DE3229129A1

DE3229129A1 - Elektrische steckverbindung

Info

Publication number: DE3229129A1
Application number: DE19823229129
Authority: DE
Inventors: Lyle 33312 Fort Lauderdale Florida Johnson; Tommy Barth 92705 Santa Ana Calif. Maher; William R. Mattingly, Jr.
Original assignee: MATRIX SCIENCE CORP
Current assignee: MATRIX SCIENCE CORP
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1982-08-04
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE3229129C2; FR2516314B1; FR2516314A1; GB2109645A; GB2109645B; US4500153A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Steckverbindungen und insbesondere selbstsichernde Vorrichtungen für Verbindungsstecker.

Selbstsichernde elektrische Steckverbindungen werden gegenwärtig in einer Vielzahl von Industriebranchen verwendet, insbesondere in der Luftfahrtindustrie, als Alternative zu Sicherheitsdraht-Befestigungsverbindungen. Eine Vielzahl von selbstsichernden elektrischen Verbindungsanordnungen, die keinen Sicherheitsdraht benötigen, sind bekannt. Stellvertretend für solche Verbindungsanordnungen ist eine Anordnung, wie sie in der US-PS 3 808 580 beschrieben wurde, und bei der eine ringförmige Oberfläche mit einer Vielzahl von Rillen vorgesehen ist, gegen die eine Kupplungsscheibe mit einer Vielzahl von Vertiefungen gepresst wird. Die Kupplungsscheibe wird gegen die Eingriffsfläche mittels einer Schraubenfeder gepresst. Die ganze Anordnung wird mittels eines Halteringes gehalten, der in einem Hohlraum zwischen der Überwurfmutter und dem Gehäuse des Verbindungssteckers angeordnet ist.

Auch wenn die oben beschriebene und andere ähnliche Anordnungen geeignete selbstsichernde Kupplungsverbindungsanordnungen für viele Anwendungsbereiche schaffen, hat sich herausgestellt, dass bei hohen Vibrationen nach einiger Zeit Mängel auftreten. Diese Mängel beruhen auf verschiedene Umstände. Zum Beispiel drückt in einigen Verbindungsanordnungen die Schraubenfeder gegen die Rückseite der Kupplungsscheibe, die in eine ringförmige Eingriffsfläche eines sich von der äusseren Fläche des Gehäuses erstreckenden Flansches eingreift. Wenn die Mutter

an dem entsprechenden Gehäuse befestigt ist, drückt die Schraubenfeder gegen die Rückseite der Kupplungsplatte und presst diese gegen die Eingriffsfläche, um Drehbewegungen der Mutter zu verhindern. Derartige Vorrichtungen setzen die stetige Spannkraft der Schraubenfeder voraus, um die Kupplungsscheibe an die Eingriffsfläche gedrückt zu halten. Aufgrund der Konfiguration und der Lage der Schraubenfeder ruft jedoch das Festklemmen der Mutter axiale Verformungen der Schraubenfeder bis zu einem Punkt hervor, an dem eine dauernde Verformung eintritt, die im Nachlassen der Spannkraft der Feder resultiert. Nach wiederholtem Zusammenstecken und Lösen der Verbindungsanordnung verformt sich die Schraubenfeder in einem solchen Ausmaß, dass die Kupplungsscheibe nicht mehr mit genügender Kraft gegen die Eingriffsfläche gedruckt werden kann, um Drehbewegungen der Mutter bezüglich des Gehäuses bei hoher Vibration zu verhindern.

Ein anderes Problem, das bei verschiedenen Verbindungsanordnungen auftrat, war das Lösen des Halteringes, der die Mutter am Steckverbindungsgehäuse festhält und die Schraubenfeder und Kupplungsscheibe in ihrer Lage hält. Besonders wurde in verschiedenen Fällen festgestellt, dass bei hoher Vibration der Haltering sich von seiner Eingriffsnut in der Überwurfmutter löst, wobei die Rückseite, die gegen die Schraubenfeder drückt, wegbewegt wird. Dies hindert die Schraubenfeder daran, die Kupplungsseheibe gegen die Eingriffsfläche zu drücken. Das Ergebnis ist ein Brechen der Dichtungen der Steckverbindung und aufgrund der leitfähigen Verunreinigungen ein Kurzschluss zwischen den verschiedenen Steckern.

Um die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine Steckverbindung zu liefern, bei der die Schraubenfeder eine dauernde, konstante Kraft gegen die Rückseite der Kupplungsscheibe ausübt, wurde erfindungsgemäss eine Einrichtung geschaffen, bei der der Haltering ohne Loslösen bei Vibration in seiner Nut gehalten wird und bei der ein Aufbau gegeben ist, der axiale Bewegungen der Überwurfmutter relativ zum Gehäuse, auf dem die Überwurfmutter befestigt ist, begrenzt, so dass die Schraubenfeder niemals bis zu einem Grad zusammengedrückt wird, bei dem eine permanente Verformung und somit eine Einbusse an Elastizität auftritt.

Zusätzlich liefert die vorliegende Erfindung einen verbesserten Eingriffsmechanismus zwischen der Kupplungsscheibe und der Eingriffsfläche, wobei die Eingriffsfläche einen Zahnkranz enthält mit einer Vielzahl von zahnartigen Nuten, die sich von der Eingriffsoberfläche auf der einen Seite unter einem steilen Winkel erstrecken und von der Eingriffsoberfläche auf der anderen Seite unter einem flachen Winkel, so dass die Kupplungsscheibe leichter gedreht werden kann, um das Steckverbindungsgehäuse mit dem dazugehörigen Gehäuse zu koppeln, als vom zugehörigen Gehäuse zu lösen.

