DE102010018854A1

DE102010018854A1 - Verbinderstift und -verfahren

Info

Publication number: DE102010018854A1
Application number: DE102010018854A
Authority: DE
Inventors: Donald R. Brighton Davis; Nicolaus A. Houston Radford
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC; National Aeronautics and Space Administration NASA
Current assignee: Usa As Represented By Administrator Us; GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2030-05-01
Also published as: DE102010018759A1; CN102145489B; DE102010018438A1; DE102010018746B4; US8565918B2; US20100280661A1; JP5180989B2; US20100280659A1; US8412376B2; JP2010262927A; US8033876B2; CN101947786A; DE102010018759B4; JP5002035B2; DE102010018854B4; US20100280662A1; CN102145489A; CN101947787B; US20100280663A1; CN102029610B

Abstract

Ein elektrischer Verbinder und ein Verfahren enthalten einen Verbinder und ein sich anpassendes Element in der Nähe des Steck-Endes des Verbinders oder in Berührung mit ihm, um die Verformung eines steckbaren Endes zu verhindern. Das steckbare Ende des Verbinders kann von einem Aufnahmekupplungs- oder von einem Einsteckkupplungstyp sein und eine Pfosten-, Rohr-, Kontaktmesser-, Stift- oder andere Konfiguration aufweisen. Ein Element, das aus einem sich anpassenden Material, z. B. einem Material vom Elastomer-, Epoxid- oder Kautschuktyp, hergestellt ist, ist in Berührung mit dem steckbaren Ende des Verbinders konfiguriert und positioniert, wobei es während der Montage eine Unterstützung bereitstellt, um eine Verformung des steckbaren Endes zu verhindern. Das sich anpassende Element kann eine rechteckige, Keil-, zylindrische, konische, kreisringförmige oder andere Konfiguration aufweisen, wie sie erforderlich ist, um für den Verbinderstift eine Unterstützung bereitzustellen. Um eine Verformung weiter zu verhindern, kann das sich anpassende Element mit einem Klebstoff an dem steckbaren Ende befestigt sein.

Description

Diese Erfindung wurde mit Regierungsunterstützung gemäß dem NASA Space Act Agreement, Nummer SAA-AT-07-003, gemacht. Die Regierung kann bestimmte Rechte an der Erfindung haben.
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen und die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/174,316, eingereicht am 30. April 2009.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder, insbesondere auf Verbinderstifte, die auch als Anschlüsse oder Anschlussstifte bekannt sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wo die Steckeinführung ohne Sicht erforderlich ist, z. B. in Umgebungen mit beschränktem Platz wie etwa Roboterarmen oder -fingern, können elektrische Verbinder mit verschiedenen Konfigurationen verwendet werden. Während der Steckeinführung ohne Sicht oder Einführung ohne Sichtunterstützung kann häufig eine Verformung der Verbinderstifte wegen schlechter Ausrichtung der Stifte eines der Verbinder auf die Stifte des Gegenverbinders und mit der resultierenden physikalischen Störung, die eine erfolgreiche elektrische Verbindung verhindert, auftreten. Die Verformung kann das Biegen der Steck-Enden des Verbinderstifts, das Biegen eines Abschnitts des Verbinderstifts von seiner Mittelachse, das Zusammendrücken des Steckstift-Endes oder die Verformung eines biegsamen Elements des Steckstift-Endes enthalten.
In Anwendungen, die zahlreiche Verbindungen und Trennungen des Verbinders erfordern, kann die Verformung der Verbinderstifte kumulativ sein, was im Zeitablauf sich verringernde Funktion und Fehler verursacht. In einigen Anwendungen kann die Verformung nach der Montage auftreten, falls die Verbinder bestimmten nachteiligen Verwendungsbedingungen ausgesetzt sind. Nachteilige Verwendungsbedingungen können z. B. übermäßige Schwingung, physikalische Belastung, thermische Beanspruchung, wiederholte Beanspruchung wie in einer Schub-Zug-Umgebung oder in einer Umgebung mit wiederholter Bewegung wie z. B. in einem Roboterarm oder Manipulator, falsche Montage, Montage ohne Hebeschrauben oder Montage mit unvollständiger Verbindung anderer Verbinderarretierungsmerkmale enthalten.
