DE69905881T2 - Modularer elektrischer steckverbinder - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen modularen elektrischen Steckverbinder und insbesondere auf einen Steckverbinder zur Übertragung elektrischer Leistung, welcher aus modular aufgebauten Verbindungselementen besteht, die je nach Bedarf anzuordnen sind.
• Es sind bereits elektrische Steckverbinder bekannt, die je nach Bedarf in modularer Form in Reihe auf Trägerschienen angeordnet sind und aus Steckerelementen und getrennten fest angebrachten Verbindungssockeln bestehen.
• Insbesondere ist aus der FR-PS 1 097 940 A (SOCAPEX PONTO) ein elektrischer Mehrfachstecker aus Isoliermaterial bekannt, der aus einem einzigen Stück gefertigt ist und mit mehreren ähnlichen elektrischen Steckern verbunden werden kann. Dabei weisen die · Isolierblöcke, aus denen diese bestehen, zu ihrer Positionierung nebeneinander zwei zapfenartige Ansätze und zwei entsprechende Vertiefungen auf (zwei Einsteckpunkte).
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese modularen elektrischen Steckverbinder insbesondere für die Übertragung elektrischer Leistung zu verbessern. Hierzu wird erfindungsgemäß ein modularer elektrischer Steckverbinder gemäß Anspruch 1 angeregt.
• Dieser Isolierkörper weist eine quaderförmige rechteckige Ausbildung auf, wobei hier die Löcher seitlich an der Basis des Körpers in derselben Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur axialen Bohrung verläuft, so dass die Teile des Steckverbinders hinter einander auf den Spindeln zusammengefügt werden können und die Reihen von Verbindungselementen ihrerseits wieder auf quer zu den Reihen verlaufenden Stangen gehalten und befestigt werden können, wobei ein Zusammenbau der Elemente des Steckverbinders auf einer Ebene bei Entsprechung der Verbindung der Baugruppen der Stiftkontaktteile und der Hülsenkontaktteile zueinander in einer Ebene möglich wird.
• Somit weist der Körper auf jeder seiner Montageflächen mindestens einen Vorsprung und eine Vertiefung auf, die in komplementärer Form im Abstand davon ausgebildet ist. Dieser Vorsprung und diese Ausnehmung sind jeweils in einer komplementären Vertiefung sowie einer komplementären Erhebung in der Fläche des benachbarten Korpus aufgenommen. Sie sind dazu bestimmt, das Ineinanderstecken von zwei benachbarten Körpern zu ermöglichen, wobei auf jeder der Montageflächen ein dritter Einsteckpunkt, beispielsweise ein vorspringendes Element (Nase) einer Fläche, die in einer komplementären Vertiefung einer benachbarten Fläche zu liegen kommt, in der Weise vorgesehen ist, dass beim Aufstecken der Baugruppe von Körpern aus Verbindungselementen eine auf das Volumen bezogen präzise Positionierung erreicht wird.
• Der Vorsprung kann aus einer ringförmigen Schulter bestehen, die in axialer Richtung auf dem Rand eines eingebohrten Lochs aufgeformt ist. Somit wird auf der gegenüber liegenden Montagefläche des Korpus eine komplementäre Vertiefung gebildet, auf diese Weise wird eine Montagefläche eines Korpus auf die Montagefläche eines benachbarten Korpus aufgesteckt, und zwar an drei im Dreieck angeordneten Punkten, wodurch eine starre Positionierung in der Reihe und in der Ebene der Baugruppe aus Elementen des Steckverbinders möglich wird, welche sich in vergleichsweise präziser Form in Entsprechung wieder finden müssen, um das Einstecken einer Baugruppe von Kontaktstiftteilen in einer Baugruppe von Kontakthülsenteilen zu ermöglichen.
• Selbstverständlich können zwischen den Elementen des Steckverbinders Isolierflansche angeordnet werden, um so die Länge der Kriechstrecke für den Strom zwischen zwei neben einander liegenden oder benachbarten Verbindungselementen zu Verlängern oder auch um gegebenenfalls die Unverwechselbarkeit eines Steckverbinders mit einem anderen zu ermöglichen.
• Der Korpus weist darüber hinaus eine ringförmige Schulter mit Gewinde in seinem oberen Abschnitt auf, welches koaxial zur Bohrung verläuft und die Verbindung mit einer Klemmschelle für das Leitungskabel ermöglicht. Dabei ist für den Einbau eines Kontaktdichtungsrings auf der Innenfläche eine ringförmige Vertiefung gegenüber vorgesehen, wobei der Dichtungsring bei Anbringung auf einer der Ausnehmungen im Korpus unter Abdichtung in den gegenüber liegenden ringförmigen Vertiefungen der beiden entsprechenden Elemente des Steckverbinders beim Einstecken aufgenommen wird.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung dargestellt, in welcher:
