EP1775800A1

EP1775800A1 - Steckverbinder für elektrische Steckverbindungen

Info

Publication number: EP1775800A1
Application number: EP05022440A
Authority: EP
Inventors: Ralf Semmler; Ralph Uebelmann
Original assignee: Fahrzeugelektrik Pirna & Co KG GmbH
Current assignee: Fahrzeugelektrik Pirna & Co KG GmbH
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-04-18

Abstract

Bei einer elektrischen Steckverbindung wird eine Quittierfunktion für den vollständig gesteckten Zustand dadurch realisiert, dass eines der beiden Verbindungsteile (1) ein Gehäuseinnenteil (10) und ein Gehäuseaußenteil (20) umfasst, die nach dem Ineinandersetzen in einer Vorraststellung gegeneinander fixiert sind.
Die Fixierung der Vorraststellung wird durch ein entsprechendes Element (31) des zweiten Verbindungsteils (2) erst dann gelöst, wenn nach dem Zusammenstecken die beiden Verbindungsteile relativ zueinander die Soll-Endstellung erreicht haben. Erst nach Lösen der Vorraststellung lässt sich das Gehäuseaußenteil (20) auf dem Gehäuseinnenteil (10) in seine Endraststellung bringen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für elektrische Steckverbindungen, wie er im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher angegeben ist.
In der Kraftfahrzeugtechnik werden derartige Steckverbinder in großer Zahl eingesetzt, um Kabelstränge mit den Zuleitungen von elektrischen oder elektronischen Bauteilen, beispielsweise Lampen, Bordcomputern, Autoradios und dergleichen zu verbinden. Um zu verhindern, dass solche Steckverbinder sich während des Betriebes des Kraftfahrzeuges aufgrund von Erschütterungen und Rüttelbewegungen voneinander lösen, werden die beiden Verbindungsteile eines solchen Kraftfahrzeug-Steckverbinders miteinander verrastet. Bei solchen Steckverbindern kann es vorkommen, dass die beiden Verbindungsteile ungenügend ineinandergesteckt werden, so dass die Stellung, in der die beiden Rastelemente miteinander verriegeln sollen, nicht erreicht wird. Um für diesen Fall dem Benutzer eine ungenügende Verbindung anzuzeigen, ist vorgesehen worden, dass der Steckbewegung eine Federkraft entgegenwirkt, so dass dann, wenn die Raststellung der Verbindungsteile nicht erreicht wird, sie aufgrund der Federwirkung wieder auseinander gedrückt werden, wodurch die unvollständige Verbindung leicht erkennbar wird. Eine solche Lösung ist beispielsweise in der DE 103 20 672 A1 beschrieben.
Eine andere, im Stand der Technik bekannte Lösung sieht ein so genanntes Quittierelement (auch CPA - Connector Position Assurance - genannt) vor, das nach dem vollständigen Stecken der Verbindung von einer Vorraststellung in eine Endraststellung verschoben wird. Im Falle einer unvollständig gesteckten Verbindung lässt sich das Quittierelement nicht verschieben, und dadurch können unvollständig gesteckte Verbindungen erkannt werden. Dieses Quittierelement stellt bei den bekannten Lösungen jedoch ein zusätzliches Bauteil dar, welches in eine vorhandene Steckverbindung nachgerüstet werden muss. Dies ist bei den bekannten