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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung zum
Herstellen wenigstens einer elektrischen Verbindung durch eine Öffnung einer Trennwand
hindurch. Die Steckverbindung, die auch als Durchgangsstecker bezeichnet
wird, weist einen ersten und einen zweiten Stecker auf, die zusammensteckbar
sind und wenigstens einer der Stecker ist über eine die Öffnung umschließende Dichtung gegen
die Trennwand abdichtbar. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Steckverbindung, bei der wenigstens einer der
Stecker eine Spannvorrichtung aufweist, die mit dem anderen Stecker
in Eingriff bringbar ist und mit welcher die beiden Stecker in ihrer
Zusammensteckrichtung unter Einbeziehen der Trennwand dauerhaft
spannbar sind. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Montageverfahren
zum Herstellen einer derartigen elektrischen Steckverbindung.
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Bei
einem bekannten gattungsgemäßen Steckverbinder,
wie er beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP
03/12850 gezeigt ist, erfolgt das Spannen der beiden Stecker zueinander
unter Einbeziehen der Trennwand mit Hilfe einer Schiebevorrichtung,
die zum Spannen der beiden Stecker in einer Richtung etwa quer zur
Durchführrichtung
durch die Trennwand verschieblich ist. Führungsschienen wandeln dabei
die Schiebekraft in eine Spannkraft.
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Allerdings
tritt bei dieser bekannten Spannvorrichtung das Problem auf, dass
an den Verbindungsstellen zwischen der Spannvorrichtung und den
Steckern Feuchtigkeit eindringen kann, die zum Ausfall der Steckverbindung
führen
kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Steckverbindung
und ein Montageverfahren der genannten Art dahingehend zu verbessern,
dass die Dichtigkeit gegenüber der
Umgebung und die Zuverlässigkeit
der Verbindung erhöht
werden können.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein entsprechendes Montageverfahren
mit den Schritten des unabhängigen Verfahrensanspruchs
gelöst.
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Weiterhin
besteht eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
darin, eine gattungsgemäße Steckverbindung
und ein Montageverfahren der genannten Art dahingehend zu verbessern,
dass auf möglichst
einfache Weise mindestens einer der beiden Stecker an der Trennwand
fixiert werden kann und Montagefehler leicht erkannt werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
27 sowie durch ein entsprechendes Montageverfahren mit den Schritten
des Patentanspruchs 33 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand mehrerer
Unteransprüche.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass ein unerwünschtes
Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum des Steckverbinders
dadurch vermieden werden kann, dass der Verbindungsbereich zwischen
der Spannvorrichtung und dem mindestens einen Stecker mittels einer
Dichtvorrichtung abgedichtet wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform weist
die Spannvorrichtung wenigstens einen Betätigungsvorsprung auf, der zum
Spannen der Stecker mit einer Aufnahme, die an einem der Stecker
angeordnet ist, zusammenwirkt. Auf diese Art und Weise kann in sehr
einfacher Art und Weise eine Übersetzung
der beim Spannen aufgewendeten Kraft in eine Spannkraft erfolgen.
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Um
den Bereich, den eine derartige Dichtvorrichtung abdichten muss,
möglichst
gering zu halten, kann die Spannvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform
einen Verriegelungshebel aufweisen, der zum Spannen der beiden Stecker
um eine Drehachse, die etwa quer zu der Durchführrichtung durch die Trennwand
verläuft,
schwenkbar ist. Bei einer derartigen Anordnung genügt es, den
Bereich, in welchem der Verriegelungshebel drehbar gelagert ist,
abzudichten.
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Um
eine besonders effektive Kraftübersetzung
einer Schwenkbewegung in eine Spannkraft zum Spannen der beiden
Stecker zu erzielen, kann als Betätigungsvorsprung jeweils mindestens
ein Zahn mit evolventischen Zahnflanken an den Lagervorsprüngen angeordnet
sein.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform weist
die Spannvorrichtung einen Verriegelungshebel mit einem Basisbereich
sowie zwei Schenkelbereichen auf. An den Schenkelbereichen sind
Lagervorsprünge
angeformt, die in entsprechenden Lagerausnehmungen des einen Steckers
drehbar gelagert sind. Auf diese Weise kann in besonders einfacher
Weise realisiert werden, dass der Verriegelungshebel zum Spannen
der Stecker um eine Drehachse, die etwa quer zu der Durchführrichtung
durch die Trennwand verläuft,
schwenkbar ist. Die Dichtvorrichtung kann dann an den Lagervorsprüngen angeordnet
werden, beispielsweise in Form eines O-Rings, oder sie wird alternativ
direkt an die Lagervorsprünge
angespritzt.
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Eine
besonders kostengünstige
und einfache Realisierung der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung ist gegeben,
wenn die Dichtvorrichtung durch einen elastischen O-Ring gebildet
ist.
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Die
Dichtung gegenüber
der Trennwand muss umlaufend um die Öffnung in der Trennwand angebracht
sein. Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
kann die Dichtung auf die äußere Peripherie
des Steckers aufgespritzt werden, so dass die Dichtung unverlierbar
an dem Steckergehäuse
angebracht ist. Darüber
hinaus ist die Verbindung zwischen der Dichtung und dem Stecker,
an dem sie angespritzt ist, stets vollständig dicht. Allerdings kann diese
Dichtung auch ein separates Teil sein, das sowohl mit dem Stecker
wie auch mit der Trennwand in Anlage bringbar ist.