• - Fig. 1 eine Ansicht einer linienförmigen Baugruppe eines modularen elektrischen Steckverbinders gemäß der Erfindung vor dem Aufstecken ist;
• - die Fig. 2 und 3 Schnittansichten der beiden entsprechenden Steckteile, nämlich des Kontaktstiftteils und des Kontakthülsenteils, des Steckverbinders jeweils vor dem Zusammenstecken und im zusammengesteckten Zustand darstellen;
• - Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des jeweiligen Korpus der entsprechenden Elemente des Steckverbinders in verschiedenen Sichtebenen jeweils im ineinander gesteckten Zustand ist;
• - Fig. 5 eine Ansicht einer Ausführungsvariante mit der Darstellung einer Baugruppe mit flächigen Elementen des Steckverbinders auf Befestigungsstangen zeigt.
• Ein linear modular aufgebauter Steckverbinder gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Dieser Steckverbinder ergibt sich aus einer linearen Montage von zwei entsprechenden Sätzen 1 mit Elementen des Steckverbinders, nämlich jeweils Kontaktstiftteilen 3 und Kontakthülsenteilen 5, die dazu vorgesehen sind, dass sie jeweils in Pfeilrichtung ineinander gesteckt oder aus einander gezogen werden, wobei die Kontaktstiftteile 7 in die entsprechenden Kontakthülsenteile 9 eingreifen.
• Der untere Satz 1 mit Kontakthülsen ist fest mit einem entsprechenden Trägerteil 11 sowie mit dem Unterteil des Steckverbinders verbunden, während der obere Satz mit Kontaktstiften je nach Stecker beweglich ist.
• Jeder der beiden Sätze weist 3 Steckverbinderelemente, nämlich Kontaktstifte 3 (mit einem Steckerstift für den Kontakt) für den oberen Satz bzw. Stecker und Kontakthülsen 5 (mit einem Hülsenteil für den Kontakt) für den unteren Satz bzw. das Unterteil auf. Die Elemente 3, 5 des Steckverbinders weisen jeweils einen Isolierkörper 13 und ein Kontaktelement 7 bzw. 9 auf, das in dem Korpus befestigt ist (Fig. 2 und 3). Die Isolierkörper 13 sind identisch ausgebildet, woraus sich Vorteile in der Herstellung ergeben.
• Die Kontaktstiftelemente 7 und ebenso die Kontakthülsenelemente 9 sind identisch.
• Die Isolierkörper 13 sind satzweise einander gegenüber angeordnet. Sie weisen im wesentlichen die Form eines rechteckigen Quaders auf und besitzen jeweils eine durchge hende Bohrung in der Mitte, in welcher das Kontaktelement 7 bzw. 9 aufgenommen wird, sowie zwei parallele seitliche Löcher 17, die in derselben Ebene senkrecht zur Bohrung 15 und nahe der Basis ausgebildet sind. Die Kontaktelemente 7, 9 sind zylinderförmig, weisen im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 15 auf und sind dabei jeweils in axialer Richtung in dieser befestigt. Die eingebohrten Löcher 17 nehmen jeweils eine Gewindestange 19 auf (die in den Korpus eingeführt wird), und die Elemente 3, 5 des Steckverbinders in jedem Satz werden auf diese Weise mit Hilfe von zwei Gewindestangen 19 in einer Position verbunden, in der sie einander benachbart sind, wobei die Gewindestangen mit Hilfe von zwei Laschen 21 am Ende aufeinander festgesetzt sind, gegen welche Muttern 23 an den Enden der Gewindestangen 19 festgezogen werden.
• Zwischen den Elementen 3, 5 des Steckverbinders sind Isolierflansche 25 eingesetzt. Diese Flansche 25 verlängern die Kriechstrecke des Stroms (bei Steckverbindern zur Leistungsübertragung zu verwenden) und bieten vor jeglichem Risiko eines Funkenüberschlags zwischen den Kontaktelementen 7 oder 9 im strombelasteten Zustand Schutz.
• Auf den oberen Laschen 21 sind Führungen 27 zum Zentrieren beim Einstecken befestigt, welche in komplementäre Löcher 29 der unteren Laschen 21 beim Einstecken eingreifen.
• Der eingesteckte Steckverbinder weist eine in Mittellängsrichtung verlaufende Symmetrieebene auf (mit Ausnahme der später noch zu beschreibenden Einsteckelemente), welche insbesondere die Achsen der Kontaktelemente 7, 9 und die Zentrierführungen umfasst; die Isolierkörper 13 sind dabei in axialer Richtung einander gegenüber angebracht, wie dies vorstehend schon erläutert wurde. Diese Körper weisen eine außen liegende Schulter mit Gewinde 31 auf, welche den Klemmring des (hier nicht dargestellten) Leitungskabels aufnimmt, das mit dem Kontaktelement verbunden ist, sowie am gegenüber liegenden Ende eine erweiterte ringförmige Vertiefung 33, welche je nach Bedarf einen Dichtungsring 35 zum Abdichten des Kontakts aufnehmen kann (vgl. Fig. 2, 3). Dieser Ring 35 kann auf dem Kontaktstiftteil 3 befestigt werden, wobei er mittels einer Sperrscheibe 37 im Eingriff auf der Basis des Kontaktstiftelements 7 gehalten wird. Dieses Kontaktstiftelement wird am anderen axialen Ende mittels einer weiteren oberen Scheibe oder eines oberen Befestigungsstifts 39 gesichert. Der Stift 39 kann in Nuten im Korpus eingesetzt sein und dabei die veränderliche Winkelausrichtung der Abschlussplatte des Kontaktelements in Verbindung mit dem Leitungskabel ermöglichen.