Lösungen aber nur dadurch möglich, dass mindestens bei einem der beiden Verbindungsteile, also dem Steckerteil oder dem Buchsenteil, ein zusätzliches Quittierelement eingebaut werden muss, was den Montageaufwand erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend, einen Steckverbinder so auszugestalten, dass das Quittierelement ohne zusätzliches Bauteil vollständig in einem der beiden Steckverbinderteile realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einem Steckverbinder gelöst, der erfindungsgemäß die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird die Quittierfunktion des Steckverbinders dadurch realisiert, dass eines der beiden Verbindungsteile ein Gehäuseinnenteil und ein Gehäuseaußenteil umfasst, die durch entsprechende Rastmittel aneinander in einer Vorraststellung fixiert werden. Erfindungsgemäß wird diese Fixierung in der Vorraststellung dann gelöst, wenn das zweite Verbindungsteil, der Steckpartner, vollständig in das innere Gehäuseteil eingesteckt ist. Das äußere Gehäuseteil lässt sich dann in seine Endraststellung verschieben; diese Verschiebung ist jedoch nicht möglich, wenn keine vollständig gesteckte Verbindung der beiden Steckpartner stattgefunden hat.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt das Gehäuseinnenteil eine Wippe, die einen Rastarm und eine Taste zur Betätigung dieses Rastarmes umfasst. Der Rastarm wirkt in der Vorraststellung mit einem entsprechenden Rastnocken des äußeren Gehäuseteils zusammen. Dieser Rastarm dient weiterhin zur Herstellung der Rastverbindung mit dem Steckpartner, dem zweiten Verbindungsteil, der mit einem Rastvorsprung in einen entsprechenden Rücksprung oder in eine Durchbrechung des Rastarmes eingreift und dort verrastet. Durch Herabdrücken der Taste kann der Rastarm nach oben bewegt werden, wobei er dann, wenn das Gehäuseaußenteil sich in der Vorraststellung befindet, so weit angehoben werden kann, dass er den Rastvorsprung des anderen Verbindungsteils freigibt und dadurch die Verbindung gelöst und die beiden Verbindungsteile wieder auseinander gezogen werden können.
Die Erfindung wird nun anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: in einer perspektivischen Darstellung das Gehäuseinnenteil des ersten Verbindungsteils;
Figur 2: eine perspektivische Sicht des Gehäuseaußenteils des ersten Verbindungsteils;
Figur 3: einen 3D-Schnitt des ersten Verbindungsteils in der Vorraststellung;
Die Figuren 4 bis 7: zeigen den Funktionsablauf, wobei im Einzelnen zeigen:
Figur 4: eine Schnittdarstellung des ersten Verbindungsteils in der Vorraststellung, wobei sich das andere Verbindungsteil noch weit außerhalb der Steckposition befindet;
Figur 5: einen Schnitt des ersten Verbindungsteils in Vorraststellung bei einem unvollständig kurz vor seine Endstellung eingeschobenen Steckpartner;
Figur 6: das erste Verbindungsteil mit vollständig eingeschobenem und verrastetem Steckpartner und in Vorraststellung des Gehäuseaußenteils; und
Figur 7: das erste Verbindungsteil in Endraststellung des Gehäuseaußenteils.