Die Verformung der Verbinderstifte kann den Verbinder unbrauchbar machen, was z. B. zu inakzeptabler Verbinderlebensdauer, Reparatur- und Ersatzkosten, Verlust der Betriebsfähigkeit, verringerter Zuverlässigkeit und gefährdeter Integrität der elektrischen Verbindung führt. Vorhandene Lösungen zum Verhindern einer Verbinderstiftverformung sind nicht an alle Betriebsumgebungen anpassbar. Zum Beispiel können zu dem Ver bindergehäuse hinzugefügte Ausrichtmerkmale oder Arretierungsmerkmale wie etwa sekundäre Klemmen und Zungen in einigen Anwendungen, in denen Platzbeschränkungen die für die Integration dieser Merkmale erforderliche größere Gehäusegröße verhindern, nicht möglich sein. In Anwendungen mit beschränktem Platz ist eine alternative Lösung zum Verhindern der Verformung, die einteilig mit dem oder integriert in den Verbinderstift ist, vorteilhaft für die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Verbinder.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Haltbarkeit eines Verbinderstifts durch Verbessern des Widerstands des Verbinderstifts gegen Verformung bei Einführung in einen Gegenverbinder einschließlich der Steckeinführung ohne Sicht des Typs, der in einer Umgebung mit beschränktem Platz wie etwa z. B. einem Roboterarm erforderlich sein kann, zu erhöhen. Es wird ein elektrischer Verbinder geschaffen, der für die Montage an einem elektrischen Gegenverbinder einschließlich eines Verbindergehäuses mit einem oder mehreren Verbinderstiften konfigurierbar ist. Jeder Verbinderstift weist ein Steck-Ende eines Aufnahmekupplungs- oder Einsteckkupplungstyps auf. Der Verbinderstift kann verschiedene Konfigurationen, z. B. Pfosten, Rohr, Kontaktmesser, Stift oder andere dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannte Konfigurationen, aufweisen.
In den Verbinderstift ist ein Element integriert, das aus einem sich anpassenden Material, z. B. einem Material des Elastomer-, Epoxid- oder Kautschuktyps, hergestellt ist, sodass das sich anpassende Element in ausreichender Berührung mit dem Steck-Ende des Verbinderstifts ist, um während der Montage Unterstützung zu bieten, um eine Verformung des Steck-Endes zu verhindern. Die Konfiguration des sich anpassenden Elements kann rechteckig, ein Keil, zylindrisch, konisch, kreisringförmig oder eine alternative Konfiguration, wie sie erforderlich ist, um Unterstützung für die bestimmte Konfiguration des Verbinderstifts und des Verbindergehäuses bereitzustellen, sein. Das sich anpassende Element kann in das Innere des Steck-Endes des Stifts eingeführt werden, um ein Unterstützungselement bereitzustellen, das die Verformung des Steck-Endes während der Montage verhindert. Alternativ kann das sich anpassende Element einen Abschnitt der Außenoberfläche des Steck-Endes umgeben, um die Außenoberfläche zu beschränken und um eine Verformung während der Montage zu verhindern. Um eine Arretierung des sich anpassenden Elements sicherzustellen und/oder als ein Verfahren zum Bereitstellen einer zusätzlichen Unterstützung, um eine Verformung zu verhindern, kann ein Klebstoff verwendet werden, um das sich anpassende Element an dem Steck-Ende des Verbinderstifts zu positionieren und anzuhaften.
Das sich anpassende Element kann vor der Montage des Verbinderstifts in ein Verbindergehäuse in den Verbinderstift integriert werden, um eine Verbinderstiftbaueinheit zu bilden. Alternativ kann das sich anpassende Element in den Verbinderstift integriert werden, nachdem der Verbinderstift in ein Verbindergehäuse eingebaut worden ist.
Das sich anpassende Element stellt für das Steck-Ende des Verbinderstifts eine Unterstützung bereit, um eine Verformung des Verbinderstifts während der Montage an dem Verbindergegenstück zu verhindern. Ferner verbessert es die Haltbarkeit des Verbinderstifts durch Erhöhen der Beständigkeit des Stifts gegen Verformung während mehrerer Trennungen und Wiederverbindungen des Verbinderstifts und durch Erhöhen des Widerstands des Stifts gegen Verformung von anderen Verwendungsbedingungen wie etwa z. B. Fehlmontage, Schwingung, physikalische Belas tung, thermische Beanspruchung, Aussetzen einer Schub-Zug-Belastung oder einer Umgebung wiederholter Bewegung wie z. B. in einem Roboterarm oder Roboterfingern. Die vorliegende Erfindung schafft die Vorteile verbesserter Verbinderstifthaltbarkeit, verlängerter Verbinderlebensdauer, verringerter Reparatur- und Wartungskosten, verringerter Ausrüstungsstillstandszeit und verbesserter Integrität elektrischer Verbindungen.
