Steckverbinder Technisches Gebiet Connectors Technical Field
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere einen Steckverbinder mit hoher elektrischer Isolation, geeignet zum industriellen Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen. Er weist ein männliches Steckerteil und ein weibliches Kupplungsteil auf, wobei das männliche Steckerteil mit einer Rastnocke auf der Umfangsflache versehen ist und im Mantel des weiblichen Kupplungsteils eine Rastnut zur Herstellung einer Bajonett-Steckverbindung vorgesehen ist. The invention relates to a connector, in particular a connector with high electrical insulation, suitable for industrial use in harsh environmental conditions. It has a male plug part and a female coupling part, wherein the male plug part is provided with a latching cam on the peripheral surface and in the jacket of the female coupling part a latching groove for producing a bayonet connector is provided.
Stand der Technik State of the art
Steckverbinder werden in vielfältigen Bereichen der Elektrotechnik, zum Beispiel der industriellen Mehrkanalmesstechnik eingesetzt. Sie müssen unterschiedlichen Einsatzkriterien ge- nügen. Connectors are used in many areas of electrical engineering, such as industrial multi-channel measuring technology. They have to meet different application criteria.
Bekannt sind Steckverbinder mit Gewinde, bei denen eine Überwurfmutter auf ein Gegenstück mit Aussengewinde geschraubt wird. Das Lösen und Verbinden kann sehr aufwändig werden und der Verschlusszustand ist nicht eindeutig und einfach über- prüfbar. SMC-Steckverbinder mit Schraubverriegelung sind gegenüber rauen Umwelteinflüssen sehr empfindlich. BNC-Stecker weisen dagegen wesentlich grössere Abmessungen auf. Sie sind für Laboranwendungen geeignet. Ein solcher BNC-Stecker für Radio Frequency-Anwendungen wird in der US-A-2003/0129870 ge- zeigt, der zusätzlich über einen Baj onettverschluss verfügt . Ein Steckerteil mit Rastnut ist zusätzlich mit einem drehbaren Rändelring versehen, was den Aufbau verkompliziert und die Abmessungen erhöht. Known threaded connectors in which a union nut is screwed onto a counterpart with external thread. The loosening and connecting can be very complex and the closure state is not clear and easy to check. SMC connectors with screw locking are very sensitive to harsh environmental conditions. By contrast, BNC plugs have much larger dimensions. They are suitable for laboratory applications. Such a BNC plug for radio frequency applications is shown in US-A-2003/0129870, which additionally has a bayonet closure. A plug part with locking groove is additionally provided with a rotatable knurled ring, which complicates the structure and increases the dimensions.
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Darstellung der Erfindung CONFIRMATION COPY Presentation of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bestehende Steckverbinder so weiterzuentwickeln, dass eine mechanisch stabile und dichte Steckverbindung erreichbar ist, die zudem ein schnelles und einfaches Verbinden und Lösen auch unter rauen Umgebungsbedingungen ermöglicht. Zudem soll eine hohe elektrische Isolation für piezoelektrische Anwendungen gewährleistet sein. Die Verbindung soll zudem einfach und schnell überprüft werden können. Die Aufgabe wird durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemässe Steckverbindung weist ein männliches Steckerteil mit einer Rastnocke und ein weibliches Kupplungsteil mit einer Rastnut auf. Er- findungsgemäss ist entweder das männliche Steckerteil auf dem Umfang und der Rastnocke vorgelagert oder auf dem Innenumfang des weiblichen Kupplungsteils der Rastnocke rückverlegt ein Dichtring angeordnet. Der Dichtring liegt bei geschlossener Steckverbindung dichtend zwischen dem Innenumfang des weiblichen Kupplungsteils und dem Umfang des männlichen Stecker- teils an. The invention is therefore the object of further developing existing connectors so that a mechanically stable and sealed plug connection can be reached, which also allows a quick and easy connection and disconnection even under harsh environmental conditions. In addition, a high electrical insulation for piezoelectric applications should be ensured. The connection should also be easily and quickly checked. The object is achieved by a connector with the features of claim 1. The inventive connector has a male connector part with a locking cam and a female coupling part with a locking groove. According to the invention, either the male plug part is mounted in advance on the circumference and the latching cam or a sealing ring is arranged on the inner circumference of the female coupling part of the latching cam. When the plug connection is closed, the sealing ring lies sealingly between the inner circumference of the female coupling part and the circumference of the male plug part.