• Das Kontakthülsenelement 9 ist analog zum Kontaktstiftelement 7 in der Bohrung 15 des entsprechenden Elements 5 des Steckverbinders angeordnet und wird dabei mittels Sicherungsscheiben 41, die auf dem Kontaktelement eingerastet werden, auf den beiden am Ende vorgesehenen Schultern gesichert, welche der Bohrung im Korpus gegenüber liegen, gegebenenfalls mit einer eingestellten Winkelausrichtung des Kontaktelements mit Hilfe eines hinteren Stifts 43.
• Der Zusammenbau der Elemente 3, 5 des Steckverbinders aus jedem Satz erfolgt durch lineares Zusammenstecken der Isolierkörper 13. Die Isolierkörper 13 weisen tatsächlich auf ihren paarweise einander gegenüber liegenden Montageflächen 45 (Fig. 4) eine ringförmige Schulter 47 auf, welche von einer der Öffnungen des eingelassenen Lochs 17 aus vorsteht, sowie eine ringförmige komplementäre Schulter 49 an der gegenüber liegenden Öffnung und umgekehrt zum anderen eingelassenen Loch 17. Des Weiteren ist in Höhe der oberen Mittelebene eine vorspringende Nase 51 angeformt. Diese Nase wird in einer komplementären Vertiefung 53 im benachbarten Korpus aufgenommen und stellt einen dritten Einsteckpunkt für den Korpus 13 dar, wodurch die exakte Positionierung in einer Reihe gewährleistet wird. Jede Nase 51 schließt sich an eine Vertiefung 53 auf einer gleichen Fläche bei spiegelbildlicher seitlicher Positionierung auf der gegenüber liegenden Fläche 45 an.
• Dazwischen ist ein Isolierflansch 25 in der bereits erwähnten Weise angeordnet, in welchem Löcher 55 für den Durchtritt der Einsteckpunkte 47, 51 der Elemente des Steckverbinders ausgebildet sind.
• Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann somit unter Verwendung einer veränderlichen Anzahl von Steckerteilen zusammengebaut werden, die auf die Gewindestangen aufgeschoben und in einer Reihe zusammengebaut werden, wie dies vorstehend bereits erläutert wurde, wobei sie dann mit Hilfe von Laschen an den Enden auf den Gewindestangen festgespannt werden.
• In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante dargestellt. Bei dieser Variante weist der Steckverbinder wie zuvor zwei entsprechende Sätze mit Steckerstiften und Steckerhülsen 1' auf, wobei der eine Satz fest angebracht ist und der andere beweglich ist. Dabei sind Elemente des Steckverbinders 3' oder 5' aus demselben Satz in einer Ebene angeordnet, beispielsweise entsprechend einem Rechteck mit sechs Steckerteilen. Der gegenüber liegende Satz weist natürlich die gleiche Ausbildung auf. Die Elemente des Steckverbinders sind dabei in drei Reihen 56 zu jeweils zwei Steckerelementen angeordnet, die mit einem starren rechteckigen Rahmen 57 verbunden sind. Jede der Reihen 56 ergibt sich beim linearen Zusammenbau von zwei Steckerelementen 3' bzw. 5', die auf zwei Gewindestangen 19' aufgesteckt werden, welche an dem Rahmen 57 befestigt sind.
• Wie im zuvor beschriebenen Fall sind zur Führung beim Einstecken Zentrierführungen 59 vorgesehen, welche den Stecker bei seiner Bewegung zum entsprechenden Unterteil hin zentriert führen. Mit Hilfe von Verschlussschnallen 61 oder analogen Teilen kann die Verbindung außerdem noch verriegelt werden.
• Entsprechend einer anderen Variante sind Korpuselemente ohne Kontakt und damit von veränderlicher Dicke vorstellbar, in denen einzig und allein die Flächen zur Montage des vorstehend beschriebenen jeweiligen Korpus der Steckerelemente ausgebildet sind und welche Zwischenwände zwischen den Steckerelementen bilden.
• Schließlich könnte die identische Art der Korpuselemente sich nur auf deren äußere Form beziehen, wobei sie jedoch zwischen zwei Steckerelementen bleiben, nämlich einem Kontaktstiftteil und dem entsprechenden Kontakthülsenteil, während die Kontaktelemente sich von einem Steckerelement zum benachbarten anderen Steckerelement unterschiedlich ausgebildet sein können.

