ШТЕКЕРНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ
PLUG CONNECTOR

Изобретение относится к штекерному соединителю в соответствии с родовым понятием независимого пункта 1 формулы изобретения.
Подобные штекерные соединители необходимы для соединения сигнального или силового кабеля с устройством или машиной. Такие устройства или машины предпочтительно представляют собой двигатели, на которые в дальнейшем будут даваться ссылки.
Однако изобретение также применимо к другим приборам, машинам и устройствам и не ограничивается исключительно двигателями.
Задачей таких штекерных соединителей является соединять проводящим образом провода или жилы кабеля с клеммами в двигателе. При этом штекерные соединители предпочтительно выполнены из двух соответствующих соединяемых друг с другом корпусных частей.
Первая из корпусных частей предусмотрена для позиционирования кабеля. Провода или жилы вводимого в корпус кабеля снабжены контактными средствами, которые закреплены в корпусе и - в случае электрических проводов – электрически изолированы друг от друга.
Вторая корпусная часть, известная как приставной корпус, предусмотрена на двигателе и соединена с ним. Клеммы двигателя также соединены с контактными средствами во второй корпусной части.
Путем механического соединения обеих корпусных частей штекерного соединителя позиционированные контактные средства соединяются друг с другом и устанавливают проводящее соединение между кабелем и клеммами двигателя.
Из уровня техники известны многие штекерные соединители, состоящие из приставного корпуса и соответствующего штекера. Они могут быть подходящим образом использованы для подключения двигателя или других устройств.
Из WO 2012/104172 A1 известен электрический штекерный элемент для электрического штекерного соединения, содержащий участок позиционирования проводника для позиционирования по меньшей мере одного электрического проводника и колпачок, который в монтажном положении по меньшей мере частично соединяется с участком позиционирования проводника и/или проводником.
DE 36 34 695 A1 раскрывает многополюсное электрическое штекерное устройство, состоящее из штекера и розетки с пластиковыми корпусами, которые могут быть соединены с помощью шарнирного соединения. При этом позиционируются контакты, к которым подсоединены провода. Предусмотрено стопорное соединение для фиксации штекерного устройства.
DE 37 44 277 A1 раскрывает многополюсный штекерный соединитель с гнездовой частью и штекерной частью, которые могут фиксироваться друг с другом, причем за счет фиксации возникает шарнирное соединение для позиционно точного взаимного вставления рабочих контактов гнездовой части и штекерной части. Предлагается предусмотреть кодирование гнездовой части и штекерной части соответственно между шарниром и рабочими контактами, чтобы предотвратить то, что при не соответствующих друг другу гнездовой части и штекерной части рабочие контакты могут быть приведены в зацепление друг с другом.
Из US 4877409 A известен складываемый электронный штекерный соединитель для печатных плат. Штекерный соединитель состоит из двух вставных деталей, которые могут контактировать с возможностью складывания посредством выступов и выемок.
JP 2011-049099 А раскрывает структуру кабельного соединения, состоящую из соединительной головки и гнездового контакта, который размещен в корпусе и может контактировать с соединительной головкой. Для этого корпус имеет отверстия, в которые могут входить контакты соединительной головки и контактировать с гнездовыми контактами в корпусе.
Общим недостатком известных штекерных соединителей является то, что они являются большую конструктивную высоту. Это означает, что по отношению к поверхности, на которой размещен такой штекерный соединитель, он продолжается довольно далеко от этой плоскости. Таким образом, штекерные соединители имеют очень большую конструктивную высоту.
Это свойство сказывается, прежде всего, негативным образом в том случае, когда, например, двигатель, который соединен с штекерным соединителем, используется в очень узком имеющем очень мало места для размещения, пространстве. Здесь полезны очень компактные клеммы и штекерные соединители на двигателе.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Задачей настоящего изобретения является предоставление штекерного соединителя для подключения устройств и машин, который характеризуется очень небольшой конструктивной высотой. Наряду с конструктивной высотой, также процесс соединения должен быть компактным с точки зрения пространства перемещения частей штекерного соединителя.
Эта задача решается с помощью отличительных признаков независимого пункта 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение относится к штекерному соединителю для создания проводящего соединения. Проводящее соединение может быть электрическим, пневматическим, флюидным или оптическим. В зависимости от случая применения, может переноситься соответственно другая среда.