Der Dichtring dichtet somit radial zwischen dem männlichen Steckerteil und dem weiblichen Kupplungsteils an. Ungeachtet der Verbindungstiefe der beiden Teile der Steckverbindung zueinander wird der Dichtring niemals axial gequetscht, da sie nur radial anliegt. Dies ist von Bedeutung, da der Dichtring in dieser Anordnung nicht den Vibrationsschwingungen der Kupplungsteile unterworfen ist, sodass seine elastische Eigenschaft nicht von Vibrationen gestört wird. Zudem können sogenannte triboelektrische Signalstörungen auftreten, indem Kontakte bei einer Bewegung aneinander reiben und dadurch
elektrische Ladung erzeugen. Dieser Effekt ist besonders bei piezoelektrischen Anwendungen äusserst störend. The sealing ring thus seals radially between the male connector part and the female coupling part. Regardless of the depth of connection of the two parts of the connector to each other, the sealing ring is never crushed axially, since it rests only radially. This is important because the sealing ring is not subjected to the vibration vibrations of the coupling parts in this arrangement, so that its elastic property is not disturbed by vibrations. In addition, so-called triboelectric signal interference can occur by rubbing contacts in one movement and thereby generate electrical charge. This effect is extremely disturbing, especially in piezoelectric applications.
Mittels der erfindungsgemassen Bajonett-Verbindung sind die Stecker- resp. Kupplungsteile mechanisch robust, dicht und unter Beibehaltung bestehender Abmessungen der Stecker verbindbar. Solche Bajonettverschlüsse sind als Steckverbindung für elektrische Stecker unter rauen Umgebungsbedingungen, bis 150°C Umgebungstemperatur, unter Gewährleistung einer hohen elektrischen Isolation geeignet. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Der Dichtring ist bevorzugt ein O-Ring, insbesondere aus temperaturbeständigem EPDM. Weiterhin bevorzugt ist das männliche Steckerteil mit einem Dichtring auf dem Umfang und der Rastnocke vorgelagert versehen, dessen Aussen- durchmesser an den Innendurchmesser des weiblichen Kupplungsteils angepasst ist. Das weibliche Kupplungsteil kann insbesondere eine innenliegende Druckfeder aufweisen. By means of the bayonet connection according to the invention, the plug resp. Clutch parts mechanically robust, tight and can be connected while maintaining existing dimensions of the plug. Such bayonet locks are suitable as a plug connection for electrical connectors under harsh environmental conditions, up to 150 ° C ambient temperature, while ensuring a high electrical insulation. Advantageous embodiments are disclosed in the dependent claims. The sealing ring is preferably an O-ring, in particular of temperature-resistant EPDM. Further preferably, the male connector part is provided with a sealing ring on the circumference and the locking cam upstream, whose outer diameter is adapted to the inner diameter of the female coupling part. The female coupling part may in particular have an internal compression spring.
Der erfindungsgemässe Bajonett-Steckverbinder ermöglicht ein schnelles und sicheres Lösen und Verbinden, da einerseits nur eine Drehbewegung von ca. 90° auszuführen ist und andererseits der Rastnocken am Ende der Drehbewegung in einer vorversetzten Endstelle der Rastnut einrastet, was einen eindeutigen, sicheren Verschlusszustand ermöglicht. The bayonet connector according to the invention allows a quick and safe loosening and connecting, since on the one hand only a rotational movement of about 90 ° is executed and on the other hand, the locking cam at the end of the rotational movement in a staggered terminal of the locking groove snaps, allowing a clear, secure closure state.
Ein Verbinden und Lösen ist auch unter beengten Raumverhält- nissen unkompliziert möglich. A connection and disconnection is also possible in confined spaces uncomplicated.
Die Verbindung ist zudem infolge der integrierten Dichtung mittels Dichtring staubdicht und wasserdicht nach IP-Code IP 67.
Die erfindungsgemässe Steckverbindung ermöglicht zugleich die Lösung einer Teilaufgabe, die darin besteht, die kompakte Anordnung vieler derartiger Steckverbindungen zu ermöglichen. The connection is also due to the integrated seal by means of sealing dustproof and waterproof IP 67 IP. The inventive connector also allows the solution of a subtask, which is to allow the compact arrangement of many such connectors.
