DE102004055297B4

DE102004055297B4 - Steckverbinderanordnung mit Sekundärverriegelung

Info

Publication number: DE102004055297B4
Application number: DE102004055297A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bernhard Pabst; Hans-Otto Geltsch; Olaf Hoernlein; Harald Klein
Original assignee: FCI SA; Framatome Connectors International SAS
Current assignee: Delphi Connection Systems Holding France SAS
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2024-11-17
Also published as: US20080268694A1; KR20070086211A; DE102004055297A1; EP1815561B1; JP2008521163A; ES2388926T3; CN101076925B; EP1815561A1; KR101232524B1; US7766685B2; WO2006053717A1; CN101076925A

Abstract

Steckverbinderanordnung mit
einem Stecker (1), der parallel zur Steckrichtung angeordnete erste Rastarme (2) und eine Sekundärverriegelung (3) aufweist, sowie
einem Gegenstecker mit Schultern, hinter denen Rastnasen (5) an den ersten Rastarmen (2) in gesteckter Endposition verrasten, wobei
die Sekundärverriegelung (3) während des Steckvorgangs durch den Gegenstecker (4) aus einer Vorraststellung gelöst wird, und am Erreichen ihrer Endraststellung durch die ersten Rastarme (2) solange gehindert wird, bis deren Rastnasen (5) hinter den Schultern (6) des Gegensteckers (4) verrasten,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) um sein Steckgesicht eine Schürze (7) aufweist, an deren stirnseitigem Ende Laschen (8) angeformt sind, die in Endraststellung die darin aufgenommenen vorderen Enden von zweiten Rastarmen (9) der Sekundärverriegelung (3) gegen radial nach außen wirkende Kräfte sichern und dass die zweiten Rastarme (9) der Sekundärverriegelung (3) außerhalb der Schürze (7) angeordnet sind und deren Rastnasen (10) durch Öffnungen (11) in der Schürze...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung mit Sekundärverriegelung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Steckverbinderanordnung ist aus der DE 101 51 956 A1 bekannt. Solche Steckverbinderanordnungen werden insbesondere im Automobilbau verwendet.
Werden solche Steckverbinderanordnungen im Motorraum eines Kraftfahrzeugs verwendet, so sind sie dort rauen äußeren Einflüssen ausgesetzt. Dazu gehören große Temperaturunterschiede, Vibrationen, Feuchtigkeit und Schmutz. Dies erfordert konstruktive Maßnahmen, um eine Steckverbindung zuverlässig funktionstüchtig zu erhalten. Dazu gehört zu verhindern, dass der Kontakt sich durch Vibrationen und/oder Temperaturschwankungen lösen kann und das Verhindern von Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in die Steckverbinderanordnung, um eine Korrosion der Kontakte zu verhindern.

Aus der DE 698 18 788 ist eine Steckverbinderanordnung bekannt, bei der ein Stecker auf einen zylinderförmigen Teil unter einen Winkel von 90° zur Zylinderachse aufgesteckt wird. Bei dem zylinderförmigen Teil handelt es sich um eine Einspritzdüse für Dieselmotoren. Der Stecker weist Verriegelungsarme aus gebogenem Stahldraht auf, mit Rastnasen, die hinter Schultern greifen, die auf dem Zylindermantel der Einspritzdüse ausgeformt sind. Die Haltewirkung der Rastarme ist sehr straff, da die aus Stahldraht geformten Rastarme eine hohe Federkraft aufweisen können. Das Lösen der Steckverbindung gestaltet sich relativ einfach, da im kabelanschlussseitigen Teil des Steckers die Stahldrähte zusammengedrückt, d. h. aufeinander zu gedrückt werden, sodass sich durch eine Abstützung der Drahtrastarme in deren mittleren Bereich ein "Wippeneffekt" ergibt, sodass die Rastnasen aus ihrer Verraststellung gelöst werden.

Nachteilig bei dieser Steckverbinderanordnung ist, dass ein nicht vollständiges Verrasten der Rastarme nicht ausgeschlossen werden kann und auch ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung, etwa durch einen ruckartigen Zug am Verbinderkabel möglich ist.

