DE19848835A1 - Mehrpolige Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Bei einer mehrpoligen Steckverbindung, bei der am Stecker und an der zugehörigen Dose bzw. Kupplung mindestens eine Teilzylinderschale aus Metall vorgesehen sind, ist an mindestens einem Längsrand von mindestens einer der Teilzylinderschalen ein Kontaktfederelement ausgebildet, das im richtig zusammengesteckten Zustand mit der Längskante der in Umfangsrichtung benachbarten Teilzylinderschale Kontakt macht.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrpolige Steckverbindung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Steckverbindungen dieser Art sind bekannt. (Hauptkatalog der Firma W. W. Fischer SA, Schweiz, Ausgabe 1997). Zur einfachen Positionsfindung beim Zusammenstecken von Stecker und Dose bzw. Kupplung sind sowohl am Stecker als auch an der Dose/Kupplung entweder Halbzylinderschalen aus Metall vorzusehen, die im richtig zusammengesteckten Zustand sich zu einem die Steckverbindung umgebenden Vollzylinder ergänzen, oder, falls ein Vertauschen von baugleichen Steckverbindungen vermieden werden soll, mehrere am Umfang verteilte Teilzylinderschalen, beispielsweise zwei Viertelzylinderschalen am Stecker und zwei Viertelzylinderschalen an der Dose/Kupplung (Fischer-Katalog Abschnitt L, Seite 4: Codierungen zur Positionsfindung beim Stecken).

Um solche Steckverbindungen EMV-dicht zu machen, wird ein Steckergehäuse aus Metall benutzt, das einerseits mit der Kabelabschirmung elektrisch verbunden wird und das im zusammengesteckten Zustand mit dem ebenfalls aus Metall bestehenden Gehäuse der Dose bzw. der Kupplung elektrisch Kontakt macht. Dieser bisher nur über das Steckergehäuse mögliche Massekontakt für die Kabelabschirmung ist aufwendig und auch in elektrischer Hinsicht nicht optimal.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine mehrpolige Steckverbindung der bezeichneten Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß der Massekontakt zwischen Stecker und Dose bzw. Kupplung sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht optimal ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer mehrpoligen Steckverbindung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung werden die bei solchen Steckverbindungen für die mechanische Positionsfindung sowieso schon vorgesehenen Teilzylinderschalen aus Metall durch eine einfache preiswerte Abwandlung gleichzeitig zur Herstellung des elektrischen Massekontaktes ausgenutzt. Dazu wird an mindestens einer der Teilzylinderschalen an mindestens einem der Längsränder mindestens ein zusätzliches Kontaktfederelement ausgebildet, das im zusammengesteckten Zustand zwischen den Längsrändern der Teilzylinderschalen einen elektrischen Querkontakt herstellt. Für die Herstellung des Massekontaktes in der Steckverbindung ist es daher nur noch erforderlich, im Stecker eine galvanische Verbindung zwischen der Kabelabschirmung und der Teilzylinderschale herzustellen und in der zugehörigen Dose bzw. Kupplung die dortige Teilzylinderschale mit der Masse des die Dose aufnehmenden Gerätes bzw. mit der an der Kupplung anschließenden Kabelabschirmung galvanisch zu verbinden, wie dies bei solchen Steckern und Dosen bzw. Kupplungen bisher schon üblich ist.

Bei Verwendung der Erfindung an Steckern mit einem Steckergehäuse aus Metall, das die Teilzylinderschalen umschließt und von diesen nur durch einen schmalen Spalt getrennt ist, wird im zusammengesteckten Zustand über das Kontaktfederelement eine geringfügige Aufweitung der sich zu einem Vollzylinder ergänzenden Teilzylinderschalen erreicht. Dadurch werden die einzelnen Teilzylinderschalen geringfügig nach außen gedrückt, so daß sie mit ihrer Außenfläche mit der zylindrischen Innenfläche des Steckergehäuses aus Metall elektrischen Kontakt machen. Hierdurch wird die Masseverbindung zwischen Stecker und Dose bzw. Kupplung noch verbessert.

Da bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung das Steckergehäuse nicht mehr für den Massekontakt benötigt wird, kann es vollständig aus nichtleitendem Kunststoff bestehen. Eine erfindungsgemäße Steckverbindung ist sehr preiswert aus wenigen Einzelteilen zusammensetzbar und trotzdem ist eine gute und sichere Massekontaktverbindung im zusammengesteckten Zustand gewährleistet. Die den Querkontakt zwischen den Teilzylinderschalen herstellende Kontaktfederelemente können auf verschiedene Art und Weise am Längsrand hergestellt werden. Bei kleinen bis mittleren Steckergrößen, bei denen die Teilzylinderschalen aus dünnem Federblech bestehen, kann das Kontaktfederelement durch einen parallel zum Längsrand verlaufenden einzigen Längsschlitz oder durch mehrere hintereinander ausgebildete kurze Längsschlitze in der Federblechschale hergestellt werden, wobei der dadurch gebildete ein- oder beidseitig mit der Schale verbundene schmale Federblechsteg bzw. Federblechstege leicht nach außen gebogen werden. Bei größeren Steckern, bei denen die Teilzylinderschalen dickwandiger ausgebildet sind, können gesonderte Kontaktfederteile in entsprechenden Randausnehmungen der Schalen eingesetzt werden.