Für die Erfindung spielt es keine Rolle, auf welchem der beiden Verbindungsteile, dem Stecker oder der Buchse, die Quittierfunktion realisiert wird. Das erste Verbindungsteil kann sowohl die Buchse wie auch der Stecker, und dementsprechend das zweite Verbindungsteil der Stecker oder die Buchse sein. Zur besseren Veranschaulichung wird mit dem folgenden Beispiel eine Ausführungsform beschrieben, bei dem das erste Verbindungsteil die Kontaktbuchsen enthält und wird daher auch als "Buchse" bezeichnet, das zweite Verbindungsteil dementsprechend als Stecker. Die Kontaktelemente der Verbindungsteile sind in den Figuren der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.
Gemäß der Erfindung ist das Gehäuse der Buchse 1 (des ersten Verbindungsteils) in ein Gehäuseinnenteil und ein Gehäuseaußenteil aufgeteilt. Die Figur 1 zeigt das Gehäuseinnenteil 10. Es besitzt im mittleren Bereich eine Rippe 11, an der eine Z-förmig gestaltete Wippe 12 angesetzt ist. Die zum kabelseitigen Ende 18 zeigende Wippe 12 besitzt einen von der Rippe 11 ausgehenden und sich in Steckrichtung erstreckenden Rastarm 13 und eine dem Rastarm gegenüberliegende Taste 14. Die Rippe 11 dient als Lagerpunkt, so dass bei Herabdrücken der Taste 14 der Rastarm 13 in Gegenrichtung nach oben verschwenkt wird.
Der Rastarm 13 weist einen ihn durchbrechenden Schlitz 15 auf, der in Steckrichtung durch einen Endsteg 16 begrenzt ist. Das innere Gehäuseteil 10 besitzt weiterhin Führungsflächen 17 zur Führung des Steckpartners. An dem kabelseitigen Ende 18 sind Paare von Rastnocken 19a, 19b vorgesehen, von denen die inneren, zur Steckerseite hin gelegenen Rastnocken 19a eine Querschnittsform besitzen, die ein Überlaufen des komplementären, am Gehäuseaußenteil angebrachten Rastelements gestattet. Zu diesem Zweck sind die Rastnocken 19a gerundet oder trapezförmig ausgebildet.
Das innere Gehäuseteil 10 besitzt an seiner Unterseite eine Klappe 6, die für die Funktion der Zweitverriegelung der Kontaktelemente vorgesehen ist. Die Klappe 6 ist durch Filmgelenke an das Grundgehäuse angebunden. Diese Klappe ist durch eine Öffnung 61 am Gehäuseaußenteil 20 zugänglich (siehe auch Figur 4).
In Figur 2 ist das Gehäuseaußenteil 20 der Buchse 1 perspektivisch dargestellt. Es besitzt auf der Kabelseite ein Riegelelement 28, das dann, wenn das äußere Gehäuseteil 20 auf dem inneren Gehäuseteil 10 in seine Endposition geschoben ist, unter die Taste 14 des inneren Gehäuseteils 10 greift und dadurch deren Betätigung blockiert (siehe auch Figur 7).
Das Gehäuseaußenteil 20 wird von dem kabelseitigen Ende 18 auf das Gehäuseinnenteil 10 aufgeschoben. Dabei werden die Rasthaken 29 am Gehäuseaußenteil 20 von den entsprechenden Rastnocken 19b ausgehoben und verrasten nach Erreichen der Vorraststellung des Gehäuseaußenteils 20 hinter den Rastnasen 19b des Gehäuseinnenteils 10.
Gemäß Figur 3 besitzt das Gehäuseaußenteil 20 einen Rastnocken 22, der an einer biegeelastischen Leiste 21 am Gehäuseaußenteil befestigt ist. Dieser Rastnocken 22 fährt beim Aufschieben des äußeren Gehäuseteils in den Schlitz 15 des Rastarmes 13 vom Gehäuseinnenteil 10 und stößt in der Vorraststellung mit seinem vorderen Ende an dem Endsteg 16 des Rastarmes 13 an, so dass eine Bewegung des äußeren Gehäuseteils 20 auf dem inneren Gehäuseteil 10 in Steckrichtung hin (in der Figur 3 nach rechts) nicht möglich ist.
Die Schnittzeichnung nach Figur 4 zeigt die beiden Gehäuseteile in der Vorraststellung. Es ist wiederum erkennbar, dass das vordere Ende des Rastnockens 22 mit einer in etwa senkrecht zur Längsachse L der Buchse verlaufenden Anschlagfläche 24 gegen den Endsteg 16 des Rastarmes 13 vom inneren Gehäuseteil stößt und dadurch eine Relativbewegung des Gehäuseaußenteils 20 gegenüber dem Gehäuseinnenteil 10 verhindert.
