DE4433117C2 - Elektrischer Steckverbinder mit einer Verriegelungseinrichtung mit Kontaktvorschub - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem Kunststoffgehäuse mit mindestens einer Kontaktkammer zur Aufnahme eines von der Kabelseite her einsteckbaren Kon­ taktelements, mit einer Primärsicherung, die gebildet ist durch mindestens einen vom Kontaktelement pfeilartig wegra­ genden Rastlappen, der mit einer Rastkante der Kontaktkam­ merwand zusammenwirkt, und mit einer Verriegelungseinrichtung für das Kontaktelement, die als Schieber mit in Steckrichtung in die Kontaktkammer einführbaren Schieberelementen ausgebildet ist, wobei Mittel zum Verrasten des Schiebers am Gehäuse vorhanden sind.

Insbesondere im Kfz-Bereich gehen die an Steckverbinder ge­ stellten Anforderungen zunehmend dahin, daß für die Kontakt­ elemente nicht nur eine Primärsicherung verlangt wird, bei der die Kontaktelemente mit ihren Rastlappen an einer Rast­ kante des Kunststoffgehäuses verrasten, sondern daß die Kon­ taktelemente auch durch eine zusätzlich aufsteckbare Sekun­ därsicherung verriegelt werden sollen. Diese Sekundärsiche­ rung wird oft durch unterschiedlich gestaltete Schieber ver­ wirklicht, die von der Steckseite des Steckverbinders oder der Kabelseite her wirken. Schieberelemente bzw. von Schiebe­ relementen in die Kontaktkammer gedrückte Kunststoffelemente greifen dabei hinter die Kontur der Kontaktelemente. Die be­ kannten Primär-Sekundärsicherungssysteme sind in der Praxis jedoch mit einem oder mehreren der folgenden Probleme behaf­ tet:
In vielen Fällen kann die Sekundärsicherung betätigt werden, ohne daß die Primärsicherung in ihrer vorgesehenen Endposition eingerastet ist. Außerdem ist nicht sichergestellt, daß die Sekundärsicherung, bzw. das zugehörige Sicherungselement tat­ sächlich hinter die Kontur des Kontaktelements greift. In vielen Fällen wird das Kunststoffteil nur zwischen Kontakt­ element und Kontaktkammerwand verklemmt, ohne hinter die Kon­ tur des Kontaktelements zu greifen. Dabei kann das Kontakt­ element beschädigt werden. In den meisten Fällen ist dies von außen nicht erkennbar. Generell besteht die Gefahr, daß ein nicht korrekt gesichertes Kontaktelement beim Stecken des Kontaktmessers aus dem Gehäuse gedrückt wird, so daß ein zu­ verlässiger elektrischer Kontakt nicht sichergestellt ist. Ein anderes Problem besteht darin, daß bei vielen Lösungen die Verriegelungselemente in ihrer Endposition derart unter Spannung stehen, daß nach einiger Zeit nach Lösen der Sekun­ därverriegelung die Halteelemente nicht mehr seitlich zurück­ federn können und deshalb eine Kontaktdemontage ohne Beschä­ digungen kaum mehr möglich ist. Schließlich sind viele der bestehenden Sekundarsicherungslösungen nicht für wasserdichte Gehäuse in Verbindung mit Einzelleiterabdichtungen verwend­ bar.

Aus der DE 42 21 411 A1 ist ein elektrischer Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Die dor­ tigen Primär- und Sekundärsicherungen wirken getrennt vonein­ ander, wobei die sekundäre Sicherung der Kontaktelemente durch Schieberelemente bzw. Verriegelungsarme sichergestellt wird, die in ihrer Verriegelungsstellung zwangsverspannt und verbogen sind, wodurch das Kontaktelement klemmend gehalten wird. Es müssen besondere Maßnahmen ergriffen werden, um ein Zurückrasten der Sekundärsicherung und damit eine Demontage des Kontaktelements zu ermöglichen. Die aus der genannten Of­ fenlegungsschrift bekannte Sekundärsicherung ist so gestal­ tet, daß sie nur dann korrekt in ihrer Endposition verrastbar ist, wenn auch die Kontaktelemente ihre endgültige, laterale Rastposition im Kunststoffgehäuse erreicht haben.