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Um
ein unbeabsichtigtes Lösen
der Spannvorrichtung zu verhindern, kann eine separate Sicherungsvorrichtung,
die auch als Connector Position Assurance (CPA) bezeichnet wird,
zum Arretieren der Spannvorrichtung in einem endmontierten Zustand
vorgesehen sein.
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Auf
eine besonders raumsparende Art und Weise lösbar wird die Sicherungsvorrichtung,
wenn sie in einer Richtung quer zu der Durchführrichtung durch die Trennwand
verschieblich ist.
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Eine
Rastnase, die zum Verrasten der Spannvorrichtung an der Sicherungsvorrichtung
vorgesehen ist, stellt eine besonders effektive und leicht realisierbare
Möglichkeit
der Arretierung dar.
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Alternativ
zu dem schwenkbaren Verriegelungshebel kann auch eine entsprechend
abgedichtete Schiebespannvorrichtung verwendet werden, was beispielsweise
dann sinnvoll ist, wenn der zur Verfügung stehende Bauraum ein Schwenken
des Verriegelungshebels bei der Montage nicht zulässt. Dabei
kann die Spannvorrichtung eine Schiebevorrichtung mit wenigstens
einer Über-
oder Untersetzungsanordnung sein. Diese ermöglicht ein Umwandeln einer
aufgebrachten Schiebekraft oder -bewegung in eine größere oder
kleinere Spannkraft oder-bewegung.
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Besonders
vorteilhaft kann die Spannvorrichtung eine Schiebevorrichtung sein,
die zum Spannen der Stecker in eine Richtung etwa quer zur Durchführrichtung
durch die Trennwand verschiebbar ist. Dadurch ist eine besonders
einfache Spannvorrichtung an der Steckverbindung möglich, das Spannen
kann sehr schnell und einfach ausgeführt werden und der benötigte Bauraum
kann gering gehalten werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann
die Spannvorrichtung wenigstens eine Führungsschiene aufweisen, welche teilweise
in einer Ebene längs
zur Zusammensteckrichtung und etwa quer zur Zusammensteckrichtung verläuft. Damit
ist eine Schiebekraft oder -bewegung in eine Spannkraft oder -bewegung
umwandelbar.
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Sieht
man eine Dichtvorrichtung an einer Öffnung eines ersten Steckergehäuses, durch
welche ein Eingriffselement der Spannvorrichtung hindurchtaucht,
vor, so kann eine als Schiebevorrichtung ausgebildete Spannvorrichtung
gegenüber
eindringender Feuchtigkeit besonders effektiv abgedichtet werden.
Eine derartige Dichtung kann beispielsweise angespritzt sein und
zur Verbesserung der Dichtigkeit auch kompliziertere Querschnitte,
z. B. solche mit mindestens einer Dichtlippe, aufweisen.
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Eine
besonders sichere und mit wenig Kraftaufwand realisierbare Dichtung
kann erreicht werden, wenn an einem zweiten Steckergehäuse mindestens
ein Dichtvorsprung angeformt ist, der zum Abdichten der Steckverbindung
mit der Dichtvorrichtung zusammenwirkt.
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Dadurch,
dass weiterhin eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen ist, die
zwischen einer verriegelten Stellung, in welcher der zweite Stecker
an der Trennwand fixiert ist, und einer unverriegelten Stellung
bewegbar ist, kann eine besonders sichere Fixierung des zweiten
Steckers an der Trennwand erreicht werden. Eine derartige Verriegelungsvorrichtung,
die auch als weitere Connector Position Assurance (CPA) bezeichnet
werden kann, kann so ausgeführt
werden, dass auch eine Entriegelung möglich ist und im Falle einer
Reparatur der zweite Stecker leicht aus der Trennwand entfernt werden
kann. Andererseits kann, wenn beim Stecken des ersten Steckers größere Kräfte aufgewendet
werden müssen, sichergestellt
werden, dass der zweite Stecker nicht unbeabsichtigt von der Trennwand
gelöst
wird. Insbesondere, wenn dieser zweite Stecker in einem Karosserieblech
gehalten ist, dessen Rückseite
zum Zeitpunkt des Zusammensteckens nicht mehr ohne weiteres zugänglich ist,
wie dies beispielsweise bei einer Autotür der Fall ist, kann mit der
erfindungsgemäßen Lösung vermieden
werden, dass der zweite Stecker nicht mehr ordnungsgemäß kontaktiert
werden kann.
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Dadurch,
dass die Verriegelungsvorrichtung in der unverriegelten Stellung
mechanisch fixiert ist, kann eine definierte Lage der Verriegelungsvorrichtung
im vormontierten Zustand sichergestellt werden.
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Weiterhin
kann an der Verriegelungsvorrichtung mindestens eine Rastvorrichtung
angeordnet sein, um die Verriegelungsvorrichtung im Zusammenwirken
mit einer zugehörigen
Rastöffnung
in der verriegelten Stellung zu sichern. Dies ist besonders bei
Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich von Bedeutung, weil hier starke
mechanische und thermische Beanspruchungen während des Betriebs auftreten.
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Damit
sich die Verriegelungsvorrichtung nicht unbeabsichtigt aus der unverriegelten
Stellung bewegen kann, kann die mindestens eine Rastvorrichtung
in der unverriegelten Stellung mit einer weiteren zugehörigen Rastöffnung zusammenwirken, um
die Verriegelungsvorrichtung auch in dieser Stellung zu fixieren.