Diese Teilaufgabe ist mittels einer Summierbox nach Patentan- spruch 9 gelöst, in der viele Steckverbindungen mit gerader Kabelführung und ohne Verguss von Komponenten angeordnet sein können. Die männlichen Steckerteile sind auf einer Anschlussplatte in einer Ebene fixiert sind. This sub-task is solved by means of a summing box according to patent claim 9, in which many connectors with straight cable management and without encapsulation of components can be arranged. The male connector parts are fixed on a connecting plate in one plane.
Die Anschlussplatte ist bevorzugt in einem Flansch eines zentralen Rundsteckverbinders aufgenommen, während die weiblichen Kupplungsteile durch einen Ringstopfen hindurch verlegt sind. The connection plate is preferably received in a flange of a central circular connector, while the female coupling parts are routed through a ring plug.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die männlichen Steckerteile auf einer, bevorzugt lösbaren Anschlussplatte des Flanschs fixierbar. In a preferred embodiment, the male connector parts are fixable on a, preferably detachable connection plate of the flange.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung unter Beizug der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen die The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. It show the
Fig. 1: erfindungsgemäss gestaltete Steckerteile einer BajonettVerbindung, 1: inventively designed connector parts of a bayonet connection,
Fig. 2: eine erfindungsgemässe Bajonettverbindung der Steckerteile der Fig. 1, 2 shows a bayonet connection according to the invention of the plug parts of FIG. 1, FIG.
Fig. 3: eine Summierbox für eine Mehrfachanordung von Bajo- nettverbindungen nach Fig. 2.
Wege zur Ausführung der Erfindung 3 shows a summing box for a multiple arrangement of bayonet connections according to FIG. 2. Ways to carry out the invention
Fig. 1 zeigt ein männliches Steckerteil 1 sowie ein weibliches Kupplungsteil 2 zur Herstellung einer Bajonettverbindung mit geringem Kraftaufwand, die auch ein ungewolltes Lösen der Verbindung vermeiden lässt. Ein Mantel 22 des weiblichen Kupplungsteils 2 ist mit einer kurvenförmigen, bevorzugt i¬ förmigen Rastnut 4 versehen und das männliche Steckerteil 1 mit einer entsprechenden Rastnocke 3. Der Rastnocke 3 vorgelagert ist eine Nut angebracht, in der sich ein elastischer Dichtring 5, beispielsweise in Form eines O-Rings aus temperaturbeständigem EPDM befindet. Der Rastnocken 3 am männlichen Steckerteil 1 korrespondiert mit der Rastnut 4 am weiblichen Kupplungsteil 2. Im Mantel 22 des weiblichen Kupplungsteils 2 ist eine Druckfeder 6 vorgesehen. Die Rastnut 4 weist eine vorversetzte Endstelle 18 auf (Fig. 1), in der die Rastnocke 3 einrastet, was eine unbeabsichtig¬ te Öffnungsbewegung verhindert. Somit ist eine anhaltend sichere Kopplung zwischen dem Steckerteil 1 und dem Kupplungsteil 2 gegeben. Der Steckverbinder weist vorzugsweise einen Durchmesser von höchstens 6 mm auf. Fig. 1 shows a male connector part 1 and a female coupling part 2 for producing a bayonet connection with little effort, which can also avoid accidental release of the connection. A jacket 22 of the female coupling part 2 is provided with a curved, preferably i ¬ shaped locking groove 4 and the male connector part 1 with a corresponding locking cam 3. The locking cam 3 is mounted a groove in which an elastic sealing ring 5, for example in shape an O-ring made of temperature-resistant EPDM. The locking cam 3 on the male connector part 1 corresponds to the locking groove 4 on the female coupling part 2. In the jacket 22 of the female coupling part 2, a compression spring 6 is provided. The locking groove 4 has a vorversetzte terminal 18 (FIG. 1), in which the latching cam snaps into place 3, which prevents unintentional ¬ te opening movement. Thus, a sustained secure coupling between the plug part 1 and the coupling part 2 is given. The connector preferably has a diameter of at most 6 mm.