Claims (10)

1. Modularer elektrischer Steckverbinder zur Übertragung elektrischer Leistung, welcher mindestens ein Kontaktstiftteil (3, 3') und ein entsprechendes Kontakthülsenteil (5, 5') aufweist, wobei jedes der entsprechenden Steckerteile (3, 3'; 5, 5') einen identischen Isolierkörper (13) besitzt, welcher eine axiale Bohrung (15) zur Aufnahme des Stiftkontaktteils (7) bzw. des Hülsenkontaktteils (9) aufweist, sowie mindestens zwei durchgehend gebohrte Löcher (17), die senkrecht zur Bohrung (15) verlaufen und durch welche der Stecker auf komplementäre Spindeln (19) aufgesteckt und so darauf befestigt werden kann, dass eine modulare Baugruppe (1, 1') aus Steckerteilen entsteht, wobei die Baugruppen (1, 1') aus Kontaktstiftteilen und Kontakthülsenteilen in Entsprechung zueinander so ausgebildet sind, dass sie in axialer Richtung eingesteckt und ausgesteckt werden können, wobei der Isolierkörper (13) darüber hinaus eine quaderförmige rechteckige Ausbildung besitzt und die Löcher (17) seitlich an der Basis des Körpers (13) in derselben Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur axialen Bohrung (15) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (13) auf jeder seiner Montageflächen (45) mindestens einen Vorsprung (47( und eine Vertiefung (49) aufweist, die in komplementärer Form im Abstand davon ausgebildet ist, sowie einen dritten Einsteckpunkt (51, 53) im Abstand von den beiden ersten, die dazu bestimmt sind, das Einstecken benachbarter Körper (13) zu ermöglichen, um so das Spiel bei der Montage zu begrenzen und beim Aufstecken der Baugruppe aus Körpern (13) von Verbindungselementen eine exakte Positionierung zu erreichen.