Ein Kontaktvorschub durch die Schieberelemente bei nicht ordnungsgemäß eingeschobenen Kontaktelementen ist auch bei den aus der EP-0 147 075 A2 und aus der US-4,992,063 bekannten gattungsgemäßen Steckverbindern gegeben, die unterschiedliche Ausführungen bezüglich der Sekundärverriegelung zeigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber den genannten Nachteilen verbesserten Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der insbesondere eine zuverlässige primäre und sekundäre Sicherung auch bei nicht ordnungsgemäß eingesteckten Kontaktelementen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einem Steckverbinder der eingangs ge­ nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,

• d) daß die Rastkante über ihre Länge hin abschnittsweise durch die Oberseite des in und entgegen die Steckrichtung be­ weglichen freien Schieberelementendes gebildet ist, und
• e) daß sich diese Oberseite und der Rastlappen des einge­ steckten Kontaktelements derart hinterschneiden, daß sich beim Bewegen des Schiebers in Steckrichtung ein formschlüssi­ ges Zusammenwirken von Schieber und Rastlappen ergibt, und
• f) daß diese Oberseite bei maximal eingeführtem Schieber ge­ genüber den anderen Rastkantenabschnitten derart in Steck­ richtung versetzt ist, daß sich beim fertig gesicherten und verriegelten Kontaktelement eine Verrastung des Rastlappens über allen Abschnitten der Rastkante ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestell­ ten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1A bis D Vier verschiedene Stadien des Bestückens und Verriegelns eines Kontaktelements in einer Kontaktkammer, jeweils in der gleichen geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 Einen Schnitt durch den Steckverbinder gemäß Fig. 1D entlang der Linie X,

Fig. 3 In gleicher Ansicht wie Fig. 1D eine andere Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders mit nur einseitig wirkendem Schieber,

Fig. 4 Einen Schnitt durch Fig. 3 entlang der Linie X,

Fig. 5 In gleicher Ansicht wie Fig. 1D eine als Einzel­ leiterabdichtung ausgeführte Ausführungsform eines Steckver­ binders,

Fig. 6A und B Zwei Stadien des Demontagevorgangs eines erfindungsgemäßen Steckverbinders.

Fig. 1A zeigt eine nicht bestückte, leere Kontaktkammer 1 mit einem in Vorraststellung befindlichen Schieber 2. Der notwendige Hinterschnitt zwischen Schieberelement 3 und Rast­ lappen 4 ist hier, wie in allen weiteren Figuren, dadurch ge­ geben, daß das Schieberelement 3 in Seitenrichtung tiefer als der unbewegliche Rastkantenabschnitt 5 in die Kontaktkammer 1 ragt. Dies ist in der Fig. 1A durch das Maß a angedeutet. Das Maß a kann in der Größenordnung von 0,1 mm gewählt wer­ den. Der notwendige Hinterschnitt zwischen Schieberelement 3 und Rastlappen 4 kann jedoch ohne weiteres auch durch ein vom Rastlappen 4 in die Kontaktkammer 1 ragendes Verlängerungs­ element, insbesondere durch eine Sicke, realisiert sein.

In Fig. 1B ist eine Kontaktkammer 1 mit von der Kabelseite her, also in der Figur von unten, eingestecktem Kontaktele­ ment 6, hier beispielsweise ein Buchsenkontakt, dargestellt. Das Kontaktelement 6 ist jedoch fehlerhaft, nämlich unvoll­ ständig montiert, also nicht bis in seine vorgesehene Endpo­ sition eingesteckt. Die beidseitig vom Kontaktelement 6 am dessen mittleren Bereich angeordneten, in Steckrichtung pfei­ lartig wegragenden Rastlappen 4 sind deshalb nicht wie vorge­ sehen oberhalb des oder der feststehenden, aus der Kontakt­ kammerwandung 7 ausgeformten Rastkantenabschnitte 5 verra­ stet. Der mittlere Bereich des Kontaktelements 6 ist typi­ scherweise als kastenförmige Überfederkontur 8 ausgebildet.

Je nach Position des eingesteckten Kontaktelements 6 greifen die Oberseiten 9 der Schieberelemente 3 beim Betätigen des Schiebers 2 früher oder später an den Rastlappen 4 an und schieben das Kontaktelement 6 im Zuge der weiteren Betätigung in die vorgesehene Endposition. Eine derartige Zwischenposi­ tion während des Kontaktvorschubs ist in Fig. 1C darge­ stellt. Ohne seitlichen Versatz zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Abschnitt 5, 9 der Rastkante, bzw. ohne vom Rastlappen 4 in die Kontaktkammer 1 ragendem Verlänge­ rungselement, käme es nicht zu der erfindungsgemäß gewünsch­ ten formschlüssigen Mitnahme des Kontaktelements 6 an seinen Rastlappen 4. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die dünnen Rastlappen 4 normalerweise, also ohne die besonderen erfin­ dungsgemäßen Maßnahmen, durch die anliegenden Kontaktkammer­ wände bzw. Rastkanten sehr eng, theoretisch bis auf das Ka­ stenmaß, an die Überfederkontur 8 gedrückt werden. In diesem Fall käme aufgrund der undefinierten Kraftverhältnisse höch­ stens eine kraftschlüssige Mitnahme der Kontaktelemente in einigen Fällen in Betracht.