Die beanspruchte Erfindung ist anpassbar an viele verschiedene Typen elektrischer Verbinderstift- und Verbindergehäusekombinationen und kann in Verbindung mit anderen Verbinderausrichtungs- und -arretierungsmerkmalen verwendet werden. Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist eine Darstellung in einer schematischen perspektivischen Ansicht eines Verbinders;
1B ist eine Darstellung in einer schematischen Draufsicht des Verbinders aus 1A;
1C ist eine schematische Teildarstellung des Endes eines Verbinderstifts des in 1A und 1B gezeigten Verbinders;
2A ist eine Darstellung in einer schematischen perspektivischen Ansicht eines Verbinders mit Einsätzen aus sich anpassendem Material in den Verbinderstiften;
2B ist eine Darstellung in einer schematischen Draufsicht des Verbinders aus 1A mit Einsätzen aus sich anpassendem Material in den Verbinderstiften;
2C ist eine schematische Teildarstellung des Endes eines Verbinderstifts des in 2A und 2B gezeigten Verbinders mit einem Einsatz aus einem sich anpassendem Material;
3A ist eine Teilquerschnittdarstellung eines anderen Verbinderstifts;
3B ist eine Teilquerschnittdarstellung des Verbinderstifts aus 3A mit einem sich anpassenden Element;
4A ist eine Teilquerschnittdarstellung eines abermals anderen Verbinderstifts ohne Verformung; und
4B ist eine Teilschnittdarstellung des Verbinderstifts aus 4A mit einem sich anpassenden Element.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten auf dieselben oder ähnliche Komponenten beziehen, und beginnend mit 1A ist eine Verbinderbaueinheit gezeigt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die elektrische Verbinderbaueinheit 10 enthält ein Verbindergehäuse 12 und Verbinderstifte 14. Der Verbinderstift 14 und ähnliche Verbinderstifte, die überall in den mehreren Figuren gezeigt sind, können auch als ein Verbinderpfosten, als ein Verbinderende, als ein Anschluss, als ein Anschlussende, als ein Anschlussstift, als ein Stift, als ein Pfosten oder mit einer anderen dem Fachmann auf dem Gebiet bekannten Terminologie bezeichnet werden. Der Verbinderstift 14 enthält biegsame Abschnitte oder Glieder 16, die als steckbare Zungen oder Verlängerungen bezeichnet werden können. Die steckbaren Zungen 16 sind so konfiguriert, dass sie zu einem Ende eines Gegenverbinderstifts (nicht gezeigt) passen oder an dieses montierbar sind, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Wie in 1B und 1C gezeigt ist, sind die jeweiligen biegsamen Glieder 16 und die jeweiligen steckbaren Enden 20 jedes Verbinderstifts 14 in radialer Ausrichtung auf die jeweilige Achse 18 des jeweiligen Verbinderstifts 14, wie es für die richtige Montage jedes Verbinderstifts 14 an einem Gegenverbinderstift (nicht gezeigt) erforderlich ist.
Die Verbinderbaueinheit 10 kann in irgendeiner Anwendung verwendet werden, in der das Herstellen einer elektrischen Verbindung unter Verwendung eines Verbinders erwünscht ist. Als ein Beispiel und ohne Beschränkung der beanspruchten Erfindung kann die Verbinderbaueinheit 10 in einem Roboter verwendet werden, um eine elektrische Verbindung für einen Arm oder für Finger des Roboters bereitzustellen. In Anwendungen wie etwa einem Arm oder Fingern eines Roboters kann die Verbinderbaueinheit 10 und können die Verbinderstifte 14 in einer Umgebung mit beschränktem Platz positioniert sein, die Steckeinführungen ohne Sicht in einen Gegenverbinder und/oder die Montage ohne sekundäre Arretierungsvorrichtungen wie etwa Hebeschrauben oder Arretierungszungen erfordert. Außerdem kann die Verbinderbaueinheit 10 und können die Verbinderstifte 14 in einer Anwendung wie etwa einem Arm oder Fingern eines Roboters wiederholter Trennung und Wiederverbindung für die Wartung und für die Einstellung und wiederholter zyklischer Belastung und dem Aussetzen einer Schub-Zug-Beanspruchung von einem Wiederholungsbewegungs-Arbeitszyklus, der der Verbinderbaueinheit 10 und den Verbinderstiften 14 Verformungsbeanspruchungen auferlegt, ausgesetzt sein.
Während der Montage der Verbinderbaueinheit 10 können die Steck-Enden 20 der Zungen 16 eines Verbinderstifts 14 schlecht auf die Steck-Enden eines Gegenverbinders ausgerichtet sein, was eine Störungsbedingung verursacht, die zur Durchbiegung und Verformung eines oder mehrerer der Zungen 16 an einem oder an mehreren der Verbinderstifte 14 führen kann. Die schlechte Ausrichtung kann z. B. von der Einführung ohne Sicht herrühren. Andere Faktoren, die zur Fehleinrichtung beitragen, können als ein Beispiel die Montage in einer Umgebung mit beschränktem Platz enthalten, wo die Verwendung von Hebeschrauben oder anderen Arretierungsklemmen nicht möglich sein kann oder wo Platzbeschränkungen die optimale Ausrichtung der Verbinder-Steck-Enden 20 und der Achsen 18 der Verbinderstifte 14 auf ihre ähnlichen Teile in der Gegenverbinderbaueinheit vor der Einführung verhindern.