Die DE 199 39 407 C2 beschreibt ein kontaktgeschütztes Steckverbindersystem. Es wird verhindert, dass beim Zusammenstehen Kontaktstifte durch den Gegenstecker verbogen oder sonst wie beschädigt werden können. Eine Sekundärverriegelung blockiert im geschlossenen Zustand eine Primärverriegelung im Gegenstecker. Es sind keine Vorkehrungen getroffen zu verhindern, dass die Sekundärverriegelung vor der Endraststellung der Primärverriegelung in ihre Endstellung gelangen kann.

Aus der DE 100 05 858 A1 ist ein Steckverbinder mit Sekundärverbindung bekannt, bei dem ein Metallriegel die Sekundärverriegelung in einer Vorraststellung arretiert, aus der die Verriegelung erst beim Einstecken des Steckers in einen Gegenstecker gelöst wird. Die Sekundärverriegelung kann jederzeit aus der Endraststellung gelöst werden.

Die DE 102 24 757 B3 zeigt einen Steckverbinder mit während des Steckvorgangs verrastender Sekundärverriegelung. Hier kann die Sekundärverriegelung einfach durch Herausziehen gelöst werden.

Die US 6,435,895 B1 beschreibt einen Verbinder mit Sekundärverriegelung, die nur dann betätigbar ist, wenn die Stecker des Verbinders in zusammengestecktem Zustand verrastet sind.

Aus der DE 101 51 956 A1 ist eine Steckverbinderanordnung bekannt mit einem Stecker, der parallel zur Steckrichtung angeordnete erste Rastarme und eine Sekundärverriegelung aufweist sowie ein Gegenstecker mit Schultern, hinter denen Rastnasen an den ersten Rastarmen in gesteckter Endposition verrasten wobei die Sekundärverriegelung während des Steckvorgangs durch den Gegenstecker aus einer Vorraststellung gelöst wird, und am Erreichen ihrer Endraststellung durch die ersten Rastarme solange gehindert wird, bis deren Rastnasen hinter den Schultern des Gegensteckers verrasten.

Die DE 102 47 815 A1 beschreibt einen wasserdichten Steckverbinder mit einem Gehäuse, in dem Laschen die Rastarme einer Sekundärverriegelung an deren freien Enden vor radialen Kräften schützen.

Eine ähnliche Lasche wie oben beschrieben zeigt auch die EP 1 225 659 A2 , die einen elektrischen Steckverbinder mit Sekundärverriegelung zeigt. Die Lasche dient hier auch dem selben Zweck.

Schließlich zeigt die US 6,077,101 A einen Steckerbinder mit Sekundärverriegelung, die mit Rastvorrichtungen auf Schienen in ihrer Endstellung fixierbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbinderanordnung anzugeben, bei der ein unvollständiges Zusammenstecken ausgeschlossen ist und ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung unmöglich gemacht ist.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

In den Unteransprüchen sind Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus eine Konstruktion zu schaffen, bei der es bei einem unvollständig ausgeführten Steckvorgang unmöglich ist, die Sekundärverrieglung in ihre Endstellung zu bringen und bei der durch das Verharren der Sekunderverriegelung in ihrer Vorraststellung sichtbar ist, dass Stecker und Eigenstecker zusammengesteckt sind.