Настоящее изобретение относится в своем основном применении к соединению электрических проводников и передаче электричества. Однако это не исключает переноса изобретения на другие среды.
Естественно, штекерный соединитель состоит из двух сочленяемых элементов, которые могут соединяться друг с другом: первого корпуса штекерного соединителя, который предусмотрен для подсоединения кабеля, и второго корпуса штекерного соединителя, который предусмотрен для монтажа на устройстве, машине или ином корпусе.
Первый корпус штекерного соединителя имеет соединительный элемент для кабеля, причем соединительный элемент, как известно в предшествующем уровне техники, предпочтительно состоит из кабельного винтового соединения. Кабельное винтовое соединение позволяет вставлять кабель в корпус штекерного соединителя. В то же время, кабельное винтовое соединение механически фиксирует кабель на первом корпусе штекерного соединителя. Кроме того, известные кабельные винтовые соединения герметизируют внутренность корпуса от проникновения грязи и влаги.
Во внутренности корпуса штекерного соединителя, который предпочтительно изготовлен из металла, предусмотрено по меньшей мере одно изолирующее тело с размешенными в нем контактными средствами. При этом изолирующее тело служит для взаимной изоляции контактных средств относительно друг друга.
Контактные средства, которые рациональным образом выполнены как контактные штифты или контактные гнезда, соединены, соответственно, с жилой или проводником кабеля, который введен в корпус штекерного соединителя. Это позволяет осуществлять передачу отдельных электрических сигналов кабеля через контактные средства на вторую ответную часть штекерного соединителя.
В конкретной форме выполнения изобретения, контактные средства выполнены в виде контактных средств с возможностью двойного контакта. Это означает, что контактные средства выполнены как контактный штифт и как контактное гнездо.
При этом контактные средства на своем переднем конце имеют форму в виде контактного штифта. В средней области контактных средств предусмотрено отверстие, которое позволяет контактному штифту контактировать с контактным средством. Предпочтительно, отверстие ориентировано под углом примерно 90° по отношению к направлению вставки контактного штифта на передней стороне.
Это специальное выполнение контактных средств служит, с одной стороны, сокращению типов компонентов, так как в штекерном соединителе может быть использован один тип контактных средств. Кроме того, с помощью таких контактных средств, в дополнение к контактированию с другим контактным средством, одновременно, например, можно контактировать с корпусом штекерного соединителя.
В случае металлических корпусов, таким образом, необходимое заземление может передаваться от кабеля на корпус. Дополнительное контактирование при помощи винтового соединения или защитное кольцо на кабельном винтовом соединении не требуется.
Второй корпус штекерного соединителя также предусмотрен для позиционирования по меньшей мере одного изолирующего тела и размещенных в нем контактных средств. Как уже пояснено, за счет рационального размещения контактных средств в корпусах штекерного соединителя можно отказаться от контактных средств второго типа. Только контактные средства одного типа – которые имеют контактный штифт и контактное гнездо - требуется для штекерного соединителя.
Оба корпуса штекерного соединителя могут быть соединены друг с другом на соответственно открытой стороне. Контактные средства расположены в корпусах штекерного соединителя таким образом, что при состыкованных корпусах штекерного соединителя их контактные средства механически и электрически контактируют.
В соответствии с изобретением оба корпуса штекерного соединителя имеют средства фиксации по меньшей мере двух типов. Средства фиксации позволяют постоянно фиксировать корпуса штекерного соединителя в контактном состоянии друг с другом, так что штекерное соединение не может разомкнуться из-за непреднамеренных механических внешних воздействий.
Средства фиксации первого типа отличаются тем, что на одном из корпусов штекерного соединителя отформована по меньшей мере одна, предпочтительно две поворотных цапфы. Эти поворотные цапфы входят в зацепление с поворотными опорами на другом корпусе штекерного соединителя. Посредством поворотных цапф в поворотных опорах корпуса штекерного соединителя соединяются друг с другом и образуют средства фиксации первого типа.