Die Zungen 16 können sich in irgendeiner einer Anzahl von Konfigurationen verformen oder durchbiegen. In 1C enthält der Verbinder 14 vier Zungen 16. Jede Zunge 16 weist an ihrem Steck-Ende eine Oberfläche 20 auf, die während der Montage mit einem Gegenverbinder in Kontakt gebracht wird. Wie in 1B und 1C gezeigt ist, sind die Zungen 16 und die Oberflächen 20 allgemein zusammenfallend mit dem Umfang eines Kreises orientiert, wobei die Mitte des Kreises mit der Mittelachse 18 des Verbinderstifts 16 zusammenfällt. In einer nicht durchgebogenen Bedingung sind die Zungen 14 um den Umfang des Kreises gleich beabstandet. Nach der Störung oder schlechten Ausrichtung auf einen Gegenverbinder oder eine andere Kontaktquelle, die zu einer Beschädigung führte, kann eine Zunge 16 in einer durchgebogenen oder verformten Bedingung sein. Die durchgebogene oder verformte Bedingung kann z. B. sein, dass eine Zun ge 16 so gebogen ist, dass sie sich mit einer benachbarten Zunge 16 überlappt. Eine Zunge 16 kann von einer Mittelachse 18 radial nach innen oder außen durchgebogen sein, sodass die Oberfläche 20 nicht mehr mit dem Umfang eines durch die Oberflächen 20 der nicht verformten Zungen 16 definierten Kreises zusammenfällt. Eine Zunge 16 kann ausreichend gedreht oder verdreht sein, um in Umfangsrichtung so schlecht ausgerichtet zu sein, dass sie mit einer benachbarten Zunge 16 in Berührung ist. Andere Konfigurationen, die schlechte radiale Ausrichtung und eine schlechte Ausrichtung in Umfangsrichtung enthalten, sind möglich und versteht der Fachmann auf dem Gebiet.
Ein bestimmter Betrag der Durchbiegung der Zungen 16 bei den Steck-Enden 20 kann während der richtigen Montage erwartet und toleriert werden. Bezugnehmend auf 1C können die Zungen 16 des Verbinderstifts 14 während der Einführung durch den Gegenverbinder radial durchgebogen und zusammengedrückt werden. Wenn diese Durchbiegung und dieses Zusammendrücken innerhalb des elastischen Bereichs des Verbinderstiftmaterials stattfinden, werden sich die Zungen 16 nach der Einführung radial ausdehnen, um in eine Bedingung vor dem Zusammendrücken zurückzukehren, sofern sie nicht durch den Kontakt mit dem Gegenverbinder eingezwängt sind. Auf diese Weise kann der beschränkte Kontakt der Zungen 16 gegen die Oberfläche des Gegenverbinders nützlich dabei sein, die elektrische Verbindung herzustellen und die Integrität der elektrischen Verbindung während der Verwendung einschließlich der Verwendung, wenn der Verbinderstift 14 wiederholter zyklischer Belastung und dem Aussetzen einer Schwingungs- und/oder Schub-Zug-Belastung von einem Wiederholungsbewegungs-Arbeitszyklus unterliegen kann, aufrechtzuerhalten.
Wenn ein Betrag der Durchbiegung einer oder mehrerer der Zungen 16 eines Verbinderstifts 14 signifikant ist, z. B. zur plastischen Deformation oder dauerhaften Durchbiegung eines oder mehrerer der Zungen 16 wegen schlechter Ausrichtung und Störung mit dem Gegenverbinder während eines Montageversuchs oder im Ergebnis falscher Behandlung oder einer anderen Beschädigung führt, können sich eine Anzahl von Bedingungen ergeben. Wenn die Verformung der Zungen 16 signifikant genug ist, um die Montage der Verbinderbaueinheit 10 mit einer Gegenverbinderbaueinheit zu verhindern, kann der Ersatz des beschädigten Verbinderstifts 14 oder der gesamten Verbinderbaueinheit 10 erforderlich sein. Diese Bedingung erfordert Nacharbeit, Reparatur oder Ersatz der Verbinderbaueinheit 10 und führt zu Stillstandszeit, Produktivitätsverlust und erhöhten Kosten.
Wenn die Verformung des Verbinderstifts 14 signifikant ist, z. B. eine plastische Deformation und eine dauerhafte Durchbiegung der Zungen 16 auftritt; kann es möglich sein, die Verbinderbaueinheit 10 mit der Gegenverbinderbaueinheit zu montieren. In dieser zweiten Bedingung kann der resultierenden elektrischen Verbindung in einem oder in mehreren Stromkreisen elektrische Integrität fehlen oder kann sie eine verringerte Zuverlässigkeit aufweisen, wobei sie z. B. unter bestimmten Betriebsbedingungen einschließlich Schwingung und Schub-Zug-Belastungsbedingungen stärker anfällig für elektrische Veränderlichkeit sein kann.
