DE4434030A1 - Elektrische Steckverbindung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Steckverbin­ dung nach der Gattung des Anspruchs 1.

Es sind elektrische Steckverbindungen bekannt, bei denen das lösbare Koppeln eines Steckers mit einem Gegenstecker ohne Dichtelemente erfolgt und die Kontaktelemente, die dabei mit Gegenkontaktelementen verbunden werden, in einem Kontaktträ­ ger mit engem Rasterabstand gelagert sind. Werden die elek­ trischen Steckverbindungen in einem Kraftfahrzeug eingebaut, so kann es bei solchermaßen ungeschützten Steckverbindungen zum Eindringen von Feuchtigkeit und Dämpfen kommen, womit durch Korrosionsvorgänge die elektrische Leitfähigkeit der Steckverbindung beeinträchtigt werden kann.

Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Motoren in 4-Ventil- Technik und Aggregaten, die direkt an den Motor angebaut sind, wirken auf die Steckverbindungen infolge von Schüttel­ bewegungen Beschleunigungen, so daß bei gekoppelten Steck­ verbindungen zwischen zugeordneten Kontaktelementen eines Steckers und Kontaktteilen des Gegensteckers Relativbewegun­ gen im Rahmen der Lagerspiele auftreten können. Dies führt dazu, daß sich die berührenden Oberflächen der Kontaktele­ mente und der Kontaktteile durchreiben können, die Kontakt­ gabe dann über das weniger gut kontaktierende Trägermaterial dieser Elemente erfolgt, wodurch die Kontaktsicherheit der Steckverbindung nicht mehr gewährleistet ist.

Des weiteren sind elektrische Steckverbindungen bekannt, die gegenüber den zuvor beschriebenen Steckverbindungen Dicht­ elemente aufweisen. Die Kontaktelemente des Steckers und die Kontaktteile des Gegensteckers der Steckverbindung sind je­ doch dann jeweils in einzelnen Kammern der Kontaktträger ge­ lagert, deren Rasterabstände vergleichsweise groß sind, da auch noch die Dichtelemente, beispielsweise Einzeladerab­ dichtungen, in den Kammern vorhanden sind. Dadurch ist das Bauvolumen der Steckverbindung bei gleicher Polzahl ver­ gleichsweise groß, wobei in einzelnen Fällen das Bauvolumen der Steckverbindung größer ausfällt als das des zugeordneten Steuergeräts. Dies kann in unerwünschter Weise, insbesondere bei der Verwendung der Steckverbindung im Motorraum eines Kraftfahrzeugs bei den dort herrschenden beengten Platzver­ hältnissen zu Handhabungsschwierigkeiten führen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steckverbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten vermieden werden und eine funktionssichere Steckverbindung verwirklicht ist. Durch das wenigstens eine Dichtelement, das bei mit dem Ge­ genstecker gekoppelten Stecker kraftschlüssig fixiert ist, ist eine Steckverbindung verwirklicht, die einen kompakten Aufbau hat, die abgedichtet ist und die auch bei Schüttelbe­ schleunigungen funktionssicher bleibt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher aus­ geführt. Es zeigt die Fig. 1 den Stecker der Steckverbin­ dung, zerlegt in seine Hauptbestandteile, in einer perspek­ tivischen Darstellung, und es zeigen die Fig. 2 bis 4 Teile des Steckers in Schnittdarstellungen, die Fig. 5 und 6 den Gegenstecker in einem Radial- bzw. Axialschnitt, die Fig. 7 und 8 den vollständigen Stecker in verschiede­ nen Ansichten und die Fig. 9 bis 10, teilweise geschnit­ ten, den Stecker vor der Kontaktierung mit dem Gegenstecker, und es zeigt die Fig. 11 in einer Seitenansicht den mit dem Gegenstecker kontaktierten Stecker in der Endlage der Mon­ tage entsprechend einer Schließstellung der Steckverbindung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei dem Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 1 als Teil ei­ ner Steckverbindung ein Stecker 12 dargestellt. Dieser um­ faßt als Hauptbestandteile ein Steckergehäuse 14 aus Kunst­ stoff, das als eine Griffschale ausgebildet ist, zwei mit­ einander verrastbare Kontaktträger 16 aus Kunststoff, die in das schachtelförmige Steckergehäuse 14 einsetzbar sind, eine Dichtplatte 18 entweder aus einem gummielastischen oder aus einem elastischem gelartigen Material, die in einen dafür vorgesehenen Raum in dem Steckergehäuse 14 über den Kontakt­ trägern 16 einsetzbar und mittels einer Druckplatte 20 axial zusammenpreßbar ist, ein rahmenförmiges Dichtelement 22, das an einer Anlageschulter 24 und einer gleichgerichtet umlau­ fenden, bereichsweise mit Ausnehmungen versehenen Schulter 25 (Fig. 2) des Steckergehäuses 14 gelagert ist, ein Ver­ riegelungshebel 26 zum Schließen und Öffnen der Steckverbin­ dung, der an einer Halterung 28 des Steckergehäuses 14 schwenkbar gelagert ist, Kontaktelemente 30 (Fig. 4), die in Kammern 32 der Kontaktträger 16 verrastend einsetzbar sind, an welchen Kontaktelementen 30 endseitig einerseits an Anschlußabschnitten 34 (Fig. 3) elektrische Leitungen 36 angeschlagen und andererseits Kontaktabschnitte 35 ausgebil­ det sind, ein kammförmiger Schieber 38, der als zusätzliche axiale Auszugssicherung der Kontaktelemente 30 aus den Kon­ taktträgern 16 und als Montagekontrolle für die Kontaktele­ mente 30 quer zur Montagerichtung der Kontaktelemente 30 in Ausnehmungen 40 des Steckergehäuses 14 einsetzbar ist und ein Deckel 42, der die Druckplatte 20 überdeckt und die Dichtplatte 18 vor direkter Einwirkung von Medien, bei­ spielsweise Strahlwasser, schützt.