Ein derartiger Eingriffsmechanismus verhindert das Loslösen der Überwurfmutter bei hoher Vibration, da es nicht nur erforderlich ist, dass die Vertiefungen in der Kupplungsscheibe gegen die durch die Schraubenfeder ausgeübte Kraft bewegt werden müssen, sondern es gleichfalls erforderlich ist, dass die Überwurfmutter gleichzeitig gedreht wird. Weiterhin muss,

bedingt durch die vielen Vertiefungen und Zahnkranznuten entlang des gesamten Kreisumfanges der Eingriffs- und Kupplungsscheibenoberflächen, die gesamte Kupplungsscheibe axial bewegt werden, um ein Loslösen herbeizuführen. Es reicht nicht aus, dass sich die Kupplungsscheibe nur leicht dreht, da dann zum Beispiel sich lediglich die Vertiefungen auf der einen Seite der Kupplungsscheibe von den Zahnkranznuten lösen wurden.

Die vorliegende Erfindung bedient sich auch einer Vielzahl von Schultern bzw. Anschlägen, die verhindern, dass die axiale Breite des Zwischenraums zwischen der Überwurfmutter und dem Gehäuse, in dem die Schraubenfeder und die Kupplungsscheibe gehalten werden, um mehr als einen vorbestimmten Betrag variiert. Daher behält die Schraubenfeder ihre Elastizität, unabhängig davon, wie oft die Überwurfmutter an dem dazugehörigen Gehäuse befestigt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstsichernde elektrische Steckverbindung mit verbesserter Schraubenfederbefestigung, bestehend aus einem zylindrischen ersten Gehäuse, einem zylindrischen zweiten Gehäuse und einer am zweiten Gehäuse befestigten Überwurfmutter. Das erste Gehäuse kann entweder ein einen Stift enthaltendes Gehäuse oder ein einen Stift aufnehmendes Gehäuse sein. Das erste Gehäuse ist mit einer ringförmigen Anschlagfläche an einem seiner Enden ausgestattet. Das zweite Gehäuse umfasst eine ringförmige untere Schulter, die in eine erste Richtung zeigt, um gegen die Anschlagfläche des ersten Gehäuses anzuliegen, und einen die Überwurfmutter haltenden Flansch, der sich radial von der Aussenfläche des zweiten Gehäuses in einen mittleren Bereich

desselben erstreckt. Der die Überwurfmutter haltende Flansch hat eine ringförmige Eingriffsfläche, die in die erste axiale Richtung zeigt und eine einen ringförmigen Flansch haltende Schulter, die in eine zweite entgegengesetzte Richtung zeigt. Die Überwurfmutter hat eine zylindrische, eine Bohrung bildende innere Fläche. Eine Seite der ringförmigen Nut bildet eine eine ringförmige Nut haltende Schulter, die in die erste Richtung zeigt. Eine ringförmige Nut ist auf der inneren Fläche vorgesehen. Die Überwurfmutter hat ferner eine ringförmige, eine Feder haltende Schulter, die sich radial in die Bohrung erstreckt und in die zweite Richtung zeigt. Ein Haltering befindet sich in der Nut und drückt gegen die die Nut haltende Schulter mit seiner einen Seite und gegen die den Flansch haltende Schulter mit seiner anderen Seite an, um die Überwurfmutter mit dem zweiten Gehäuseteil zu verbinden und dabei axiale Bewegungen der Überwurfmutter relativ zum zweiten Gehäuse in der ersten Richtung zu begrenzen. Eine ringförmige Kupplungsscheibe, die drehbar mit der Überwurfmutter befestigt ist, kann gegen die Eingriffsfläche drücken und mit ihr in Berührung stehen. Eine Schraubenfeder befindet sich zwischen der die Feder haltenden Schulter und der Kupplungsscheibe, um diese in einen eine Drehung verhindernden Eingriff mit der Eingriffsfläche zu drücken, wobei der axiale Abstand zwischen der die Feder haltenden Schulter und der Eingriffsfläche grosser als ein vorbestimmter minimaler Abstand ist, bei dem die Anschlagfläche des ersten Gehäuses gegen die untere Schulter des zweiten Gehäuses anliegt und der Haltering axial zwischen der die Nut haltenden Schulter und der den Flansch bzw. Kranz haltenden Schulter liegt. Axiale Bewegungen der Überwurfmutter relativ zum ersten und zweiten Gehäuse

in der ersten Richtung werden dadurch verhindert. Der minimale Abstand wird gewählt, um die Schraubenfeder daran zu hindern, axial stärker als um einen vorbestimmten Betrag zusammengedrückt zu werden, wenn das erste Gehäuse mit dem zweiten Gehäuse durch die Überwurfmutter verbunden ist.

Gemäss der Erfindung umfasst die Steckverbindungsanordnung ferner eine axial angeordnete, nach hinten auslaufende Schulter, die sich senkrecht zu der den Flansch haltenden Schulter erstreckt und dem inneren Ende des Halteringes gegenüberliegt, um radiale Bewegungen des Halteringes aus seiner Position in der ringförmigen Nut der Überwurfmutter zu verhindern.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine ringförmige erste Anschlagschulter oder -fläche vorgesehen, die am Aussenumfang des die Mutter haltenden Flansches liegt, und eine ringförmige zweite Anschlagschulter, die sich radial von der Innenfläche in die Bohrung der Überwurfmutter erstreckt. Die ersten und zweiten Anschlagschultern oder -flächen sind dann derart positioniert und ausgerichtet, dass sie axial einander gegenüberliegend aneinandergedrückt werden, um axiale Bewegungen zwischen dem zweiten Gehäuse und der Überwurfmutter zu verhindern, wenn die Überwurfmutter in eine Lage gebracht wird, um die ersten und zweiten Gehäuse voneinander zu trennen.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der elektrischen Steckverbindung und der selbstsichernden Überwurfmutter nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht, im Schnitt, eines Paares von elektrischen Verbtndungssteckern, von denen einer die selbstsichernde Überwurfmutter nach Fig. 1 trägt;

Fig. 3 eine Seitenansicht, im Schnitt, eines elektrischen Verbindungssteckers nach Fig. 2 in fest zusammengefügtem Zustand;

Fig. 4 eine seitliche Querschnittsansicht eines Ausschnittes des Zahnkranzes und der Kupplungsscheibe nach der Erfindung; und

Fig. 5 eine Teildraufsicht des Zahnkranzes gemäss der Erfindung .