Ein Pin 9 im weiblichen Kupplungsteil 2 ist mit einem rauscharmen Kabel 7 mit eingebauter Zugentlastung 21 verbunden. Mittels eines weiteren O-Rings 17 ist eine Dichtung zwischen Kabel 7 und Kupplungsteil 2 gegeben. Eine entsprechende Dich- tung kann auch am Steckerteil 1 vorgesehen sein. A pin 9 in the female coupling part 2 is connected to a low-noise cable 7 with built-in strain relief 21. By means of another O-ring 17, a seal between the cable 7 and coupling part 2 is given. A corresponding seal can also be provided on the plug part 1.
Beim Eindrehen des Rastnocken 3 um ca. 90° in die Rastnut 4 wird eine Stirnfläche 19 des männlichen Steckerteils 1 indirekt gegen die Druckfeder 6 gedrückt und diese wird gespannt. In gespanntem Zustand hält die Druckfeder 6 zugleich den Rastnocken 3 in der vorversetzte Endstelle 18. Damit wird
verhindert, dass sich die Verbindung unbeabsichtigt löst, weil dazu die Federkragt erst überwunden werden muss. When screwing the locking cam 3 by about 90 ° in the locking groove 4, an end face 19 of the male connector part 1 is pressed indirectly against the compression spring 6 and this is stretched. In a tensioned state, the compression spring 6 at the same time holds the locking cam 3 in the pre-offset terminal 18. This is Prevents the connection from inadvertently loosening because the spring collar must first be overcome.
In der erfindungsgemässen Anordnung kann die Kraft der Druckfeder 6 frei ausgelegt werden, ohne einen Einfluss auf die Dichtungseigenschaften des Dichtrings 5 zu haben. In the arrangement according to the invention, the force of the compression spring 6 can be freely designed without having an influence on the sealing properties of the sealing ring 5.
Bei hergestellter Bajonett-Steckverbindung wird ein elektrischer Kontakt zwischen einem Pin 8, im Beispiel einem Lötanschlusspin und dem Pin 9 des weiblichen Kupplungsteils 2 gebildet . Beim Lösen der Verbindung entspannt sich die Druckfeder 6 und drückt das männliche Steckerteil 1 aus dem weiblichen Kupplungsteil 2. When manufactured bayonet connector, an electrical contact between a pin 8, in the example a Lötanschlusspin and the pin 9 of the female coupling part 2 is formed. When releasing the compound, the compression spring 6 relaxes and pushes the male connector part 1 from the female coupling part. 2
Der Steckverbinder ist elektrisch hochisolierend ausgebildet mit einer Isolation von mindestens 1012 Ohm. Die Verbindung zwischen Kupplungsteil 2 und dem Kabel 7 ist ebenfalls abgedichtet. Ein Einsatz des Steckverbinders bei hohen Umgebungstemperaturen ist gewährleistet, da alle verwendeten Komponenten, insbesondere der Dichtring 5, mindestens 150°C tragen können, was durch Auswahl geeigneter Materialien und Abmes- sungen erfolgen kann. The connector is electrically highly insulated with an insulation of at least 10 12 ohms. The connection between the coupling part 2 and the cable 7 is also sealed. A use of the connector at high ambient temperatures is guaranteed because all components used, in particular the sealing ring 5, can carry at least 150 ° C, which can be done by selecting suitable materials and dimensions.
In Fig. 3 ist in einer weiteren Abbildung eine Summierbox für eine kompakte Anordnung vieler Stecker eines Mehrkanalsystems, zum Beispiel für Planheitsmessungen in Maschinen oder Anlagen dargestellt. Hierbei können bis zu 100 männliche Stecker- oder weibliche Kupplungsteile, in Fig. 3 männliche Steckerteile 1 auf einer Anschlussplatte 14 fixiert werden. Die in Fig. 3 nur strich- liert dargestellten weiblichen Kupplungsteile 2 und die zugehörigen, lediglich angedeuteten Kabel 7 werden durch Bohrun- gen 16, die umfänglich in einem Aufnahmeteil 15 eines Rings-
topfens 20 angebracht sind durchgezogen und zu den männlichen Steckerteilen 1 geführt. FIG. 3 shows a further illustration of a summing box for a compact arrangement of many plugs of a multi-channel system, for example for flatness measurements in machines or installations. In this case, up to 100 male plug or female coupling parts, in Fig. 3 male connector parts 1 are fixed on a connection plate 14. The female coupling parts 2, shown only in broken lines in FIG. 3, and the associated cables 7, which are merely indicated, are formed by bores 16, which are provided peripherally in a receiving part 15 of a ring. attached pot 20 are pulled through and led to the male connector parts 1.
