DE10118280A1 - Elektrische Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine toleranzausgleichende elektrische Steckverbindung mit einem Einschub- und einem Aufnahmeteil (1, 7), welche jeweils mit fest zueinander beabstandeten elektrischen Kontaktelementen (6, 8) ausgestattet sind, wobei zumindest eines der Einschub- oder Aufnahmeteile eine äußere Tragstruktur (2) und ein an dieser über einen Bewegungsspalt schwimmend elastisch fixiertes, mit den Kontaktelementen versehenes Innenteil (4) aufweist. Das Innenteil ist mit der Tragstruktur durch ein weichelastisches, den Bewegungsspalt zwischen Tragstruktur und Innenteil lückenlos ausfüllendes Kunststoffmaterial (3) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine toleranzausgleichende elektrische Steckverbindung mit einem Einschub- und einem Aufnahmeteil, welche jeweils mit fest zueinan­ der beabstandeten elektrischen Kontaktelementen ausgestattet sind, wobei zumindest eines der Einschub- oder Aufnahmeteile eine äußere Tragstruktur und ein an dieser über einen Bewegungsspalt schwimmend elastisch fixiertes, mit den Kontaktelementen versehenes Innenteil aufweist.

Eine derartige Steckverbindung ist beispielsweise aus der DE 692 11 316 T2 bekannt. Hierbei weisen die Kontaktelemente seitlich aus dem Innenteil heraus­ ragende, S-förmig gebogene Fortsätze auf, über die das Innenteil mit dem äu­ ßeren Tragrahmen elastisch verbunden ist. Dabei wird jedoch der Toleranzaus­ gleich von den Kontaktelementen selbst übernommen und diese müssen ein­ zeln mit dem Innenteil formschlüssig verkoppelt werden, bevor dieses in den Tragrahmen eingesetzt werden kann, so dass auch die Montage eines derarti­ gen Steckers relativ aufwändig ist.

Aus der DE 42 42 783 A1 ist eine weitere Steckverbindung der oben genannten Art bekannt, bei der das Innenteil zwar ebenfalls auf schwimmende Weise mit einem Träger über entsprechend dimensionierte Schlitze und Nuten verbunden ist, hier aber aufgrund fehlender elastischer Elemente keine Mittenzentrierung existiert, was stattdessen durch eine aufwändig gestaltete Ausrichtungseinrich­ tung an den miteinander zu koppelnden Steckerteilen kompensiert werden soll.

Von Nachteil bei den oben genannten bekannten Steckverbindungen ist vor allem, dass die schwimmende Lagerung des Innenteils durch Verschmutzung verloren geht, sobald sich die Schmutzpartikel in dem Bewegungsspalt zwi­ schen Innenteil und Tragrahmen festsetzen. Eine staub- und feuchtigkeitsdichte Steckverbindung, insbesondere für den Kfz-Bereich, ist auf diese Weise nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte elektrische Steckverbindung, insbesondere für den Kfz-Bereich, zu schaffen, welche sich an Fahrzeugteilen befestigen lässt derart, dass bei einer Verbindung zweier derartig bestückter Fahrzeugteile eine haltbare elektrische Verbindung zustan­ de kommt, wobei die Fertigungstoleranzen der miteinander verbundenen Fahr­ zeugteile durch die Steckverbindung ausgeglichen werden können, ohne dass dabei jedoch die elektrischen Kontakte mechanisch überbelastet werden, und welche unempfindlich gegen Verschmutzung ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine nach Patentanspruch 1 ausgebil­ dete Steckverbindung, bei welcher das Innenteil mit der Tragstruktur durch ein weichelastisches, den Bewegungsspalt zwischen Tragstruktur und Innenteil ausfüllendes Kunststoffmaterial verbunden ist. Da das Kunststoffmaterial das Innenteil mit der Tragstruktur lückenlos mechanisch verbindet, ist diese Art der schwimmenden Lagerung gegen Schmutz unempfindlich und dicht; außerdem kann der Bewegungsspalt und damit der überbrückbare Toleranzbereich ohne besonderen Aufwand größer und flexibler als bei den bekannten Steckverbin­ dungen gestaltet werden. Bei Verwendung eines weichelastischen Kunststoff­ materials werden auch bei der Überbrückung größerer Toleranzbereiche keine größeren Rückstellkräfte auf die elektrischen Kontakte ausgeübt; außerdem verhindert ein derartiger Kunststoff eine Übertragung mechanischer Schwin­ gungen auf die elektrischen Kontakte.

Das Innenteil kann in vorteilhafter Weise aus einem Rahmenteil und einem in dieses einsteckbaren, mit den elektrischen Kontakten versehenen Steckerteil bestehen, so dass die äußere Tragstruktur zusammen mit dem über das weich­ elastische Kunststoffmaterial verbundenen Rahmenteil ein eigenes Bauteil bil­ det, welches noch vor der Bestückung mit den elektrischen Leitungen z. B. in ein Fahrzeugteil integriert werden kann. Anschließend kann dann das entweder mit Stiften oder mit Buchsen und zugehörigen elektrischen Leitungen versehe­ ne Steckerteil in das Rahmenteil eingeschoben und darin verriegelt oder ver­ klebt werden. Das Steckerteil geht dann mit einem korrespondierenden zweiten, beispielsweise an einem anderen Fahrzeugteil befestigten Steckerteil eine Steckverbindung ein.