Fig. 1D zeigt ein vollständig in seine Kontaktkammer 1 ein­ gestecktes und primär- und sekundär gesichertes Kontaktele­ ment 6. Dabei stellt ein Versatz in Betätigungsrichtung des Schieberelements 3 - Maß b in Fig. 1C und D - die Verrastung des Rastlappens 4 über allen Teilen bzw. Abschnitten der Rastkante sicher, bei der dargestellten Ausführungsform na­ türlich jeweils auf beiden Seiten des Kontaktelements 6. Es ist vorteilhaft, wenn die Oberseite 9 des Schieberelements 3 nach dem Erreichen des Einführungsmaximums anschließend eine geringfügig gegenüber dem Maximum zurückversetzte Position einnimmt, so daß beim fertig primär gesicherten und verrie­ gelten Kontaktelement 6 eine Verrastung des Rastlappens 4 über allen, dann etwa auf gleichem Niveau liegenden Abschnit­ ten 5, 9 der Rastkante erfolgt. Das Erreichen dieser Endposi­ tion des Schiebers 2 kann in der Praxis einfach über geeignet gewählte Toleranzen der beteiligten Teile, durch eine Schräge nach außen am beweglichen Rastkantenabschnitt 9 oder durch ein zeitverzögertes Zurückgehen unter Belastung erreicht wer­ den.

Aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 ist erkennbar, daß bei dieser Ausführung die jeweils den beweglichen Rastkanten­ abschnitt 9 bildenden Schieberelementen 3 zwischen zwei je­ weils im Außenbereich des Rastlappens 4 wirkenden unbewegli­ chen Rastkantenabschnitten 5 liegen. Andere Konstruktionen, bei denen beispielsweise jede Rastkante durch einen unbeweg­ lichen Rastkantenabschnitt 5 und ein unmittelbar daneben wirkendes Schieberelement 3 gebildet ist, sind jedoch ebenso möglich.

Zur Verbesserung der Haltekräfte der Kontaktelemente 6 im Ge­ häuse 10 ist es vorteilhaft, die Rastlappen 4 jeweils insge­ samt zu vergrößern, bzw. je Rastkantenabschnitt 5, 9 einen eigenen Rastlappen 4 am Kontaktelement 6 vorzusehen. Bisher wurden bei einer Breite des Kontaktelements 6 von etwa drei bis fünf mm Rastlappen 4 mit einer Breite von nur etwa 2 mm eingesetzt. Ein derartiger, unveränderter Rastlappen 4 würde, eingesetzt bei der erfindungsgemäßen Konstruktion, be­ deuten, daß der feststehende Rastkantenabschnitt 5 mit einer geringeren Rastlappenbreite als bisher zusammenwirkt.

Während der Schieber 2 in den Fig. 1 und 2 symmetrisch mit auf beiden Seiten des Kontaktelements 6 angeordneten Schiebe­ relementen 3 ausgebildet ist, ist der Schieber 2 gemäß den Fig. 3 und 4 unsymmetrisch mit nur auf einer Seite des Kontaktelements 6 angeordneten Schieberelementen 3 ausgebil­ det, wobei auf der gegenüberliegenden Seite eine über ihre ganze Länge hin unbewegliche Rastkante 5 angeordnet ist.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemä­ ßen Steckverbinders, nämlich eine Variante mit Einzelleiter­ abdichtung dargestellt. Ein Gehäuse, beispielsweise für die Schutzart IP 66, kann sehr einfach realisiert werden, indem das Schieberelement 3 wie dargestellt vergrößert und mit ei­ ner entsprechenden Bohrung zur Aufnahme der Dichtung 11 ver­ sehen wird.

In Fig. 6 ist die Demontage eines Kontaktelements 6 angedeu­ tet, wobei das zangenartige Werkzeug 12 in Fig. 6A als auf­ gesetzt und in Fig. 6B ganz eingeführt dargestellt ist. Das Kontaktelement 6 kann dann mit dem Werkzeug 11 einfach nach oben herausgezogen werden. Voraussetzung dafür ist, wie dar­ gestellt, daß der Schieber 2 nicht mehr in seiner Endposition verrastet ist, sondern mindestens bis in eine Vorraststellung zurückgezogen ist. Beispielsweise im Falle einer Reparatur werden somit auch nachträglich montierte Kontakte zuverlässig primär und sekundär gesichert.