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 umfasst die Steckverbindung gemäss der Erfindung ein Gehäuse 12, ein Gehäuse 110, und eine selbstsichernde Überwurfmutter 50. Das Gehäuse 12 umfasst einen im allgemeinen zylindrischen, rückwärtigen Teil 14 mit einer Gewinde 18 aufweisenden Aussenfläche 16, um das Gehäuse 12 mit einem Boden, einer Anschlussklemme oder einer anderen geeigneten Einrichtung zu verbinden. Das Gehäuse 12 besitzt eine zentrale Bohrung 20, um einen Isoliereinsatz 22 aufzunehmen und zu halten, der eine oder mehrere Leiter aufnehmende Bohrungen 24 besitzt. Geeignete Anschluss- oder Steckkontakte, wie die an

den Leiter 28 angeschlossene Anschlussbüchse 26, werden dann in herkömmlicher Weise in die den Leiter aufnehmende Bohrung 24 eingeführt.

Das zylindrische Gehäuse 12 umfasst einen mittleren Teil 30 und einen vorderen Teil 32. Ein ringförmiger, die Überwurfmutter haltender Kranz 34 erstreckt sich von der Aussenfläche 16 des Gehäuses 12 radial nach aussen. Der die Überwurfmutter haltende Kranz 34 hat an der einen Seite eine nach vorne gerichtete Eingriffsfläche 36 und an der anderen Seite eine rückwärtige, den Kranz begrenzende Schulter 38 mit einer nach vorne gerichteten Anschlagfläche 40, die um den Aussenumfang des die Überwurfmutter haltenden Kranzes 34 liegt. Die Anschlagfläche 40 ist axial hinter der Eingriffsfläche 36 angeordnet. Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, kann selbstverständlich die axiale Lage der ersten Anschlagfläche 40 bezüglich der Eingriffsfläche 36 in jeder vorderen oder rückwärtigen axialen Lage angeordnet sein. Schliesslich hat der die Überwurfmutter haltende Kranz 34 einen nach hinten auslaufenden, eine ringförmige entgegengesetzt auslaufende Schulter 46 bildenden Teil 44, der im allgemeinen senkrecht zur rückwärtigen, den Kranz begrenzenden Schulter verläuft.

Eine nach vorne gerichtete, ringförmige untere Schulter 48 befindet sich auf der Aussenfläche 16 zwischen dem vorderen Teil 32 und dem mittleren Teil 30 des Gehäuses 12.

Die Überwurfmutter 50 gemäss der Erfindung weist ein vorderes zylindrisches Teil 52 mit einer mittigen Bohrung 42 auf; an der

Innenfläche 56 befindet sich ein Gewinde 58, um in ein geeignetes zugehöriges Gehäuse einzugreifen, welches weiter unten beschrieben wird. Ferner enthält die Überwurfmutter 50 ein zylindrisches hinteres Teil 60, das einen im allgemeinen zylindrischen Hohlraum umgibt, der auf seiner am weitesten vorne gelegenen Seite durch eine eine Feder haltende Schulter 64 begrenzt ist und sich zwischen dem hintersten Ende der Innenfläche 56 und dem vordersten Ende der zylindrischen Innenfläche 66 erstreckt und die radiale Begrenzung des Hohlraumbereichs 62 bildet. Der Hohlraumbereich 62 wird an seiner rückwärtigsten Stelle durch eine Öffnung 63 begrenzt. Somit umfasst der Hohlraumbereich 62 eine Bohrung 68, die sich in den rückwärtigen zylindrischen Teil 60 der Überwurfmutter 50 erstreckt, wobei die Bohrung 68 einen ■grösseren Durchmesser aufweist als die Bohrung 42.

Eine ringförmige Nut 70 befindet sich innerhalb der Innenfläche 66 des Hohlraumbereichs 62, um auf seiner einen Seite - - . eine nach vorne gerichtete, die ringförmige Nut begrenzende Schulter 72 zu bilden sowie auf der anderen Seite eine nach rückwärts gerichtete Anschlagfläche 74. Ein keilförmiger Schlitz 75 ist axial in die Innenfläche 66 geschnitten, um eine Kupplungsscheibe 78 mit der Überwurfmutter 50 drehbar zu verbinden.

Gemäss der Erfindung wird die Überwurfmutter 50 mit dem Gehäuse 12 mittels eines Halteringes 80 verbunden, der so in der Nut 70 gehalten wird, dass der äussere Randbereich der einen Seite 82 des Halteringes 80 an der die Nut begrenzendenSchulter 72 anliegt und der innere Randbereich der anderen Seite 84 des Halteringes 80 an der den Flansch begrenzenden Schulter 38.

Eine ringförmige Innenfläche 86 zwischen den beiden Seiten 82 und 84 des Halteringes ist dann in einer Lage, um mit der sich nach aussen erstreckenden Schulter 46 einen Abstand "a" zu bilden, wobei dieser Abstand "a" so klein bemessen ist, dass der Haltering 80 an jeder Stelle seines Umfanges durch die nach aussen sich erstreckende Schulter 46 an einer Radialbewegung aus der Nut 70 heraus gehindert wird.

Die nach hinten auslaufende Schulter 46 ist besonders wichtig, wenn die elektrische Steckverbindung bei hoher Vibration verwendet wird. Diese verursacht Bewegungen zwischen dem Haltering 80 und der Überwurfmutter 50, so dass sich, wenn diese stark genug ist, der Haltering 80 radial nach innen bewegt und aus der ringförmigen Nut 70 gelöst wird. Durch das Angrenzen der nach hinten auslaufenden Schulter 46 an die ringförmige Innenfläche 86 des Halteringes 80 wird die Grosse der radialen Bewegung des Halteringes 80 begrenzt, so dass sich der Haltering 80 nicht aus der ringförmigen Nut 70 herausbewegen kann. Gleichzeitig ist die radiale Breite "b" des Halteringes 80 so bemessen, dass er durch die Öffnung 63 in herkömmlicher Weise eingesetzt werden kann. Es ist natürlich erwünscht, dass der Haltering 80 aus zwei sich überlappenden Endbereichen besteht, so dass der maximale Durchmesser des Ringes durch Beaufschlagung mit radialem Druck verkleinert werden kann, wodurch sich der überlappende Bereich vergrössert und somit ein Einführen in die Nut ermöglicht wird. Bei Wegnahme der radialen Druckkraft kehrt der Ring zu seinem ursprünglichen Durchmesser zurück.

