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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder mit einem Umgehäuse und mit mehreren innerhalb des Umgehäuses angeordneten Hülsenkontakten, die jeweils einen Kontaktlamellen ausbildenden Grundkörper und eine gegenüber dem Grundkörper verschiebliche Spannhülse aufweisen, wobei in einer Schiebestellung die Spannhülsen die Kontaktlamellen an die Steckerstifte eines an das Umgehäuse anfügbaren Gegensteckverbinders pressen.
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Nullkraftsteckverbinder werden bei Elektronikgeräten insbesondere im Automotivbereich zur Kontaktierung von einzelnen Baugruppen, Flexfolien und Leiterplatten eingesetzt. Die Bezeichnung ”Nullkraftstecker” oder ”Nullkraftsteckverbinder” wird verwendet, da das Zusammenführen der elektrischen Kontaktelemente, also beispielsweise der Hülsenkontakte und der Steckerstifte, zunächst ohne Kraftaufwand erfolgt. Die zur Herstellung von sicheren elektrischen Verbindungen erforderlichen Anpresskräfte der Kontaktelemente gegeneinander, werden in einem nachfolgenden Fügeschritt bereitgestellt, in dem beispielsweise an jedem Hülsenkontakt eine Spannhülse verschoben wird.
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Aus der
DE 10 2005 040 952 A1 ist ein Nullkraftsteckverbinder bekannt, bei dem mit dem Umgehäuse ein axial verschiebbares Fixiergehäuse verbunden ist. Durch eine Verschiebung des Fixiergehäuses gegenüber dem Umgehäuse, die durch das Zusammenfügen des Umgehäuses mit dem Gegensteckverbinder bewirkt wird, werden Spannhülsen bewegt, welche dadurch die Kontaktlamellen der Grundkörper an die Steckerstifte des Gegensteckverbinders pressen.
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Nachteilig hierbei ist, dass die Verbindung der elektrischen Kontaktelemente zwar zunächst kräftefrei erfolgt, die nachfolgende Verschiebung des Fixiergehäuses, welche über die Verschiebung der Spannhülsen die Anpresskräfte erzeugt aber einen relativ großen Kraftaufwand erfordert. Bei vielpoligen Steckverbindern addieren sich die Anpresskräfte der Spannhülsen, so dass die aufzubringende Gesamtkraft einen erheblichen Wert erreichen kann.
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Es stellte sich die Aufgabe, einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder zu schaffen, der dieses Problem vermeidet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am Umgehäuse ein senkrecht zur Steckrichtung betätigbarer Schieber angeordnet ist, und dass innerhalb des Umgehäuses ein Einsatz um die Grundkörper der Hülsenkontakte herum angeordnet ist, der mit den Spannhülsen verbunden ist, und dass der Einsatz durch den senkrecht zur Steckrichtung betätigbaren Schieber gegen das Umgehäuse verschiebbar ist.
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Aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 195 08 189 A1 und
DE 196 50 098 A1 sind Steckverbinder mit senkrecht zur Steckrichtung betätigbaren Schiebern bekannt. Aus der bereits eingangs genannten Druckschrift
DE 10 2005 040 952 A1 ist bekannt, Spannhülsen mittels eines Schiebers zu verschieben, der parallel zur Steckrichtung verschiebbar ist. Keiner dieser Druckschriften ist jedoch entnehmbar, Spannhülsen mittels eines senkrecht zur Steckrichtung verschiebbaren Schiebers zu verschieben.
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Hierdurch wird erreicht, dass nach dem kräftefreien Zusammenfügen der Steckverbinderkontakte die Erzeugung der erforderlichen Kontaktkräfte mit einem relativ geringen Kraftaufwand erfolgt. Hierzu wird der in Steckrichtung des Nullkraftsteckverbinders bewegliche Einsatz durch eine senkrecht zur Steckrichtung erfolgende Betätigung eines Schiebers verschoben. Die Umlenkung der Bewegungsrichtung ermöglicht eine Kraftübersetzung, indem beispielsweise ein am Einsatz angeformter Zapfen entlang einer schiefen Ebene am Schieber geführt wird.
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Da der Verschiebeweg des Schiebers groß im Vergleich zum Verschiebeweg des Einsatzes vorgesehen sein kann, kann durch die erzielte Kraftübersetzung die erforderliche Betätigungskraft des Schiebers gering gehalten werden.