Beim erfindungsgemäßen Steckverbinder werden die Kontaktele­ mente 6 zuverlässig primär und sekundär gesichert. Jeder Rastlappen 4 wird mittels zweier unabhängiger Sicherungsele­ mente, einem beweglichen und einem feststehenden Rastkanten­ abschnitt 9, 5 gesichert. Es ist jedoch auch möglich, die er­ findungsgemäße Verriegelungseinrichtung als zusätzlich gesi­ cherte Primärsicherung zu betrachten. Vorteilhaft ist, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung sich keine Kunststoffelemen­ te der Sekundärsicherung zwischen dem Kontaktelement und der Kontaktkammerwand verklemmen können. Beschädigungen des Kon­ taktelements 6 durch Sicherungselemente sind deshalb ausge­ schlossen. Besonders vorteilhaft ist, daß auch nicht korrekt primär verrastete Kontaktelemente 6 nach Betätigen des Sekun­ därsicherungsschiebers 2 zuverlässig sowohl primär als auch sekundär verrasten. Lediglich in den Fällen, in denen das un­ vollständig eingesteckte Kontaktelement 6 noch sehr weit vor seiner vorgesehenen Endposition zu liegen kommt, erfolgt keine zuverlässige Verrastung mehr. In diesen Fällen ragt je­ doch das Kontaktelement 6 so weit aus der Kontaktkammer 1 nach hinten heraus, daß die fehlerhafte Montage ganz deutlich zu erkennen ist.

Claims (9)

1. Elektrischer Steckverbinder mit

• a) einem Kunststoffgehäuse (10) mit mindestens einer Kontakt­ kammer (1) zur Aufnahme eines von der Kabelseite her ein­ steckbaren Kontaktelements (6),
• b) einer Primärsicherung, die gebildet ist durch mindestens einen vom Kontaktelement (6) pfeilartig wegragenden Rastlap­ pen (4), der mit einer Rastkante der Kontaktkammerwand (7) zusammenwirkt,
• c) einer Verriegelungseinrichtung für das Kontaktelement (6), die als Schieber (2) mit in Steckrichtung in die Kontaktkam­ mer (1) einführbaren Schieberelementen (3) ausgebildet ist, wobei Mittel zum Verrasten des Schiebers (2) am Gehäuse (10) vorhanden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) die Rastkante über ihre Länge hin abschnittsweise durch die Oberseite (9) des in und entgegen die Steckrichtung be­ weglichen freien Schieberelementendes gebildet ist, und
• e) daß sich diese Oberseite (9) und der Rastlappen (4) des eingesteckten Kontaktelements (6) derart hinterschneiden, daß sich beim Bewegen des Schiebers (2) in Steckrichtung ein formschlüssiges Zusammenwirken von Schieber (2) und Rastlap­ pen (4) ergibt, und
• f) daß diese Oberseite (9) bei maximal eingeführtem Schieber (2) gegenüber den anderen Rastkantenabschnitten (5) derart in Steckrichtung versetzt ist, daß sich beim fertig gesicherten und verriegelten Kontaktelement (6) eine Verrastung des Rast­ lappens (4) über allen Abschnitten (5, 9) der Rastkante er­ gibt.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterschnitt zwischen Schieberelement (3) und Rastlappen (4) dadurch gegeben ist, daß das Schieberelement (3) in Sei­ tenrichtung tiefer als die unbeweglichen Rastkantenabschnitte (5) in die Kontaktkammer (1) ragt.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hin­ terschnitt zwischen Schieberelement (3) und Rastlappen (4) durch ein vom Rastlappen (4) in die Kontaktkammer (1) ragen­ des Verlängerungselement, insbesondere eine Sicke, gegeben ist.

4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den beweglichen Rastkantenabschnitt (9) bildende Schie­ berelement (3) zwischen zwei jeweils im Außenbereich des Rastlappens (4) wirkenden unbeweglichen Rastkantenabschnitten (5) liegt.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkante einen unbeweglichen Rastkantenabschnitt (5) und ein unmittelbar daneben wirkendes, einen beweglichen Rastkan­ tenabschnitt (9) bildendes Schieberelement (3) umfaßt.

6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß je Rastkantenteil ein eigener Rastlappen am Kontaktelement angeordnet ist.

7. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) symmetrisch mit auf beiden Seiten des Kon­ taktelements (6) angeordneten Schieberelementen (3) ausge­ bildet ist.

8. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) unsymmetrisch mit nur auf einer Seite des Kontaktelements (6) angeordneten Schieberelementen (3) ausge­ bildet ist, wobei auf der gegenüberliegenden Seite eine über ihre ganze Länge hin unbewegliche Rastkante (5) angeordnet ist.