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Gemäss der Erfindung befindet sich die Kupplungsscheibe 78 im Hohlraumbereich 62 zwischen der Aussenfläche 16 des Gehäuses 12 und der Innenfläche 66 der Überwurfmutter 50. Die Kupplungsscheibe 78 ist ein unterlegscheibenartiges Teil mit einer Anzahl von Vertiefungen 90, die sich unter vorbestimmten Winkelstellungen über die rückwärtige Fläche der Kupplungsscheibe 78 erstrecken. Ein im allgemeinen rechteckiger keilförmiger Flansch 92 erstreckt sich von einem Bereich über die Umfangs-V, fläche der Kupplungsscheibe 78 und wird in dem keilförmigen

Schlitz 76 geführt, um eine Drehung der Kupplungsscheibe 78 bezüglich der Überwurfmutter 50 zu verhindern und sicherzustellen, dass die Kupplungsscheibe 78 und die Überwurfmutter sich relativ zum Gehäuse 12 drehen.

Aus den Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, dass die Eingriffsfläche aus einem kreisförmigen Zahnkranz 36 mit einer Vielzahl von in die Vertiefungen eingreifenden Nuten 96 besteht, die sich in der Eingriffsfläche 36 befinden. In einer Ausführungsform sind die in die Vertiefungen eingreifenden Nuten 96 auf dem Umkreis des Zahnkranzes 36 jede 30 Grad angebracht, wobei jede in die Vertiefungen eingreifende Nut 96 aus einem Paar schräger Oberflächen 98 und 100 besteht. In einer Ausführungsform erstreckt sich eine erste Schrägfläche 98 von der Oberfläche 36 unter einem Winkel θ von 10 Grad, während die zweite Schrägfläche 100 sich schräg in die Oberfläche 36 unter einem Winkel 0 von 80 Grad erstreckt. Die Schrägflächen 80 und 100 jeder in die Vertiefungen eingreifenden Nuten 96 sind so ausgerichtet, dass die Kupplungsscheibe 78 bei Befestigung der Überwurfmutter 50 am zugehörigen Gehäuse 110 leicht drehbar ist, da jede Vertiefung 90 der Kupp-

lungsscheibe 78 sich entlang der um 10 Grad geneigten ersten Schrägfläche 98 nach oben bewegt und nach unten über die um 80 Grad geneigte zweite Schrägfläche 100. Wenn dagegen die Überwurfmutter 50 und folglich die Kupplungsscheibe 78 in umgekehrter Richtung gedreht wird, um das Gehäuse 12 vom Gehäuse 110 zu lösen, bewegen sich die Vertiefungen 90 von der um 10 Grad geneigten ersten Schrägfläche 98, müssen sich jedoch um die um 80 Grad geneigte zweite Schrägfläche 100 heraufbewegen, was natürlich eine grössere Kraft erfordert. Folglich ist es wesentlich leichter, die Überwurfmutter 50 mit einem geeigneten Aufnahmegehäuse 110 zu befestigen, als das Gehäuse 12 vom zugehörigen Gehäuse 110 zu lösen.

In einer Ausführungsform beträgt die Tiefe jeder Nut 0,03 cm bei einer Höhe jeder Vertiefung von 0,03 cmoder weniger, so dass die Unterseite 102 der Kupplungsscheibe 78 bei Eingriff der Vertiefung in die Nut mit dem grossten Teil der Oberfläche 36 in Berührung steht.

Wie die Fig. 1,2 und 3 zeigen, befindet sich eine Schraubenfeder 104 von geeigneter Ausgestaltung zwischen der die Feder haltenden Schulter 64 und der Rückseite der Kupplungsscheibe 78, um die Kupplungsscheibe gegen die Eingriffsfläche 36 zu drücken. Eine Rutsch- oder Reibungs-Unterlegscheibe 106 kann zwischen der Schraubenfeder 104 und der die Feder haltenden Schulter 64 angeordnet sein, um das Anpressen der Schraubenfeder 104 gegen die Kupplungsscheibe 78 zu erleichtern.

Gemäss der Erfindung ist der axiale Abstand im Hohlraumbereich zwischen der die Feder haltenden Schulter 64 und der Eingriffsfläche 36 dazu bestimmt, die Kupplungsscheibe 78, die Schraubenfeder 104 und wahlweise die Rutsch-Unterlegscheibe 106 aufzunehmen, so dass sich die Schraubenfeder 104 stets in einem nicht permanent federnd bzw. elastisch zusammengedrückten Zustand befindet, um ständig Kraft gegen die Rückseite der Kupplungsscheibe 78 auszuüben. Eine solche Anordnung wird ermöglicht bei geeigneter Lage der die Nut begrenzenden Schulter 72, der den Kranz begrenzenden Schulter 38, der Eingriffsfläche 36 und der die Feder haltenden Schulter 64, so dass detr Raum zwischen der die Nut begrenzenden Schulter 72 und der den Kranz begrenzenden Schulter 38 im wesentlichen gleich der axialen Breite des Halteringes 80 ist. Der Haltering 80 in einer Ausführung gemäss der Erfindung verhindert, dass sich die Überwurfmutter 50 relativ zum Gehäuse 12 jenseits einer Grosse axial vorwärtsbewegt, die einen vorgegebenen Abstand zwischen der die Feder haltenden Schulter 64 und der Eingriffsfläche 36 aufrechterhält, so dass verhindert wird, dass die Schraubenfeder unter ihren elastischen Bereich zusammengedrückt wird, während gleichzeitig ermöglicht wird, dass die Schraubenfeder kontinuierlich eine Kraft gegen die Rückseite der Kupplungsscheibe 78 ausübt.