Кроме того, поворотные цапфы с поворотными опорами образуют ось поворота, которая позволяет обоим корпусам штекерного соединителя поворачиваться относительно друг друга вокруг оси поворота. Посредством этого наклонного перемещения штекерный соединитель может быть замкнут или разомкнут.
Кроме того, штекерный соединитель имеет средства фиксации по меньшей мере одного второго типа. Это дает возможность зафиксировать корпуса замкнутого штекерного соединителя друг с другом таким образом, что наклон корпусов штекерного соединителя относительно оси поворота больше не возможен. Размыкание штекерного соединителя, таким образом, предотвращается.
Средства фиксации второго типа могут быть образованы с помощью различных технических решений. Например, возможно винтовое соединение обоих корпусов штекерного соединителя. Также был бы целесообразным байонетный замок или фиксирующий рычаг, как известно из области сверхпрочных штекерных соединителей.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ
Пример выполнения изобретения показан на чертежах и пояснен более подробно ниже. На чертежах показано следующее:
Фиг.1 - первый корпус штекерного соединителя;
Фиг.2 – первый корпус штекерного соединителя в пространственном представлении с видом на область вставки;
Фиг.3 - второй корпус штекерного соединителя;
Фиг.4 - второй корпус штекерного соединителя в пространственном представлении с видом на область вставки;
Фиг.5 - соответствующий изобретению штекерный соединитель в разомкнутом состоянии.
Фиг.6 – соответствующий изобретению штекерный соединитель в замкнутом и зафиксированном состоянии;
Фиг.7 – другой соответствующий изобретению штекерный соединитель в замкнутом и зафиксированном состоянии;
Фиг.8 - штекерный соединитель по фиг.7 в сечении и
Фиг.9 – другая форма выполнения штекерного соединителя.
Чертежи содержат частично упрощенные, схематичные представления. Отчасти, идентичные ссылочные позиции используются для сходных, но, возможно, неидентичных элементов. Различные виды одних и тех же элементов могут быть масштабированы по-разному.
Фиг.1 показывает первый корпус 1 штекерного соединителя на виде сбоку. Конструктивный элемент, выполненный как полое тело способом литья под давлением, имеет на своей нижней стороне отверстие, которое служит в качестве области 15 вставки. В этой области 15 вставки корпус 1 штекерного соединителя может контактировать со вторым корпусом 2 штекерного соединителя.
Кроме того, корпус 1 штекерного соединителя имеет область 16 соединения. Область 16 соединения выполнена в данном примере выполнения как кабельное винтовое соединение. Кабель 11 позиционируется в кабельном винтовом соединении и через область 16 соединения вводится в корпус 1 штекерного соединителя.
В этой особенно предпочтительной форме выполнения область 15 вставки и область 16 соединения корпуса 1 штекерного соединителя расположены приблизительно под 90° друг к другу. То есть область 16 соединения расположена непосредственно на стороне корпуса 1 штекерного соединителя, примыкающей к области 15 вставки. Такое расположение области 15 вставки и области 16 соединения, в частности, обеспечивает экономию пространства размещения. Таким образом, возможна очень плоская конструкция штекерного соединителя.
Первый корпус 1 штекерного соединителя по фиг.1 показан снова на фиг.2, но в пространственном представлении с видом на область 15 вставки. Открытая область 15 вставки обеспечивает вид на расположенное в корпусе 1 штекерного соединителя изолирующее тело 3.
Изолирующее тело 3 имеет в этом примере выполнения шесть контактных камер, в каждой из которых размещено соответствующее контактное средство 4. Контактные средства 4 соединены, соответственно, с жилой кабеля 11, введенного в корпус 1 штекерного соединителя.
Фиг.3 показывает второй корпус 2 штекерного соединителя, соответствующий первому корпусу 1 штекерного соединителя. Второй корпус 2 штекерного соединителя, выполненный в виде приставного корпуса, также имеет область 15 вставки и область 16 соединения.
Область 15 вставки второго соединительного корпуса 2 совместима для вставления с областью 15 вставки первого корпуса 1 штекерного соединителя. Это позволяет корпусам 1, 2 штекерного соединителя соединяться друг с другом с геометрическим замыканием в их областях 15 вставки.