Die Kontaktfedern werden so auf die Teilzylinderschalen verteilt, daß beim Zusammenstecken keine Torsionskräfte auf die zur Positionsfindung dienenden Teilzylinderschalen ausgeübt werden. Bei einer mehrpoligen Steckverbindung mit am Stecker bzw. Dose/Kupplung vorgesehenen Halbzylinderschalen, wie sie in der Praxis am gebräuchlichsten sind, werden nur an einer der Halbzylinderschale, vorzugsweise an der des Steckers, Kontaktfederelemente vorgesehen und zwar an beiden Längsrändern. Dadurch wird vermieden, daß beim Zusammenstecken die sich zu einem Vollzylinder ergänzenden Halbzylinderschalen in einer Richtung verdrehen und dann nicht mehr die vorgegebene Orientierung zwischen den Steckerstiften und den Steckerbuchsen besitzen, die Aufgabe der exakten Positionsfindung beim Zusammenstecken also nicht mehr gewährleisten.

Da bei der Erfindung die für die Positionsfindung vorgesehene mechanische Konstruktion beibehalten wird, ist ein gemäß der Erfindung zusätzlich mit Kontaktfedern ausgerüsteter Stecker voll kompatibel mit bisher üblichen Steckdosen bzw. Steckerkupplungen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im auseinandergezogenen Zustand eine mehrpolige Steckverbindung, bestehend aus einem Stecker und einer zugehörigen Steckdose,

Fig. 2 zeigt im Detail die hierbei verwendeten erfindungsgemäßen Halbzylinderschalen.

Der in Fig. 1 dargestellte Stecker besteht aus einem die Kontaktstifte 1 aufnehmenden Isoliermaterialkörper 2, auf den eine Halbzylinderschale 3 aus Metall aufgesetzt ist. Diese Baueinheit ist in ein zylindrisches Steckergehäuse 5 aus Metall eingesetzt. Im montierten Zustand reicht der vordere Rand der Halbzylinderschale 3 bis nahezu zum Rand des Steckergehäuses 5. Der Isoliermaterialkörper 2 mit der darauf befestigten Halbzylinderschale 3 wird im Steckergehäuse 5 durch eine Lötfensterhülse 6 gehalten, die über eine Spannzange 7 und eine auf das Steckergehäuse 5 aufgeschraubte Spannmutter 8 nach innen gedrückt wird. Das nicht dargestellte Anschlußkabel wird durch die Spannmutter 8 und die Spannzange 7 ins Steckergehäuseinnere eingeführt, die Kabelabschirmung aus Metallgeflecht wird über die Konusfläche 9 der Spannzange gelegt und im zusammengebauten Zustand zwischen dieser Konusfläche 9 und der Konusfläche 10 der Lötfensterhülse 6 eingeklemmt. Im verspannten Zustand drückt das andere Ende 11 der Lötfensterhülse 6 auf den Bund 12 der Halbzylinderschale 3. Es besteht also ein direkter galvanischer Kontakt zwischen der Kabelabschirmung und der Halbzylinderschale 3.

In der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellten zugehörigen Dose, die auch als Kupplung ausgebildet sein kann, ist in einem zylindrischen Dosengehäuse 20 aus Metall ein zylindrischer Isoliermaterialkörper mit den zugehörigen Kontaktbuchsen 21 eingesetzt, auf dem Isoliermaterialkörper ist ähnlich wie auf dem Körper 2 wieder eine Halbzylinderschale 23 aus Metall befestigt. Bei Ausbildung der Dose als Kupplung ist ein dem Steckergehäuse 5 entsprechendes Kupplungsgehäuse vorgesehen und die Abschirmung des an die Kupplung angeschlossenen Kabels ist wieder ähnlich wie beim Stecker mit der Halbschale 23 galvanisch verbunden.

Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab das Zusammenwirken der beiden Halbzylinderschalen 3 und 23, die eine exakte Positionierung der Steckerstifte 1 gegenüber den Steckerbuchsen 21 gewährleisten. Nur in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung der beiden Halbzylinderschalen zueinander können Stecker und Dose bzw. Kupplung zusammengesteckt werden und nur in dieser Stellung besitzen die Steckerstifte und Steckerbuchsen ihre vorbestimmte Zuordnung.

