thermoplasti-

709F. RS/0853

ORIGINAL INSPEQTEO

DA/G-K1791 -2- * / O O Q I /

scheu Material besteht.
3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (160) des Einsatzringteils (158) eine Gewindefläche (163) senkrecht zur Achse der Steckverbindung (30) hat, die in die eine Richtung weist, und daß das Gewinde (152) des Mantels (39) eine Gewindefläche senkrecht zur Achse hat, die zu der entgegengesetzten Richtung weist, wobei das Ineinandergreifen durch den Druckeingriff an im Abstand angeordneten Flächen der senkrechten Gewindeseiten (155, 163) eintritt.
4. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gang des Gewindes

(160) an dem Einsatzring (158) zum Gang des Gewindes (152) an dem einem Mantel (39) entgegengesetzt ist.
5. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Gewindegänge pro Längeneinheit an dem Einsatzringteil (158) annähernd das 2-Fache der Anzahl der Gewindegänge pro Längeneinheit an dem einen Mantel (39) beträgt.
6. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (160) wie auch das Innengewinde (152) geneigte Flächen (156 bzw. 164) aufweist, um eine Bewegung des Einsatzringteils (158) längs der entgegengesetzten Richtung zu erleichtern.
7. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Anzahl der Gewindeführungen an dem Einsatzringteil (158) und an dem einen Mantel (39) annähernd 1 : 2 ist.

709885/0863

DA/G-K1791 -3-
8. Steckverbindung mit einem Einsatzringteil zum Begrenzen der axialen Bewegung in einer Richtung des einen von zwei ineinanderschiebbaren Teilen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Kunststoffringteil (158) aus einem kompressiblen thermoplastischen Material mit einem Außengewinde (160), das selektiv so ausgebildet ist, daß es eine geneigte Fläche (164) in der einen Richtung und eine Fläche senkrecht zur Achse des Rings (158) in der anderen Richtung aufweist, wobei die geneigte Fläche (164) und die senkrechte Fläche (162) einander unter Bildung eines spitzen Winkels schneiden.
9. Steckverbindung mit einer Einrichtung zum Beschränken der Axialverschiebung eines ersten Teils in einer Richtung, das in einem zweiten Hohlteil angeordnet ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Innengewinde (152) an dem zweiten Hohlteil (39) und durch einen kompressiblen Haltering (158) mit einem Außengewinde (160), wobei das Innengewinde (152) und das Außengewinde (160) in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, der Haltering (158) axial zwischen das erste und zweite Teil gedrückt wird, um durch Druck die entgegengesetzt gerichteten Gewinde in Winkelabständen zu verzahnen, und das erste Teil eine Schulter hat, die mit dem Haltering (158) zusammenwirkt.

7 0° *■· H ^L I 0 B h 3