In den Fig. 2 bis 11 sind weitere Details der Steckver­ bindung offenbart, die nachfolgend beschrieben sind.

Die elektrischen Leitungen 36 werden bei Bedarf beim Aus­ tritt aus dem Steckergehäuse 14 mit einem Spannband 44 (Fig. 7) an diesem befestigt.

Die Steckverbindung weist neben dem Stecker 12 als dessen Gegenstück ein mit diesem über Kontaktteile 45 koppelbaren Gegenstecker 46 (Fig. 5, 6) auf. Der Gegenstecker 46 ist Bestandteil eines nicht näher dargestellten Steuergeräts; er kann alternativ auch als Festanschluß an einem Aggregat an­ gebracht sein. Der Gegenstecker 46 weist eine umlaufende bundförmige Aufnahme 47 (Fig. 2) zur kraftschlüssigen Ver­ bindung mit dem Dichtelement 22 des Steckers 12 auf.

Der Einzug des vorpositionierten Steckers 12 in den Gegen­ stecker 46 erfolgt durch eine Schwenkbewegung des Verriege­ lungshebels 26 in Richtung eines Pfeiles 48 (Fig. 9). Die Umsetzung der Schwenkverbindung des Verriegelungshebels 26 in eine Linearbewegung des Steckers 12 zu dem Gegenstecker 46 hin erfolgt durch die Führung von Bolzen 50, die an Längsseiten des Gegensteckers 46 herausragen (Fig. 5, 6, 9, 10, 11) in Kulissen 52, die in Seitenwänden des U-förmi­ gen, aus Kunststoff oder Metallblech bestehenden Verriege­ lungshebels 26 ausgeformt sind. Die Bolzen 50, die an ihren freien Enden jeweils einen umlaufenden Bund 54 aufweisen, sind dabei in der als Nut mit T-förmiger Querschnittsfläche ausgebildeten Kulisse 52 radial gesichert geführt. In den Grundstellungen des Verriegelungshebels 26, erstens in einer nicht dargestellten Bestückungsstellung, in der in die aus Steckergehäuse 14, Kontaktträger 16, Dichtplatte 18 und Druckplatte 20 bestehende Montageeinheit die Kontaktelemente 30 eingesetzt werden können, zweitens in einer Offenstellung (Fig. 9, 10), in der Stecker 12 und Gegenstecker 46 zu­ sammensteckbar sind und drittens in einer Schließstellung (Fig. 11), in der die Steckbewegung zwischen Stecker 12 und Gegenstecker 46 abgeschlossen ist, wird der Verriegelungshe­ bel 26 durch zugeordnete erste, zweite und dritte Rastele­ mente 56, 58, 60 (Fig. 9, 11) sicher verrastet.

