DE102006014086A1

DE102006014086A1 - Elektrisches Steckverbindungssystem

Info

Publication number: DE102006014086A1
Application number: DE102006014086A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ferkonja
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-09-27
Also published as: WO2007110139A1; EP1999822B1; US7572137B2; US20090075504A1; EP1999822A1

Abstract

Bei einem elektrischen Steckverbindungssystem mit ersten elektrischen Steckverbindungselementen und einem dazu komplementären zweiten elektrischen Steckverbindungselement, mit einem zugehörigen ersten und einem zweiten Gehäuse und mit einer der Anzahl der Adern entsprechenden Anzahl von Kontaktelementen in dem einen Gehäuse und einer entsprechenden Anzahl von Gegenkontaktelementen im anderen Gehäuse, mit einer durch Relativbewegung der beide Gehäuse herstellbaren bzw. wieder lösbaren elektrischen Steckverbindung zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen und mit einer zwischen den beiden Gehäusen herstellbaren und wieder lösbaren Rastverbindung, ist erfindungsgemäß ein zweistufiger Wirkmechanismus vorgesehen, bei dem während der Relativbewegung der beiden Gehäuse in einer ersten Stufe eine Verrastung der beiden Gehäuse im Wesentlichen ohne Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen erfolgt und bei dem während des Übergangs in eine Endstellung als zweiter Stufe die eigentliche Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen mit stellungsabhängiger Zunahme der Kontaktkraft erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steckverbindungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Steckverbindungssystem ist aus der DE 199 48 037 B4 bekannt. Die Besonderheit dieses Systems auf der mechanischen Seite ist die durch Relativbewegung der beiden Gehäuse herstellbare bzw. wieder lösbare elektrische Steckverbindung zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen sowie die zwischen den beiden Gehäusen herstellbare und wieder lösbare Rastverbindung. Elektrisch soll die Kontaktierung im Wesentlichen durch eine Relativbewegung nach dem im Wesentlichen vollständigen Zusammenführen der beiden Gehäuse erfolgen. Dabei kann es sich um eine Verschwenkung, eine Verdrehung, eine Kippung oder eine Kombination dieser Bewegungen handeln.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Steckverbindungselement und -system derart weiterzubilden, dass eine einfache und kostengünstige Möglichkeit einer funktionssicheren elektrische Kontaktierung ohne Ausführen einer Zusatzbewegung zwischen den beiden Gehäusen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die Relativbewegung der beiden Gehäuse kontrolliert in Form einer zweistufigen Verrastung vorzunehmen und die Kontaktierung im Wesentlichen im Bewegungsbereich der beiden Gehäuse zwischen der ersten und der zweiten Raststellung vorzunehmen. Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Stecksystems besteht in der stellungsabhängigen Zunahme der Kontaktkraft. Darunter ist die Tatsache zu verstehen, dass die Kontaktkraft zu Beginn des angesprochenen Bewegungsbereichs geringer als am Ende ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eines der beiden Gehäuse aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilgehäusen besteht. Dies bietet großen konstruktiven Spielraum, da die beiden prägenden Funktionen, nämlich die Verrastung und die Kontaktierung jeweils von einem Teilgehäuse wahrgenommen werden können und das jeweilige Teilgehäuse an diese Funktion optimal angepasst werden kann. Um zu gewährleisten, dass der Kontaktierungsvorgang zuverlässig vorgenommen wird, kann eine Relativbewegung der beiden Teilgehäuse erst während des Übergangs von der ersten zur zweiten Stufe ermöglicht sein. Erst während der Relativbewegung der beiden Teilgehäuse kann die veränderliche Kontaktkraft zwischen den zugehörigen Kontaktelementen quer zur Bewegungsrichtung der beiden Gehäuseteile ausgelöst werden.
Die Kontaktkraft kann dabei sprunghaft oder im Wesentlichen kontinuierlich aufgebracht werden. In letzterem Fall kann hierfür eine Rampe in dem einen Gehäuse ausgebildet sein, über die ein Druckteil im anderen Gehäuse bewegbar ist. Durch das Zusammenspiel von Rampe und Druckteil kann auf besonders einfache Weise eine stellungsabhängige Zunahme der Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen hervorgerufen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in 1 und 2 mit jeweils den Teilen a und b ein erfindungsgemäßes Steckverbindungssystem in zwei charakteristischen Positionen.
Das Steckverbindungssystem von 1 umfasst längs ihrer Mittellinie gespiegelt angeordnet jeweils zwei elektrische Kontakte mit jeweils zwei Steckverbindungselementen 1 und 2, die miteinander zusammengefügt sind. Der zugehörige Kontakt ist vereinfacht gezeigt. Er besteht aus den beiden Kontaktteilen 3 und 4, die in jeweils einem der Steckverbindungselemente 1 und 2 zugeordnet ist. Die Kontaktteile 3 und 4 gleiten beim Zusammenfügen der Steckverbindungselemente 1 und 2 aufeinander und liegen in ihrer Wirkstellung aufeinander. Sie stellen eine elektrische Verbindung zu nicht dargestellten elektrischen Komponenten her. Die Steckverbindungselemente 1 und 2 besitzen Gehäuse 5 und 6, die komplementär zueinander ausgebildet sind und die ineinander verschoben bzw. auseinander gezogen werden können.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass beim Zusammenfügen der Steckverbindungselemente 1 und 2 eine veränderliche Kontaktkraft zwischen den zugehörigen Kontaktelementen 3 und 4 quer zur Bewegungsrichtung der beiden Gehäuseteile auslösbar ist. Dies geschieht mittels einer Rampe 7 und durch ein über die Rampe bewegbares elastisches Druckteil 8, durch die eine stellungsabhängige Zunahme der Kontaktkraft zwischen den Kontaktteilen 3 und 4 hervorgerufen wird.
Die Rampenfunktion ergibt sich durch eine Schräge 9 an einem Betätigungsteil 10, das Teil des Gehäuses 6 ist in Verbindung mit der Form des Druckteils 8. Das Betätigungsteil 10 ist innerhalb des Gehäuses 6 relativ zu diesem verschiebbar. Ferner ist ein nicht im Einzelnen gezeigter zweistufiger Verriegelungsmechanismus gezeigt, dessen konstruktive Auswirkung für die erste Stufe in 1a gezeigt ist. Dabei liegen die beiden Kontaktelemente 3 und 4 bereits aufeinander. Der Kontaktdruck ist gering bzw. nicht vorhanden. Das Gehäuse 5 und das Gehäuse 6 befinden sich bereits in ihrer Endposition. Das Betätigungsteil 10 ist solange nicht gegenüber dem Gehäuse bewegbar, solange die erste Raststellung nicht erreicht ist.
Nunmehr kann ausgehend von der in 1a dargestellten Ausgangslage das Betätigungsteil 10 innerhalb des Gehäuses 6 bis zu der Endlage von 1b verschoben werden. In dieser wird eine nicht dargestellte Verrastung zwischen dem Betätigungsteil 10 und dem Gehäuse 5 wirksam.
Während der Bewegung des Betätigungsteils 10 gleitet das Druckteil 8 über die Schräge 9 auf das Betätigungsteil 10 und wirkt mit zunehmendem Druck auf die beiden Kontaktteile 3 und 4. Das Kontaktteil 3 ist in Querrichtung fixiert. Es kann daher nicht ausweichen mit der Folge einer zunehmenden Kontaktkraft zwischen den beiden Kontaktteilen 3 und 4.
Wird die Verrastung zwischen dem Betätigungsteil 10 und dem Gehäuse 5 gelöst, lässt sich der beschriebene Vorgang umkehren. Bis hin zur ersten Raststellung von 1a lässt sich das Betätigungsteil 10 innerhalb des Gehäuses 6 zurückziehen. Der Kontaktdruck zwischen den beiden Kontaktteilen 3 und 4 wird immer geringer. Wird anschließend die Verriegelung zwischen den Gehäusen 5 und 6 gelöst, lassen sich die beiden Kontaktteile 3 und 4 wieder auseinander ziehen.
Beim Ausführungsbeispiel von 2 sind Teile gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen. Im Unterschied zu 1 ist das Betätigungsteil 10' einteilig und wirkt mit seiner Oberseite 10'' und seiner Unterseite 10''' jeweils auf einen der beiden Kontakte mit den Kontaktteilen 3/4. Das Druckteil besteht aus zwei Teilen 8' und 8'', um die Druckverteilung und den Druckanstieg beim Einschieben des Betätigungsteils 10' in seine Endlage (2b) zu vergleichmäßigen.
Natürlich kann die Erfindung auch auf Verbindungselemente mit einer Vielzahl von Kontaktstellen angewendet werden. Vorliegend sind in 1 und 2 zur besseren Übersichtlichkeit jeweils nur zwei elektrische Verbindungen dargestellt. Im Übrigen liegt die Ausgestaltung der Gehäuse im Gestaltungsbereich eines Konstrukteurs und kann vom Anwendungsfall bestimmt werden.

