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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung, bestehend aus zumindest
einem einen Stecksockel aufweisenden Stecker und einem damit in
Verbindung bringbaren Kuppler, der zumindest einen Kontaktträger mit
einem Schutzkragen aufweist, gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Steckverbindungen,
die einen Stecker sowie einen Kuppler (auch Kupplung, Buchse oder
Dose genannt) aufweisen, sind grundsätzlich bekannt. Stecker und
Kuppler werden zusammengesteckt, um die in dem Stecker und dem Kuppler
befindlichen Kontaktpartner in Wirkverbindung zu bringen und um eine
elektrische Verbindung herzustellen. Insbesondere bei der Anwendung
solcher Steckverbindungen in der Automobiltechnik reicht es nicht
aus, Stecker und Kuppler nur zusammenzustecken. Auf Grund der Beanspruchungen
der Steckverbindungen im Betrieb im Fahrzeug sowie bei der Montage
ist es erforderlich, eine dauerhafte, aber ggf. lösbare Verbindung zwischen
Stecker und Kuppler herzustellen und gleichzeitig bei der Montage,
d. h. dem Zusammenstecken von Stecker und Kuppler, sicherzustellen, dass
sich Stecker und Kuppler auch in ihrer gewünschten Soll-Position (vollständige Zusammensteckung)
zueinander befinden. Hierzu ist es schon bekannt geworden, dass
der Kuppler aus einem Kontaktträger
zur Aufnahme der Kontaktpartner, die am Ende eines Kabels angeordnet
sind, ausgebildet ist, mit einem Schutzkragen (auch Gehäuse genannt) versehen
wird, wobei danach der fertig montierte und bestückte Kuppler mit dem Stecker
zusammengebracht wird, wobei diese korrespondierende Rastmittel
aufweisen, die nach dem Zusammenstecken den Stecker und den Kuppler
wirksam und dauerhaft miteinander in Verbindung halten. Dieser Aufbau
erfüllt zwar grundsätzlich die
Anforderungen, hat aber Nachteile bei der Montage. Im Regelfall
erfolgt die Konfektionierung des Kupplers in einem anderen Betrieb
als die Montage des Kupplers mit dem Stecker. Daher muss sichergestellt
werden, dass der Konfektionierer, der den Kuppler herstellt, mit
den Kontaktpartnern sowie dem Kabel versieht, in diesem Betrieb zuverlässig hergestellt
werden kann, wohingegen die Montage des Kupplers mit dem Stecker
in einem anderen Betrieb (im Regelfall der Fahrzeughersteller) ebenso
zuverlässig
erfolgen soll.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Steckverbindung,
bestehend aus einem Stecker und einem damit in Wirkverbindung bringbaren
Kuppler bereitzustellen, die die eingangs geschilderten Anforderungen
erfüllt.
Insbesondere soll diese Steckverbindung einfach konfektionierbar und
nach der Konfektionierung einfach, schnell und zuverlässig montierbar
sein.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass der Schutzkragen und der Kontaktträger des Kupplers sowie ein
Stecksockel des Steckers derart in Wirkverbindung miteinander bringbare
Rastmittel aufweisen, die bewirken, dass zunächst der Schutzkragen mit dem
Kontaktträger
in eine Vorverraststellung gebracht wird, wobei danach der Kontaktträger mit
dem Stecksockel zusammengesteckt wird und nach vollständiger Steckung
der Schutzkragen in Richtung Stecksockel verschoben wird und dort
in einer Endstellung verrastet wird. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass
bei dem Hersteller und Konfektionierer der Steckverbindung der Kontaktträger, aufweisend
Kontaktkammern für
Kontaktpartner, hergestellt und mit den Kontaktpartnern bestückt werden
kann. Anschließend
erfolgt das Aufstecken (insbesondere Aufschieben) des Schutzkragens
(Gehäuse)
auf den Kontaktträger,
wobei dieser in einer Vorverraststellung an dem Kontaktträger zur
Anlage kommt. Alternativ wird der Schutzkragen in Vorraststellung
auf den Kontaktträger
bestückt
