PLUGGABLE CONNECTION WITH A SWITCHABLE CONTACTING BRIDGE

Abstract: 1. Plug-type connection having at least two contact elements (20) which can be connected to one another by means of a movable contact bridge (26) and having terminals (23) for individual electrical conductors on the one side and plug-type terminals (21) for contacts (5) of an electric plug-type connector (3) on the other side, the contact elements (20) which are electrically connected to one another by the movable contact bridge (26) being electrically separated by the exertion of pressure on the latter when the matching plug is inserted, characterised in that the plug socket insert (1) having plug receptacles consists of a plug receptacle carrier (9) and slice-shaped elements (10, 10', 10") which are modularly joined together, are provided with contact and actuating devices and are snapped onto the plug receptacle carrier, that the insulating body of the slice-shaped elements (10, 10', 10"), which insulating body receives and retains the contact elements (20) and actuating devices (31, 32), is made up of congruent insulating slices (17), the insulating body being provided with lateral snap-on arms (15) for a snap-on attachment to the plug receptacle carrier (9) provided with corresponding catch shoulders (16), that the contact elements (20) of the slice-shaped element (10) having switching elements are bent to form a contact bridge seating shoulder (25) and are inserted and positively held in receiving recesses of the insulating slices (17), and that this slice-shaped element (10) has an electrically conducting movable contact bridge (26) for the contact elements (20) to be connected, which contact bridge (26) is provided with a compression spring (28), that at least one slice-shaped element (10') is provided which is equipped with an actuating part (32) arranged to be longitudinally displaceable in the inner space thereof, the actuating part (32) having pin-shaped extensions (31) which project through the guide apertures (39) into the apertures (8) of the plug receptacle carrier (9), and that, when the matching plug is inserted, a pressure is exerted on the movable contact bridge (26) via an electrically non-conducting pressure-transfer element (30) extending transversely through the slice-shaped elements (10, 10', 10"), the pressure being initiated by the plug pins (5), which are located in the area of the actuating part (32), pressing down when the actuating part (32) is assembled.

Description: Steckverbindung mit schaltbarer Kontaktbrücke Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung mit zumindest zwei mittels einer Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbindbaren Kontaktelementen mit Anschlüssen für einzelne elektrische Leiter einerseits, sowie Steckanschlüssen für Kontakte eines elektrischen Steckverbinders andererseits, wobei die durch die Kontaktbrücke elektrisch miteinander verbundenen Kontaktelemente beim Einführen des Gegenstekkers durch Ausübung eines Druckes auf die Kontaktbrücke elektrisch getrennt werden. Bei derartigen Steckverbindungen ist es erforderlich, eine Betätigungseinrichtung für die Kontaktbrücke so auszubilden, dass die, bei nicht eingeführtem Gegenstecker elektrisch durch die Kontaktbrücke verbundenen Kontaktelemente, beim Einführen des Gegensteckers elektrisch getrennt werden. Dabei ist es weiterhin nötig, die Betätigungseinrichtung so auszubilden, dass die Trennung der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen erst dann erfolgt, wenn die Kontaktelemente bereits elektrisch mit den Steckanschlüssen des Gegenteckers verbunden sind. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn in elektrischen Stromkreisen elektromagnetische Stromwandler mit zu- und abschaltbaren Messeinrichtungen vorgesehen sind, da derartige Stromwandler sekundärseitig niemals mit offenen Klemmen betrieben werden dürfen, da sonst unter Umständen sehr hohe Induktionsspannungen entstehen können, die zur Zerstörung der Wandler führen können. Andererseits sind derartige Steckverbindungen auch erforderlich, wenn betriebsmässig Strommesseinrichtungen oder andere Einrichtungen in elektrische Stromkreise eingeschaltet werden sollen, die aus betriebsmässigen Gründen keine Unterbrechung des fliessenden Stromes erfahren dürfen. Bei einer bekannten Steckvorrichtung dieser Art (DE-PS 18 02 457) ist vorgesehen, dass die Kontaktbrücke aus mehreren federnd gelagerten Kontaktgliedern besteht und dass an dem Gegenstecker ein Betätigungsglied vorgesehen ist, das beim Einführen des Steckers in die Steckerfassung einen Druck auf die Kontaktglieder ausübt. Diese Anordnung erfüllt die Erfordernisse im grossen und ganzen zufriedenstellend. Jedoch ist bei der bekannten Steckvorrichtung für jeden Anwendungsfall (Anzahl der schaltbaren Kontakte) eine speziell, separat herzustellende Steckverbindung (Gehäuse, Gegenstecker) erforderlich, die im übrigen aus einer Vielzahl von verschiedenartigen, in fester Zuordnung zueinander verbundenen Einzelteilen besteht. Eine universelle Anordnung bzw. Umstellung für verschiedenartige Verwendung, wie beispielsweise schaltbare Verbindung nur zweier Strompfade und Verwendung der restlichen Kontakte als normale Steckverbindungskontakte ist hier nicht vorgesehen und bei dem vorgegebenen Aufbau auch nicht wirtschaftlich herstellbar. Weiterhin erfolgt die Betätigung der federnden Kontaktglieder über am Gegenstecker fest angeordnete Betätigungsglieder. Es ist somit für den jeweiligen Anwendungsfall jeweils ein spezieller Gegenstecker erforderlich. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die o.g. Nachteile zu überwinden und eine Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus wenigen verschiedenartigen Grundteilen modular aufgebaut ist um somit die Anfertigung und Lagerhaltung einer Vielzahl von unterschiedlichen Einzelteilen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird in technisch fortschrittlicher Weise bei einer Steckverbindung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, a) dass der die Steckbuchsen aufweisende Steckdoseneinsatz aus einem Steckbuchsenträger und modular aneinanderge reihten Elementen, die auf den Steckbuchsenträger auf gerastet sind, besteht, b) dass der die Kontaktelemente aufnehmende und halternde Isolierkörper aus kongruenten Isolierscheiben zusammen gesetzt ist; wobei der Isolierkörper mit seitlichen Rastarmen zur rastbaren Befestigung an dem mit ent sprechenden Rastschultern versehenen Steckbuchsenträ ger versehen ist, c) dass die Kontaktelemente unter Bildung einer Kontakt brücken-Auflageschulter gebogen sind und in Aufnahme Ausnehmungen der Isolierscheiben eingefügt und form schlüssig gehalten sind, d) dass eine mit einer Druckfeder versehene, elektrisch leitende Kontaktbrücke in jedem mit zu verbindenden Kontaktelementen versehenen Element eingesetzt ist, e) dass zumindest ein scheibenförmiges Element vorgesehen ist, das mit einem in seinem Innenraum längsverschieb bar angeordneten Betätigungsteil versehen ist, wobei das Betätigungsteil stiftförmige Ansätze aufweist, die durch die Führungsöffnungen in die Öffnungen des Steckbuchsenträgers ragen, und f) dass über ein sich quer durch die Elemente erstreckendes, elektrisch nicht leitendes Druckübertragungselement ein Druck auf die Kontaktbrücke beim Einstecken des Gegen steckers ausgeübt wird, wobei die Einleitung des Druk kes dadurch erfolgt, dass die im Bereich des Betätigungs teiles liegenden Steckerstifte beim Zusammenstecken das Betätigungsteil niederdrücken. Die vorteilhaften Weiterbildungen der erfindungsgemässen Steckvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine universell verwendbare Steckverbindung geschaffen wurde, die aufgrund ihres modularen Aufbaues aus wenigen verschiedenartigen Grundteilen zusammengestellt werden kann, wobei durch die somit mögliche rationelle Serienfertigung der Grundteile eine äusserst preisgünstige Steckverbindung hergestellt werden kann. Weiterhin ist es durch den modularen Aufbau problemlos möglich, Steckverbindungen zu erstellen, die bei Verwendung der gleichen Grundteile neben den schaltbaren Kontakten auch normale Steckverbindungskontakte enthält. Dabei kann der Aufbau einer derartigen Steckverbindung ggf. vom Anwender selbst vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass als Gegenstecker ein für alle verschiedenen Arten von Steckverbindungen (nur Schaltkontakte, Schaltkontakte und Normalkontakte, nur Steckverbinderkontakte) ein gleichartig ausgebildeter Gegenstecker Anwendung finden kann. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Steckbuchsenträger des Steckdoseneinsatzes so ausgebildet ist, dass ein handels üblicher, auch bereits für vorhandene Steckvorrichtungen verwendeter Gegenstecker verwendet werden kann. Eine Herstellung und Lagerhaltung von verschiedenartigen Gegensteckern erübrigt sich somit, wodurch eine weitere Reduzierung der Kosten für derartige Steckverbindungen erzielt wird. Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Ansicht einer Steckvorrichtung, bestehend aus Steckerstiftteil und Steckbuchsenteil in teilmontiertem Zustand, Fig. 2 die Ansicht eines Steckbuchsenschaltelementes mit teilweise weggebrochener Seitenwand, Fig. 3 die Ansicht des Elementes gem. Fig. 2 vor dem Zusammenfügen der beiden Isolierkörperhälften, und Fig. 4 die Ansicht eines Elementes mit eingesetztem Be tätigungsteil, vor dem Zusammfügen der beiden Isolierkörperhälften. Die in Fig.1 dargestellte Steckverbindung besteht im wesentlichen aus dem Steckdoseneinsatz 1, dem Steckdosengehäuse 2, hier als Flanschgehäuse ausgebildet, sowie dem Steckerstifteinsatz 3 und dem Steckergehäuse 4. Zur besseren Übersicht sind die an den Steckerstifteinsatz bzw. Steckdoseneinsatz anschliessbaren elektrischen Leitungen hier nicht dargestellt. Der die Steckerstifte 5 beinhaltende Steckerstifteinsatz 3 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und in dem Steckergehäuse 4 mittels der Laschen 6 und der Schrauben 7 befestigbar. Der Steckdoseneinsatz 1 besteht im wesentlichen aus dem mit Führungsbohrungen 8 zur Aufnahme der Kontaktbuchsen bzw. der Schaltstifte versehenen Kontaktbuchsenträger 9 und den mit den Kontakteinrichtungen versehenen Elementen 10, 10', 10". Der Kontaktbuchsenträger ist weiterhin mit seitlichen Laschen 11 und den Befestigungsschrauben 12 zur schraubbaren Befestigung im Steckdosengehäuse 2 versehen. Nach dem Zusammenstecken der Steckverbindung ist diese über die am Steckdosengehäuse angeordneten Rastbügel 13 und die am Steckergehäuse vorgesehenen Verriegelungszapfen 14 in an sich bekannter Weise verriegelbar. Die Elemente 10, 10', 10" sind mit stirnseitigen Rastarmen 15 versehen, die hinter entsprechenden Rastschultern 16 des Steckbuchsenträgers 9 verrastet sind und die Verbindung der Elemente mit dem Steckbuchsenträger bewirken. In den Fig. 2 bis 4 ist der Aufbau der einzelnen Elemente im einzelnen dargestellt Jedes Element 10,10' besteht aus zwei kongruenten, halbschalenförmigen Isolierscheiben 17, die nach dem Einfügen der jeweiligen Kontaktteile gegeneinandergepresst werden und mittels der Zapfen 18, die in entsprechende Aufnahme-Ausnehmungen 19 des Gegenteiles klemmend eintauchen, fest miteinander verbunden. In den Fig. 2 und 3 ist der innere Aufbau eines Schaltkontaktelementes 10 näher dargestellt. Die der Stromleitung dienenden Kontaktelemente 20 bestehen aus den Kontaktbuchsen 21, die mit sich in den Innenraum des Elementes erstreckenden flachen Stromschienen 22 versehen sind, die an den den Kontaktbuchsen gegenüberliegenden Enden mit Einrichtungen zum Anschluss eines elektrischen Leiters, hier Federklemmen 23, versehen sind. Die Stromschienen sind weiterhin in ihrem mittleren Bereich mit einer Abbiegung 24 versehen, die eine Auflageschulter 25 für die längsbewegliche Kontaktbrücke 26 bildet. Die Kontaktbrücke selbst ist mit einem stiftförmigen Ansatz 27, auf dem sich die Druckfeder 28 befindet, versehen. Die Seitenwände der Isolierscheiben 17 sind mit einer Öffnung 29 versehen, durch die das Druckübertragungselement 30 bei der späteren Gesamtmontage geführt wird. Weiterhin sind die Stirnseiten der Elemente 10 mit einer Öffnung 36 versehen, hinter der die Stromschiene 22 mit einer in diesem Bereich angeordneten Gewindebohrung 37 verläuft. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, im Bedarfsfalle einzelne Kontaktelemente 20 mittels einer äusseren Querschiene 38 durch eine eingeschraubte Schraube 40 miteinander elektrisch zu verbinden. Der Vollständigkeit halber sei hier nochmals erwähnt, sofern aus den Zeichnungen nicht ohnehin ersichtlich, dass beide Kontaktteile 20 gleichartig ausgebildet sind und dass die ebenfalls gleichartigen Isolierscheiben mit inneren Vorsprüngen und Schlitzen zum geführten Aufnehmen und Haltern der Kontaktteile versehen sind. In der Fig. 4 ist der Aufbau des die Schaltfunktion bewirkenden Elementes 10' näher dargestellt. Dieses Element besteht ebenfalls aus den beiden halbschalenförmigen Isolierscheiben 17, wobei anstelle der Kontaktteile, ein mit zwei stiftförmigen Ansätzen 31 versehenes, längsbewegliches Betätigungsteil 32 in die Halbschalen eingefügt ist. Dabei ragen die stiftförmigen Ansätze 31 durch die sonst der Kontaktbuchsenführung dienenden Öffnungen 39 aus der Oberseite des Elementes 10' hervor. Im Inneren der Halbschalen angeordnete Führungsstege, die hier nicht näher dargestellt sind, ermöglichen ein geführtes Hinund Hergleiten des Betätigungsteiles. Das Betätigungsteil wirkt auf das bei der Endmontage seitlich durch die Öffnungen 29 geführte Druckübertragungselement 30, so dass beim Niederdrücken des Betätigungsteiles, über das Druckübertragungselement, die Kontaktbrücke entgegen die Kraft der Feder 28 bewegt wird und die Kontaktbrücke 26 aus der die beiden Kontaktteile 20 kurzschliessenden Stellung bewegt wird. Bei der Montage des Steckdoseneinsatzes 1 werden die einzelnen Elemente 10, 10', 10" zunächst aneindergereiht, wobei sie mittels an den Seitenflächen angeordneten Zapfen 33 und Ausnehmungen 34 in gegenseitiger Lage zueinander gehalten sind. Anschliessend wird in diesen Block in Querrichtung durch die Öffnungen 29 das Druckübertragungselement 30 eingeführt. Sodann wird der gesamte Block auf den Steckbuchsenträger 9 aufgerastet, wobei die kntakt- buchsen 21, wie auch die stiftförmigen Ansätze 31 des Betätigungsteiles 32 in die Führungsbohrungen 8 des Steckbuchsenträgers gelangen. Der Steckbuchsenträger 9 ist mit seitlich angeformten Ansätzen 35 versehen, die in ihrer Höhe so bemessen sind, dass sie die Öffnungen 29 nach dem Aufrasten des Blockes abdecken und ein Herausgleiten des Druckübertragungselementes 30 aus dem Block verhindern. Zur elektrischen Verbindung einzelner Kontakte der Steckvorrichtung wird ggf. anschliessend die Verbindungsschiene 38 in die seitliche Ausnehmung 41 der Elemente 10, 10',10" eingefügt und die miteinander zu verbindenden Kontakte werden durch eine in die jeweilige Stromschiene 20 eingeschraubte Schraube 40 mit der Verbindungsschiene elektrisch leitend verbunden. Durch die gleichartige Ausbildung der einzelnen Elemente 10, 10', 10" können die Elemente in unterschiedlichen Kombinationen Anwendung finden. Im vorliegenden Beispiel gemäss Fig. 1 sind insgesamt 8 Elemente aneinandergereiht, wobei die linken drei Elemente als reine Steckverbindungselemente 10" verwendet sind. Reine Steckverbindungselemente erhält man dadurch, dass in diesen Elementen bei der Montage die Schaltbrücke 26 nicht eingesetzt wird. Das 4., 6. und 8. Element (von links gesehen) ist als Schaltelement 10 mit eingesetzten Steckkontaktteilen 20 und der Schaltbrücke 26 ausgebildet und das 5. und 7. Element ist als Betätigungselement 10' mit eingefügtem Betätigungsteil 32 ausgebildet. Im vorliegenden Falle sind zwei Betätigungselemente 10' verwendet worden, um einen gleichmässigen Druck auf das Druckübertragungselement 30 zu erzielen (Verhindern des Verkantens). Es ist jedoch ebensogut bei symmetrischer Anordnung der Schaltelemente möglich und im Bereich der Erfindung liegend, nur ein Betätigungselement in mittiger Anordnung zwischen den Schaltelementen vorzusehen. Beim Einstecken des Gegensteckers der Steckverbindung drücken nun die Kontaktstifte des Steckers die den Betätigungselementen 10' zugeordnet sind auf die stiftförmigen Ansätze 31 des Betätigungsteiles 32 und üben einen Druck auf das Druckübertragungselement aus, wodurch wiederum die Kontaktbrücke 26 gegen die Kraft der Feder 28 von den Kontaktschultern 25 der Stromschienen 20 weggedrückt wird und der Kurzschluss der beiden Kontakte dieses Elementes aufgehoben wird. Dabei ist durch die Länge der stiftförmigen Ansätze dafür Sorge getragen, dass die Aufhebung des Kurzschlusses erst dann erfolgt, wenn die Kontaktstifte des Steckverbinders bereits mit den Kontaktbuchsen in elektrischen Kontakt gelangt sind. Dabei ist eine Änderung des Schaltzeitpunktes der Kontaktbrücke durch Längenvariation der stiftförmigen Ansätze 31 des Betätigungsteiles 32 problemlos möglich.