Claims

Elektrisches Steckverbindungssystem mit ersten elektrischen Steckverbindungselementen und einem dazu komplementären zweiten elektrischen Steckverbindungselement, mit einem zugehörigen ersten und einem zweiten Gehäuse, und mit einer der Anzahl der Adern entsprechenden Anzahl von Kontaktelementen in dem einen Gehäuse und einer entsprechenden Anzahl von Gegenkontaktelementen im anderen Gehäuse, mit einer durch Relativbewegung der beiden Gehäuse herstellbaren bzw. wieder lösbaren elektrischen Steckverbindung zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen, und mit einer zwischen den beiden Gehäusen herstellbaren und wieder lösbaren Rastverbindung, gekennzeichnet durch einen zweistufige Wirkmechanismus, bei der während der Relativbewegung der beiden Gehäuse in einer ersten Stufe eine Verrastung der beiden Gehäuse im Wesentlichen ohne Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen erfolgt und bei der während des Übergangs in eine Endstellung als zweiter Stufe die eigentliche Kontaktgabe zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen mit stellungsabhängiger Zunahme der Kontaktkraft erfolgt.
Elektrisches Steckverbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Gehäuse aus zwei relativ zueinander bewegbaren Teilgehäusen besteht, dass eine Relativbewegung der beiden Teilgehäuse erst während des Übergangs von der ersten zur zweiten Stufe möglich ist, und dass während der Relativbewegung der beiden Teilgehäuse eine veränderliche Kontaktkraft zwischen den zugehörigen Kontaktelementen quer zur Bewegungsrichtung der beiden Gehäuseteile auslösbar ist.
Elektrisches Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rampe, die in dem einen Gehäuse ausgebildet ist, und durch ein über die Rampe bewegbares Druckteil im anderen Gehäuse, das eine stellungsabhängige Zunahme der Kontaktkraft zwischen den Kontaktelementen und ihren jeweiligen Gegenkontaktelementen hervorruft.