2. Modularer elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (47) aus einer ringförmigen Schulter besteht, die in axialer Richtung auf den Rand eines eingebohrten Lochs (17) aufgeformt ist, wobei eine komplementäre Vertiefung (49) auf der gegenüber liegenden Montagefläche (45) ausgebildet ist.

3. Modularer elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Punkt Element (51) ist, das von einer Fläche eines Körpers (13) vorsteht, welcher in eine komplementäre Vertiefung (53) in einer benachbarten Fläche eines entsprechenden Körpers (13) zu liegen kommt.

4. Modularer elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorspringende Element eine Nase (51) ist.

5. Modularer elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Isolierflansche (25) aufweist, die mit Löchern (55) für den Durchtritt der Einsteckpunkte (47, 51) der Körper versehen sind, wobei diese Flansche (25) zwischen den Steckerteilen so angeordnet sind, dass sie die Länge der Kriechstrecke des Stroms zwischen zwei nebeneinander liegenden oder benachbarten Steckerteilen vergrößern oder gegebenenfalls eine Unverwechselbarkeit des Steckers ermöglichen.

6. Modularer elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (13) darüber hinaus eine ringförmige Schulter mit Gewinde (31) in seinem oberen Abschnitt aufweist, die koaxial zur Bohrung (15) verläuft und die Verbindung mit einer Klemmschelle für das Leitungskabel ermöglicht.

7. Modularer elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper eine ringförmige Vertiefung (33) auf seiner Unterseite aufweist, welche die Anbringung eines Dichtungsrings (35) zum Abdichten des Kontakts ermöglicht, wobei der Dichtungsring unter Abdichtung in die einander gegenüber liegenden ringförmigen Vertiefungen (33) in den beiden entsprechenden Steckerteilen beim Einstecken eingesetzt wird.

8. Modularer elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Sätze von Steckerteilen (1) aufweist, und zwar einen fest angebrachten Steckverbinder und einen Stecker, wobei die Steckerteile in veränderlicher Anzahl in einer Reihe zusammengebaut und mittels Laschen an den Enden (21) eingespannt sind.

9. Modularer elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Sätze von Steckerteilen (1') aufweist, und zwar einen fest angebrachten Steckverbinder und einen Stecker, wobei die Steckerteile entsprechend einer veränderlichen Anzahl von Reihen (56) von Steckerteilen, die auf einem starren Rahmen (57) fest angebracht sind, in einer Fläche zusammengebaut sind.

10. Modularer elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Körper ohne Kontakt aufweist, welche zwischen den Steckerteilen Abstandhalter bilden.