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Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft insbesondere Steckverbinder, die zum Kontaktieren der Leiter eines Flachkabels, in dem eine Vielzahl von Leitern nahe beieinander angeordnet sind, verwendet werden. Um die Leiter zu kontaktieren, wird ein Kontaktaufbau verwendet, der üblicherweise ein Buchsenteil und ein Steckerteil aufweist. Das Buchsenteil ist ein Steckverbinder, der die Leiter des Flachkabels tatsächlich kontaktiert. Zu diesem Zweck weist das Buchsenteil eine Vielzahl von Schneid-Klemm-Kontakten auf, die die Isolierung des Flachkabels durchdringen und einen jeweiligen Leiter kontaktieren. Das Steckerteil ist ein Steckverbinder, der in einem Körper eine Vielzahl von Verbindungskontakten aufweist. Die Verbindungskontakte kontaktieren mit einem Ende die Schneid-Klemm-Kontakte, wenn das Buchsenteil an das Steckerteil angebracht wird. Mit ihren anderen Enden werden die Verbindungskontakte zum Beispiel mit einer Steckdose, einer Leiterplatte oder einer anderen Leitereinrichtung verbunden. Ein Beispiel eines solchen Steckverbinderaufbaus ist das von HARTING angebotene System „SEK”.
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Weitere Steckverbinder sind beispielsweise aus der
US 5 213 533 und der
US 4 341 428 bekannt. Die
US 5 213 533 zeigt einen Steckverbinder mit Verriegelungshebeln, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschwenkt werden können. Die Verriegelungshebel werden dabei durch Federn in ihre geschlossene Position bewegt. Der Steckverbinder gemäß der
US 4 341 428 weist ebenso Verriegelungshebel auf, die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschwenkt werden können. Jedoch werden die Verriegelungshebel nicht durch Federn mit einer Kraft beaufschlagt, sondern ein Kontakt am Verriegelungshebel ist federnd ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte System so zu verbessern, dass es besonders hohen Vibrationslasten mit 20 g übersteigenden Beschleunigungen standhalten kann. Starke Vibrationen können nämlich zu einer geringen, wiederholten Verschiebung des Buchsenteils gegenüber dem Steckerteil führen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der mechanischen Bauteile beider Leisten sowie der die elektrische Verbindung zwischen dem Buchsenteil und dem Steckerteil herstellenden Kontakte führt.
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Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung einen Steckverbinder bereit, der die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist. Die Verriegelungshebel dienen zum zuverlässigen Halten des komplementären Steckverbinders in der Aufnahme des Steckverbinders, wobei durch die elastische Vorspannkraft sichergestellt ist, dass die Vibrationen den Halteeffekt der Verriegelungshebel nicht beeinträchtigen. Die Spannfedern gewährleisten, dass die Verriegelungshebel ungeachtet etwaiger auftretender Vibrationen in ihrer geschlossenen Stellung verbleiben, in der der komplementäre Steckverbinder sicher in der Aufnahme des Steckverbinders verriegelt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der komplementäre Steckverbinder mit Verriegelungsflächen versehen, an denen die Verriegelungshebel angreifen, wobei die Verriegelungsflächen so geneigt sind, dass entweder ein Verriegelungs- oder ein Keileffekt erzielt wird. Diese Ausgestaltung verbessert die Zuverlässigkeit des mit den Verriegelungshebeln erzielten Verriegelungseffekts weiter.
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Vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Die Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform, die nicht Teil der Erfindung ist, wobei sich die Verriegelungshebel in der geschlossenen Stellung befinden, in der ein komplementärer Steckverbinder mit dem Steckverbinder verriegelt ist,
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2 eine seitliche Ansicht des Steckverbinders von 1,
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3 eine Seitenansicht des Steckverbinders von 1 mit den Verriegelungshebeln in der offenen Stellung,
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4 eine Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß einer zweiten Ausführungsform, die nicht Teil der Erfindung ist, wobei sich die Verriegelungshebel in der geschlossenen Stellung befinden,
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5 eine seitliche Ansicht des Steckverbinders von 4,
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6 einen alternativen, ebenfalls nicht zur Erfindung gehörenden Aufbau des Steckverbinders gemäß der zweiten Ausführungsform in einer der von 5 entsprechenden Ansicht,
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7 den Steckverbinder von 4, wobei sich die Verriegelungshebel in der offenen Stellung befinden,
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8 den Steckverbinder von 7 ohne einen komplementären Steckverbinder,
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9 eine Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß einer erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform, wobei sich die Verriegelungshebel in der offenen Stellung befinden, und
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10 eine Seitenansicht des Steckverbinders gemäß der erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform, wobei sich die Verriegelungshebel in der geschlossenen Stellung befinden.
