EP1936753A1

EP1936753A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: EP1936753A1
Application number: EP06026356A
Authority: EP
Inventors: Martin Herlitz; Peter Schekalla
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Zusammenstecken mit einem komplementären Steckverbinder-Gegenstück in einer Steckrichtung. Der Steckverbinder umfasst zumindest ein Steckgehäuse sowie ein quer zur Steckrichtung aus einer Verriegelungsstellung auslenkbares Sicherungselement, das mit einem Schutzelement gekoppelt ist, welches das Sicherungselement vor von einem komplementären Steckverbinder-Gegenstück ausgehenden mechanischen Beanspruchungen schützt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Zusammenstecken mit einem komplementären Steckverbinder-Gegenstück, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Steckverbindung mit solch einem Steckverbinder und einem entsprechend komplementär dazu ausgebildeten Steckverbinder-Gegenstück.
Steckverbinder werden in aller Regel dazu benutzt, um auf einfache Weise eine Leitung mit einer anderen Leitung oder einem Schaltungsträger elektrisch und mechanisch zu verbinden. Steckverbinder finden daher insbesondere auch im Bereich des Kraftfahrzeugbaus Anwendung. Für diesen Anwendungsbereich müssen die Steckverbinder zum einen kostengünstig herstellbar sein und zum anderen auch unter ungünstigen Einsatzbedingungen, insbesondere bei Vibrationen und/oder Stößen eine sichere Verbindung gewährleisten.
In Kraftfahrzeugen werden zur Übertragung von Steuersignalen oder Daten neben analogen zunehmend auch digitale Datenverbindungen eingesetzt. Um dabei Störungen während der Datenübertragung durch andere elektrische oder elektronische Einrichtungen, insbesondere durch von diesen abgegebene elektromagnetische Strahlung, zu reduzieren, ist es wünschenswert, für die Datenübertragung abgeschirmte elektrische Verbindungen auch im Kraftfahrzeugbereich einzusetzen.
Zwar ist es grundsätzlich bekannt, zwei abgeschirmte und komplementär zueinander ausgebildete Steckverbinder mittels eines Sicherungselements in Form eines Schnapphakens aneinander zu sichern, wobei das Sicherungselement seinerseits wiederum durch eine automatisch betätigbare Zweitverriegelung verriegelt wird. Da der Schnapphaken beim Zusammenstecken der beiden Steckverbinder in Längsrichtung von der Zweitverriegelung auf Druck beansprucht wird, muss dabei jedoch das als Schnapphaken ausgebildete Sicherungselement üblicherweise aus Federstahl gefertigt sein, um einem plastischen Ausknicken des Schnapphakens entgegenzuwirken. Die Ausbildung des Schnapphakens aus Federstahl ist jedoch verhältnismäßig kostenintensiv.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Sicherungsmechariismus des eingangs beschriebenen Steckverbinders dahingehend zu verbessern, dass dieser während des Steckvorgangs nicht der Gefahr eines etwaigen Ausknickens ausgesetzt ist, damit das Sicherungselement nicht aus Federstahl gefertigt werden muss.
Diese Aufgabe wird durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder weist ein zumindest ein Kontaktelement aufnehmendes Steckgehäuse sowie ein quer zur Steckrichtung aus einer Verriegelungsstellung auslenkbares Sicherungselement auf, welches beim Zusammenstecken des Steckverbinders mit einem komplementären Sicherungselement eines Steckverbinder-Gegenstücks in Eingriff gebracht werden kann, so dass eine Relativbewegung der beiden Steckverbinder begrenzt ist. Dabei ist das Sicherungselement mit einem Schutzelement mechanisch gekoppelt, das das Sicherungselement vor von dem komplementären Steckverbinder-Gegenstück ausgehenden mechanischen Beanspruchungen während des Zusammensteckens der beiden Steckverbinder schützt.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann eine Kontaktelementaufnahme zur Aufnahme des Kontaktelements aufweisen, wobei die Kontaktelementaufnahme ihrerseits wiederum von dem Steckgehäuse aufgenommen wird. Die Kontaktelementaufnahme, welche vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, kann entsprechende Aufnahmekanäle für die Kontaktelemente aufweisen. Die Kontaktelemente können in die Kontaktelementaufnahme eingeschoben, eingepresst oder auch eingespritzt sein.