Bei der Überführung der Steckverbindung von der Offenstel­ lung in eine Schließstellung ergeben sich nachfolgend be­ schriebene Abläufe.

Die Steckverbindung wird in Axialrichtung entsprechend der Zuführ- und Löserichtung von Stecker 12 und Gegenstecker 46 durch Nuten 62 im Gegenstecker 46 (Fig. 5) und in den Nuten 62 gleitenden Federn 64 im Stecker 12 (Fig. 4, 7) und in der quer zur Axialrichtung verlaufenden Radialrichtung durch erste Führungsflächen 66 an dem Gegenstecker 46 (Fig. 5) und durch zweite Führungsflächen 68 an dem Stecker 12 (Fig. 7) geführt, wobei durch Kodierelemente 69 die Zuordnung si­ chergestellt ist (Fig. 8).

Die Leitungen 36, die durch zugeordnete Öffnungen in der Dichtplatte 18 und der Druckplatte 20 geführt sind, werden von der Dichtplatte 18 durch deren axiale Pressung form­ schlüssig umschlossen und radial abgedichtet (Fig. 3).

Das Dichtelement 22, das als Radialdichtung am Steckergehäu­ se 14 gelagert ist, weist außenliegend umlaufende, radial gerichtete Dichtlippen 76 auf (Fig. 3, 4). Bei der Zusam­ menführung des Steckers 12 mit dem Gegenstecker 46 werden diese Dichtlippen 76 von der Aufnahme 47 des Gegensteckers erfaßt und bei fortschreitender Zusammenführung in axiale Richtung umgelenkt. Die Zusammenführung des Steckers 12 mit dem Gegenstecker 46 endet durch die Anlage einer Gegenschul­ ter 70 des Gegensteckers 46 an einer dem Gegenstecker 46 zu­ gewandten Stirnseite 78 des Dichtelements 22 (Fig. 2). Die Gegenschulter 70 ist radial gerichtet, umlaufend und dabei bereichsweise so ausgenommen, daß bei der Zusammenführung des Steckers 12 mit dem Gegenstecker 46 die nicht ausgenom­ menen Teile der Schulter 25 in die Ausnehmungen der Gegen­ schulter 70 tauchen.

Mit der kraftschlüssigen Anlage der Aufnahme 47 und der Ge­ genschulter 70 an dem Dichtelement 22 ist eine bedämpfte Fi­ xierung zwischen Stecker 12 und Gegenstecker 46 in axialer und radialer Richtung erreicht. Bei größeren radialen Bewe­ gungen kann sich der Stecker 12 über einen schulterförmigen Anschlag 72 (Fig. 2) des Steckergehäuses 14 am Gegenstecker 46 abstützen.

Durch die Anordnung und Ausbildung der Dichtplatte 18 und des Dichtelements 22 ergibt sich bei der zuvor beschriebenen Verformung eine Steckverbindung, die kompakt aufgebaut und dicht ist und eine hohe Schüttelfestigkeit aufweist.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Steckverbindung werden nachfolgende Merkmale näher ausgeführt.

Der Stecker 12 und der Gegenstecker 46 weisen an der Außen­ kontur einen ovalen Verlauf auf. Damit lassen sich beim Kunststoffspritzen der Wandungen Einfallstellen vermindern und die Fertigungsgenauigkeit erhöhen. Die Anlageschulter 24 und das Steckergehäuse 14 sind gleichermaßen oval geformt, womit weichere Übergänge zwischen Längs- und Querseiten des Steckergehäuses 14 und der Anlageschulter 24 erzielt und größere Radien in den Übergangsstellen erreicht werden. Da­ mit ist eine gesicherte Dichtheit des Innenraumes der Steck­ verbindung über das Dichtelement 22 erzielt.