Die elektrische Verbindung kann bei der Qualitätsprüfung durchfallen und es kann der Ersatz des beschädigten Verbinderstifts 14 oder der beschädigten Verbinderbaueinheit 10 erforderlich sein. Diese Bedingung erfordert erneut Nacharbeit, Reparatur oder Ersatz der Verbinderbaueinheit 10 und führt zu Stillstandszeit, Produktivitätsverlust und erhöhten Kosten.
In einer dritten Bedingung kann die Durchbiegung der Zungen 16 nicht signifikant genug sein, um die Montage der Verbinderbaueinheit 10 mit einer Gegenverbinderbaueinheit zu verhindern oder den Fehler der elektrischen Verbindung während der Anfangseignungsprüfung zu veranlassen, und kann die etwas verformte Verbinderbaueinheit in einer Funktionsanwendung in Verwendung genommen werden. Allerdings kann die Verformung des Verbinderstifts 14 in einem oder mehreren Stromkreisen zu verringerter elektrischer Integrität, nachdem die Verbinderbaueinheit 10 in Verwendung genommen worden ist, oder zu verringerter Zuverlässigkeit im Zeitablauf führen, wobei z. B. die elektrische Verbindung anfälliger für elektrische Veränderlichkeit unter bestimmten Betriebsbedingungen einschließlich Schwingung und Schub-Zug-Belastungsbedingungen sein kann. Diese Bedingung kann zu Stillstandszeit, Gewährleistungskosten und Nacharbeit, Reparatur oder Ersatz des Verbinders 10 führen. Die Verformung und Durchbiegung der Zungen 16 der Verbinder 14 kann z. B. im Ergebnis mehrerer Trennungen und Wiederverbindungen des Verbinders während der Verwendung oder des Kundendienstes oder im Ergebnis von Belastungen an dem Verbinder 14, während er montiert wird, wegen Schwingung, thermischer oder mechanischer Beanspruchung der Verbinderbaueinheit 10 kumulativ sein. Die Verformung kann sich bis zu einer Größe akkumulieren, bei der die Integrität der elektrischen Verbindung des Stifts 14 gefährdet ist und die Verbinderbaueinheit 10 ausfällt.
Bezugnehmend auf 2A ist eine Verbinderbaueinheit der beanspruchten Erfindung allgemein mit 26 gezeigt. Die Verbinderbaueinheit 26 enthält ein Verbindergehäuse 12 und Verbinderstifte 24, die sich anpassende Elemente 22 enthalten. 2B zeigt eine schematische Darstellung des Verbinders 26 aus 2A, wobei sie wiederum ein Verbindergehäuse 12, Verbinderstifte 24 und sich anpassende Elemente 22 zeigt. 2C zeigt eine Ausführungsform des Steck-Endes des Verbinderstifts 24 einschließlich des sich anpassenden Elements 22 der beanspruchten Erfindung. Die jeweiligen biegsamen Glieder 16 und das Steck-Ende 20 jedes Verbinderstifts 24 sind in radialer Ausrichtung auf die jeweilige Achse 28 des jeweiligen Verbinderstifts 24, wie es für die richtige Montage der Verbinderstifte 24 mit den Gegenverbinderstiften (nicht gezeigt) erforderlich ist, wobei jeder Verbinderstift 24 in seiner radial ausgerichteten Position durch ein sich anpassendes Element 22 gestützt ist. In dieser Ausführungsform ist das sich anpassende Element 22 als ein zylinderförmiges Element konfiguriert, das in der Nähe der oder in Berührung mit den Innenoberflächen der biegsamen Glieder 16 in das hohle zylindrische Innere des Verbinderstifts 24 eingeführt ist. Andere Konfigurationen des sich anpassenden Elements 22, z. B. ein sphärisches oder konisches Element, wie sie für die Steckanwendung am besten geeignet sind, um in der Nähe des Verbinderstifts 24 oder in ausreichendem Berührung mit ihm positioniert zu sein, um für die Baueinheit eine Unterstützung für die biegsamen Glieder 16 und für das Steck-Ende 20 des Verbinderstifts 24 während der Einführung bereitzustellen und ihre Verformung zu verhindern, können ebenfalls verwendet werden.
Das sich anpassende Element 22 kann aus einem sich anpassenden Material, das die gewünschten Stütz- und Funktionseigenschaften bereitstellt, z. B. aus Elastomermaterialien, Kunststoff, Materialien auf Epoxidgrundlage und Kautschuk oder Materialien auf Kautschukgrundlage oder aus einem ähnlichen dem Fachmann auf dem Gebiet bekannten Material, hergestellt werden, um eine Verformung und/oder plastische Deformation des Steck-Endes des Verbinders 14 zu verhindern. Die Auswahl des sich anpassenden Materials kann ebenfalls durch andere Anforderungen der Anwendung wie etwa z. B. die Betriebstemperatur, die elektrische Leitfähigkeit, Verbindungseigenschaften, Formbarkeit, Elastizität und Durome ter beeinflusst werden. In der vorliegenden Erfindung ist das sich anpassende Element 22 aus einem Material auf Kautschukgrundlage hergestellt.