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Es ist vorteilhaft, dass der Schieber derart ausgestaltet sein kann, dass er insbesondere im eingeschobenen Zustand nur einen geringen Anbauplatz am Umgehäuse erfordert.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass der Schieber, etwa mittels eines angeformten Blockierstegs, zugleich eine Sekundärverriegelung für eine zwischen dem Umgehäuse und dem Gegensteckverbinder bestehende Rastverbindung ausbilden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Darstellung eines Ausführungsbeispiels anhand der nachfolgend beschriebenen Zeichnung.
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Es zeigen
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1 und 2 jeweils eine Ansicht des Umgehäuses mit einem herausgezogenen Schieber,
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3 und 4 jeweils eine Ansicht des Umgehäuses mit einem eingeschobenen Schieber,
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5 und 6 jeweils eine Schnittansicht durch den Nullkraftsteckverbinder,
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7 zwei Ansichten eines Hülsenkontakts.
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Die 1 und 2 zeigen das Umgehäuse 1 eines Nullkraftsteckverbinders in zwei verschiedenen Ansichten. Innerhalb des Umgehäuses 1 ist ein Einsatz 2 verschiebbar angeordnet. Der Einsatz 2 weist mehrere Ausnehmungen 27 mit jeweils einem kreisförmigen Querschnitt auf, die sich parallel zueinander in der axialen Richtung des Einsatzes 2 erstrecken. Wie die 2 andeutet, sind in die Ausnehmungen 27 jeweils Hülsenkontakte 3 eingesetzt. Mit den Hülsenkontakten 3 ist jeweils eine Anschlussleitung verbindbar, die in den 1 und 2 nicht dargestellt ist.
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An dem oberen Abschnitt des Umgehäuses 1 liegt ein Schieber 4 an, der senkrecht zur Steckrichtung des Nullkraftsteckverbinders verschiebbar ist, wobei der Schieber 4 zwischen einer stegförmigen Anformung 22 am Umgehäuse 1 und einer durch das Umgehäuse 1 gebildeten Anlagefläche 23 geführt ist.
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In die beiden Schenkel 24 des im wesentlichen u-förmigen Schiebers 4 sind schräg verlaufende Ausnehmungen eingebracht, die als Führungsbahnen 25 für zwei am Einsatz 2 angeformten Zapfen 26 dienen. Einer der Zapfen 26 ist in der 1 teilweise und in der 3 deutlicher erkennbar. Ein Bewegung des Schiebers 4 führt die Zapfen 26 in den Führungsbahnen 25 mit sich, wodurch der Einsatz 2 in vertikaler Richtung innerhalb des Umgehäuses 1 verschoben wird.
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An einer Außenfläche des Umgehäuses 1 ist ein erstes Rastelement 5 angeformt, welches eine Rastverbindung mit einem zweiten Rastelement 6 herstellen kann, welches an einem Gegensteckverbinder 8 angeformt ist.
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Der Schieber 4 weist auf der Seite des ersten Rastelements 5 einen angeformten Blockiersteg 7 auf, der in der eingeschobenen Stellung des Schiebers 4 die Beweglichkeit des ersten Rastelements 5 einschränken kann.
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In den 1 und 2 ist der Schieber 4 in der, bezogen auf das Umgehäuse 1, herausgezogenen Stellung dargestellt, während die 3 und 4 den Schieber 4 in der eingeschobenen Stellung zeigen.
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Wie bei einem Vergleich der 1 und 3 erkennbar ist, ist der Einsatz 2 in der 3 ein Stück weit in das Innere des Umgehäuses 1 verschoben. Die vertikale Verschiebung des Einsatzes 2 ist allerdings deutlich kleiner als der entsprechende horizontale Verschiebeweg des Schiebers 4. Durch die Führung der mit dem Einsatz 2 verbundenen Zapfen 26 in den Führungsbahnen 25 des Schiebers 4 wird so eine Kraftübersetzung bei der Verschiebung des Einsatzes 2 erreicht.
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Aus der 4 ist ersichtlich, dass der vollständig eingeschobene Schieber 4 die Außenkontur des Umgehäuses 1 an keiner Stelle überragt, so dass der Schieber 4 nur einen verhältnismäßig geringen Bauraum am Steckverbinder beansprucht. Des weiteren ist erkennbar, dass der Blockiersteg 7 sich nun im Schwenkbereich des Rastelements 5 befindet.