Die korrespondierenden Führungselemente 62, 64 und 66, 68 ermöglichen eine genaue Führung zwischen Stecker 12 und Ge­ genstecker 46. Sie sind so ausgeführt, daß sie eine Grund­ führung bilden. Die Feinführung erfolgt bei fortgeschritte­ nem Steckvorgang zwischen Kontaktteil 45 des Gegensteckers 46 und einer korrespondierenden Öffnung 74 an der Stirnseite der Kammer 32 im Steckergehäuse 14 und Kontaktträger 16 (Fig. 3). Dadurch ergibt sich eine Stufenführung und eine genaue Fixierung der Kontaktträger 16 zu den Kontaktteilen 45 sowie eine sichere Kontaktierung der Kontaktelemente 30 mit den Kontaktteilen 45 des Gegensteckers 46.

Der Stecker 12 ist so aufgebaut, daß die Bestückung des Steckergehäuses 14 mit den Kontaktträgern 16, der Dichtplat­ te 18 und der Druckplatte 20 aus einer Richtung erfolgt und dadurch die Möglichkeit eines vereinfachten Zusammenbaus ge­ geben ist. Eine Bestückung dieser Vormontagegruppe mit Kon­ taktelementen 30 erfolgt aus derselben Richtung durch die Druckplatte 20 und die Dichtplatte 18 hindurch in die jewei­ ligen Kammern 32 des Kontaktträgers 16.

Mit dem Schieber 38 ist eine zusätzliche, axiale Auszugssi­ cherung der Kontaktelemente 30 erreicht. Zugleich erfolgt bei der Montage des Schieber 38 eine selektive Abfrage der Kontaktelemente 30 auf richtige Montage, wodurch eine hohe Montagesicherheit erreichbar ist.

Die Kulissen 52 sind so ausgebildet, daß vor dem Erreichen der Schließstellung der Steckverbindung ein Totpunkt durch­ fahren wird, in dem sich eine Bewegungsumkehr des auf den Gegenstecker 46 aufzubringenden Steckers 12 auftritt. Da­ durch tritt bei einer Zugbelastung am Stecker 12 im Sinne einer Lösung der Steckverbindung ein gegengerichtetes ver­ stärktes Schließmoment an der Steckverbindung auf.

Die Kontaktträger 16 sind formgleich, wodurch die Vielzahl der Teile der Steckverbindung vermindert ist.

Die Kontaktelemente 30 sind in Montage- und Demontagerich­ tung an außenliegenden Kanten abgerundet, so daß sie durch die Öffnungen der Dichtplatte 18 gesteckt werden können, oh­ ne die Dichtplatte 18 zu verletzen.

Claims (2)

1. Elektrische Steckverbindung, mit einem, ein Steckergehäu­ se (14) aufweisenden Stecker (12), der lösbar mit einem Ge­ genstecker (46) koppelbar ist, mit mindestens einem, im Steckergehäuse (14) angeordneten, aus elektrisch isolieren­ dem Kunststoff bestehenden Kontaktträger (16), in dem wenig­ stens eine Kammer (32) angeordnet und in der ein Kontaktele­ ment (30) gelagert ist, das mit einem Anschlußabschnitt (34) an eine elektrische Leitung (36) angeschlossen und über ei­ nen Kontaktabschnitt (35) mit einem Kontaktteil (45) des Ge­ gensteckers (46) elektrisch leitend verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung wenigstens ein Dichtelement (18, 22) aufweist, das bei mit dem Gegenstecker (46) gekoppeltem Stecker (12) kraftschlüssig fixiert ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstecker (46) eine Aufnahme (47) mit gerundeten Eckübergängen zum Kraftschluß mit dem am Stecker (12) als Radialdichtung gelagerten Dichtelement (22) aufweist.