Zweckmäßigerweise
ist diese Rastverbindung von außen
(zumindest für
ein geeignetes Werkzeug) zugänglich,
so dass sie im Falle eines gewünschten
Ausbaus lösbar
ist.
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Die
Verriegelungsvorrichtung kann im einfachsten Fall mit Bezug auf
den zweiten Stecker in Zusammensteckrichtung der beiden Stecker
verschieblich sein. Allerdings hat diese Lösung den Nachteil, dass nicht
sichergestellt werden kann, dass die beiden Stecker nur dann steckbar
sind, wenn die Verriegelungsvorrichtung sich ordnungsgemäß in ihrer
verriegelten Stellung befindet. Um auf besonders einfache Weise
sicherzustellen, dass die beiden Stecker nur dann steckbar sind,
wenn der zweite Stecker sich in seiner Endstellung in der Öffnung der
Trennwand befindet und die Verriegelungsvorrichtung ordnungsgemäß verriegelt
ist, kann die Verriegelungsvorrichtung mittels einer scharnierartigen
Verbindung an dem zweiten Steckergehäuse gelagert sein und zwischen
der verriegelten und der unverriegelten Stellung durch eine Schwenkbewegung
um eine Achse, die etwa quer zur Durchführrichtung durch die Trennwand
verläuft,
bewegbar sein.
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Bei
einer derartigen Ausführungsform
kann dann beispielsweise ein der Drehachse gegenüberliegender Randbereich im
unverriegelten Zustand so in dem zweiten Steckergehäuse angeordnet
sein, dass die beiden Stecker nicht zusammensteckbar sind.
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Selbstverständlich kann
die im Zusammenhang mit der vorliegenden Spannvorrichtung vorgeschlagene
Verriegelungsvorrichtung auch für
andere Steckverbindungen eingesetzt werden.
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Anhand
der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungen
wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Ähnliche oder korrespondierende
Einzelheiten der erfindungsgemäßen Steckverbindung
sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische, teilweise geöffnete
Darstellung eines in einer Öffnung
einer Trennwand montierten Steckverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine
gegenüber
der Darstellung aus 1 gedrehte perspektivische Darstellung
der erfindungsgemäßen Steckverbindung;
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3 eine
perspektivische Darstellung der Steckverbindung gemäß der ersten
Ausführungsform,
bei der eine der beiden Stecker in der Öffnung der Trennwand gehalten
ist und der andere Stecker im montagebereiten Zustand vor dem Zusammenstecken
positioniert ist;
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4 eine
perspektivische, teilweise explodierte Darstellung des ersten Steckers
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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5 eine
perspektivische, teilweise explodierte Darstellung des zweiten Steckers
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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6 eine
perspektivische Darstellung des in der Trennwand gehaltenen zweiten
Steckers gemäß der ersten
Ausführungsform;
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7 eine
perspektivische, teilweise explodierte Darstellung eines ersten
Steckers gemäß einer zweiten
Ausführungsform;
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8 eine
perspektivische, teilweise explodierte Darstellung eines zweiten
Steckers gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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9 eine
perspektivische Darstellung des ersten Steckers aus 7 im
montagebereiten Zustand;
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10 eine
perspektivische Darstellung des in der Trennwand gehaltenen zweiten
Steckers gemäß der zweiten
Ausführungsform;
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11 eine
perspektivische, teilweise geöffnete
Darstellung des in der Öffnung
einer Trennwand montierten Steckverbinders gemäß der zweiten Ausführungsform;
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12 eine
teilweise geschnittene Darstellung des zweiten Steckers gemäß der zweiten
Ausführungsform
während
der Montage in der Trennwand;
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13 eine
teilweise geschnittene Darstellung des zweiten Steckers gemäß der zweiten
Ausführungsform
nach der Montage in der Trennwand;
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14 eine
perspektivische Ansicht des zweiten Steckers aus 12;
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15 eine
perspektivische Detailansicht des zweiten Steckers gemäß der zweiten
Ausführungsform,
wobei die Verriegelungsvorrichtung im vormontierten Zustand dargestellt
ist;
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16 eine
perspektivische, teilweise geöffnete
Detailansicht des zweiten Steckers gemäß der zweiten Ausführungsform,
wobei die Verriegelungsvorrichtung sich im verriegelten Zustand
befindet.
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Die
erfindungsgemäße Steckverbindung 100 weist
in einer ersten Ausführungsform
mit Bezug auf 1 einen ersten Stecker 1 sowie
einen zweiten Stecker 17 auf. Dabei ist der zweite Stecker 17 in
einer Trennwand 37 montiert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform
handelt es sich bei dem zweiten Stecker 17 um einen Stiftstecker
und bei dem ersten Stecker 1 um den zugehörigen Buchsenstecker,
was aber für
die vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist, da die Anordnung
von Stiften und Buchsen auch umgekehrt sein könnte.
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Erfindungsgemäß ist der
erste Stecker 1 mit Hilfe einer umlaufenden Dichtung 28 gegenüber der Trennwand 37 abgedichtet.