Außerdem kann das sich anpassende Element 22 mit einem Klebstoff (nicht gezeigt) am Verbinderstift 24 angehaftet werden, um die Arretierung des sich anpassenden Elements 22 in der richtigen Position für das sich anpassende Element 22 zu verbessern, um eine Unterstützung für die biegsamen Glieder 16 und die Steck-Enden 20 bereitzustellen. Der Klebstoff kann z. B. in den Bereichen, in denen das sich anpassende Element 22 die Innenoberflächen der biegsamen Glieder 16 berührt, zwischen der Außenoberfläche des sich anpassenden Elements 22 und den Innenoberflächen der biegsamen Glieder 16 aufgetragen werden. Der Klebstoff kann außerdem zur Bereitstellung einer Unterstützung für die biegsamen Glieder 16 und für die Steck-Enden 20 beitragen, um deren Verformung zu verhindern. Der Klebstoff kann z. B. von einem Silikon- oder Epoxidtyp oder einem ähnlichen dem Fachmann auf dem Gebiet bekannten Material sein. Die Auswahl des Klebematerials kann außerdem durch andere Anforderungen der Anwendung wie etwa z. B. Betriebstemperatur, elektrische Leitfähigkeit, Verbindungseigenschaften, Elastizität und Festigkeit beeinflusst werden. In der vorliegenden Erfindung ist der Klebstoff von einem Silikon-RTV-Typ.
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen spezifischen Typ einer Verbinderbaueinheit, eines Verbindergehäuses oder eines Verbinderstifts beschränkt. Sich anpassende Elemente können in verschiedenen Formen und aus verschiedenen Materialien konfiguriert werden, um für die Verwendung mit verschiedenen Typen von Verbinderstiften einschließlich z. B. Aufnahmekupplungs- und Einsteckkupplungs-Verbinderstiften und hohlen und Vollverbinderstiften geeignet zu sein.
Das sich anpassende Element kann vor der Montage des Verbinderstifts in ein Verbindergehäuse in den Verbinderstift integriert werden, um eine Verbinderstiftbaueinheit zu bilden. Alternativ kann das sich anpassende Element in den Verbinderstift integriert werden, nachdem der Verbinderstift in ein Verbindergehäuse eingebaut worden ist. Ferner kann das sich anpassende Element als ein Reparaturverfahren oder als ein Haltbarkeitsverbesserungsmerkmal in den Verbinderstift integriert werden, nachdem der Verbinderstift in ein Verbindergehäuse eingebaut worden ist und nachdem die Verbinderbaueinheit in eine größere Baueinheit integriert worden ist.
In 3A ist ein Verbinderstift allgemein bei 34 gezeigt. Der Verbinderstift 34 ist von einem Einsteckkupplungstyp z. B. ein Verbinder vom Kontaktkammtyp, und enthält biegsame Glieder 36 und Steck-Enden 30, die durch einen Zwischenraum 32 getrennt sind. Der Verbinderstift 34 ist in einer nicht verformten Bedingung gezeigt, in der die biegsamen Glieder 36 und die Steck-Enden 30 des Verbinderstifts 34, wie es für die richtige Montage des Verbinderstifts 34 an einem Gegenverbinderstift erforderlich ist, der z. B. ein Verbinderstift der in 4A gezeigten Konfiguration sein kann, in Ausrichtung auf die Achse 38 des Verbinderstifts 34 sind.
Im Ergebnis der falschen Ausrichtung und/oder einer Störung bei der Einführung des Verbinderstifts 34 in einen Gegenaufnahmekupplungs-Verbinderstift, z. B. während des Einführens in die in 4A gezeigten Zungen 56 des Verbinderstifts 54, bei der wiederholten Trennung und Verbindung des Verbinderstifts 34 von einem Gegenverbinderstift oder z. B. wegen einer Handhabungsbeschädigung oder Störung während der Montage in ein Verbindergehäuse können die biegsamen Glieder 36 verformt und schlecht auf die Achse 38 des Verbinderstifts 34 ausgerichtet werden. Die Verformung kann eine ausreichende Größe haben, um die richtige Einführung des Verbinderstifts 34 in einen steckbaren Aufnahmekupplungs-Verbinderstift zu verhindern, was die richtige Montage und die Herstellung der richtigen elektrischen Verbindung verhindert.
In 3B kann das sich anpassende Element 42 gemäß einer anderen Ausführungsform des Verbinderstifts 34 so konfiguriert sein, dass es im Zwischenraum 32 zwischen den biegsamen Elementen 36 des Verbinderstifts 34, in der Nähe der Innenoberflächen der biegsamen Elemente 36 oder in Berührung mit ihnen positioniert ist. Andere Konfigurationen des sich anpassenden Elements 42, z. B. ein rechteckiges, ein dreieckiges, ein sechseckiges, ein Keil-, ein zylindrisches, ein sphärisches, ein konisches oder ein anderes mehreckiges Element, wie es am besten für die Steckanwendung geeignet ist, um in der Nähe der Innenoberflächen der Zungen 36 des Verbinderstifts 34 oder in Berührung mit ihnen positioniert zu werden, um eine Unterstützung für die biegsamen Elemente 36 und die Steck-Enden 30 des Verbinderstifts 34 bereitzustellen und ihre Verformung und plastische Deformation zu verhindern, können ebenfalls verwendet werden.