Область 16 соединения второго корпуса 2 штекерного соединителя выполнена в виде открытой области. Это позволяет размещать корпус 2 штекерного соединителя на устройстве, корпусе или машине 10 в качестве так называемого приставного корпуса. Через отверстие в устройстве, корпусе или машине 10 в корпус 2 штекерного соединителя, установленный на отверстие, могут вводиться провода.
Кроме того, как и в первом корпусе 1 штекерного соединителя, во втором корпусе 2 штекерного соединителя предусмотрено изолирующее тело 13, которое позиционировано в корпусе 2 штекерного соединителя. Форма конструкции в виде приставного корпуса позволяет изоляционному телу выступать над областью 16 соединения из корпуса 2 штекерного соединителя. Часть изоляционного тела 13, не находящаяся в корпусе 2 штекерного соединителя, располагается в устройстве, корпусе или машине 10, на котором установлен корпус 2 штекерного соединителя 2.
Введенные в корпус 2 штекерного соединителя провода, как и в первом корпусе 1 штекерного соединителя, соединены с контактными средствами 14. Они позиционированы в изоляционном теле 13. Однако в отличие от первого корпуса 1 штекерного соединителя, контактные средства 14 выступают из изоляционного тела 13, так что они в замкнутом состоянии штекерного соединителя погружены в изоляционное тело 13 первого корпуса 1 штекерного соединителя и могут контактировать с позиционированными там контактными средствами 4.
Второй корпус 2 штекерного соединителя по фиг.3 вновь показан на фиг.4, но в пространственном представлении с видом на область 15 вставки. Здесь можно видеть шесть контактных средств 14, которые размещены в изоляционном теле 13.
Кроме того, во втором корпусе 2 штекерного соединителя выполнены крепежные отверстия 12, с помощью которых корпус 2 штекерного соединителя может быть установлен на устройстве, корпусе или машине 10. Для этого целесообразно использовать, например, винты. Однако также можно закреплять корпус 2 штекерного соединителя заклепками.
Первый корпус 1 штекерного соединителя, а также второй корпус 2 штекерного соединителя вместе образуют штекерный соединитель в соответствии с изобретением, который показан на фиг.5 в разомкнутом состоянии. Второй корпус 2 штекерного соединителя закреплен на устройстве 10.
В соответствии с изобретением штекерный соединитель имеет два типа средств 5, 6 фиксации, которые служат для фиксации обоих корпусов 1, 2 штекерного соединителя. Устройства 5 фиксации первого типа образованы поворотной цапфой 8 на втором корпусе 2 штекерного соединителя, а также поворотной опорой 9 на первом корпусе 1 штекерного соединителя.
Корпуса 1 и 2 штекерного соединителя имеют две поворотные опоры 9 и соответственно поворотные цапфы 8. В другой форме выполнения также было бы возможно поворотные опоры 9 сформировать на втором корпусе 2 штекерного соединителя, а поворотные цапфы 8 на первом корпусе 1 штекерного соединителя.
В показанном на фиг.5 положении корпусов 1, 2 штекерного соединителя поворотные цапфы 8 входят в зацепление с поворотными опорами 9. За счет этого образуется поворотная ось 7, вокруг которой может поворачиваться первый корпус 1 штекерного соединителя. Одновременно поворотные цапфы 8 в соединении с поворотными опорами 9 предотвращают размыкание штекерного соединителя в замкнутом состоянии.
Этот тип средств 6 фиксации и поворотное движение для замыкания и размыкания особо выгодным образом позволяют создать штекерный соединитель, характеризуемый экономией места и пространства для его размещения.
На фиг.6 штекерный соединитель показан в замкнутом, полностью зафиксированном состоянии. В дополнение к средствам 5 фиксации первого типа (поворотные цапфы 8 и поворотные опоры 9), штекерный соединитель зафиксирован с помощью средств 6 фиксации второго типа. В этом примере выполнения средства 6 фиксации второго типа образованы фиксирующей скобой 6b и фиксирующей цапфой 6а. Они широко известны в уровне техники из области сверхпрочных штекерных соединителей.
Фиксирующая скоба 6b закреплена с возможностью поворота на втором корпусе 2 штекерного соединителя. При повороте фиксирующей скобы 6b она зацепляет фиксирующую цапфу 6а на первом корпусе 1 штекерного соединителя. Размыкание штекерного соединителя, таким образом, больше невозможно.