und erst danach werden bei einem anderen Unternehmen (dem sogenannten Konfektionär) die Kontaktpartner
(„Kontaktteile") bestückt. Dabei
sind die diese Vorverraststellung bewirkenden Rastmittel derart
gestaltet, dass der Schutzkragen an dem Kontaktträger in einer
Vorverraststellung verbleibt, allerdings erst dann in seine Endverraststellung
verschoben werden kann, wenn der Kontaktträger vollständig mit dem Stecksockel des
Steckers zusammengesteckt worden ist. Dadurch ist der Vorteil gegeben,
dass der Kuppler mit seinem Kontaktträger und Schutzkragen in einem
anderen Betrieb hergestellt und konfektioniert werden kann, und die
weitere Montage in einem anderen Betrieb möglich ist. Außerdem ist
der Vorteil gegeben, dass der Schutzkragen verliersicher an dem
Kontaktträger
angeordnet ist. Weiterhin ist der Vorteil gegeben, dass der Stecker
unabhängig
von dem Kuppler hergestellt und ebenfalls konfektioniert werden
kann. Nach dieser Konfektionierung können dann Stecker und Kuppler
in einem anderen Betrieb, insbesondere bei einem Fahrzeughersteller,
montiert und zusammengesteckt werden, wobei die erfindungsgemäßen Rastmittel
weiterhin den Vorteil aufweisen, dass sie so gestaltet sind, dass
der Schutzkragen erst dann aus seiner Vorverraststellung in eine
Endverraststellung an dem Stecker bringbar ist, wenn der Kontaktträger vollständig mit
dem Stecker zusammengesteckt worden ist. Außerdem sind weitere Rastmittel vorhanden,
die bewirken, dass der Schutzkragen rastend an dem Stecker festgelegt
wird, nachdem auch der Schutzkragen in seine Endverraststellung gebracht
worden ist. Dieses ist, wie schon gesagt, erst dann möglich, wenn
Kontaktträger
und Stecker in ihrer Soll-Position zusammengesteckt worden sind.
Dieses ist deshalb wichtig, damit die Kontaktierung der Kontaktpartner
in dem Stecker und in dem Kuppler wirksam werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der rastenden Verbindung zwischen Schutzkragen
und Kontaktträger
ist darin zu sehen, dass durch das Verbringen des Schutzkragens
von seiner Vorverraststellung an dem Kontaktträger in eine Endverraststellung
auch entsprechend gestaltete Kontaktpartner betätigbar sind. Dieses ist insbesondere
dann wichtig, wenn eine so genannte Null-Kraft-Steckverbindung erzielt
werden soll. Dieses bedeutet, dass die Kontaktpartner nahezu kraftlos über den
Kontaktpartner des Steckers bringbar sind und die erforderliche
Kontaktkraft auf die Kontaktpartner erst nach Betätigung des
Schutzkragens von seiner Vorverraststellung in seine Endverraststellung
manuell von außen
aufgebracht wird. Dieses erleichtert insbesondere das Zusammenstecken
von Stecker und Kuppler, so dass die Montagefreundlichkeit auf Grund
geringerer aufzubringender Kräfte
verbessert ist. Es können
auf diese Wiese auch höhere
Kontaktnormalkräfte
als bei herkömmlichen
Steckverbindern erreicht werden.
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Ein
beispielhafter Aufbau der erfindungsgemäßen Steckverbindung, sowie
eine daraus resultierende Montageabfolge, sind im Folgenden beschrieben
und anhand der Figuren erläutert.
An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass sowohl der gezeigte
und beschriebene Aufbau sowie die beschriebene Montageabfolge nur
beispielhaft ist und variiert werden kann, ohne dass der Erfindungsgedanke
verlassen wird.
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Die 1 bis 7 zeigen,
soweit im Einzelnen dargestellt, eine mit 1 bezeichnete
Steckverbindung, deren Bauteile sowie das Zusammenwirken dieser
Bauteile bei der Montage. Im Wesentlichen besteht die Steckverbindung 1 aus
einem Kuppler, aufweisend einen Schutzkragen 2 (Gehäuse) sowie einen
Kontaktträger 3,
und einem Stecker, aufweisend zumindest einen Stecksockel 4.