Die erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung eignet sich insbesondere für die Verkabelung einer im Wesentlichen zylinderförmigen Dieseleinspritzdüse, zu deren Achse der Stecker in einem Winkel von 90° aufgesteckt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckers;
2 eine perspektivische Ansicht einer Einspritzdüse mit einem gegensteckerbereich und einem noch nicht eingesteckten Stecker;
3 bis 12 den Montageablauf in einzelnen Schritten im Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckers der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung. Der Stecker 1 weist ein Gehäuse 23 mit daran einstückig ausgeformten Schürzen 7 und einer Sekundärverriegelung 3 auf. In dem Gehäuse ist ein Kontaktträgerblock 18 gelagert, der in den von den Schürzen 7 Längsmittelachse des Steckers 1 genau in der Ebene der Längsmittelachse gezeichnet ist, wohingegen der Schnitt oberhalb der Längsmittelachse demgegenüber etwas parallel verschoben ist. Damit wird verdeutlicht, dass der Rastarm 9 der Sekundärverriegelung 3 im Querschnitt ein Profil aufweist, das in seiner Mitte dicker ist und die Rastnase 10 aufweist, wohingegen die Seitenflanken des Rastarms 9 dünner ausgeführt sind und am freien Ende des Rastarms 9 Rastnasen 13 ausgeformt sind, die in komplementäre Vertiefungen 14 auf der Außenseite der Schürze 7 am Rand der Öffnung 11 ausgebildet sind.
In 3 sind die einzelnen Teile im Wesentlichen vollständig mit Bezugszeichen versehen. in den folgenden 4 bis 12 sind lediglich solche Bezugszeichen eingetragen, die zur Erläuterung der jeweiligen Montageetappe erforderlich sind.
In der in 3 gezeigten Stellung ist der Stecker 1 noch nicht im Kontakt mit dem Gegenstecker 4. Die Sekundärverriegelung 3 ist über die eben erläuterten Rastnasen 13 bzw. Rastnuten 14 in Vorraststellung gesichert. Sowohl die Rastnase 5 des ersten Rastarms 2 als auch die Rastnase 10 des Rastarms 9 der Sekundärverriegelung 3 ragen in den von der Schürze 7 umgebenen Raum durch Öffnungen 11 in den Schürzen 7 hinein.
Bei der in 4 gezeigten Etappe berühren die Rastnasen 5 gerade den Gegenstecker 4 auf dem Körper der Einspritzdüse 22.
In der in 5 gezeigten Stellung ist der Kontaktträgerblock 18 schon teilweise in die Ausnehmung 20 des Gegensteckers 4 in der Einspritzdüse 22 eingeführt. Die Rastnasen 5 sind durch Gleiten auf den Rampen 12 von der Längsmittelachse des Steckers 1 weg verschoben worden. Die Rastnasen 5 liegen in dieser Etappe genau vor der Öffnung der Lasche 8 und versperren diese für den Zugang der freien Enden der Sekundärverriegelung 3. Die Rastnase 10 des zweiten Rastarms 9 der Sekundärverriegelung 3 berührt in dieser Stellung gerade die Rampe 12, der Rastarm 9 ist jedoch gegenüber seiner Ruhestellung noch nicht ausgelenkt. Somit ist die Sekundärverriegelung 3 über die Rastmittel 13, 14 noch in Vorraststellung arretiert.
In der in 6 gezeigten Etappe ist dies nicht mehr der Fall, d. h. die zweiten Rastarme 9 der Sekundärverriegelung 3 sind durch das Gleiten der Rastnasen 10 auf den Rampen 12 auseinandergezogen, d. h. von der Längsmittelachse des Steckers 1 weggedrückt, sodass die Rastnase 13 des Rastarms 9 aus der Rastnut 14 auf der Außenseite der Schürze 7 herausgehoben ist. Somit stehen Rastnase und Rastnut 13, 14 nicht mehr in Eingriff und die Sekundärverriegelung 3 kann in Steckrichtung verschoben werden. Die Rastnase 5 des ersten Rastarms 2 versperrt weiterhin den Zugang der Lasche 8. Ferner ist der Kontaktträgerblock 18 so weit in die Aufnahme 20 eingedrungen, dass die Stirnkante 21 der Ausnehmung 20 mit dem Dichtring 19 in Kontakt steht und eine Abdichtung des Raums, in dem sich die Kontakte befinden, beginnt.