Vorzugsweise ist die Kontaktelementaufnahme zur Aufnahme von wenigstens zwei, besonders bevorzugt von mehr als zwei Kontaktelementen ausgebildet. Ein solcher Steckverbinder eignet sich dann insbesondere zur Verbindung von Leitungen eines Bussystems in einem Kraftfahrzeug, welche häufig mehrere Adern aufweisen.
Grundsätzlich können beliebige Kontaktelemente, beispielsweise Kontaktstifte, -zungen oder -messer oder Kontaktbuchsen zum Einsatz kommen. Die Kontaktelemente sind an Leiter anschließbar, worunter im Rahmen der Erfindung nicht nur Adern von Kabeln, sondern auch Leiterbahnen auf Schaltungsträgern verstanden werden.
Da das Sicherungselement erfindungsgemäß durch das Schutzelement während des Zusammensteckens mit einem komplementären Steckverbinder-Gegenstück geschützt wird, wobei diese Schutzfunktion aufgrund der mechanischen Kopplung des Schutzelements mit dem Sicherungselement auch in der ausgelenkten Stellung des Sicherungselements wirksam ist, ist es nicht erforderlich, das Sicherungselement aus Federstahl zu fertigen. Vielmehr kann das Sicherungselement beispielsweise aus einem verhältnismäßig kostengünstigen metallischen Werkstoff wie beispielsweise Blech gefertigt sein, da infolge der von dem Schutzelement ausgehenden Schutzfunktion keine Gefahr besteht, dass das Sicherungselement mechanischen Beanspruchungen durch ein Steckverbinder-Gegenstück ausgesetzt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steckverbindung vorgeschlagen, welche einen Steckverbinder, wie er in den voranstehenden Passagen beschrieben wurde, sowie ein entsprechend komplementär dazu ausgebildetes Steckverbinder-Gegenstück aufweist, welches mit dem Steckverbinder zusammengesteckt werden kann, und welches ein zumindest ein Kontaktelement aufnehmendes Gegensteckgehäuse umfasst, das mit dem Steckgehäuse des Steckverbinders zusammensteckbar ist und das zumindest ein komplementäres Sicherungselement in Form einer Aufnahme für das Sicherungselement des Steckverbinders umfasst.
Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Ansprüchen und in den Zeichnungen beschrieben.
Um das Risiko, dass sich eine einmal hergestellte Steckverbindung beispielsweise durch Vibrationen und/oder Stöße zufällig wieder löst, zu reduzieren, kann das Sicherungselement des Steckverbinders eine in Steckrichtung frei auskragende Zunge mit einem Schnapp- oder Rastelement umfassen, welches sich beim Zusammenstecken des Steckverbinders mit einem komplementären Steckverbinder-Gegenstück mit einem komplementären Sicherungselement des Steckverbinder-Gegenstücks in Eingriff bringen lässt. Durch das Zusammenwirken der beiden komplementär zueinander ausgebildeten Sicherungselemente lässt sich eine Relativbewegung der beiden Steckverbinder aus der zusammengesteckten Lage heraus begrenzen. Die Verwendung von Schnapp- oder Rastelementen hat den Vorteil, dass diese bei Erreichen einer Eingriffsstellung selbsttätig unter Bildung einer Schnapp- oder Rastverbindung in das komplementäre Sicherungselement des Steckverbinder-Gegenstücks einschnappen bzw. -rasten können, so dass die Sicherung automatisch erfolgen kann.
Der Steckverbinder und das Steckverbinder-Gegenstück lassen sich somit mittels des Sicherungselements aneinander sichern, so dass die Steckverbindung nur noch unter Aufbringung eines gewissen Kraftaufwands wieder gelöst werden kann. Auf diese Weise kann das Risiko reduziert werden, dass sich eine hergestellte Steckverbindung beispielsweise durch Vibrationen und/oder Stöße zufällig wieder löst.
Wie in den voranstehenden Passagen erläutert wurde, ist es aufgrund des Vorhandenseins des Schutzelements nicht erforderlich, das Sicherungselement aus Federstahl zu fertigen. Um dennoch eine Rückstell- bzw. Federkraft für die gewünschte Schnappwirkung erzeugen zu können, kann das Schutzelement durch einen in Steckrichtung frei auskragenden Federarm von einem Abschnitt des Steckgehäuses gebildet sein, wobei sich dieser Federarm entlang der Längsausdehnung und dem freien Ende der Zunge erstreckt, vorzugsweise die Zunge an ihrem freien Ende umgreift. Durch die federnden Eigenschaften des Federarms und dessen Kopplung mit dem Sicherungselement kann somit die gewünschte Schnappwirkung des Sicherungselements sichergestellt werden, so dass dieses aus seiner ausgelenkten Stellung mittels des als Federarm ausgebildeten Schutzelements zurück in die Verriegelungsstellung überführt werden kann, in der es mit dem Steckverbinder-Gegenstück in Eingriff steht.