Der Stecksockel 4 ist mit seinen Details in 2 gezeigt,
wobei erkennbar ist, dass der Stecksockel 4 als Stecker
mit Kontaktstiften 5 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform
hat der Stecksockel 4 eine Grundplatte 5 (Anschlagfläche) und
einen davon ausgehenden, beispielsweise in etwa quadratischen Kragen 7,
wobei zumindest eine erste Rastnase 8 und zumindest eine
weitere Rastnase 9 an dem Stecksockel 4 angeordnet
sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind zwei Rastnasen 8 in etwa am oberen Rand des Kragen 7 und
in Betätigungsrichtung
etwas darunter sich gegenüberliegende
Rastnasen 9 ebenfalls an dem Kragen 7 angeordnet.
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3 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform
des Schutzkragens 2, der als erste Rastmittel einen Rasthaken 10 sowie
als weitere Rastmittel einen weiteren Rasthaken bzw. eine Ausnehmung 11 aufweist.
Auch bei dem Schutzkragen 2 ist, wie schon bei dem Stecksockel 4,
die Anordnung der Rastmittel gegenüberliegend und symmetrisch,
so dass diese Rastmittel des Schutzkragens 2 mit den Rastnasen 8, 9 des
Stecksockels 4 korrespondieren können.
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4 zeigt
den Kontaktträger
in seinem beispielhaften Aufbau, wobei Kontaktkammern zur Aufnahme
von Kontaktpartner (als Gegenstück
zum Kontaktstift 5) sowie ein Kabel vorhanden sind, aber nicht
dargestellt sind. Der Kontaktträger 3 weist
nach außen
weisende Rastmittel auf, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Rastlasche 12 und
eine daran angeordnete Rastnase 13 sind, wobei die Rastnase 13 von
dem oberen Teil der Rastlasche 12 absteht und die Rastlasche 12 ihrerseits eine
Ausnehmung 14 aufweist. Auch diese Rastmittel 12 bis 14 sind
an sich gegenüberliegenden
Seiten des Kontaktträgers 3 und
damit symmetrisch angeordnet. Außerdem ist in 4 schon
der erste Montageschritt gezeigt, dass nämlich Schutzkragen 2 und
Kontaktträger 3 in Verbindung
gebracht worden sind, so dass eine Vorverraststellung zwischen Schutzkragen 2 und
Kontaktträger 3 gegeben
ist. Diese Vorverraststellung wird dadurch erzielt, dass die Rastnase 13 des
Kontaktträgers 3 mit
dem Rasthaken 10 und der Lasche 12 des Schutzkragens 2 (3)
in Verbindung gebracht wird. Nachdem die Rastnase 13 an
dem Rasthaken 10 und der Lasche 12 festgelegt
worden ist, ist es nicht mehr möglich,
den Kontaktträger 3 aus
dem Schutzkragen 2 zu entnehmen oder auch in seine Endstellung
zu bewegen (insbesondere zu schieben). Dadurch, dass der Kontaktträger 3 in
einer definierten Position innerhalb des Schutzkragens 2 festgelegt
ist, so dass der Schutzkragen 2 solange nicht mehr bewegbar
ist, bis der Kontaktträger 3 vollständig auf
dem Stecksockel 4 (2) aufgesteckt
worden ist.
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Diese
Situation ist in 5 dargestellt, bei der nämlich der
Kontaktträger 3 mit
seiner Stirnseite 15 in Richtung der Grundplatte 6 des
Stecksockels 4 bewegt worden ist (also in Längsrichtung
der Steckverbindung 1), bis die Stirnseite 15 auf
der Grundplatte 6 zur Anlage kommt. Damit ist dadurch eine
definierte Position zwischen dem Kontaktträger 3 und dem Stecksockel 4 gegeben,
wobei auch andere Mittel zur Erzielung dieser Lage zwischen Kontaktträger 3 und
Stecksocke 4 denkbar sind.