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In den 1 und 2 ist ein Steckverbinder 5 zusammen mit einem komplementären Steckverbinder 7 gezeigt. Der Steckverbinder 5 kann das Steckerteil eines HARTING SEK Systems sein und weist einen Körper 10 auf, der aus einem isolierenden Kunststoff gebildet ist. Eine Vielzahl von Verbindungskontakten 12 sind in dem Körper 10 befestigt, wobei jeder Verbindungskontakt 12 in eine in dem Körper vorgesehene Aufnahme 14 hineinragt. Die Aufnahme 14 hat eine insgesamt rechtwinklige Form.
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Der Körper 10 ist mit zwei Verriegelungshebeln 16 versehen, die einander gegenüberliegend an beiden Seiten der Aufnahme 14 angeordnet sind. Jeder der Verriegelungshebel ist mittels eines unter der Aufnahme 14 und etwas nach innen von den äußeren Rändern der Aufnahme angeordneten Bolzens 18 schwenkbar am Körper 10 befestigt. Jeder Verriegelungshebel ist aus Federblech gebildet und weist eine Verriegelungsnase 20 und einen Greifbereich 22 auf.
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Der in die Aufnahme 14 des Steckverbinders 5 eingebrachte komplementäre Steckverbinder 7 kann das Buchsenteil eines HARTING SEK Systems sein und wird vorzugsweise zum Kontaktieren eines schematisch dargestellten Flachkabels 9 verwendet. An seiner der Aufnahme 14 gegenüberliegenden Seite weist der komplementäre Steckverbinder 7 zwei Verriegelungsflächen 24 auf, wobei jede Verriegelungsfläche 24 so geneigt ist, dass ihr nach innen gehendes Ende gegenüber ihrem nach außen gehenden Ende auf einer der Aufnahme 14 näheren Höhe ist. Anders ausgedrückt, sind die Verriegelungsflächen bezüglich der 1 und 3 nach innen und nach unten geneigt. Die Verriegelungsflächen 24 sind auf einer hinteren Fläche des komplementären Steckverbinders 7 vorgesehen. Die hintere Fläche kann entweder an dem komplementären Steckverbinder selbst ausgebildet sein, zum Beispiel an einem seiner Gehäuse- oder Pressteile, oder an einem Zusatzteil, wie zum Beispiel einem Zugentlastungsteil.
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Wie in 3 zu sehen ist, sind die Abmessungen der Verriegelungshebel 16 und des komplementären Steckverbinders 7 so aneinander angepasst, dass sich die Verriegelungsnase 20 jedes Verriegelungshebels 16, wenn sich dieser in einer offenen Stellung befindet, in einem Abstand von den Bolzen 18 befindet, der geringer als der Abstand zwischen den Verriegelungsflächen 24 an dem komplementären Steckverbinder und den Bolzen ist. Dementsprechend müssen die Verriegelungshebel gedehnt oder geweitet werden, damit die Verriegelungsnase 20 über die äußeren Enden der Verriegelungsflächen 24 gleiten kann, wenn die Verriegelungshebel in die in 1 gezeigte geschlossene Stellung versetzt werden sollen. Aufgrund dieser elastischen Expansion der Verriegelungshebel besteht eine permanente Vorspannkraft, die den komplementären Steckverbinder 7 zuverlässig an der Aufnahme 14 des Steckverbinders 5 hält, auch wenn hohe Vibrationslasten auftreten. Zusätzlich besteht ein Selbstverriegelungseffekt aufgrund der Ausrichtung der Verriegelungsflächen 24. Wie in 1 zu sehen ist, sind die Verriegelungsflächen 24 so angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung in eine nach außen gehende Richtung und mit Bezug auf eine zu einer durch den Bolzen 18 und den Berührungspunkt zwischen der Verriegelungsnase 20 und der Verriegelungsfläche 24 laufenden Linie L senkrechten Richtung P auf der dem Bolzen 18 gegenüberliegenden Seite erstrecken. Dementsprechend muss der Verriegelungshebel 16 weiter gedehnt werden, wenn er nach außen von der geschlossenen zu der offenen Stellung hin geschwenkt wird, was zu einer zusätzlichen Haltekraft führt.