Um den Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV-Schutz) sicherzustellen, kann eine das Kontaktelement des Steckverbinders umgebende metallische Abschirmung vorgesehen sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Zunge des Sicherungselements durch einen Abschnitt dieser metallischen Abschirmung gebildet sein, was beispielsweise durch einen Stanzvorgang erfolgen kann, so dass kein separates Bauteil als Sicherungselement vorgesehen werden muss, wodurch die konstruktive Ausbildung des Steckverbinders einfacher ausfällt.
Damit das Sicherungselement für den Steckvorgang mit einem Steckverbinder-Gegenstück nicht händisch aus seiner Verriegelungsstellung herausbewegt werden muss, kann das Steckgehäuse eine Steckbuchse umfassen, deren Umfangswandung von der Abschirmung ausgekleidet ist, wobei die Zunge und der Federarm Seite an Seite zueinander zu liegen kommen, so dass eine Querauslenkung der Zunge eine Querauslenkung des Federarms bedingt. Wenn ein Steckverbinder-Gegenstück in die Steckbuchse eingeführt wird, führt dies somit zu einer Querauslenkung von Zunge und Federarm, so dass der Federarm von dem Steckverbinder-Gegenstück ausgelenkt und damit vorgespannt wird. Sobald das Sicherungselement und das komplementäre Sicherungselement des Steckverbinder-Gegenstücks sich relativ zueinander während des Steckvorgangs in einer Eingriffsstellung befinden, kann somit das Sicherungselement bedingt durch die Rückstellkraft des Federarms zurück in seine Verriegelungsstellung bewegt werden, in der es sich mit dem komplementären Sicherungselement des Steckverbinder-Gegenstücks in Eingriff befindet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Steckgehäuse einen von der Steckbuchse separaten, durch zumindest die Zunge und den Federarm getrennten mechanischen Steckbereich zur Aufnahme eines Verriegelungselements eines Steckverbinder-Gegenstücks aufweisen, welches im zusammengesteckten Zustand einer Querauslenkung von Zunge und Federarm entgegenwirkt. Das Verriegelungselement kann sich dabei vorzugsweise an dem Steckverbinder-Gegenstück befinden, um selbsttätig im Rahmen des Steckvorgangs in den dafür vorgesehenen Steckbereich eingeführt zu werden.
Entsprechend dem Steckverbinder kann auch das Steckverbinder-Gegenstück bzw. dessen Gegensteckgehäuse eine das Kontaktelement umhausende metallische Abschirmung umfassen, in der das komplementäre Sicherungselement in Form der Aufnahme für das Sicherungselement des Steckverbinders ausgebildet ist.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann das Steckverbinder-Gegenstück ein Verriegelungselement aufweisen, welches zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung bewegbar ist. Wenn sich das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung befindet, verhindert es im zusammengesteckten Zustand der beiden Steckverbinder eine Bewegung des Sicherungselements aus der Aufnahme des Steckverbinder-Gegenstücks heraus, wohingegen es in der Entriegelungsstellung eine solche Bewegung zulässt. Das Verriegelungselement dient somit als sogenannte Zweitverriegelung, um zu verhindern, dass sich das Sicherungselement beispielsweise infolge von Vibrationen aus der Aufnahme löst.