Die 7 und 8 zeigen nochmals im Einzelnen das Lösen der Sekundärverriegelung 3 aus ihrer Vorraststellung und das Anstoßen der Spitzen der zweiten Rastarme 9 gegen die U-förmig gebogenen Rastnasen 5 der ersten Rastarme 2.
In 9 ist die Rastnase 5 nun hinter die Schulter 6 im Gegenstecker 4 gesprungen, wodurch die Steckverbindung zwischen dem Stecker 1 und dem Gegenstecker 4 verrastet ist. Man erkennt ferner, dass der erste Rastarm 2 aus Stahldraht nunmehr wieder entspannt ist und der Drahtbügel in der Ausnehmung 29 wieder erscheint (was in den Etappen der 5 bis 8 nicht der Fall war). Gleichzeitig ist nun der Zugang zu der Öffnung in der Lasche 8 freigegeben, sodass die aus der Vorraststellung gelösten zweiten Rastarme 9 der Sekun därverriegelung 3 mit ihren Stirnenden in die Lasche 8 eindringen können. Dies ist in den 10 bis 12 gezeigt, wobei 10 das Heruntergleiten der Rastnasen 10 und 13 der zweiten Rastarme 9 an der Oberkante der Schulter 6 zeigt. Im oberen Kantenbereich der Spitzen der zweiten Rastarme 9 sind diese etwas angeschrägt, um das Einführen in die Öffnung der Lasche 8 zu erleichtern.
11 zeigt das weitere Vordringen der zweiten Rastarme 9 in die Öffnung der Lasche 8 und 12 zeigt die zusammengesteckte Steckverbinderanordnung in ihrer Endraststellung. Man erkennt, dass die Rastnase 5 des ersten Rastarms 2 nicht mehr aus ihrer Verrastung hinter der Schulter 6 herausbewegt werden kann, da der Weg von der Längsmittelachse des Steckers 1 radial weg nach außen durch den durch die Lasche 8 gesicherten zweiten Rastarm 9 versperrt ist.
Man erkennt ferner in 12, dass die Mulde 29 nicht mit der Mulde 30 (siehe 1) der Sekundärverriegelung fluchtet, sodass es schwierig ist, mit den Fingern den Drahtbügel der ersten Rastarme 2 herunterzudrücken.
Das Lösen der Steckverbindung beginnt mit dem Abziehen der Sekundärverriegelung 3 aus ihrer Endraststellung in ihrer Vorraststellung. Dann fluchten die Vertiefungen 29 und 30 und der Drahtbügel der ersten Rastarme 2 wird für einen Zugriff mit zwei Fingern zugänglich.
Dann drückt man auf den Drahtbügel, sodass die Rastnasen 5 sich aus ihrer Verrastung hinter der Schulter 6 lösen und über der Rampe 12 stehen. Nun kann ein Abziehen des Steckers 1 vom Gegenstecker 4 erfolgen.
Das vorstehend beschriebene Beispiel einer Ausführung der in den Ansprüchen beanspruchten Erfindung ist nicht einschränkend zu verstehen sondern dient lediglich illustrativen Zwecken. So ist beispielsweise die Form der Rampen 12 nicht zwingend gebogen, wie bei der Zylindermantelfläche einer Einspritzdüse sondern kann andere geeignete Formen, wie beispielsweise die einer gradlinigen Rampe, aufweisen. Bei dem ersten Rastarm muss es sich nicht um einen Drahtbügel handeln, es ist auch denkbar, Kunststoffrastarme zu verwenden. Die Form des Steckergehäuses bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurde aus praktischen Erwägungen so gewählt, da sie Vorteile beim Spritzgießen hat. Jede andere nützliche Form ist denkbar, wobei kundenspezifische Wünsche, die sich aus einer vorgegebenen Form eines Gegensteckers ergeben, ohne Weiteres berücksichtigbar sind.