Wie für das sich anpassende Element 22 in der in 2C gezeigten Ausführungsform diskutiert wurde, kann das sich anpassende Element 42 aus einem sich anpassenden Material, das die gewünschten Unterstützungs- und Funktionseigenschaften bereitstellt, z. B. Elastomermaterialien, Kunststoff, Materialien auf Epoxidgrundlage und Kautschuk oder Materialien auf Kautschukgrundlage, hergestellt sein. Das sich anpassende Element 42 kann während der Herstellung des Verbinderstifts 34 in den Verbinderstift 34 integriert werden, um eine Verbinderstiftbaueinheit 44 zu bilden. Alternativ kann das sich anpassende Element 42 durch Einführung oder Einspritzung in den Zwischenraum 32 des Verbinderstifts 34 in den Verbinderstift integriert werden, nachdem der Verbinderstift 34 hergestellt worden ist.
Wie zuvor diskutiert wurde, kann das sich anpassende Element 42 mit einem Klebstoff (nicht gezeigt) am Verbinderstift 34 angehaftet werden, um die Arretierung des sich anpassenden Elements 42 in der richtigen Position für das sich anpassende Element 42 zu verbessern, um für die biegsamen Glieder 36 und für das Steck-Ende 30 eine Unterstützung bereitzustellen. Der Klebstoff kann z. B. in den Bereichen, in denen das sich anpassende Element 42 die Innenoberflächen der biegsamen Glieder 36 berührt, zwischen einer und mehreren Außenoberflächen des sich anpassenden Elements 42 und den Innenoberflächen der biegsamen Glieder 36 aufgetragen werden. Außerdem kann der Klebstoff dazu beitragen, eine Unterstützung für die biegsamen Elemente 36 und für die Steck-Enden 30 bereitzustellen, um deren Verformung zu verhindern. Der Klebstoff kann z. B. von einem Silikon- oder Epoxidtyp oder ein anderes dem Fachmann auf dem Gebiet bekanntes Material sein.
Bezugnehmend auf 4A ist ein Verbinderstift allgemein mit 54 bezeichnet. Der Verbinderstift 54 ist von einem Aufnahmekupplungstyp, wobei er biegsame Glieder 56 und Steck-Enden 50 enthält, die durch einen Zwischenraum 52 getrennt sind. Der Verbinderstift 54 ist in einer nicht verformten Bedingung gezeigt, in der die biegsamen Glieder 56 und die Steck-Enden 50 des Verbinderstifts 54, wie es für die richtige Montage des Verbinderstifts 54 mit einem Gegeneinsteckkupplungs-Verbinderstift erforderlich ist, der z. B. ein Verbinderstift der in 3A gezeigten Konfiguration sein kann, in Ausrichtung auf die Achse 58 des Verbinderstifts 54 sind.
Die biegsamen Glieder 56 können im Ergebnis einer falschen Ausrichtung oder einer Störung während der Montage des Verbinderstifts 54 mit einem Gegeneinsteckkupplungs-Verbinderstift, z. B. während der Einführung über die in 3A gezeigten Zungen 36 des Verbinderstifts 34, beim wiederholten Trennen und Verbinden des Verbinderstifts 54 von einem Gegenverbinderstift, z. B. während der Einführung über die in 3A gezeigten Zungen 36 des Verbinderstifts 34, oder z. B. wegen einer Handhabungsbeschädigung oder -verformung während der Montage in ein Verbindergehäuse, verformt werden und aus dem Eingriff von der Achse 58 des Verbinderstifts 54 kommen. Die Verformung hat eine ausreichende Größe, um die richtige Steckmontage des Einsteckkupplungs-Verbinderstifts 54 mit einem Gegenaufnahmekupplungs-Verbinderstift 54 zu verhindern und dadurch die Herstellung einer richtigen elektrischen Verbindung zu verhindern.
Bezugnehmend auf 4B kann das sich anpassende Element 62 als ein allgemein kreisringförmiges Element in Berührung mit der Außenoberfläche des biegsamen Glieds 56 konfiguriert sein. Andere Konfigurationen des sich anpassenden Elements 62, z. B. ein Halbkreisring oder ein allgemein ein klemmenförmiges Element, wie es für die Steckanwendung am besten geeignet ist, um in ausreichender Berührung mit dem Verbinderstift 54 positioniert zu werden, um die biegsamen Glieder 56 und die Steck-Enden 50 des Verbinderstifts 54 zu beschränken, eine Unterstützung für sie bereitzustellen und ihre Verformung und/oder plastische Deformation zu verhindern, können ebenfalls verwendet werden.