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Eine zweite Ausführungsform des Steckverbinders ist in den 4 bis 8 gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hinsichtlich des Aufbaus der Verriegelungshebel. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Verriegelungshebel 16 starr ausgebildet und aus einem Kunststoff hergestellt. Jeder Verriegelungshebel 16 ist schwenkbar auf einem auf einer Höhe über der unteren Fläche der Aufnahme 14 angeordneten Bolzen 18 angebracht. An seinem dem Greifbereich 22 gegenüberliegenden Ende ist jeder Verriegelungshebel 16 mit einer Betätigungsnase 26 versehen.
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Jedem Verriegelungshebel 16 ist eine Feder 28 zugeordnet, die mit einem Ende an dem Verriegelungshebel nahe an seiner Verriegelungsnase 20 angreift und die mit ihrem anderen Ende an einem am Körper 10 unter dem jeweiligen Bolzen 18 vorgesehenen Halter 30 angehakt ist. Die Feder 28 kann aus Federblech gebildet sein, wie in 5 gezeigt ist, oder aus Federdraht, wie in 6 gezeigt ist. Auf jeden Fall wirkt die Feder 28 als eine Spannfeder und ist C-förmig ausgebildet, wobei ihr Ende dem gabelförmig ausgebildeten Halter 30 zugeordnet ist.
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Die Verriegelungshebel 16 sind zwischen einer geschlossenen Stellung (siehe 8), die durch eine hintere Fläche der an den Halter 30 anstoßenden Betätigungsnase 26 definiert ist, und einer offenen Stellung (siehe 7), die durch einen an den Halter 30 anstoßenden Vorsprung 32 definiert ist, schwenkbar.
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Der Halter 30, der Bolzen 18 und der Befestigungspunkt der Feder 28 an dem Verriegelungshebel 16 sind relativ zueinander so angeordnet, dass ein monostabiles System gebildet ist, bei dem jeder Verriegelungshebel 16 kontinuierlich in eine einzige feste Lage vorgespannt ist. Diese feste Lage ist die in den 4 und 8 gezeigte geschlossene Stellung. Wie in 7 zu sehen ist, in der die Verriegelungshebel in ihrer offenen Stellung gezeigt sind, verläuft die einerseits durch den Befestigungspunkt der Feder 28 an dem Halter 30 und andererseits durch den Befestigungspunkt an dem Verriegelungshebel 16 laufende Linie S vom Mittelpunkt des Bolzens 18 aus innen, was zu einer permanenten Vorspannung des Verriegelungshebels 16 nach innen zu der Aufnahme 14 hin führt.
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Wenn der komplementäre Steckverbinder 7 in die Aufnahme 14 eingebracht werden soll, werden die Verriegelungshebel 16 zuerst nach außen in die offene Stellung geschwenkt und in dieser gehalten. Der komplementäre Steckverbinder 7 wird dann in den Steckverbinder 5 eingebracht, so dass seine untere Fläche die Betätigungsnasen 26 der Verriegelungshebel 16 (siehe 7) kontaktiert. Unter dem Einfluss der Feder 28 werden die Verriegelungshebel 16 dann in Richtung der geschlossenen Stellung geschwenkt, wodurch der komplementäre Steckverbinder 7 vollständig in die Aufnahme 14 gedrückt werden kann. Sobald die endgültige Lage in der Aufnahme 14 erreicht ist, schnappen die Verriegelungsnasen 20 der Verriegelungshebel 16 automatisch über den oberen Rand des komplementären Steckverbinders 7 und drücken auf die Verriegelungsflächen 24. Wie in 4 zu sehen ist, sind die Verriegelungsflächen 24 so geneigt, dass sich ihre Verlängerung zwischen der zu der Linie L senkrechten Linie P und dem Bolzen 18 erstreckt. Dementsprechend wird ein Keileffekt erreicht, der beachtliche Reibungskräfte erzeugt. Diese Reibungskräfte dienen zusammen mit der durch die Feder 28 bereitgestellten Vorspannkraft dazu, den Verriegelungshebel 16 zuverlässig in der geschlossenen Stellung zu halten. Wie in 8 zu sehen ist, wirkt die Feder 28 in der geschlossenen Stellung des Verriegelungshebels 16 mit einem verhältnismäßig großen Hebelarm D2.