Das Gehäuse 12 und die Überwurfmutter 50 werden mit dem zugehörigen Gehäuse 110 in der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Weise verbunden. Das aufnehmende Gehäuse 110 ist ein im allgemeinen zylindrisches Teil mit einer mittigen Bohrung, die einen Isolierzapfen 112 mit einer Anzahl von Leitern 114 mit Stift- oder Buchsenkontakten aufnimmt, wie der Stiftkontakt 116, der am

Ende der Leiter 114 im Isoliereinsatz 112 befestigt ist. Der Stiftkontakt 116 tritt aus dem Ende des Isoliereinsatzes 112 heraus und verbindet sich mit der Steckverbindung 26 im Isoliereinsatz 22 in der zentralen Bohrung 20 des Gehäuses 12. Eine verformbare Dichtung 118 liegt in einer ringförmigen Haltenut 120 in der Innenfläche 122 des in das Gehäuse eingreifenden Endes des zugehörigen Gehäuses 110. Die Aussenfläche 126 des eingreifenden Endes 124 des Verbindungssteckergehäuses hat ein Aussengewinde 128 zur Verbindung mit dem Innengewinde 58 des vorderen zylindrischen Teils 52 der Überwurfmutter 50. Eine andere Dichtung 130 bedeckt das Ende des Isoliereinsatzes 112.

Wie Fig. 3 zeigt, wird das vordere Teil des Gehäuses 12 in den Hohlraum des eingreifenden Endes des Verbindungssteckergehäuses 124 des zugehörigen Gehäuses 110 eingeführt, so dass das vordere Endteil 32 des Gehäuses 12 gegen die Dichtung 118 drückt, um eine Umfangsdichtung zwischen dem Gehäuse 110 und dem Gehäuse 12 zu schaffen. Bei jedem Stiftkontakt 116 drückt die Vorderfläche des Isoliereinsatzes 22 gegen den Dichtring 130 und stellt mit der Steckverbindung 26 des IsoUereinsatzes 22 einen elektrischen Kontakt her. Die Dichtung 130 ermöglicht eine feuchtigkeitsbeständige Dichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Isoliereinsätze 22 und 112. Die Überwurfmutter 50 wird dann über die Aussenfläche des eingreifenden Endes 124 des Verbindungssteckergehäuses geschraubt» wobei das Innengewinde 58 in das Aussengewinde 128 eingreift.

Bei Drehung der Überwurfmutter 50 wird das Gehäuse 12 mit dem zugehörigen Gehäuse 110 solange zusammengezogen, bis die Anschlagfläche 111 des eingreifenden Gehäuses 110 gegen die untere Schulter 48 des Gehäuses 12 anliegt. In. dieser Stellung drückt die Schraubenfeder 104 die Kupplungsscheibe 78 gegen die Eingriffsfläche 36 und verzahnt die Vertiefungen 90 mit den Nuten des Zahnkranzes 94 der Eingriffsfläche 36. Dieser selbstsperrende Mechanismus verhindert ein Drehen der Überwurfmutter 50 und bei Vibrationen ein Lockern der Verbindung zwischen Gehäuse 12 und zugehörigem Gehäuse 110, da die vielen Vertiefungen gleichzeitig in axialer Richtung mit einer Kraft verschoben werden müssten, die ausreicht, um die Vertiefungen aus den in die Vertiefungen eingreifenden Nuten herauszuheben, wobei gleichzeitig eine Drehung der Überwurfmutter 50 erfolgen müsste. Da eine Vielzahl von Vertiefungen und eine Vielzahl von in die Vertiefungen eingreifenden Nuten um den Zahnkranz und um die Kupplungsscheibe vorgesehen sind, müsste die gleichzeitige axiale und Rotationsbewegung mehrmals stattfinden, um ein Loslösen zu bewirken und somit einevo.Hständige Drehung der Überwurfmutter. Zusätzlich müssten sich die Vertiefungen um die um 80 Grad geneigte Oberfläche der Nuten bewegen, was bedeutend schwieriger ist als die Bewegung um die um 10 Grad geneigte Schrägfläche der die Vertiefungen haltenden Nuten, wenn die Überwurfmutter angezogen ist.

Wenn die Überwurfmutter 50 zwecks Lösen des Gehäuses 12 vom aufnehmenden Gehäuse 110 gedreht wird, ist es von Nutzen, dass die Dichtungen 118 und 130 zwischen dem Gehäuse 12 und dem

Gehäuse 110 sowie der direkte Kontakt zwischen den Stiften 116 und den Steckverbindungen 26 den zusammengefügten Zustand der Gehäuse 12 und 110 bewirken, solange die Überwurfmutter 50 gedreht wird. Dabei bewegt sich die die Feder haltende Schulter 64 gegen die Eingriffsfläche 36, wobei die Schraubenfeder 104 jenseits ihres elastischen Bereichs gedrückt wird. Um solches zu verhindern und um ferner einen Mechanismus zu liefern, der das Gehäuse 12 von dem Gehäuse 110 automatisch trennt und die Dichtungen 118 und 130 löst, sieht die vorliegende Erfindung zwischen der Halteschulter 74 und der Innenfläche 66 einen Ecknutbereich vor, der eine zweite ringförmige Anschlagschulter 43 bildet, die axial gegenüber der ersten Anschlagschulter 40 mit einem Abstand "c" vorgesehen ist, wenn die Überwurfmutter 50 mit grösster Kraft das Gehäuse 12 und das Gehäuse 110 zusammenhält.