Um eine Überbelastung des weichelastischen Kunststoffmaterials beim Zu­ sammenfügen und Lösen der Steckverbindung zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn das Innenteil oder die Tragstruktur einige, den Bewegungsspalt sowohl in Steck- als auch in Abzugsrichtung begrenzende, mechanisch feste Anschläge aufweist.

Als weichelastisches Kunststoffmaterial eignen sich insbesondere spritzbare Elstomere oder auch feinporige Schaumstoffe, welche einen großen Spielraum zwischen der Tragstruktur und dem Innenteil gewährleisten und bei gesteckter Verbindung auf das Innenteil und die darin befindlichen elektrischen Kontakte nur geringe Rückstellkräfte ausüben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren schematisch dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf das Einschubteil einer toleranzausgleichenden elektrischen Steckverbindung; und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Einschubteil 1 einer Steckverbindung besteht aus ei­ ner rahmenförmigen Tragstruktur 2, in welcher mittels eines weichelastischen Kunststoffmaterials 3 ein ebenfalls rahmenförmiges Innenteil 4 eingegossen ist. Die Tragstruktur 2 kann z. B. in eine entsprechende Aussparung eines Gehäu­ ses oder eines Fahrzeuginnenteils eingesetzt und damit fest verbunden sein. In den Innenrahmen 4 ist ein Steckerteil 5 einschiebbar, in welchem elektrische Kontaktelemente 6, also z. B. Stifte oder Buchsen, fest eingesetzt sind. Das Steckerteil 5 ist mit dem Innenrahmen 4 verriegelt oder verklebt, je nachdem, ob diese Verbindung einmal wieder gelöst werden soll. Die Tragstruktur 2 und der Innenrahmen 4 können aus hartem Kunststoff vorgefertigt und über dünne, leicht zerstörbare Brücken verbunden sein, so dass zwischen beiden ein ring­ förmiger Bewegungsspalt verbleibt. Dieser wird dann in einem zweiten Arbeits­ gang durch ein spritzbares Elastomer 3 oder einen Schaumstoff lückenlos aus­ gefüllt.

Aus dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt ist erkennbar, dass der Innenrahmen 4 auf der in Fig. 1 nicht sichtbaren Seite an seinem Umfang mehrere Fortsätze 4.1, 4.2 aufweist, welche über den Innenrand der Tragstruktur 2 hinaus reichen, gegenüber dieser jedoch einen Abstand behalten; Diese Fortsätze dienen als Anschläge, falls der Innenrahmen 4 bei Belastung des Steckerteils 5 in Steck­ richtung über die Dehnbarkeit des weichelastischen Kunststoffes 3 hinaus ver­ schoben würde. Durch weitere - nicht gezeigte - Anschläge zwischen Trag­ struktur 2 und Innenrahmen 4 wird die elastische Verformung der Kunststoff­ brücke 3 in Abzugsrichtung begrenzt.

Das Steckerteil 5 korrespondiert mit einem Aufnahmeteil 7, welches ebenfalls elektrische Kontakte 8, also Stifte oder Buchsen, mit den gleichen Abständen wie die Kontakte 6 des Steckerteils 5 aufweist und über an sich bekannte Zent­ rierhilfen 7.1 bzw. 5.1 mit diesem zusammensteckbar ist. Aufgrund der schwimmenden Lagerung des Steckerteils 5 in der Tragstruktur 2 kann auch das korrespondierende Aufnahmeteil 7 fest mit einem anderen Gehäuse- oder Fahrzeuginnenteil verbunden sein, welches mit demjenigen an der Tragstruktur 2 unter Beibehaltung von üblichen Fertigungstoleranzen später verbunden und dabei gleichzeitig der elektrische Kontakt zwischen den Steckerteilen 5 und 7 hergestellt wird.

Claims (5)

1. Toleranzausgleichende elektrische Steckverbindung mit einem Einschub- und einem Aufnahmeteil, welche jeweils mit fest zueinander beabstandeten elektrischen Kontaktelementen ausgestattet sind, wobei zumindest eines der Einschub- oder Aufnahmeteile eine äußere Tragstruktur und ein an dieser über einen Bewegungsspalt schwimmend elastisch fixiertes, mit den Kon­ taktelementen versehenes Innenteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (4) mit der Tragstruktur (2) durch ein weichelastisches, den Bewegungsspalt zwischen Tragstruktur und Innenteil lückenlos ausfüllendes Kunststoffmaterial (3) verbunden ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (4) ein mit der Tragstruktur (2) über das weichelastische Kunst­ stoffmaterial (3) verbundenes Rahmenteil und ein in dieses einsteckbares, mit den elektrischen Kontaktelementen versehenes Steckerteil (5) aufweist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (2) oder das Innenteil (4) den Bewegungsspalt in Steck- und/oder Abzugsrichtung begrenzende, mechanisch feste Anschläge (4.1, 4.2) aufweist.

4. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das weichelastische Kunststoffmaterial (3) ein spritzbares Elastomer ist.

5. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, dass das weichelastische Kunststoffmaterial (3) ein feinporiger Schaumstoff ist.