Wie später
mit Bezug auf die 3 und 4 noch erläutert wird,
weist der erfindungsgemäße Steckverbinder 100 eine
Spannvorrichtung 160 auf, die in der in 1 gezeigten
endmontierten Stellung die beiden Stecker unter Einbeziehung der
Trennwand 37 gegeneinander verspannt. Dabei dient gemäß einer
ersten Ausführungsform
ein Verriegelungshebel 160 als Spannvorrichtung. Der erste
Stecker 1 weist ein erstes Steckergehäuse 2 auf, einen Stutzen 7,
an den eine Tülle
anbringbar ist, eine erste Pinaufnahme 5, sowie eine zweite
Pinaufnahme 6. Die Tülle,
die hier nicht gezeigt ist, sowie der Stutzen 7 sind Teil
eines Kanals, durch den ein nicht gezeigtes Kabel in das Innere
des ersten Steckergehäuses 2 einführbar ist.
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Um
ein Eindringen von Feuchtigkeit ins Innere des Steckers an der Verbindungsstelle
zwischen dem ersten Steckergehäuse 2 und
dem Verriegelungshebel 160 zu verhindern, weist der erste
Stecker 1 erfindungsgemäß eine Dichtvorrichtung 162 auf.
Diese Dichtvorrichtung wird in der gezeigten Ausführungsform
durch einen einfachen O-Ring realisiert. Selbstverständlich können aber
auch andere Möglichkeiten
zur Herstellung der Dichtvorrichtung genützt werden, wie beispielsweise
angespritzte Dichtungen oder aufwendiger geformte Dichtungen, die
z. B. Dichtlippen aufweisen.
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Wie
mit Bezug auf 3 noch deutlich wird, ist die
Dichtung an einem Lagervorsprung 164 angeordnet, der den
Verriegelungshebel 160 schwenkbar in Richtung 166 in
einer Lageraufnahme 168 des ersten Steckergehäuses 2 hält. Durch
die spezielle Ausformung der Dichtvorrichtung 162 als O-Ring
kann die Abdichtung trotz der Beweglichkeit des Verriegelungshebels 160 auf
besonders einfache Weise sichergestellt werden.
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Zur
Verdeutlichung des Aufbaus des Verriegelungshebels 160 ist
die erfindungsgemäße Steckverbindung 100 in
der 2 in einer gedrehten perspektivischen Ansicht
nochmals dargestellt. In dieser Ansicht ist erkennbar, dass der
Verriegelungshebel 160 gegen ein unbeabsichtigtes Entriegeln
in Richtung 166 durch eine Sicherungsvorrichtung 170 geschützt ist.
Die Sicherungsvorrichtung 170 weist dabei eine Rastnase 172 zum
Verrasten mit der Rastöffnung 174 des
Verriegelungshebels 160 auf. Mit dieser Anordnung kann
also einerseits verhindert werden, dass der Verriegelungshebel 160 unbeabsichtigt geschwenkt
wird und somit die dichtende Spannung zwischen den beiden Steckern 1 und 17 unbeabsichtigt
gelöst
wird, zum anderen bleibt aber die Rastvorrichtung 172 leicht
von außen
zugänglich,
um sie, falls erforderlich, (zumindest mit einem geeigneten Werkzeug) öffnen zu
können.
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In 3 ist
die erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steckverbindung
im nicht zusammengesteckten Zustand dargestellt. Dabei ist der zweite
Stecker 17 bereits in der Trennwand 37 montiert.
Ein elastischer Federarm 152 mit einer Rastnase 131,
die an dem Gehäuse 25 angeformt sind,
sichern den zweiten Stecker 17 in der Öffnung der Trennwand 37.
Während
der Montage kann zusätzlich
Raum gespart werden, da der zweite Stecker 17 in dieser "Parkstellung" noch nicht fest
an der Trennwand 37 anliegen muss, sondern, wenn nötig, noch
verschieblich gelagert ist. Erst beim Schließen des Kontaktes mit dem ersten
Stecker 1 und beim Spannen des Kontaktes mittels des Verriegelungshebels 160 wird
der zweite Stecker 17 zu der Trennwand 37 hingezogen
und angepresst. Dabei ermöglicht
die Aufnahme 176 ein Eingreifen eines an dem Verrieglungshebel
angeformten Betätigungsvorsprungs 178 zum
Spannen der beiden Stecker an die Trennwand 37 (siehe 4).
Vom Wirkprinzip her ist das Eingriffselement 176 als reduzierte
Zahnstange ausgebildet, die mit dem Betätigungselement 178, welches
als Teil eines Zahnrades ausgebildet ist, zusammenwirkt.
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Um
zu verhindern, dass der zweite Stecker 17 bei mechanischer
Belastung während
der Montage aus der Trennwand herausfallen kann, ist weiterhin eine
Verriegelungsvorrichtung 102 vorgesehen, deren Funktionsweise
darin besteht, im verriegelten Zustand ein Auslenken des Rastarms 152 nach
innen zu blockieren, so dass der Stecker 17 nicht mehr
aus der Öffnung
herausfallen kann. Der federelastische Rastarm 152 ist
dabei in der gezeigten Ausführungsform
einstückig
an das Kunststoffgehäuse
des zweiten Steckers angeformt.