Figur 4 zeigt den Zustand, bei dem der Stecker 2 (das zweite Verbindungsteil), sich weitgehend außerhalb der Buchse 1 befindet, so dass eine Verrastung des Steckers mit der Buchse nicht erreicht ist. Der Stecker 2 besitzt einen Rastvorsprung 31, der in Steckrichtung mit einer Anlaufschräge 32 und rückseitig mit einer in etwa senkrecht zur Steckerlängsrichtung L verlaufenden Rastfläche 33 versehen ist. Die Breite des Rastvorsprunges 31 ist etwas geringer als die Weite des Schlitzes 15 im Rastarm 13, so dass er in diesen Schlitz eintauchen kann.
Wird der Stecker 2 weiter in die Buchse 1 vorgetrieben, so läuft die Anlaufschräge 32 des Rastvorsprungs 31 gegen die untere Kante des Endstegs 16 des Rastarmes 13 vom inneren Gehäuseteil 10 und hebt ihn an, wie das in der Figur 5 dargestellt ist. In dieser Stellung liegt die Anschlagfläche 24 des Rastnockens 22 immer noch am Endsteg 16 des Rastarmes 13 an und verhindert damit eine Vorwärtsbewegung des Gehäuseaußenteils.
Sobald der Rastvorsprung 31 den Endsteg 16 des Rastarmes 13 passiert hat und der Stecker 2 mit einer Anschlagfläche 40 gegen eine entsprechende Anschlagfläche 50 der Buchse stößt, stellt sich der in der Figur 6 dargestellte Zustand ein, in der der Stecker seine Endposition erreicht hat. Die Rastfläche 33 des Rastvorsprunges 31 liegt nun an der Rastfläche 36 des Endstegs 16 an, so dass der Stecker 2 in der Buchse 1 gesichert ist. Der Rastarm 13 ist jetzt nicht mehr von dem Rastvorsprung 31 angehoben, da dieser unter dem Endsteg 16 hinweggefahren ist und sich nun innerhalb des Schlitzes 15 des Rastarmes 13 befindet. Der Rastvorsprung 31 des Steckers 2 ist in dieser Position mit seiner Anlaufschräge 32 unter den Rastnocken 22 des äußeren Gehäuseteils 20 gefahren und hebt diesen entgegen der Federwirkung der Leiste 21 so weit an, dass dessen vordere senkrechte Flanke 24 sich oberhalb vom Endsteg 16 des Rastarmes 13 befindet und daher bei einer Verschiebung des Gehäuseaußenteils 20 in Steckrichtung (in der Figur 6 nach rechts) der Rastnocken 22 mit einer Schrägfläche 25 gegen den Begrenzungssteg 16 des Rastarmes 13 trifft und ihn damit überlaufen kann.
Wird nun das Gehäuseaußenteil 20 mit der Quittierbewegung zum Stecker 2 hin verschoben, so überläuft der Rastnocken 22 des Gehäuseaußenteils den Endsteg 16 des Rastarmes 13 und erreicht die in Figur 7 dargestellte Endstellung. Bei diesem Vorgang überfahren die am Gehäuseaußenteil 20 innen angebrachten Rasthaken 29 die Rastnocken 19a des Gehäuseinnenteils 10 und kommen dahinter zum Anliegen. Gleichzeitig kommt der Boden des Gehäuseaußenteils 20 an einem Anschlag des Gehäuseinnenteils ebenfalls zum Anliegen.
Der Stecker 2 kann jetzt aus der Buchse 1 nicht herausgezogen werden, weil der Rastvorsprung 31 des Steckers 2 mit seiner rückwärtigen Anschlagfläche 33 an der Anschlagfläche 36 des Endstegs 16 vom Rastarm 13 des Gehäuseinnenteils 10 anliegt. Das Riegelelement 28 ist in dieser Position unter die Taste 14 der Wippe 12 gefahren und verhindert ein Herabdrücken der Taste 14. Des Weiteren liegt die Leiste 21 auch mit ihrem Anfangsbereich 27 auf dem Rastarm 13 auf. Daher kann der Rastarm 13 in dieser Position nicht nach oben ausgelenkt werden, was für ein Lösen der Verbindung notwendig ist. Zum Lösen der Verbindung muss zunächst das Gehäuseaußenteil 20 in die Vorraststellung zurückgeführt werden, damit der Nocken 22 in den Bereich des Schlitzes 15 zurückgezogen ist und weiter das Riegelelement 28 von der Taste 14 weggeführt ist und sie nicht mehr blockiert.
Die Steckverbindung kann alternativ auch selbstlösend ausgestaltet sein, indem die Rastfläche 33 des Rastvorsprunges 31 und/oder die zugeordnete Rastfläche 36 des Endstegs 16 angeschrägt sind.
Es ist ersichtlich, dass gemäß der Erfindung die Quittierfunktion dadurch gegeben ist, dass das Gehäuseaußenteil erst dann aus der Vorraststellung in seine Endstellung gebracht werden kann, wenn der Stecker vollständig in die Buchse eingesteckt ist.
Mit der Quittierfunktion, der Bewegung des äußeren Gehäuseteils in seine Endstellung, wird daher noch die weitere Funktion der Sicherung des Steckers gegen ein Öffnen ausgeführt.