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Die 5 und 6 zeigen in Schnittansichten jeweils die beiden miteinander verbundenen Steckverbinderteile des Nullkraftsteckverbinders, nämlich das Umgehäuse 1 mit dem eingefügten Einsatz 2 und den Hülsenkontakten 3, sowie den an das Umgehäuse 1 angefügten Gegensteckverbinder 8, der Steckerstifte 11 aufweist, welche die Hülsenkontakte 3 des Umgehäuses 1 kontaktieren.
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Das Umgehäuse 1 und der Gegensteckverbinder 8 sind über das erste und das zweite Rastmittel (5, 6) miteinander verbunden, wobei das erste Rastmittel 5 hier als ein verschwenkbarer Rasthaken ausgebildet ist, der mit dem als Rastnase ausgebildeten zweiten Rastmittel 6 eine Rastverbindung herstellt.
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Das Umgehäuse 1 und der Gegensteckverbinder 8 sind derart ineinandergefügt, dass sich deren Außenwände teilweise überlappen. Eine Dichtmanschette 28 zwischen den Steckverbinderteilen verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in den Kontaktierungsbereich.
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Ein Dichtelement 10 ist umlaufend am Einsatz 2 angeordnet und hält den Einsatz 2 fest aber verschieblich innerhalb des Umgehäuses 1, wobei das Dichtelement 10 zugleich das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen den Wänden des Umgehäuses 1 und des Einsatzes 2 verhindert.
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An zwei gegenüberliegende Außenseiten des Einsatzes 2 sind zwei Zapfen 26 angeformt, die in schräg verlaufende Führungsbahnen in den Schenkeln 24 des u-förmigen Schiebers 4 eingesetzt sind. Durch eine Bewegung des Schiebers 4 wird so der Einsatz 2 gegenüber dem Umgehäuse 1 verschoben.
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In die Ausnehmungen 27 des Einsatzes 2 sind Hülsenkontakte 3 eingesetzt, von denen in den Schnittansichten der 5 und 6 jeweils zwei erkennbar sind.
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Einen Hülsenkontakt 3 als Einzelteil zeigt in zwei Darstellungen die 7. Der Hülsenkontakt 3 besteht aus einem aus Metall geformten Grundkörper 12, der mit einer elektrischen Leitung 16 verbunden ist. Die elektrische Leitung 16 weist einen metallischen Leiter 17 auf, der mittels einer Crimpverbindung 20 elektrisch und mechanisch mit dem Grundkörper 12 verbunden ist. Ein die elektrische Leitung 16 umgebendes Dichtgummi 18 ist im Übergangsbereich von der Leitung 16 zum Grundkörper 12 durch zwei Biegelaschen 19 am Grundkörper 12 befestigt.
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Den freien Endabschnitt des Grundkörpers 12 bilden zwei einstückig an den Grundkörper 12 angeformte, nebeneinanderliegende Kontaktlamellen 15, in deren Zwischenraum 21 ein nicht dargestellter flacher Steckerstift einfügbar ist. Die Enden der Kontaktlamellen 15 sind jeweils nach außen umgebogen. Dies ist in dreifacher Hinsicht vorteilhaft, da hierdurch erstens im Bereich des Zwischenraums 21 Kanten vermieden werden, die das Einfügen eines Steckerstifts behindern könnten. Aus dem gleichen Grund erleichtern die abgerundeten Enden zweitens das Einfügen des Hülsenkontakts in die Ausnehmungen des Einsatzes 2 und drittens bilden die umgebogenen Endabschnitte der Kontaktlamellen 15 Rasthaken aus, die zur Befestigung des Hülsenkontakts 3 am Umgehäuse 1 geeignet sind.
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Am Grundkörper 12 federnd befestigt ist eine den Grundkörperquerschnitt teilweise umgreifende Spannhülse 13. Die Spannhülse 13 besitzt in Querrichtung mehrere schlitzförmige Durchbrüche 14, welche eine flache Federkennlinie bewirken. Weiterhin ist die Spannhülse 13 entlang des Grundkörpers 12 verschieblich angeordnet. Befindet sich die Spannhülse 13 im Bereich der Kontaktlamellen 15, wie in der Teilfigur 7b dargestellt, so drückt die Spannhülse 13 die Kontaktlamellen 15 aufeinander zu. Ist die Spannhülse 13 dagegen, entsprechend der Ansicht in der Teilfigur 7a, von den Kontaktlamellen 15 entfernt angeordnet, so wirken von der Spannhülse 13 keine Druckkräfte auf die Kontaktlamellen 15. Die letztgenannte Anordnung der Spannhülse 13 auf dem Grundkörper 12 ermöglicht es daher, einen Steckerstift kräftefrei in den Zwischenraum 21 zwischen den Kontaktlamellen 15 einzufügen.