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Wie
mit Bezug auf 5 noch deutlich wird, weist
die Verriegelungsvorrichtung 102 eine Rastnase 110 auf,
die sowohl im verriegelten wie auch im unverriegelten Zustand in
einer entsprechenden Rastöffnung 124 bzw. 126 verrastet,
so dass die Verriegelungsvorrichtung 102 in beiden Stellungen
unverlierbar gesichert ist. Die Verriegelungsvorrichtung 102 ist
zwischen der verriegelten und der unverriegelten Stellung in Richtung 150,
d.h. in Zusammensteckrichtung der beiden Stecker 1 und 17 beweglich. Dies
ist vor allem deshalb von Vorteil, weil die Verriegelungsvorrichtung
somit besonders einfach von außen
zugänglich
ist und durch einen Bediener einfach verriegelt und auch wieder
gelöst
werden kann. Zwei längliche
Ausschnitte 154 ermöglichen
außerdem eine
flexible Beweglichkeit der Rastnase 110. Ein Betätigungsvorsprung 156 erleichtert
die Bedienung der Verriegelungsvorrichtung 102 durch einen
Benutzer. Die Flächen 158 (siehe 5)
sorgen im verriegelten Zustand für
die Blockierung der Rasthaken 131.
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Eine
Tropfschutzkappe 26 deckt den zweiten Stecker 17 ab
und schützt
so vor dem Eindringen von Tropfwasser.
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Der
erste Stecker 1 ist hier mit nach oben geschwenktem Verriegelungshebel 160 abgebildet.
Die Sicherungsvorrichtung 170, die an dem Gehäuse 2 verschieblich
gelagert ist, befindet sich in der gezeigten Darstellung in einer
Position, in der beim späteren Schwenken
des Verriegelungshebels 160 ein Verrasten mit der Rastnase 172 ermöglicht wird.
Nach dem Schwenken des Verriegelungshebels 160 um die angedeutet
dargestellte Drehachse 180 kann die Sicherungsvorrichtung 170 in
Richtung 182 geschoben werden, wodurch die Rastnase 172 mit
dem Vorsprung 184 an dem Verriegelungshebel 160 in
Eingriff kommt und diesen sicher in seiner verriegelten Position
hält: Ein
Betätigungsvorsprung 186 erleichtert
das Verschieben der Sicherungsvorrichtung 170. Um eine
sichere Führung
zu gewährleisten,
wird die Sicherungsvorrichtung weiterhin in entsprechenden Nuten
an dem Gehäuse 2 verschieblich
gehalten. Schließlich
ist an der Sicherungsvorrichtung 170 eine Sicherungslasche
angeformt, die ein Verschieben der Sicherungsvorrichtung in Richtung 182 so
lange verhindert, bis sie durch den heruntergeklappten Verriegelungshebel 160 an
das Gehäuse 2 gedrückt wird und
erlaubt, dass die Sicherungslasche 188 in die Nut 190 verschieblich
ist.
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4 zeigt
die erste Ausführungsform
des ersten Steckers 1 in einer explodierten Darstellung. Wie
aus 4 ersichtlich, sind die erste und die zweite Pinaufnahme 5, 6 abschnittsweise
komplementär
zueinander ausgebildet, so dass die erste Pinaufnahme 5 abschnittsweise
in Pfeilrichtung 8 in die zweite Pinaufnahme 6 einschiebbar
ist. Im zusammengesetzten Zustand sind die erste und die zweite Pinaufnahme 5, 6 in
Pfeilrichtung 9 in das Innere des ersten Steckergehäuses 2 einführbar. Eine
Rastvorrichtung 192 sorgt dabei für sicheren Halt in dem ersten
Steckergehäuse 2.
Das erste Steckergehäuse weist
erfindungsgemäß annähernd kreisförmige Lagerausnehmungen 168 auf,
durch welche die Lagervorsprünge 164 hindurchtauchen
und eine Drehbarkeit um die strichliert angedeutete Achse 180 erlauben.
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Erfindungsgemäß ist über die
Lagervorsprünge 164 jeweils
als Dichtvorrichtung ein O-Ring 162 geschoben.
Dieser O-Ring verhindert ein Eindringen von Feuchtigkeit durch die
Lageröffnung 168 ins
Innere des Steckergehäuses 2.
Gegenüber
der Trennwand ist das Steckergehäuse
im montierten Zustand über
die Dichtung 28 gedichtet. Diese Dichtung kann dabei entweder
angespritzt oder als vorgefertigtes Teil, beispielsweise aus Silikonkautschuk, hergestellt
und an dem Steckergehäuse 2 montiert sein.
Der Verriegelungshebel 160 weist eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt
mit zwei Schenkeln, an denen die Lagervorsprünge 164 angeformt
sind, und einer Basis, die mit der Sicherungsvorrichtung 170 in Eingriff
kommt, auf. Dadurch, dass der Verriegelungshebel 160 das
Gehäuse 2 teilweise
umgibt, kann eine möglichst
platzsparende Anordnung realisiert werden.
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An
dem Lagervorsprung 164 ist jeweils als Betätigungselement 178 ein
Teil eines Zahnrades ausgebildet, das mit entsprechenden Eingriffselementen 176 an
dem zweiten Steckergehäuse 25 in Eingriff
kommt. In vorteilhafter Weise ist das Betätigungselement 178 als
Teil einer evolventen Verzahnung ausgebildet und die Zahnflanke 194,
welche im endgültig
montierten Zustand die gesamte Kraft halten muss, ist an das Vollmaterial
des Lagervorsprungs 164 angeformt, um eine bessere Kraftaufnahme
und Langzeitstabilität
zu ermöglichen.
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Der
zweite Stecker 17 des erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß der ersten
Ausführungsform
ist in 5 teilweise explodiert dargestellt. Der zweite
Stecker 17 weist ein zweites Steckergehäuse 25, eine Tropfschutzkappe 26 und
eine Verriegelungsvorrichtung 102 auf.