Claims: Patentansprüche 1. Steckverbindung mit zumindest zwei mittels einer Kon taktbrücke elektrisch miteinander verbindbaren Kontakt elementen mit Anschlüssen für einzelne elektrische Lei ter einerseits sowie Steckanschlüssen für Kontakte ei nes elektrischen Steckverbinders andererseits, wobei die durch die Kontaktbrücke elektrisch miteinander ver bundenen Kontaktelemente beim Einführen des Gegenstek kers durch Ausübung eines Druckes auf die Kontaktbrücke elektrisch getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der die Steckbuchsen aufweisende Steckdoseneinsatz (1) aus einem Steckbuchsenträger (9) und modular anein andergereihten Elementen (10, 10', 10"), die auf den Steckbuchsenträger aufgerastet sind, besteht, dass der die Kontaktelemente (20) aufnehmende und hal ternde Isolierkörper aus kongruenten Isolierscheiben (17) zusammengesetzt ist, wobei der Isolierkörper mit seitlichen Rastarmen (15) zur rastbaren Befestigung an dem mit entsprechenden Rastschultern (16) versehenen Steckbuchsenträger (9) versehen ist, dass die Kontaktelemente (20) unter Bildung einer Kon taktbrücken-Auflageschulter (25) gebogen sind und in Aufnahme-Ausnehmungen der Isolierscheiben (17) einge fügt und formschlüssig gehalten sind, dass eine mit einer Druckfeder (28) versehene, elektrisch leitende Kontaktbrücke (26) in jedem mit zu ver#inden den Kontaktelementen (20) versehenen Element (10) ein gesetzt ist, dass zumindest ein scheibenförmiges Element (10') vorge sehen ist, das mit einem in seinem Innenraum längsver schiebbar angeordneten Betätigungsteil (32) versehen ist, wobei das Betätigungsteil stiftförmige Ansätze (31) aufweist, die durch die Führungsöffnungen (39) in die Öffnungen (8) des Steckbuchsenträgers (9) ragen, und dass über ein sich quer durch die Elemente (10, 10', 10") erstreckendes, elektrisch nicht leitendes Druck übertragungselement (30) ein Druck auf die Kontakt brücke (26) beim Einstecken des Gegenstecker ausge übt wird, wobei die Einleitung des Druckes dadurch erfolgt, dass die im Bereich des Betätigungsteiles (32) liegenden Steckerstifte (5) beim Zusammenstecken das Betätigungsteil niederdrücken. 2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem mehrpoligen Steckbuchsenträger (9) neben den Elementen (10) mit eingesetzten Kontaktbrücken (26) und dem/den Elemen ten (10') mit eingesetztem Betätigungsteil (32) auch Elemente (10") mit nicht schaltbaren Kontaktele menten (20) vorgesehen sind. 3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienen (22) der Kontaktelemente (20) mit einer Gewindebohrung (37) versehen sind und mittels einer querverlaufen den, äusseren Querschiene (38) untereinander elektrisch verbindbar sind. 4. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das leiteranschlussseitige Ende (23) der Kontaktelemente (20) als Steck-, Klemm-, Schraub/Klemm- oder Schneid/Klemm-Anschluss ausgebildet ist.

Inventors: NOTZEL, SIEGFRIED, ING. GRAD., PETERSMEIER, WOLFGANG, DIPL.-ING., PIEWITT, GUNTER, Nötzel, Siegfried, Ing. grad., Piewitt, Günter
Applicants: HARTING ELEKTRONIK GMBH
Application year: 1982
Main classification: H01R13
IPC codes: H01R13