Wie für das sich anpassende Element 22 in der in 2C gezeigten Ausführungsform diskutiert wurde, kann das sich anpassende Element 62 aus einem sich anpassenden Material, das die gewünschten Unterstützungs- und Funktionseigenschaften bereitstellt, z. B. Elastomermateria lien, Kunststoff, Materialien auf Epoxidgrundlage und Kautschuk oder Materialien auf Kautschukgrundlage, hergestellt werden. Das sich anpassende Element 62 kann während der Herstellung des Verbinderstifts 54 in den Verbinderstift 54 integriert werden, um eine Verbinderstiftbaueinheit 64 zu bilden. Alternativ kann das sich anpassende Element 62, nachdem der Verbinderstift 54 hergestellt worden ist, als ein Reparaturverfahren oder als ein Haltbarkeitsverbesserungsmerkmal durch Montage an der Außenoberfläche des Verbinderstifts 54 in den Verbinderstift integriert werden.
Wie zuvor diskutiert wurde, kann das sich anpassende Element 62 mit einem Klebstoff (nicht gezeigt) an dem Verbinderstift 54 angehaftet werden, um die Arretierung des sich anpassenden Elements 62 in der richtigen Position für das sich anpassende Element 62 zu verbessern, um eine Unterstützung für die biegsamen Glieder 56 und für die Steck-Enden 50 bereitzustellen. Der Klebstoff kann z. B. zwischen den Abschnitten der Innenoberfläche des sich anpassenden Elements 62 und den Außenoberflächen der biegsamen Elemente 56 in den Bereichen, in denen das sich anpassende Element 62 die Außenoberflächen der biegsamen Elemente 56 berührt, aufgetragen werden. Der Klebstoff kann außerdem dazu beitragen, die Unterstützung für die biegsamen Elemente 56 und für die Steck-Enden 50 bereitzustellen, um deren Verformung zu verhindern. Der Klebstoff kann z. B. von einem Silikon- oder Epoxidtyp oder ein ähnliches dem Fachmann auf dem Gebiet bekanntes Material sein.
Obgleich ausführlich die besten Ausführungsarten der Erfindung beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung im Schutzumfang der beanspruchten Ansprüche zu verwirklichen.

Claims

Elektrischer Verbinder, der umfasst: einen Verbinderstift, der ein steckbares Ende aufweist; und ein sich anpassendes Element; wobei das sich anpassende Element in ausreichender Berührung mit dem steckbaren Ende des Verbinderstifts konfiguriert und positioniert ist, um eine Verformung des steckbaren Endes zu verhindern.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, bei dem das sich anpassende Element ein Elastomermaterial und/oder ein Material auf Epoxidgrundlage und/oder ein Material auf Kautschukgrundlage umfasst.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, bei dem das sich anpassende Element mit einem Klebstoff mit dem steckbaren Ende des Verbinderstifts in Berührung gehalten wird.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, bei dem das sich anpassende Element eine rechteckige oder eine dreieckige oder eine sechseckige oder eine mehreckige oder eine Keil- oder eine zylindrische oder eine konische oder eine kreisringförmige Form aufweist.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, bei dem das steckbare Ende des Verbinderstifts ein Einsteckkupplungstyp oder ein Aufnahmekupplungstyp ist.
Elektrische Verbinderbaueinheit, die umfasst: ein Verbindergehäuse; wenigstens einen Verbinderstift, wobei der Verbinderstift ein steckbares Ende aufweist; und wenigstens ein sich anpassendes Element; wobei das wenigstens eine sich anpassende Element in ausreichender Berührung mit dem steckbaren Ende des wenigstens einen Verbinderstifts konfiguriert und positioniert ist, um eine Verformung des steckbaren Endes zu verhindern.
Elektrische Verbinderbaueinheit nach Anspruch 6, bei der das wenigstens eine sich anpassende Element ein Elastomermaterial und/oder ein Material auf Epoxidgrundlage und/oder ein Material auf Kautschukgrundlage umfasst.
Elektrische Verbinderbaueinheit nach Anspruch 6, bei der das wenigstens eine sich anpassende Element mit einem Klebstoff mit dem steckbaren Ende des Verbinderstifts in Berührung gehalten wird.
Elektrische Verbinderbaueinheit nach Anspruch 6, bei der das sich anpassende Element eine rechteckige oder eine dreieckige oder eine sechseckige oder eine mehreckige oder eine Keil- oder eine zylindrische oder eine konische oder eine kreisringförmige Form aufweist.
Elektrische Verbinderbaueinheit nach Anspruch 6, bei der das steckbare Ende des Verbinderstifts von einem Einsteckkupplungstyp oder von einem Aufnahmekupplungstyp ist.