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Die
Tropfschutzkappe 26 ist in Pfeilrichtung 29 auf
das zweite Steckergehäuse 25 aufschiebbar. Dabei
kommen eine äußere Peripherie 30 des
zweiten Steckergehäuses 25 und
ein Umgreifrand 31 der Tropfschutzkappe 26 miteinander
in Eingriff.
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Im
montierten Zustand ist die Tropfschutzkappe über eine Verrastung 196 an
dem Steckergehäuse 25 gesichert.
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Wie
aus der Darstellung der 5 ersichtlich, weist die Verriegelungsvorrichtung 102 einen Betätigungsvorsprung 156 auf,
der die Bedienung der Verriegelungsvorrichtung durch den Benutzer
erleichtert. Die Flächen 158 sorgen
im verriegelten Zustand für
die Blockierung der Rasthaken 131.
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Die 6 schließlich zeigt
den zweiten Stecker 17 nochmals in der in der Trennwand 37 gehaltenen,
steckbereiten Position.
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Nachfolgend
wird die Funktion der in den 1 bis 6 dargestellten
ersten Ausführungsform
der Steckverbindung des zugehörigen
Montageverfahrens beschrieben.
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Zunächst wird
der erste Stecker 1 vormontiert. Bezugnehmend auf 4 wird
dabei die erste Pinaufnahme 5 in Pfeilrichtung 8 abschnittsweise
in die zweite Pinaufnahme 6 eingeführt. In diesem Zustand werden
die erste und zweite Pinaufnahme 6, 5 in Pfeilrichtung 9 in
das Innere des ersten Steckergehäuses 2 eingesetzt.
Danach kann eine (hier nicht dargestellte) Tülle abschnittsweise über den
Stutzen 7 geschoben werden. Zur Montage des ersten Steckers 1 gehört weiterhin
das Montieren von Pins in den ersten und zweiten Pinaufnahmen sowie
das Legen eines Zuführkabels
durch das Innere der Tülle
in das Innere des ersten Steckergehäuses 2 sowie das Verbinden
von Adem des Verbindungskabels mit entsprechenden Pins.
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Unabhängig davon
erfolgt die Montage des zweiten Steckers 17. Dabei wird
insbesondere die Tropfschutzkappe 26 auf das zweite Steckergehäuse 25 in
Pfeilrichtung 29 aufgeschoben. Auch in den zweiten Stecker 17 werden
Pins eingesetzt und eine oder mehrere Zuführleitungen werden gelegt.
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Nun
kann das Herstellen einer Verbindung durch die Öffnung 39 der Trennwand 37 hindurch
mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steckverbindung
erfolgen. Dabei ist die Verbindung in dieser Ausführungsform
eine elektrische Verbindung.
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Mit
Bezug auf 5 und 6 wird der zweite
Stecker 17 in Pfeilrichtung 38 durch die Öffnung 39 der
Trennwand 37 geführt.
Das Durchführen erfolgt
solange, bis die Rastvorsprünge 131 an
der Trennwand gesichert sind. Anschließend wird die Verriegelungsvorrichtung 102 in
Richtung 103 in das Gehäuse 25 eingeführt und
solange nach unten geschoben, bis eine Verrastung in der Rastöffnung 124 erfolgt
und daher über
die Flä chen 158 der
Rastarm 152 gegen ein Biegen nach innen gesichert ist,
so dass der zweite Stecker 17 nunmehr unverlierbar in der
Trennwand gesichert ist.
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Der
zweite Stecker 17 ist nun in seiner Lage relativ zu der
Trennwand 37 gesichert. Dies kann im Automobilbau ein Vormontagezustand
sein.
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Nun
kann das Zusammenstecken von erstem und zweitem Stecker 1, 17 erfolgen.
Ausgehend von der in 3 gezeigten Position der ersten
und zweiten Stecker 1, 17 wird der erste Stecker 1 an
den zweiten Stecker 17 in Pfeilrichtung 150 herangeführt und
mit dem zweiten Stecker 17 zusammengesteckt.
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Dann
wird auf die Betätigungsfläche 11 des Verriegelungshebels 116 eine
Kraft aufgebracht, so dass der Verriegelungshebel 116 um
die Achse 180 geschwenkt wird und dabei die ausgeübte Kraft
mittels der Zahnrad/Zahnstangenanordnung 178, 176 in eine
Spannbewegung übersetzt
wird. Dadurch wird zunehmend Spannung aufgebaut, solange bis das Betätigungselement 178 seine
Endlage in dem Eingriffselement 176 eingenommen hat. Weiterhin
rastet der Rasthaken 172 mit der Rastöffnung 174 ein. Im nächsten Schritt
wird die Sicherungsvorrichtung 170 in Richtung 182 verschoben
(siehe 3), wodurch der Rasthaken 172 an dem
Vorsprung 184 gesichert wird und die Spannvorrichtung gegen
ein unbeabsichtigtes Bewegen von der nun eingenommenen Endlage gehalten
ist. Durch die mechanische Spannung wird die Dichtung 28 gegen
die Trennwand 37 gepresst, so dass in dieser Lage zusammen
mit der Dichtung des Verriegelungshebels 160 der erste
Stecker 1 sicher gegen eindringende Feuchte geschützt ist.
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Eine
zweite vorteilhafte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steckverbindung
soll nunmehr mit Bezug auf die 7 bis 16 erläutert werden.