Um das Verriegelungselement nicht händisch zwischen der Verriegelungs-und der Entriegelungsstellung hin- und herbewegen zu müssen, kann das Steckverbinder-Gegenstück ferner ein Federelement aufweisen, das sich infolge einer Bewegung des Verriegelungselements relativ zu dem Steckverbinder-Gegenstück in die Entriegelungsstellung in einen gespannten Zustand überführen lässt, und mittels dessen Rückstellkraft das Vernegelungselement aus der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung überführt werden kann. Auf diese Weise kann eine automatische Verriegelung erreicht und insbesondere weitgehend verhindert werden, dass durch einen Montagefehler keine Zweitverriegelung stattfindet.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform sind der Steckverbinder und das Steckverbinder-Gegenstück derart aufeinander abgestimmt, dass in der ausgelenkten Stellung des Sicherungselements das Schutzelement mit einem Anschlag des Verriegelungselements derart zusammenwirkt, dass es eine Annäherung des Verriegelungselements an den Steckverbinder begrenzt, wodurch sich beim Zusammenstecken der Steckverbindung das Verriegelungselement in die Entriegelungsstellung bewegt, wohingegen in der Verriegelungsstellung des Sicherungselements die Zusammenwirkung mit dem Verriegelungselement aufgehoben ist, so dass sich dieses bedingt durch die Rückstellkraft des Federelements in seine Verriegelungsstellung bewegt. Auf diese Weise ergibt sich eine einfach betätigbare automatische Verriegelung, bei der die Sicherungselemente ohne zusätzliche Montagegriffe ihre Eingriffsstellung erreichen können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verriegelungselement einen auch im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung frei zugänglichen und sichtbaren Betätigungsabschnitt aufweisen, mit dem sich das Verriegelungselement in seine Entriegelungsstellung überführen lässt. Dass das Verriegelungselement bzw. dessen Betätigungsabschnitt nach außen hin sichtbar ist, erweist sich dahingehend als vorteilhaft, dass dadurch eine Montageperson direkt erkennen kann, ob sich das Verriegelungselement ordnungsgemäß in seiner Verriegelungsstellung befindet, nachdem die beiden Steckverbinder zusammengesteckt wurden. Die freie Zugänglichkeit des Betätigungsabschnitts erweist sich dahingehend als vorteilhaft, dass dadurch das Verriegelungselement von außen direkt zugänglich ist, um von einer Montageperson aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung überführt zu werden. Auf diese Weise kann die Steckverbindung wieder leicht gelöst werden.
Im Folgenden wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer exemplarischen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1: eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer Vorderansicht zeigt;
Fig. 2: eine Explosionsdarstellung des Steckverbinders der Fig. 1 in einer Rückansicht zeigt;
Fig. 3: eine Vorderansicht des zusammengebauten Steckverbinders zeigt;
Fig. 4: eine Explosionsdarstellung eines Steckverbinder-Gegenstücks zeigt;
Fig. 5: eine perspektivische Darstellung von Steckverbinder und Steckverbinder-Gegenstück vor dem Zusammenstecken zeigt;
Fig. 6: in den Darstellungen a) bis d) eine Bewegungssequenz von Steckverbinder und Steckverbinder-Gegenstück während des Zusammensteckens zeigt; und
Fig. 7: in den Darstellungen a) und b) eine Bewegungssequenz von Steckverbinder und Steckverbinder-Gegenstück bei einem Lösungsvorgang zeigt.

Zunächst wird im Wesentlichen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der erfindungsgemäße Steckverbinder 10 beschrieben. Der Steckverbinder 10 weist ein Gehäuse 12 auf, welches zur Aufnahme einer Abschirmung 18 einschließlich davon aufgenommener Kontaktelemente 34 dient. Das Steckgehäuse 12 kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen und mittels eines Spritzgussverfahrens gefertigt sein. Demgegenüber ist die Abschirmung 18 beispielsweise aus einem Metallblech gefertigt, indem zunächst aus einem Metallblech eine entsprechende Form ausgestanzt und anschließend zu der hülsenartigen Abschirmung 18 gebogen würde.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, gliedert sich das Steckgehäuse 12 in eine Steckbuchse 14 zur Aufnahme der Abschirmung 18 sowie in einen daran angrenzenden mechanischen Steckbereich 16, welcher zur Aufnahme eines Verriegelungselements eines Steckverbinder-Gegenstücks dient.
An zwei sich gegenüberliegenden Außenseiten ist an das Steckgehäuse 12 jeweils ein Befestigungsflansch 30 mit jeweils einem Steckfuß 32 angespritzt, mit dem sich der Steckverbinder 10 beispielsweise an einem Schaltungsträger (nicht dargestellt) befestigen lässt.
Zur Aufnahme der Kontaktelemente 34 in der Abschirmung 18 dient eine Kontaktelementaufnahme 42 (Fig. 6), in die die Kontaktelemente 34 eingeschoben, eingepresst oder auch eingespritzt sein können. Zur Lagesicherung dieser Kontaktelementaufnahme 42 dienen zwei an der Abschirmung 18 ausgebildete Rasten 36, welche in entsprechende Aufnahmen (nicht erkennbar) in der Kontaktaufnahme eingreifen.
Zur Befestigung der Abschirmung 18 an beispielsweise einem Schaltungsträger weist auch die Abschirmung 18 eine Vielzahl an Steckfüßen 28 auf, über die der Steckverbinder 10 beispielsweise auf Masse gelegt werden kann.