Vor oder nach Herstellung der erfindungsgemässen Bajonett- Steckverbindungen wird die Anschlussplatte 14 mit einem Flansch 11 eines vielpoligen Rundsteckverbinders 10 verbunden. Auf der Umfangsfläche des Flanschs 11 ist wiederum eine Nut für einen weiteren O-Ring 12 vorgesehen, zwecks dichter Anordnung in einer nicht dargestellten Basis. Die Anschlussplatte 14 sitzt auf einem Dicht- und Ausgleichsring 13 am Flansch 11 auf. Before or after production of the inventive bayonet connectors, the connection plate 14 is connected to a flange 11 of a multi-pole circular connector 10. On the peripheral surface of the flange 11, in turn, a groove for a further O-ring 12 is provided, for the purpose of tight arrangement in a base, not shown. The connection plate 14 is seated on a sealing and compensation ring 13 on the flange 11.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass jederzeit schnell überprüft werden kann, ob jede Verbindung ordnungsgemäss geschlossen ist oder nicht, da die Rastnocken 3 von aussen sichtbar sind. Wenn sie in der Rast- nut 4 sitzen, ist die Verbindung ordnungsgemäss. Eine ent¬ sprechende Ausrichtung und Anordnung der Bajonett- Steckverbindungen auf einer Anschlussplatte 14, welche eine optische Überprüfung jeder einzelnen Verbindung zulässt, ist somit wünschenswert. Um die Überprüfung zu vereinfachen kann das männliche Steckerteile 1 eine Signalfarbe an der Stelle aufweisen, die nur dann dank der Aussparung der Rastnut 4 sichtbar wird, wenn die Verbindung vollständig geschlossen ist . Another advantage of the arrangement according to the invention is that it can be quickly checked at any time whether each connection is properly closed or not, since the locking cams 3 are visible from the outside. If you are sitting in the locking groove 4, the connection is correct. A ent ¬ speaking alignment and arrangement of the bayonet connectors on a connecting plate 14, which allows a visual inspection of each individual connection is thus desirable. In order to simplify the inspection, the male connector parts 1 may have a signal color at the location, which is only visible thanks to the recess of the locking groove 4 when the connection is completely closed.
Der Flansch 11 und der Ringstopfen 20 sind zum Beispiel mit- tels Klemmverbindung verbindbar. The flange 11 and the annular plug 20 can be connected, for example, by means of a clamping connection.
Bei einer solchen kompakten Steckeranordnung ist eine gerade Kabelführung gegeben und es ist kein Verguss von Stecker oder anderen Komponenten erforderlich. Sämtliche Steckverbindungen können schnell und sicher hergestellt und auch wieder gelöst werden. Es ist eine bessere Dichtigkeit gegeben. Das System ist kostengünstig in Herstellung und Handhabung.
Bezugszeichenliste In such a compact connector assembly is given a straight cable management and there is no encapsulation of plug or other components required. All plug-in connections can be made quickly and safely and also released again. It is given a better tightness. The system is inexpensive to manufacture and handle. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Steckerteil, männlich1 male connector, male
2 Kupplungsteil, weiblich2 coupling part, female
3 Rastnocke 3 locking cam
4 Rastnut 4 locking groove
5 Dichtring 5 sealing ring
6 Druckfeder 6 compression spring
7 Kabel 7 cables
8 Pin, Lötanschlusspin 8 pin, solder pin
9 Pin 9 pin
10 Rundsteckverbinder 10 circular connectors
11 Flansch 11 flange
12 O-Ring 12 o-ring
13 Dicht- und Ausgleichsring 13 sealing and compensation ring
14 Anschlussplatte 14 connection plate
15 Aufnahmetei 1 15 recording session 1
16 Bohrung 16 hole
17 O-Ring 17 O-ring
18 vorversetzte Endstelle 18 forward offset terminal
19 Stirnfläche 19 face
20 Ringstopfen 20 ring plugs
21 Zugentlastung 21 strain relief
22 Mantel
22 coat