Wenn die Überwurfmutter 50 gelöst wird, bewegt sich die zweite Schulter 43 gegen die erste Halteschulter 40, während das Gehäuse 12 durch die Dichtungen 118 und 130 am zugehörigen Gehäuse gehalten wird, bis die erste Schulter 40 und die zweite Schulter 43 aneinanderstossen. Danach bewirkt die weitere lösende Drehung der Überwurfmutter 50 eine Kraft, die an der ersten Schulter durch die zweite Schulter 43 ausgeübt wird, um das Gehäuse 12 vom Gehäuse 110 zu lösen.

Claims

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Patentanwälte Hansmann & Vogeser * Dipl.-Ing. Martin Licht (1926 -1981 )t

Albert-Roßhaupter-Str. 65. D-8000 München 70 _Dr. Reinhold Schmidt (1932 -1982)

_{ΛΛΔΤρτν ςΠ}ρ_ΜΓρ ηηρρηρΔΤΐηΝ Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann

MATRIX SCIENCE CORPORATIO N Dipl.-Ing. Werner Vogeser

435 Maple Avenue Dipl.-Chem.Dr. rer. nat. Ilse Ruch

Albert-Roßhaupter-Straße D-8000 München 70 Telefon: (089) 7603091

__ _Λ , ._{β Λ} Albert-Roßhaupter-Straße

Torrance, Calif. 90503 _D.₈₀₀₀ München 70

^USA Telex: 5212284 pats d

Telegramme: Lipatli München

München, 4. August 1982 Wil/Lü

Elektrische Steckverbindung

PATENTANSPRÜCHE

Elektrische Steckverbindung, gekennzeichnet durch ein zylindrisches erstes Gehäuse (110) mit einer ringförmigen Anschlagfläche (111) an einem Ende des Gehäuses, ein zylindrisches zweites Gehäuse (12) mit einer ringförmigen unteren Schulter (48), die in eine erste axiale Richtung zeigt, um gegen die Anschlagfläche (111) des ersten Gehäuses (110) anzuliegen, einem ringförmigen, sich radial erstreckenden Kranz (34) mit einer ringförmigen, in eine erste Richtung weisenden Eingriffsfläche (36), und einer ringförmigen, in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung weisenden, den Kranz begrenzenden Schulter (38), eine drehbar auf dem zweiten Gehäuse (12) befestigte Überwurfmutter (50), um das erste und zweite Gehäuse (110, 12) zu verbinden, wobei

eine zylindrische Innenfläche (66) vorgesehen ist, die eine Bohrung (62) in der Überwurfmutter (50) bildet, und eine ring-

Bayerische Vereinsbank München, Kto.Nr. 882495 (BLZ 700202 70) - Deutsche Bank München, Kto.Nr. 82/08050 (BLZ 70070010)

Postscheckamt München, Kto.Nr. 163397 - 802 (BLZ 70010080)

förmige Nut (70) aufweist, die begrenzt wird durch eine ringförmige, die Nut (70) begrenzende und in die örste Richtung weisende Schulter (72), und eine ringförmige, eine Feder haltende und in die zweite Richtung weisende Schulter (64), die sich radial in der Bohrung (62) erstreckt, ferner gekennzeichnet durch

einen Haltering (80) mit zwei entgegengesetzt gerichteten kreisförmigen Seiten (82, 84), der in der Nut (70) angeordnet ist und an der die Nut begrenzenden Schulter (72) mit seiner einen Seite und an der den Kranz begrenzenden Schulter (38) mit der anderen Seite anliegt, um die Überwurfmutter (50) mit dem zweiten Gehäuse (12) so zu verbinden, dass eine axiale Bewegung der Überwurfmutter (50) bezüglich des zweiten Gehäuses (12) in der ersten Richtung begrenzt ist,

eine mit der Überwurfmutter (50) drehbare Kupplungsscheibe (78), die an der Eingriffsfläche (36) anliegt, um in diese einzugreifen, und

eine Schraubenfeder (104) zwischen der die Feder haltenden Schulter (64) und der Kupplungsscheibe (78), um die Kupplungsscheibe (78) an die Eingriffsfläche (36) mit einem eine Drehbewegung verhindernden Eingriff anzupressen, wobei der axiale Abstand zwischen der die Feder haltenden Schulter (64) und der Eingriffsfläche (36) grosser ist als ein minimaler Abstand, wenn die Anschlagfläche (111) des ersten Gehäuses (110) an der unteren Schulter (48) des zweiten Gehäuses (12) anliegt, und der Haltering (80) sich axial dazwischen befindet und gegen die die Nut begrenzende Schulter (72) und die den Kranz begrenzende Schulter (38) drückt, wobei der minimale Abstand derart bemessen ist, dass die Schraubenfeder (104) daran gehindert wird,

axial stärker» zusammengedrückt zu werden als bis zu einer vorbestimmten Grosse, wenn das erste Gehäuse (110) mit dem zweiten Gehäuse (12) mittels der Überwurfmutter (50) verbunden ist.
2. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (50) eine ringförmige Innenfläche (86) aufweist, und dass ferner eine axial angeordnete, nach hinten auslaufende Schulter (46) vorgesehen ist, die senkrecht zu der den Kranz begrenzenden Schulter (38) verläuft und der Innenfläche des Halteringes gegenüberliegt, um radiale Bewegungen des Halteringes (80) aus seiner Stellung in der ringförmigen Nut (70) der Überwurfmutter (50) zu begrenzen.
3. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine ringförmige erste Anschlagfläche (40), die um den Aussenbereich des die Überwurfmutter haltenden Kranzes (34) angeordnet ist und in die erste axiale Richtung weist, und