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Wie
aus 7 ersichtlich, weist der erste Stecker 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
anstelle der als Verriegelungshebel ausgebildeten Spannvorrichtung
eine Schiebevorrichtung 704 zum Spannen der beiden Stecker
gegeneinander auf. Die Schiebevorrichtung 704 ist in Pfeilrichtung 10 verschiebbar
in dem ersten Steckergehäuse 2 aufgenommen.
Die Schiebevorrichtung 704 weist eine Betätigungsoberfläche 11 auf,
auf wel che eine Verschiebekraft zum Verschieben der Schiebevorrichtung
aufgebracht werden kann.
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Die
Schiebevorrichtung 704 weist Seitenelemente 12, 13 auf.
Wie in 7 gezeigt, sind in den Seitenelementen 12, 13 jeweils
obere Führungsschienen 14 und
untere Führungsschienen 15 vorgesehen.
Die Führungsschienen 14, 15 sind
in diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung Führungsausnehmungen.
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In
der 7 ist ferner durch einen Pfeil 16 eine
vorgesehene Zusammensteckrichtung des ersten Steckers 2 mit
dem zweiten Stecker 17 angegeben. Die Richtung 10,
in der die Schiebevorrichtung 704 in dem ersten Steckergehäuse 2 verschiebbar ist,
verläuft
etwa quer zu der Zusammensteckrichtung 16 des ersten Steckers 1 mit
dem zweiten Stecker 17. Die Führungsschienen 14, 15 weisen
Untersetzungsabschnitte 18, 19 auf, die in einer
Richtung etwa quer zu der Zusammensteckrichtung 16 und etwa
quer zu der Schieberichtung 10 verlaufen. Außerdem weisen
die Führungsschienen 14, 15 Endabschnitte 20, 21 auf,
die parallel zu der Schieberichtung 10 verlaufen.
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Wie
mit Bezug auf 8 erkennbar, wirken die Führungsschienen 14, 15 mit
zugehörigen
stiftartigen Vorsprüngen 33, 34 zum
Spannen der beiden Stecker gegeneinander und an die Trennwand zusammen.
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Erfindungsgemäß sind korrespondierend
zu den stiftartigen Vorsprüngen 33, 34 Öffnungen 72, 73,
durch welche die stiftartigen Vorsprünge 33, 34 hindurchtauchen,
um mit der Schiebevorrichtung 704 zusammenzuwirken, mit
umlaufenden Dichtungen 163 versehen, um diesen Verbindungsbereich
gegen ein Eindringen von Feuchte ins Steckerinnere abzudichten.
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An
dem ersten Steckergehäuse 2 ist
weiterhin umlaufend eine Dichtung 28 angebracht. In der
in 7 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist die Dichtung 28 auf das Gehäuse 2 aufgespritzt.
Die Dichtung 28 ist somit unverlierbar an dem ersten Steckergehäuse 2 gesichert,
und die Verbindung zwischen der Dichtung 28 und dem ersten Steckergehäuse 2 ist
stets dicht. Allerdings kann die Dichtung 28 auch ein zu
dem ersten Steckergehäuse 2 separates
Teil sein.
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Das
oben Gesagte gilt ebenso für
die Dichtungen 163, die der gezeigten Ausführungsform
an dem ersten Steckergehäuse
ebenfalls angespritzt sind.
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In 8 ist
der zweite Stecker 17 gemäß der zweiten Ausführungsform
in teilweise explodierter Darstellung gezeigt. Diejenigen Elemente,
die denen gemäß der ersten
Ausführungsform
entsprechen, werden im Folgenden nicht nochmals gesondert erwähnt.
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Erfindungsgemäß weist
der zweite Stecker 17 in der zweiten Ausführungsform
stiftartige Vorsprünge 33, 34 auf,
die einstückig
an dem Steckergehäuse 25 ausgeformt
sind. Die stiftartigen Vorsprünge 33, 34 sind
so ausgebildet, dass sie mit den Führungsschienen 14, 15 der
Schiebevorrichtung 704 des ersten Steckers in Eingriff
gebracht werden können
und somit Eingriffsmittel für
die als Spannvorrichtung dienende Schiebevorrichtung 704 darstellen.
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Zum
Abdichten der Öffnungen 72, 73 mit
Hilfe der Dichtungen 163 sind an dem zweiten Steckergehäuse 25 weiterhin
Dichtvorsprünge 198 angeformt,
die mit den Dichtungen 163 eine dichtende Verbindung eingehen
können.
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Ein
elastischer Federarm 152 mit einer Haltevorrichtung 131 dient
wie mit Bezug auf 10 noch deutlich wird, einer
Befestigung des zweiten Steckers 17 in der Öffnung der
Trennwand 37. Eine Verriegelungsvorrichtung 102 erlaubt
ein Blockieren dieses elastischen Federarms 152 zum Verriegeln des
zweiten Steckers 17 in der Trennwand, indem ein Nach-Innen-Biegen
des Federarms 152 im verriegelten Zustand verhindert wird.
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Dabei
weist die Verriegelungsvorrichtung 102 gemäß dieser
zweiten Ausführungsform,
wie mit Bezug auf die 15 und 16 noch
deutlicher wird, Lagervorsprünge 206 auf,
die in entsprechenden Lagerausnehmungen 208 an dem zweiten
Steckergehäuse 25 gehalten
werden. Dadurch kann die Verriegelungsvorrichtung 102 zwischen
einer verriegelten und einer unverriegelten Stellung um eine Drehachse 202 bewegt
werden. In der unverriegelten Stellung ist dabei die Verriegelungsvorrichtung 102 in der
Rastausnehmung 210, in der verriegelten Stellung in der
Rastausnehmung 212 gesichert.