Средства 6 фиксации второго типа могут также быть выполнены иным образом. Так, например, фиг.7 показывает соответствующий изобретению штекерный соединитель в пространственном представлении, причем средства 6 фиксации второго типа образованы с помощью винта. С помощью него корпус 1 штекерного соединителя и корпус 2 штекерного соединителя свинчиваются.
Также возможно выполнение винта как байонетного замка. Это имело бы преимущество, состоящее в том, что его не нужно поворачивать на несколько оборотов, пока не будет достигнута окончательная фиксация. Необходимо только выполнить поворот на четверть или половину оборота, в зависимости от конструкции байонетного замка, чтобы зафиксировать штекерный соединитель.
На фиг.7 также показана ось 7 поворота, которая образована поворотным цапфами 8 и поворотными опорами 9. Вокруг этой оси 7 поворота может поворачиваться первый корпус 1 штекерного соединителя, чтобы разомкнуть замкнутый здесь штекерный соединитель.
Фиг.8 показывает штекерный соединитель по фиг.7 на виде в полном сечении. В расположенной справа области 16 соединения корпуса 1 штекерного соединителя кабель 11 введен в корпус 1 штекерного соединителя. Кабель 11 разделяется в корпусе 1 штекерного соединителя на отдельные жилы, которые соединены, соответственно, с областью 41 кабельного соединения контактных средств 4.
При этом область 41 кабельного соединения контактного средства 4 может выполняться как соединение обжимом, винтовое, паяное или зажимное соединение. В зависимости от размера и типа жил кабеля, здесь может быть предпочтительным соответствующий другой метод.
Контактные средства 4 имеют, соответственно, область 41 кабельного соединения, первый контактный участок 42 и второй контактный участок 43. Первый контактный участок 42 выполнен как штыревой контакт, а второй контактный участок 43 выполнен как гнездовой контакт.
Контактные средства 14 второго корпуса 2 штекерного соединителя выполнены идентично контактным средствам 4, так что предпочтительно контактные средства 4, 14 только одного типа могут встраиваться в штекерный соединитель.
В показанном представлении в сечении можно видеть, как области 15 вставки корпусов 1, 2 штекерного соединителя входят в зацепление друг с другом с геометрическим замыканием. При этом первые контактные участки 142 контактных средств 14 второго корпуса 2 штекерного соединителя проникают во вторые контактные участки 43 контактных средств 4 первого корпуса 1 штекерного соединителя.
Однако в данной конкретной форме выполнения штекерного соединителя контактные средства 4 первого корпуса 1 штекерного соединителя 1 служат не только для контакта с контактными средствами 14. В сечении можно видеть, что первые контактные участки 42 также для заземления контактируют с металлическим корпусом 1 штекерного соединителя. Таким образом, защитное заземление, направленное через жилы кабеля 11, может непосредственно соединяться с металлическим штекерным соединителем.
Фиг.9 показывает еще одну предпочтительную форму выполнения соответствующего изобретению штекерного соединителя. В этой форме выполнения фиксирующая скоба 6b, которая вместе с фиксирующей цапфой 6а образует второе средство 6 фиксации, имеет форму кругового сегмента. Посредством такого формообразования, при размыкании фиксирующей скобы 6b фиксирующая цапфа 6а поднимается.
За счет этого возможно размыкание штекерного соединителя на некоторый угол α. Это особенно полезно в пространственно ограниченных областях использования. Там, где штекерный соединитель не может быть открыт вручную или нет места для захвата штекерного соединителя, он по меньшей мере частично открывается и облегчает полное размыкание вручную.
Список ссылочных позиций
1 первый корпус штекерного соединителя
2 второй корпус штекерного соединителя
3 изолирующее тело
4 контактное средство
5 средство фиксации первого типа
6 средство фиксации второго типа
6а фиксирующая скоба
6b фиксирующая цапфа
7 ось поворота
8 поворотная цапфа
9 поворотная опора
10 устройство/корпус/машина
11 кабель
12 крепежное отверстие
13 изолирующее тело
14 контактное средство
15 область вставки
16 область соединения
41/141 область кабельного соединения
42/142 первый контактный участок
43/143 второй контактный участок