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Die Hülsenkontakte 3 sind gemäß der 5 in die Ausnehmungen 27 des Einsatzes 2 eingefügt, wobei die Dichtgummis 18 an den Wänden der Ausnehmungen 27 feuchtigkeitsdicht anliegen. Die Hülsenkontakte 3 sind des weiteren mit den umgebogenen Kontaktlamellen 15 mit inneren Gehäuseteilen des Umgehäuses 1 verbunden, so dass der jeweilige Hülsenkontakt 3, bis auf die Spannhülse 13, gegenüber dem Umgehäuse 1 unverschieblich angeordnet ist. Im Gegensatz dazu ist der Einsatz 2 gegenüber den Hülsenkontakten 3 beweglich, wobei jeweils ein Abschnitt des Einsatzes 2 in jeweils eine Aussparung 9 an den Spannhülsen 13 eingreift, so dass die Spannhülsen 13 gemeinsam mit dem Einsatz 2 gegenüber dem Umgehäuse 1 verschiebbar sind.
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Die 5 zeigt den Nullkraftsteckverbinder in einem Fügezustand, bei dem das Umgehäuse 1 und der Gegensteckverbinder 8 bereits miteinander verbunden sind, wodurch die Steckerstifte 11 des Gegensteckverbinder 8 in die Kontaktlamellen 15 der Hülsenkontakte 3 eingreifen. Da beim Anfügen des Umgehäuses 1 an den Gegensteckverbinder 8 die Steckerstifte 11 zunächst kraftfrei in die Kontaktlamellen eingeschoben werden, wirken hier keine nennenswerten Kontaktkräfte zwischen den Steckerstiften 11 und Hülsenkontakten 3.
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Die 6 stellt den Fügezustand nach einer Betätigung des Schiebers 4 am Umgehäuse 1 dar. Durch die Betätigung des Schiebers 4 ist der Einsatz 2 gegen das Umgehäuse 1 verschoben, wodurch gleichzeitig an jedem Hülsenkontakt 3 die Spannhülse 13 gegen den Grundkörper 12 in die Aktivierungsstellung überführt ist. Außerdem umschließen nun die Spannhülsen 13 der Hülsenkontakte 3 die jeweiligen Kontaktlamellen 15 und bringen so die zur sicheren Kontaktierung der Steckerstifte 11 erforderliche Kontaktkräfte auf.
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Gleichzeitig gelangt durch die Betätigung des Schiebers 4 der am Schieber 4 angeformte Blockiersteg 7 in eine Position (in der 4 erkennbar), in welcher der Blockiersteg 7 die Beweglichkeit des ersten Rastelements 5 einschränkt. Die Rastverbindung, welche die Steckverbinderteile miteinander verbindet ist damit gegen eine Trennung gesichert, solange der Schieber 4 in der eingeschobenen Stellung verbleibt. Damit bildet der Schieber 4 zusammen mit dem angeformten Blockiersteg 7 auf einfache Weise eine Sekundärverriegelung für die Steckverbindung aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Umgehäuse
- 2
- Einsatz
- 3
- Hülsenkontakt(e)
- 4
- Schieber
- 5
- erstes Rastelement (Rasthaken)
- 6
- zweites Rastelement
- 7
- Blockiersteg (Anformung am Schieber)
- 8
- Gegensteckverbinder
- 9
- Aussparung
- 10
- Dichtelement
- 11
- Steckerstifte
- 12
- Grundkörper
- 13
- Spannhülsen
- 14
- schlitzförmiger Durchbruch
- 15
- Kontaktlamellen
- 16
- elektrische Leitung
- 17
- Leiter
- 18
- Dichtgummi
- 19
- Biegelaschen
- 20
- Crimpverbindung
- 21
- Zwischenraum
- 22
- stegförmige Anformung
- 23
- Anlagefläche
- 24
- Schenkel
- 25
- Führungsbahnen
- 26
- Zapfen
- 27
- Ausnehmungen
- 28
- Dichtmanschette