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Um den komplementären Steckverbinder 7 aus der Aufnahme 14 des Körpers 10 zu entfernen, werden die Verriegelungshebel 16 nach außen geschwenkt. Dadurch greifen die Betätigungsnasen 26 an der unteren Fläche des komplementären Steckverbinders 7 an und werfen den komplementären Steckverbinder 7 nach oben aus der Aufnahme 14 aus.
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In den 9 und 10 ist eine dritte Ausführungsform des Steckverbinders gezeigt. Für die aus der zweiten Ausführungsform bekannten Elemente werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen Bezug genommen.
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Der Unterschied zwischen der zweiten und der dritten Ausführungsform liegt darin, dass die Feder 28 in der dritten Ausführungsform so angeordnet ist, dass ein bistabiles System gebildet wird. Wie in 9 zu sehen ist, sind der Bolzen 18, der Halter 30 und der Befestigungspunkt der Feder 28 an dem Verriegelungshebel 16 so angeordnet, dass sich die Line S in der offenen Stellung des Verriegelungshebels 16 vom Bolzen 18 aus außen erstreckt, so dass die Feder 28 den Verriegelungshebel 16 in der offenen Stellung hält. Wie in 10 zu sehen ist, erstreckt sich die die Wirkungslinie der Feder 28 kennzeichnende Linie S vom Bolzen 18 aus innen, wenn der Verriegelungshebel 16 seine geschlossene Stellung einnimmt, wodurch der Verriegelungshebel zuverlässig in seine geschlossene Stellung vorgespannt wird. Anders ausgedrückt, kann der Verriegelungshebel 16 zusammen mit der Feder 28 zwei feste Stellungen einnehmen, nämlich die offene Stellung und die geschlossene Stellung, wobei beide Stellungen durch eine instabile Zwischenstellung, in der die Linie S durch den Mittelpunkt des Bolzens 18 verläuft, voneinander getrennt sind.
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Um den komplementären Steckverbinder 7 mit dem Steckverbinder 5 zu verbinden, werden die Verriegelungshebel 16 zuerst in die offene Stellung geschwenkt, in der sie automatisch verbleiben. Der komplementäre Steckverbinder 7 wird dann in die Aufnahme 14 eingefügt, bis er an die Betätigungsnasen 26 der Verriegelungshebel 16 anstößt. Danach wird der komplementäre Steckverbinder 7 nach unten zu seiner endgültigen Lage hin geschoben, wodurch die Betätigungsnasen 26 die Verriegelungshebel 16 von der offenen Stellung zu der geschlossenen Stellung hin schwenken. Nach Überwindung der instabilen Zwischenstellung schnappen die Verriegelungshebel 16 unter dem Einfluss der Federn 28 in die geschlossene Stellung, in der sie an den Verriegelungsflächen 24 des komplementären Steckverbinders 7 angreifen. Der komplementäre Steckverbinder 7 ist dann zuverlässig in der Aufnahme 14 gehalten, wobei die Verriegelungshebel 16 den komplementären Steckverbinder 7 vorspannen, so dass keine Verschiebung relativ zu dem Steckverbinder 5 auftreten kann.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Steckverbinder
- 7
- Komplementärer Steckverbinder
- 9
- Flachkabel
- 10
- Körper
- 12
- Verbindungskontakte
- 14
- Aufnahme
- 16
- Verriegelungshebel
- 18
- Bolzen
- 20
- Verriegelungsnase
- 22
- Greifbereich
- 24
- Verriegelungsfläche
- 26
- Betätigungsnase
- 28
- Feder
- 30
- Halter
- 32
- Vorsprung