Wie bereits zuvor erläutert wurde, können das Steckgehäuse 12 und die Abschirmung 18 in zwei separaten Fertigungsvorgängen hergestellt werden, so dass zur Endmontage die mit den Kontaktelementen 34 ausgestattete Abschirmung 18 lediglich noch in das Steckgehäuse 12 bzw. in die Steckbuchse 14 eingeführt werden muss, wozu das Steckgehäuse 12 auf seiner Rückseite eine in die Steckbuchse 14 mündende Montageöffnung 38 aufweist, durch welche hindurch sich die Abschirmung 18 in die Steckbuchse 14 einführen lässt. Zur Lagesicherung der Abschirmung in der Steckbuchse 14 weist die Abschirmung 18 zwei Rasten 24 auf, welche in entsprechende Aufnahmen 25 am Steckgehäuse 12 federnd einrasten.
Um das Risiko zu reduzieren, dass sich eine mit dem Steckverbinder 10 hergestellte Steckverbindung beispielsweise durch Vibrationen und/oder Stöße zufällig wieder löst, ist an der Abschirmung 18 ein Sicherungselement 20 in Form einer in Steckrichtung A frei auskragenden Zunge 20 vorgesehen, an deren freiem Ende ein durch Biegen erzeugter V-förmiger Eingriffsabschnitt ausgebildet ist, um mit einem komplementär dazu ausgebildeten Eingriffsabschnitt an einem Steckverbinder-Gegenstück in Eingriff zu gelangen. Das Sicherungselement 20 ist dabei in der Umfangswandung der Abschirmung 18 ausgebildet, die den Steckbereich 16 von der Steckbuchse 14 trennt.
Ferner ist in der Trennwand 44 zwischen der Steckbuchse 14 und dem Steckbereich 16 annähernd deckungsgleich mit der frei auskragenden Zunge 20 der Abschirmung 18 ein Schutzelement 22 in Form eines in Steckrichtung A frei auskragenden Federarms 22 ausgebildet, welcher benachbart zu dem Sicherungselement 20 zu liegen kommt. Wie am besten den Darstellungen der Fig. 6 und 7 entnommen werden kann, erstreckt sich der Federarm 22 entlang der Längsausdehnung der Zunge 20 und umgreift diese an ihrem frei auskragenden Ende.
Der frei auskragende Federarm 22 stellt somit für die Zunge 20 ein Schutzelement dar, um die Zunge 20 vor von einem Steckverbinder-Gegenstück ausgehenden mechanischen Beanspruchungen während des Zusammensteckens der beiden Steckverbinder entgegen der Steckrichtung A zu schützen. Durch die von dem Schutzelement 22 bereitgestellte Schutzfunktion ist es nicht mehr unbedingt erforderlich, die Zunge 20 aus einem gegen unerwünschtes Ausknicken unempfindliches Material, wie beispielsweise Federstahl zu fertigen, da entgegen der Steckrichtung A wirkende Druckbeanspruchungen von dem Schutzelement 22 abgetragen werden können, so dass die Zunge 20 folglich keine in Längsrichtung wirkende Beanspruchungen erfährt. Folglich kann die Zunge 20 und damit die gesamte Abschirmung 18 aus einem kostengünstigeren Material wie beispielsweise Blech gefertigt werden, womit die gewünschte Kosteneinsparung erreicht werden kann.
Da das Schutzelement 22 als Federarm aus der Trennwand 40 des aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Steckgehäuses 12 ausgebildet ist, dient das als Federarm ausgebildete Schutzelement 22 darüber hinaus als Rückstellmittel für die Zunge 20, um diese aus ihrer ausgelenkten Stellung (Fig. 6b) zurück in ihre Verriegelungsstellung (Fig. 6a, 6d) zu überführen, so dass durch die Einheit aus Sicherungselement 20 und Schutzelement 22 die Funktion eines Schnapphakens während des Zusammensteckens mit einem Steckverbinder-Gegenstück erzielt werden kann.
Im Folgenden wird nun im Wesentlichen unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 ein zu dem Steckverbinder 10 komplementäres Steckverbinder-Gegenstück 100 beschrieben. Wie der Fig. 4 entnommen werden kann, weist das Steckverbinder-Gegenstück 100 einen Grundkörper in Form einer eine Kontaktelementaufnahme 106 aufnehmenden Abschirmung 102 auf, welche sich aus zwei durch Stanzen und anschließendes Biegen gefertigten metallischen Formteilen zusammensetzt. Eines der beiden Metallformteile geht an der Stirnseite des Steckverbinder-Gegenstücks in eine Manschette 104 über, mit Hilfe derer sich ein Kabel an der Abschirmung 102 anklemmen lässt.