Bezugszeichenliste

1: Gehäuse des ersten Verbindungsteils (Buchse)
2: zweites Verbindungsteil (Stecker)

6: Klappe
61: Öffnung

10: Gehäuseinnenteil
11: Rippe
12: Z-förmige Wippe
13: Rastarm
14: Taste
15: Schlitz
16: Endsteg
17: Führungsflächen
18: kabelseitiges Ende
19a: innere Rastnocken
19b: äußere Rastnocken
20: Gehäuseaußenteil
21: biegeelastische Leiste
22: Rastnocken

24: Anschlagfläche
25: Schrägfläche
27: Anfangsbereich von 21
28: Riegelelement
29: Rasthaken
31: Rastvorsprung
32: Anlaufschräge
33: Rastfläche des Rastvorsprungs
36: Rastfläche des Endstegs
40: Anschlagfläche

50: Anschlagflächen der Buchse

Claims

Steckverbinder für elektrische Steckverbindungen,
mit einem ersten Verbindungsteil (1) und einem zweiten Verbindungsteil (2), die ineinander gesteckt werden und die aneinander angepasste erste Rastmittel (13; 31) zur Sicherung des gesteckten Zustandes besitzen, und mit Mitteln zum Feststellen des vollständig gesteckten Zustandes der Verbindungsteile (1, 2),
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Verbindungsteil (1) ein äußeres Gehäuseteil (20) und ein in es einsetzbares inneres Gehäuseteil (10) umfasst, die mit einander zugeordneten zweiten Rastmitteln (19a, 19b; 29; 13; 22) versehen sind, die die beiden Gehäuseteile (10, 20) aneinander in einer Vorraststellung fixieren, wobei ein zweites Rastmittel (22) des äußeren Gehäuseteils (20) im vollständig gesteckten Zustand des Steckverbinders von einem Rastelement (31) des zweiten Verbindungsteils aus der Vorraststellung entrastet wird, so dass das äußere Gehäuseteil (20) auf dem inneren Gehäuseteil (10) in seine Endraststellung verschiebbar ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das innere Gehäuseteil (10) eine Wippe (12) aufweist, die einen Rastarm (13) und eine Taste (14) zur Betätigung des Rastarmes umfasst, wobei der Rastarm (13) in der Vorraststellung mit einem Rastnocken (22) des äußeren Gehäuseteils (20) zusammenwirkt.
Steckverbinder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rastarm (13) in der vollständig gesteckten Stellung mit einem Rastvorsprung (31) des zweiten Verbindungsteils (2) verrastet und die gesteckte Stellung sichert.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass ,das äußere Gehäuseteil (20) ein Riegelelement (28) aufweist, das in der Endraststellung die Taste (14) der Wippe (12) blockiert.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rastarm (13) einen durch einen Endsteg (16) begrenzten Schlitz (15) aufweist, wobei in der Vorraststellung der Rastnocken (22) des äußeren Gehäuseteils (20) in den Schlitz (15) hineinragt und an dem Endsteg (16) anstößt.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rastnocken (22) des äußeren Gehäuseteils (20) an einer elastisch auslenkbaren Leiste (21) angeordnet ist.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Endraststellung des Gehäuseaußenteils (20) die Leiste (21) auf dem Rastarm (13) aufliegt.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass im vollständig gesteckten Zustand der Rastnocken (22) des äußeren Gehäuseteils (20) von dem Rastvorsprung (31) des zweiten Verbindungsteils (2) aus der Vorraststellung entrastet wird.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rastvorsprung (31) des zweiten Verbindungsteils (2) steckseitig mit einer Anlaufschräge (32) versehen ist.
Gehäuseinnenteil zur Verwendung in einem Verbindungsteil eines Steckverbinders nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch
einen Rastarm (13), der einen mit einem Endsteg (16) begrenzten Schlitz (15) für die Verrastung mit einem Rastvorsprung des anderen Verbindungsteils aufweist.
Gehäuseinnenteil nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rastarm (13) auf der einen Seite einer Wippe (12) angeordnet ist, deren andere Seite eine Taste (14) für die Betätigung des Rastarmes (13) aufweist.