Gemäß der Erfindung ist an mindestens einer der Halbzylinderschalen 3 bzw. 23 an mindestens einem der Längsränder mindestens ein Kontaktfederelement ausgebildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Halbzylinderschale 3 des Steckers aus Federblech und an ihren beiden Längsrändern 15 ist jeweils eine Kontaktfeder 13 ausgebildet, die leicht nach außen gewölbt ist und im zusammengesteckten Zustand mit den Längsrändern 22 der Halbzylinderschale 23 der Dose Kontakt machen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Kontaktfeder 13 durch einen parallel zum Längsrand 15 verlaufenden Längsschlitz 14 gebildet, der dadurch entstehende schmale Steg ist leicht nach außen gewölbt und bildet die Kontaktfeder 13. Der Längsschlitz 14 könnte an einem Ende auch offen sein, so daß eine nur einseitig an der Halbschale befestigte Kontaktfeder entsteht, wobei allerdings dann dafür gesorgt werden muß, daß beim Lösen der Steckverbindung die Feder sich nicht am Gegenstück verhakt. Nach dem gleichen Prinzip könnten auch mehrere geschlossene oder einseitig offene kurze Federelemente hintereinander parallel zum Längsrand 15 ausgebildet sein. Um für manche Anwendungsfälle eine völlig hochfrequenzdichte Abschirmung zu erreichen, könnte der Längsschlitz 14 bzw. die mehreren aufeinanderfolgenden Längsschlitze auch noch durch ein eingesetztes Folienelement aus Metall oder durch ein leitendes elastisches Silikonmaterial ausgefüllt bzw. abgedeckt sein.

Durch diese zusätzliche Kontaktfeder am Rand der Halbschalen wird im zusammengesteckten Zustand ein guter elektrischer Kontakt mit den Längsrändern 22 der Halbzylinderschale 23 hergestellt und so ein guter und definierter Massekontakt zwischen der Kabelabschirmung und dem die Dose aufnehmenden Gehäuse bzw. der Kabelabschirmung einer Kupplung. Eine Ausbildung des Steckergehäuses 5 aus Metall ist überflüssig, es könnte ganz aus Kunststoff bestehen. Wenn aus anderen Gründen jedoch ein Steckergehäuse aus Metall vorgesehen ist, besitzt die erfindungsgemäße Maßnahme noch den zusätzlichen Vorteil, daß durch die Kontaktfedern 13 die beiden Halbzylinderschalen 3 und 23 geringfügig radial aufgeweitet werden und dadurch zwischen der zylindrischen Innenseite des Metallgehäuses 5 und der Außenseite der Halbzylinderschalen 3 und 23 noch ein zusätzlicher Massekontakt hergestellt wird.

Die erfindungsgemäße Maßnahme kann bei den verschiedenartigsten mehrpoligen Steckverbindern beliebiger Größe benutzt werden, auch bei gemischt bestückten Steckverbindern mit Koaxialkabeln, Lichtleitern, Thermoelementen u. dgl. (Fischer- Katalog, Abschnitt E bis G).

Claims (7)

1. Mehrpolige Steckverbindung, bei der am Stecker und an der zugehörigen Dose bzw. Kupplung mindestens eine Teilzylinderschale (3, 23) aus Metall vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Längsrand (15) von mindestens einer der Teilzylinderschalen (3, 23) ein Kontaktfederelement (13) ausgebildet ist, das im richtig zusammengesteckten Zustand mit der Längskante (22) der in Umfangsrichtung benachbarten Teilzylinderschale Kontakt macht.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1 mit einer am Stecker und einer an der zugehörigen Dose bzw. Kupplung vorgesehenen Halbzylinderschale (3, 23) aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Längsrändern (15) der Halbzylinderschale (3) des Steckers oder der Dose bzw. Kupplung jeweils ein nach außen gewölbtes Kontaktfederelement (13) ausgebildet ist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktfederelement (13) aus mindestens einem aus dem Teilzylinderschalenmaterial herausgearbeiteten, nach außen gewölbten Blechsteg besteht.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Blechstege durch einen oder mehrere hintereinander angeordnete parallel zum Längsrand (15) der Teilzylinderschale (3) verlaufenden Längsschlitze (14) gebildet ist (sind).

5. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckergehäuse (5) aus Metall besteht und im zusammengesteckten Zustand die Außenflächen der durch die Kontaktfederelemente (13) geringfügig radial aufgeweiteten Teilzylinderschalen (3, 23) mit der Innenseite des Steckergehäuses (5) Kontakt machen.

6. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Steckers und/oder der Dose bzw. Kupplung aus Isoliermaterial besteht und der elektrische Massekontakt für die Kabelabschirmung unmittelbar über den durch die Kontaktfederelemente (13) erzeugten Querkontakt zwischen den Längsrändern (15, 22) der Teilzylinderschalen (3, 23) hergestellt ist.

7. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Federelemente (13) bildenden Längsschlitze (14) der Teilzylinderschale (3) durch ein nachgiebiges Element aus leitendem Material ausgefüllt bzw. abgedeckt sind.