Wie den Darstellungen der Fig. 6 entnommen werden kann, gehen die einzelnen Adern dieses Kabels in die Kontaktelementaufnahme 106 über, in der die einzelnen Adern des Kabels beispielsweise durch Crimpen mit den in der Kontaktelementaufnahme 106 angeordneten Kontaktelementen (nicht dargestellt) verbunden sind. Die hier nicht dargestellten Kontaktelemente sind komplementär zu den Kontaktelementen 34 des Steckverbinders 10 ausgebildet, und dienen dazu, eine elektrische Verbindung mit diesen herzustellen.
Die Abschirmung 102 wird von einem Gehäuse 108 aus einem Kunststoffmaterial umgeben, welches formschlüssig mit der Abschirmung 102 verbunden ist. Mit dem Gehäuse 108 ist ein Führungskörper 110 einstückig verbunden, welcher zwei frei auskragende Führungsschienen 112 aufweist, die an ihren frei auskragenden Enden durch einen Anschlag 114 verbunden sind. Der Führungskörper 110 dient zur Aufnahme eines im Wesentlichen scheibenförmigen Verriegelungselements 116, welches gleitend von den Führungsschienen 112 aufgenommen wird, um zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung bewegbar zu sein.
In der Darstellung der Fig. 6a befindet sich das Verriegelungselement 116 in seiner Verriegelungsstellung, in welche es von einer Feder 118 gedrängt wird, welche sich einerseits an dem Führungskörper 110 und andererseits an dem Verriegelungselement 116 abstützt. In der Fig. 6c befindet sich dahingegen das Verriegelungselement 116 in seiner Entriegelungsstellung, in welche es während des Steckvorgangs mit dem Steckverbinder 10 gedrängt wird, worauf jedoch später noch eingegangen wird.
Dadurch, dass sich die beiden Führungsschienen 112 beabstandet durch das Verriegelungselement 116 gegenüberliegen, ist das Verriegelungselement 116 von außen frei zugänglich und sichtbar, so dass ohne weiteres erkannt werden kann, ob es sich in der Verriegelungs- oder in der Entriegelungsstellung befindet. Darüber hinaus ist an dem Verriegelungselement 116 ein Betätigungsabschnitt 120 in Form eines Schiebeknopfes vorgesehen, mit welchem das Verriegelungselement 116 entgegen der Federkraft der Feder 118 in die Entriegelungsstellung geschoben werden kann (Fig. 6c).
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Darstellungen der Fig. 6 die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Steckverbindung 10, 100 beschrieben. In der Darstellung der Fig. 6a liegen sich der Steckverbinder 10 und das Steckverbinder-Gegenstück 100 derart gegenüber, dass die Steckbuchse 14 in Richtung der die Kontaktelementaufnahme 106 aufnehmenden Abschirmung 102 ausgerichtet ist. Wird nun damit begonnen, das Steckverbinder-Gegenstück 100 in den Steckverbinder 10 einzuführen, so reitet zunächst der Rasthaken 44 des Steckverbinders 10 an der Stirnseite der Abschirmung 102 des Steckverbinder-Gegenstücks 100 auf, was dazu führt, dass die Zunge 20 einschließlich des Schutzelements 22 quer zur Steckrichtung A ausgelenkt wird, wie dies in der Fig. 6b dargestellt ist.
Bei weiterem Zusammenstecken von Steckverbinder 10 und Steckverbinder-Gegenstück 100 gleitet der Rasthaken 44 auf der Abschirmung 102 entlang bis schließlich das frei auskragende Ende des Schutzelements 22 mit einem Vorsprung 126 des Verriegelungselements 116 in Anlage gelangt, was dazu führt, dass wenn damit fortgefahren wird, das Steckverbinder-Gegenstück 100 in Gegensteckrichtung B in den Steckverbinder 10 einzuführen, das Verriegelungselement 116 in die Entriegelungsstellung überführt wird, wodurch die Feder 118 gespannt wird. Während dieses Einführvorgangs gleitet der Rasthaken 44 weiter auf der Abschirmung 102 entlang, bis er im Bereich einer in der Abschirmung 102 ausgebildeten Ausnehmung 122 zu liegen kommt, in die er bedingt durch die von dem Federarm 22 erzeugten Rückstellkraft einrastet, so dass die relative Lage von Steckverbinder 10 und Steckverbinder-Gegenstück 100 gesichert ist.