Claims

Steckverbinderanordnung mit einem Stecker (1), der parallel zur Steckrichtung angeordnete erste Rastarme (2) und eine Sekundärverriegelung (3) aufweist, sowie einem Gegenstecker mit Schultern, hinter denen Rastnasen (5) an den ersten Rastarmen (2) in gesteckter Endposition verrasten, wobei die Sekundärverriegelung (3) während des Steckvorgangs durch den Gegenstecker (4) aus einer Vorraststellung gelöst wird, und am Erreichen ihrer Endraststellung durch die ersten Rastarme (2) solange gehindert wird, bis deren Rastnasen (5) hinter den Schultern (6) des Gegensteckers (4) verrasten, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) um sein Steckgesicht eine Schürze (7) aufweist, an deren stirnseitigem Ende Laschen (8) angeformt sind, die in Endraststellung die darin aufgenommenen vorderen Enden von zweiten Rastarmen (9) der Sekundärverriegelung (3) gegen radial nach außen wirkende Kräfte sichern und dass die zweiten Rastarme (9) der Sekundärverriegelung (3) außerhalb der Schürze (7) angeordnet sind und deren Rastnasen (10) durch Öffnungen (11) in der Schürze (7) in den Bereich vor dem Steckgesicht des Steckers (1) soweit hineinragen, dass sie beim einfügen des Gegensteckers (4) mit diesem in Kontakt treten.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rastarme (2) außerhalb der Schürze (7) angeordnet sind und deren Rastnasen (5) durch Öffnungen (11) in der Schürze (7) in den Bereich vor dem Steckgesicht des Steckers (1) soweit hineinragen, dass sie beim Einfügen des Gegensteckers (4) mit diesem in Kontakt treten.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstecker (4) Rampen (12) aufweist, auf denen die Rastnasen (5) der ersten Rastarme (2) und die Rastnasen (10) der zweiten Rastarme (9) der Sekundärverriegelung (3) während des Steckvorgangs gleiten und von der Mittellängsachse des Steckers (1) weg bewegt werden.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampen (12) mit den Schultern (6) enden, hinter denen die Rastnasen (5) der ersten Rastarme (2) in Endraststellung verrastet sind.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Rastarme (9) der Sekundärverriegelung (3) auf ihrer der Schürze (7) zugewandten Seite Rastmittel (13) zur Verrastung der Sekundärverriegelung (3) in einer Vorraststellung aufweisen, in der diese in komplementäre Rastmittel (14) auf der Außenseite der Schürze (9) eingreifen und dadurch, dass beim einfügen des Gegensteckers (4) dessen Rampen (12) die Rastnasen (10) der zweiten Rastarme (9) soweit von der Längsmittelachse entfernen, dass die in der Vorraststellung ineinander gefügten Rastmittel (13, 14) aus ihrem Eingriff gebracht werden, wodurch die Sekundärverriegelung (3) aus ihrer Vorraststellung gelöst wird.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rastarme (2) vor Erreichen ihrer Endraststellung die zweiten Rastarme (9) blockieren, sodass diese nicht in ihre Endraststellung gelangen können.
Steckverbinderanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rastarme (2) und deren Rastnasen (5) aus gebogenen Drahtbügeln bestehen.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (15) der zweiten Rastarme (9) beim Steckvorgang vor Erreichen der Endraststellung der ersten Rastarme (2) gegen deren Rastnasen (5) stoßen.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (5) der ersten Rastarme (2) als in die Öffnungen (11) der Schürze (7) hineinragende U-förmige Schleifen ausgeformt sind.
Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (7) neben den Bereichen, in denen die ersten und zweiten Rastarme (2, 9) angeordnet sind, sich gegenüberliegende Ausnehmungen (16) aufweist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) ein Gehäuse (17) aus Kunststoff aufweist, an das sich die Schürze (7) einstückig anschließt und in dem ein Kontaktträgerblock (18) gelagert ist, dessen Stirnseite in den von der Schürze (7) umfassten Raum hineinragt, wobei ein Dichtring (19) den Spalt zwischen Kontaktträgerblock (18) und Gehäuse (17) abdichtet.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstecker (4) ein in einem im Wesentlichen zylinderförmigen Körper, dessen Zylinderachse in einem Winkel von 90° zu der Steckerachse orientiert ist, ausgeformter Steckbereich ist, mit einer zum Kontaktträgerblock (18) des Steckers (1) komplementären Aufnahme (20), in der zu den Kontakten des Steckers (1) komplementäre Kontakte angeordnet sind.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkante (21) der Aufnahme (20) plan ist und im gesteckten Zustand auf den Dichtring (19) im Stecker (1) presst.
Steckverbinder nach Anspruch 3 und Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampen (12) durch die Zylindermantelteile zu beiden Seiten der Aufnahme (20) des Gegensteckers (4) gebildet werden.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 und 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Körper zu mehr als drei viertel seines Durchmessers von der Schürze (7) umfangen ist und die Kanten der Ausnehmungen (16) in der Schürze (7) im Wesentlichen der Form des Zylindermantels folgt, um den Steckbereich abzuschließen.
Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegensteckerbereich auf dem Zylinderkörper einer Dieseleinspritzdüse (22) angeordnet ist.