eine ringförmige zweite Anschlagfläche (43), die sich von der Innenfläche (66) in die Bohrung (62) der Überwurfmutter (50) erstreckt, wobei die zweite Anschlagfläche (43) in die zweite Richtung weist, und dass die ersten und zweiten Anschlagflächen (40, 43) in axialer Beziehung zueinander ausgerichtet sind und gegeneinandergedrückt werden, um axiale Bewegungen zwischen dem zweiten Gehäuse (12) und der Überwurfmutter (50) zu verhindern, wenn die Überwurfmutter (50) in eine Stellung bewegt wird, in der die ersten und zweiten Gehäuse voneinander getrennt werden.
4. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsfläche (36) einen Zahnkranz enthält und die Kupplungsscheibe (78) eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist, die sich von dieser wegerstrecken und in den Zahnkranz eingreifen, dass der Zahnkranz eine Vielzahl von ringförmigen, in die Vertiefungen eingreifenden Rillen (96) aufweist, um ein relativ leichteres Drehen der Überwurfmutter (50) zu ermöglichen, wenn das zweite Gehäuse (12) mit dem ersten Gehäuse (110) verbunden wird, als beim Drehen der Überwurfmutter (50) zum Zwecke der Trennung des ersten Gehäuses (110) vom zweiten Gehäuse (12).
5. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsfläche (36) einen Zahnkranz enthält und die Kupplungsscheibe (78) eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist, die sich von dieser wegerstrecken und in den Zahnkranz eingreifen, dass der Zahnkranz eine Vielzahl ringförmiger, in die Vertiefungen eingreifender Rillen (96) aufweist, um ein relativ leichteres Drehen der Überwurfmutter (50) zu ermöglichen, wenn das zweite Gehäuse (12) mit dem ersten Gehäuse (110) verbunden wird, als beim Drehen der Überwurfmutter (50) zur Trennung des ersten Gehäuses (110) vom zweiten Gehäuse (12).
6. Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur Verbindung mit einem ersten Gehäuse, gekennzeichnet durch ein zylindrisches zweites Gehäuse (12) mit einem ringförmigen, sich radial erstreckenden Kranz (34), der einen

ringförmigen, in eine erste axiale Richtung weisenden Zahnkranz aufweist,

eine drehbar am zweiten Gehäuse (12) angeordnete Überwurfmutter (50), die eine ringförmige, in eine zweite axiale Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung weisende, eine Feder haltende Schulter (64) aufweist,

Einrichtungen zum Verbinden der Überwurfmutter (50) mit dem zweiten Gehäuse (12) zur Begrenzung einer axialen Bewegung der Überwurfmutter (50) bezüglich des zweiten Gehäuses (12), eine ringförmige Kupplungsscheibe (78) mit mehreren sich von ihr wegerstreckenden, zum Eingriff in den Zahnkranz des zweiten Gehäuses (12) dienenden Vertiefungen, wobei die Kupplungsscheibe (78) mit der Überwurfmutter (50) drehbar verbunden ist, und

eine zwischen der die Feder haltenden Schulter (64) und der Kupplungsscheibe angeordnete Schraubenfeder (104), um die Kupplungsscheibe (78) in einen eine Drehung verhindernden Eingriff mit dem Zahnkranz zu drücken, wobei der Zahnkranz mehrere in die Vertiefung eingreifende Rillen (96) enthält, um eine relativ leichtere Drehbewegung der Überwurfmutter (50) bei Verbindung des ersten Gehäuses (110) mit dem zweiten Gehäuse (12) zu ermöglichen, als bei Drehbewegung der Überwurfmutter zum Zwecke der Trennung des ersten Gehäuses (110) vom zweiten Gehäuse (12).
7. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwurfmutter (50) eine zylindrische Innenfläche (66) mit einer ringförmigen Nut (70) aufweist, und dass das zweite Gehäuse (12) ferner enthält

eine ringförmige, eine Nut begrenzende Schulter (72), die in die zweite Richtung weist, und eine ringförmige, nach hinten auslaufende Schulter (46), die im allgemeinen rechtwinklig zu der die Nut begrenzenden Schulter (72) angeordnet ist,

die Verbindungsmittel einen Haltering (80) umfassen, der in der Nut der Überwurfmutter liegt und mit seiner einen Seite an der den Kranz begrenzenden Schulter (38) anliegt, um die Überwurfmutter (50) mit dem zweiten Gehäuse (12) zu verbinden und axiale Bewegungen der Überwurfmutter (50) bezüglich des ersten Gehäuses (12) in eine der ersten und zweiten axialen Richtungen zu begrenzen, der Haltering (80) eine ringförmige Innenfläche (86) besitzt, wobei die nach hinten auslaufende Schulter (46) sich in direktem Kontakt zur Innenfläche (86) des Halteringes (80) befindet, um radiale Bewegungen des Halteringes (80) in der Haltenut (70) zu begrenzen.
8. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwurfmutter (50) eine zylindrische Innenfläche (56) hat, und die Steckverbindung ferner eine ringförmige erste Anschlagfläche (40) umfasst, die am Aussenumfang des Kranzes (34) verläuft und in die erste axiale Richtung weist, sowie eine ringförmige zweite Anschlagfläche (43), die sich von der Innenfläche (66) der Überwurfmutter (50) erstreckt und in die zweite axiale Richtung weist, die ersten und zweiten Anschlagflächen (40, 43) einander axial gegenüberliegen und aneinanderstossen, um axiale Bewegungen zwischen dem zweiten Gehäuse (12) und

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der Überwurfmutter (50) zu verhindern, wenn die Überwurfmutter (50) bewegt wird, um das erste und zweite Gehäuse (110, 12) voneinander zu trennen.
9. Elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einem ersten Gehäuse, gekennzeichnet durch ein zylindrisches zweites Gehäuse (12) mit einer zylindrischen Aussenfläche (16) und einem ringförmigen, sich an diese anschliessenden Kranz (34), mit einer ringförmigen, radial verlaufenden, den Kranz begrenzenden Schulter (38) und einer axial verlaufenden, nach hinten auslaufenden Schulter (46), die im allgemeinen senkrecht zu der den Kranz begrenzenden Schulter (38) verläuft,