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9 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht den steckbereiten ersten Stecker 1.
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In 10 ist
der steckbereite zweite Stecker 17 gezeigt, wobei die Verriegelungsvorrichtung 102 sich
in der verriegelten Stellung befindet, so dass der zweite Stecker 17 in
der Trennwand 37 sicher gehalten ist. In dieser Stellung
ist außerdem
die Kante 204 der Verriegelungsvorrichtung 102 mit
dem Steckergehäuse 25 so
in Anlage, dass die Stiftwanne freigegeben und damit ein Zusammenstecken
der beiden Stecker möglich
ist.
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11 zeigt
eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Steckverbindung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
im endgültig
montierten und zusammengesteckten Zustand. Erfindungsgemäß sorgen
dabei die Dichtvorrichtungen 28 und 163 für eine vollständige Abdichtung
der innenliegenden elektrischen Verbindungen gegenüber einem
Eindringen von Feuchtigkeit. Die beiden Stecker 1 und 17 sind
fest mit der Trennwand 37 verspannt.
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Mit
Bezug auf die 12 und 13 soll
im Folgenden die Montage des zweiten Steckers 17 in der
Trennwand 37 gemäß der zweiten
Ausführungsform
näher erläutert werden.
Dabei befindet sich, wie in der teilweise geöffneten Darstellung der 12 erkennbar,
die Verriegelungsvorrichtung 102 in der unverriegelten
Stellung. Zur Montage wird der zweite Stecker 17 schräg in die Öffnung der
Trennwand 37 eingehängt,
wobei der vorgesehene freie Abstand 134 gewährleistet,
dass das erforderliche Verkippen um den Winkel α möglich ist.
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Nach
dem Einhängen
wird der zweite Stecker 17 um die untere Kante herum in
Richtung 112 geschwenkt, so dass auch der Vorsprung 131 den zweiten
Stecker 17 in der Trennwand 37 hält. Nun kann
die Verriegelungsvorrichtung 102 in Richtung 113 gekippt
werden, so dass einerseits ein Nach-Innen-Drücken des Rasthakens 131 verhindert
wird, und zum anderen die in den 15 und 16 noch deutlicher
erkennbaren Vorsprünge 214, 216 mit
der Trennwand 37 zusammenwirken, um den zweiten Stecker 17 in
der Öffnung
der Trennwand 37 zu halten.
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In
der gezeigten Ausführungsform
ist der Stecker 17 auch in der in 13 gezeigten
vormontierten Stellung immer noch um den Abstand 137 quer
zur Zusammensteckrich tung verschieblich. Die Stiftwanne 128 ist
in der in 13 gezeigten Position der Verriegelungsvorrichtung 102 freigegeben,
so dass ein Zusammenstecken nunmehr erfolgen kann.
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In
perspektivischer Darstellung ist der Montageschritt, der in 12 gezeigt
ist, nochmals in 14 dargestellt. Dabei wird deutlich,
dass die Verriegelungsvorrichtung 102, die in dieser Zeichnung
in der unverriegelten Stellung verrastet ist, mit ihrer Kante 204 die
Stiftwanne 128 blockiert. Es kann auf diese Weise sichergestellt
werden, dass der zweite Stecker 17 nur im vollständig verriegelten
Zustand mit dem ersten Stecker 1 zusammengesteckt werden kann.
Auf diese Weise können
Montagefehler rechtzeitig erkannt und behoben werden.
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Zwei
Detailansichten des zweiten Steckers zur genaueren Erläuterung
der Funktionsweise der Verriegelungsvorrichtung 102 sind
in den 15 und 16 gezeigt. 15 zeigt
dabei den unverriegelten Zustand, bei dem die Verriegelungsvorrichtung 102 so
in der Rastausnehmung 210 verrastet ist, dass die Stiftwanne 128 für ein Zusammenstecken der
beiden Stecker blockiert ist. Wie in der Zusammenschau mit der 8 deutlich
wird, ist die Verriegelungsvorrichtung mittels der Lagervorsprünge 206 so
in den Lagerausnehmungen 208 gehalten, dass sie in Richtung 113 schwenkbar
ist. In der in 16 gezeigten verriegelten Stellung
ist zum einen die Bewegung des Rasthakens 131 blockiert,
und zusätzlich
sichern die durch das zweite Steckergehäuse hindurchtauchenden Vorsprünge 214, 216 direkt
den zweiten Stecker 17 in der Trennwand 37.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Steckverbindung
kann erreicht werden, dass zum einen die Dichtigkeit durch den Kabelzug
nicht beeinflusst wird, und dass zum anderen aufgrund der Axialdichtung am
Buchsenstecker eine optimale Dichtfunktion zu einer Trennwand, beispielsweise
einem Karosserieblech, gewährleistet
ist. Die Stiftwanne ist gegenüber
Tropfwasser geschützt
und sowohl die Montage wie auch die Demontage sind einfach und übersichtlich.
Das Schließen
der Kupplung bewirkt neben der elektrischen Kontaktierung auch eine
definierte Dichtigkeitspressung zwischen Stecker und Trennwand. Schließlich kann
durch eine tiefe Wanne sowie einen hohen Schutzsteg die Kojiri-Sicherheit
gewährleistet werden.