Sobald die Zunge 20 auf diese Weise in ihre Verriegelungsstellung (Fig. 6a, 6d) zurückgekehrt ist, schnappt das Verriegelungselement 116 bedingt durch die Rückstellkraft der Feder 118 zurück in seine Verriegelungsstellung, in der ein an dem Verriegelungselement 116 ausgebildeter Gegenanschlag 124 mit dem die beiden Führungsschienen 112 verbindenden Anschlag 114 in Anlage gelangt.
Wenn diese in der Fig. 6d dargestellte Position erreicht ist, verhindert das Verriegelungselement 116 ein unerwünschtes Lösen der über das Sicherungselement 20 erzeugten Rastverbindung, so dass keine Gefahr besteht, dass sich die hergestellte Steckverbindung beispielsweise durch Vibrationen und/oder Stöße wieder zufällig löst.
In vorteilhafter Weise kann durch die Stellung des Betätigungsabschnitts 120 des Verriegelungselements 116 eindeutig erkannt werden, ob die Steckverbindung 10, 100 ordnungsgemäß hergestellt wurde, da, solange sich der Betätigungsabschnitt 120 nicht in seiner in den Figuren linksseitigen Stellung befindet, über das Verriegelungselement 116 die Zweitverriegelung noch nicht ordnungsgemäß stattgefunden hat.
Die freie Zugänglichkeit des Verriegelungselements 116 über den Betätigungsabschnitt 120 erweist sich ferner dahingehend als vorteilhaft, dass sich das Verriegelungselement 116 von außen direkt zurück in seine Entriegelungsstellung entgegen der Federkraft der Feder 118 überführen lässt (Fig. 7a), so dass anschließend das Steckverbinder-Gegenstück 100 wieder aus dem Steckverbinder 10 herausgezogen werden kann. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die von dem Schutzelement 22 erzeugte Rückstellkraft zu überwinden, um den Rasthaken 44 aus der Ausnehmung 122 herauszubewegen.
Die vorliegende Erfindung stellt somit einen Steckverbinder 10 sowie eine Steckverbindung 10, 100 zur Verfügung, bei der infolge der Ummantelung des Sicherungselements 20 durch das Schutzelement 22 keine mechanischen Beanspruchungen in Längsrichtung auf das Sicherungselement 20 übertragen werden können, so dass das Sicherungselement 20 nicht aus Federstahl gefertigt werden muss. Darüber hinaus ist die Zweitverriegelung in Form des Verriegelungselements 116 von außen frei zugänglich und sichtbar, so dass sich die Steckverbindung 10, 100 wieder leicht trennen lässt. Letztendlich ist der elektrische Steckbereich geometrisch von dem mechanischen Steckbereich der erfindungsgemäßen Steckverbindung getrennt, so dass der elektrische Steckbereich vollständig mittels einer den elektrischen Steckbereich umgebenden Ummantelung nach außen hin abgeschirmt werden kann, um den Anforderungen der elektromagnetischen Verträglichkeit zu genügen.

Bezugszeichenliste

10: Steckverbinder
12: Steckgehäuse
14: Steckbuchse
16: Steckbereich
18: Abschirmung
20: Sicherungselement
22: Schutzelement
24: Raste
25: Aufnahme
26: Raste
28: Steckfuß von 18
30: Befestigungsflansch
32: Steckfuß von 30
34: Kontaktelement
38: Montageöffnung
40: Trennwand zwischen 14 und 16
42: Kontaktelementaufnahme
44: Rasthaken

100: Steckverbinder-Gegenstück
102: Abschirmung
104: Manschette
106: Kontaktelementaufnahme
108: Gehäuse
110: Führungskörper
112: Führungsschiene
114: Anschlag
116: Verriegelungselement
118: Federelement
120: Betätigungsabschnitt
122: Ausnehmung
124: Gegenanschlag
126: Vorsprung

A: Steckrichtung
B: Gegen-Steckrichtung

Claims

Steckverbinder (10) zum Zusammenstecken mit einem komplementären Steckverbinder-Gegenstück (100) in einer Steckrichtung (A), insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
- ein zumindest ein Kontaktelement (34) aufnehmendes Steckgehäuse (12);

- ein quer zur Steckrichtung (A) aus einer Verriegelungsstellung auslenkbares Sicherungselement (20), das beim Zusammenstecken des Steckverbinders (10) mit einem komplementären Sicherungselement (122) des Steckverbinder-Gegenstücks (100) in Eingriff bringbar ist, so dass eine Relativbewegung der beiden Steckverbinder (10, 100) begrenzbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sicherungselement (20) mit einem Schutzelement (22) gekoppelt ist, welches das Sicherungselement (20) vor von dem komplementären Steckverbinder-Gegenstück (100) ausgehenden mechanischen Beanspruchungen während des Zusammensteckens der beiden Steckverbinder (10,100) schützt.
Steckverbinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sicherungselement (20) des Steckverbinders (10) eine in Steckrichtung (A) frei auskragende Zunge (20) mit einem Eingriffsmittel (44) umfasst.
Steckverbinder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement (22) durch einen in Steckrichtung (A) frei auskragenden Federarm (22) von einem Abschnitt des Steckgehäuses (12) gebildet wird, wobei sich der Federarm (22) entlang der Längsausdehnung und dem freien Ende der Zunge (20) erstreckt.
Steckverbinder nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zunge (20) durch einen Abschnitt einer das Kontaktelement (34) umgebenden metallischen Abschirmung (18) gebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steckgehäuse (12) eine Steckbuchse (14) umfasst, deren Umfangswandung von der Abschirmung (18) ausgekleidet ist, wobei die Zunge (20) und der Federarm (22) Seite an Seite zueinander zu liegen kommen, so dass eine Querauslenkung der Zunge (20) eine Querauslenkung des Federarms (22) bewirkt.
Steckverbinder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steckgehäuse (12) einen von der Steckbuchse (14) separaten, durch zumindest die Zunge (20) und den Federarm (22) getrennten Steckbereich (16) zur Aufnahme eines Verriegelungselements (116) aufweist, welches im zusammengesteckten Zustand mit einem Steckverbinder-Gegenstück (100) einer Querauslenkung von Zunge (20) und Federarm (22) entgegenwirkt.
Steckverbindung mit einem Steckverbinder (10) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche und einem entsprechend komplementär dazu ausgebildeten Steckverbinder-Gegenstück (100), welches mit dem Steckverbinder (10) zusammensteckbar ist und welches ein zumindest ein Kontaktelement aufnehmendes Gegensteckgehäuse (108) umfasst, das mit dem Steckgehäuse (12) des Steckverbinders (10) zusammensteckbar ist, und das zumindest eine Aufnahme (122) für das Sicherungselement (20) des Steckverbinders (10) umfasst.
Steckverbindung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gegensteckgehäuse (108) eine das Kontaktelement umgebende metallische Abschirmung (108) umfasst, in der die Aufnahme (122) für das Sicherungselement (20) des Steckverbinders (10) ausgebildet ist.
Steckverbindung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steckverbinder-Gegenstück (100) ferner ein zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung bewegbares Verriegelungselement (116) aufweist, welches in der Verrieglungsstellung eine Bewegung des Sicherungselements (20) aus der Aufnahme (22) verhindert, wohingegen es in der Entriegelungsstellung eine solche Bewegung zulässt.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steckverbinder-Gegenstück (100) ferner ein Federelement (118) aufweist, das durch Bewegung des Verriegelungselements (116) relativ zu dem Steckverbinder-Gegenstück (100) in die Entriegelungsstellung spannbar ist, und mittels dessen Rückstellkraft das Verriegelungselement (116) in die Verrieglungsstellung bewegbar ist.
Steckverbindung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der ausgelenkten Stellung des Sicherungselements (20) das Schutzelement (22) mit einem Anschlag (114) des Verriegelungselements (116) derart zusammenwirkt, dass es eine Annährung des Verriegelungselements (116) an den Steckverbinder (10) begrenzt, wodurch sich beim Zusammenstecken der Steckverbindung (10, 100) das Verriegelungselement (116) in die Entriegelungsstellung bewegt, wohingegen in der Verriegelungsstellung des Sicherungselements (20) die Zusammenwirkung mit dem Verriegelungselement (116) aufgehoben ist, so dass sich dieses bedingt durch die Rückstellkraft des Federelements (118) in seine Verriegelungsstellung bewegt.
Steckverbindung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (116) einen auch im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung (10, 100) frei zugänglichen und sichtbaren Betätigungsabschnitt (120) zur Überführung des Verriegelungselements (116) in seine Entriegelungsstellung aufweist.