eine Überwurfmutter (50), die drehbar an der Aussenfläche (16) des zweiten Gehäuses (12) befestigt ist, wobei die Überwurfmutter (50) eine Innenfläche (56) mit einer ringförmigen Bohrung (42) aufweist, die an der einen Seite durch eine ringförmige, die Nut begrenzende Schulter (72) begrenzt wird und radial von der nach hinten auslaufenden Schulter (46) in axialer Beziehung verschoben wird, und der Haltering (80) zwei ringförmige, entgegengesetzt verlaufende Rächen (80, 86) umfasst, wobei der Ring (80) sich in der Nut (70) befindet und mit der einen Seite an der die Nut begrenzenden Schulter (72) und mit seiner anderen Seite an der den Kranz begrenzenden Schulter (38) anliegt, um die Überwurfmutter (50) a,m zweiten Gehäuse (12) zu befestigen und axiale Bewegungen der Überwurfmutter (50) relativ zu dem zweiten Gehäuse (12) in wenigstens einer axialen Richtung zu begrenzen, und der Haltering (80) eine ringförmige Innenfläche (86) aufweist

und der nach hinten auslaufenden Schulter (46) gegenüberliegt, um radiale Bewegungen des Halteringes (80) aus der Nut (70) zu begrenzen.
10. Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch

eine ringförmige erste Anschlagfläche (40) am Aussenumfang des Kranzes (34), die in eine erste axiale Richtung weist, und eine ringförmige zweite Anschlagfläche (43), die sich innen von der Innenfläche (66) der Überwurfmutter (50) erstreckt und in eine zweite entgegengesetzte axiale Richtung weist, wobei die ersten und zweiten Anschlagflächen (40, 43) sich axial fluchtend gegenüberliegen und aneinanderstossen, um axiale Bewegungen zwischen dem zweiten Gehäuse (12) und der Überwurfmutter (50) zu verhindern, wenn die Überwurfmutter (50) bewegt wird, um das erste und zweite Gehäuse (110, 12) voneinander zu trennen.
11. Elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einem ersten Gehäuse, gekennzeichnet durch ein zylindrisches zweites Gehäuse (12) mit einer zylindrischen Aussenfläche (16) und einem ringförmigen Kranz (34), der sich nach aussen gerichtet erstreckt, und der Kranz eine erste Anschlagfläche (40) enthält, die am Aussenumfang des Kranzes (34) verläuft und in eine erste axiale Richtung weist, eine Überwurfmutter (50), die drehbar an der Aussenfläche (16) des zweiten Gehäuses (12) befestigt ist und eine Innenfläche (56) mit einer ringförmigen Bohrung (42) aufweist, die an einer Seite durch eine ringförmige, zweite Anschlagfläche

(43) begrenzt wird, die in eine zweite entgegengesetzte axiale Richtung weist, und die ersten und zweiten Anschlagflächen (40, 43) einander axial gegenüberliegen und aneinander angrenzen, um axiale Bewegungen zwischen dem zweiten Gehäuse (12) und der Überwurfmutter (50) zu verhindern, wenn die Überwurfmutter (50) bewegt wird, um das erste und zweite Gehäuse (110, 12) voneinander zu trennen.
12. Selbstsichernde elektrische Steckverbindung, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (12) mit einer Aussenfläche (16) und einem ringförmigen, sich radial nach aussen bezüglich der Aussenfläche (16) erstreckenden Kranz (34),

wobei eine ringförmige, radial vorstehende und in eine erste axiale Richtung weisende Eingriffsfläche (36) sowie eine ringförmige, radial liegende und den Kranz begrenzende Schulter (38), die in eine zweite entgegengesetzte axiale Richtung weist, vorgesehen sind,

eine zylindrische Aussenfläche, die sich axial von der Eingriffsfläche (36) in die erste Richtung erstreckt, eine Überwurfmutter (50) mit einer Eingriffsöffnung, bestehend aus einer ringförmigen, inneren, eine Feder haltenden Schulter (64), die in die zweite Richtung weist, eine zylindrische Innenfläche (66) zwischen der Schulter (64) und der Öffnung, eine ringförmige zweite Anschlagfläche (43), die sich radial nach aussen von der Innenfläche (66) erstreckt, und einer ringförmigen Nut (70) in der Innenfläche (66) zwischen der Öffnung und der zweiten Anschlagfläche (43), die axial der ersten Anschlagfläche (40) gegenüberliegt, um axiale Bewegungen

des Gehäuses (12) relativ zur Überwurfmutter (50) in einer Richtung zu verhindern, die Innenfläche (66) der Aüssenfläche mit einem Abstand gegenüberliegt, wodurch eine zylindrische Bohrung gebildet wird, die auf der einen Seite durch die Eingriffsfläche (26) und auf der anderen Seite durch die die Feder haltende Schulter (64) begrenzt ist, einen Haltering (80), der in der ringförmigen Nut (70) angebracht ist und an der den Kranz begrenzenden Schulter (38) anliegt, um axiale Bewegungen zwischen dem Gehäuse (12) relativ zur Überwurfmutter (50) in einer anderen, der ersten entgegengesetzten Richtung zu verhindern, und eine sich mit der Überwurfmutter (50) drehende, in der zylindrischen Bohrung (62) liegende und sich in Eingriff mit der Eingriffsfläche (36) befindende Kupplungsscheibe (78), sowie eine in der zylindrischen Bohrung (62) angebrachte Schraubenfeder (104), um die Kupplungsscheibe (78) in Eingriff mit der Eingriffsfläche (36) zu drücken.
13. Selbstsichernde elektrische Steckverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterlegscheibe (106) in der zylindrischen Bohrung (62) zwischen der Schraubenfeder (104) und der die Feder haltenden Schulter (64) angebracht ist.
14. Selbstsichernde elektrische Steckverbindung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (78) eine Vielzahl von sich von ihr wegerstreckenden Vertiefungen aufweist, und die Eingriffsfläche (36) einen Zahnkranz mit einer Vielzahl von in die Vertiefungen der

Kupplungsscheibe (78) eingreifenden Rillen (96) enthält, um die Überwurfmutter (50) auf dem Gehäuse (12) in der einen Richtung relativ leichter drehen zu können als in der anderen Richtung.