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Erst
wenn, wie in 5 gezeigt, der Kontaktträger 3 vollständig auf
den Stecksockel 4 aufgesteckt worden ist, bewirken die
Rastmittel 8, 10, 12 (6),
dass der Schutzkragen 2 aus seiner Vorverraststellung an
dem Kontaktträger 3 heraus
in Richtung seiner Endverraststellung bewegt werden kann. Wenn dieses
erfolgt ist, d. h., wenn der Schutzkragen 2 ebenfalls in
Längsrichtung
in Richtung des Stecksockels 4 verschoben wurde und gegebenenfalls
mit seiner Stirnseite 16 auf der Grundplatte 6 des
Stecksockels 4 zur Anlage kommt, kann die Rastnase 9 des
Stecksockels 4 in die Ausnehmung 11 des Schutzkragens 2 eingreifen
und damit die dauerhafte, aber lösbare
Verbindung zwischen Stecker (Stecksockel 4) und Kuppler
(Schutzkragen 2 mit Kontaktträger 3) bewirken. Während der
Schritt vor der vollständigen
Verrastung zwischen Stecker und Kuppler in 7 dargestellt
ist und dort erkennbar ist, wie die jeweiligen Rastmittel zusammenwirken, so
ist die vollständig
zusammengesteckte und verrastete Steckverbindung 1 in 1 dargestellt.
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Damit
bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine
Steckverbindung 1, bestehend aus Kuppler und Stecker vorzukonfektionieren,
indem der Schutzkragen 2 verliersicher an dem Kontaktträger 3 angeordnet
wird, wobei der Kontaktträger 3 seinerseits
mit Kontaktpartnern und Kabel bestückt ist. Nachdem dieses erfolgt
ist, kann der fertig konfektionierte Stecker (seinerseits ebenfalls
mit Gehäuse,
Kontaktpartnern und Kabel) mit dem vorkonfektionierten Kuppler in
Verbindung gebracht werden, wobei dieses allerdings erst dann möglich ist,
wenn der Kontaktträger 3 sich
in einer bestimmten gewollten Lage (Vorverrastung) zu dem Schutzkragen 2 befindet.
Eine Bestückung
wäre auch
mit einem sich in Endraststellung befindlichen Kupplungsgehäuse möglich, die
Kräfte erhöhen sich
jedoch dadurch. Außerdem
kann die Endverrastung erst dann stattfinden, wenn der Kontaktträger 3 vollständig mit
dem Stecksockel 4 des Steckers zusammengesteckt worden
ist. Außerdem bewirkt
die Verschiebung des Schutzkragens 2 von seiner Vorverraststellung
an dem Kontaktträger 3 in Richtung
seiner Endverraststellung an dem Stecksockel 4 nicht nur
die Verrastung zwischen Stecker und Kuppler, sondern auch die Aufbringung
von auf die Kontaktpartner insbesondere des Kupplers wirkenden Kräfte, damit
beim Zusammenstecken möglichst wenig
Kraft (Null-Kraft) erforderlich ist. Optional anzubringen, ist für die Funktion
der Verrastung nicht notwendig.
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In
besonders vorteilhafter Weise ist in den Figuren dargestellt und
beschrieben, dass der Aufbau von den Elementen der Steckverbindung 1 in
etwa quadratisch bzw. rechteckförmig
und gleichzeitig symmetrisch ist. Daneben ist es denkbar, dass die einzelnen
Bauelemente der Steckverbindung 1 auch anders geformte
Querschnitte (z. B. oval oder rund) aufweisen können. Außerdem ist ein asymmetrischer Aufbau
ebenso denkbar, indem die Rastmittel nur an jeweils einer Seite
bzw. nur an einer Stelle der beteiligten Bauelemente der Steckverbindung 1 angeordnet
sind. Der symmetrische Aufbau, wie in den Figuren gezeigt, hat jedoch
den Vorteil, dass ein Verkanten beim Zusammensetzen der beteiligten
Elemente ausgeschlossen und die Rastwirkung, d. h. die Stabilität erhöht wird.
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Abschließend sei
noch erwähnt,
dass die Rastmittel, die an dem Stecker angeordnet sind, alternativ
auch am Kuppler angeordnet sein können, wobei dann die Rastmittel,
die am Kuppler angeordnet sind, alternativ am Stecker angeordnet
sind. Obwohl die Rastmittel zur Erzielung der Wirkung der Erfindung
recht komplex gestaltet sind, ist es ohne Weiteres möglich, die
Elemente 2 bis 4 der Steckverbindung 1 aus
Kunststoff in einem Spritzgussverfahren schnell und in Serie herzustellen,
wobei auch andere Materialien und Herstellungsverfahren nicht ausgeschlossen
sind.
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- 1
- Steckverbindung
- 2
- Schutzkragen
- 3
- Kontaktträger
- 4
- Stecksockel
- 5
- Kontaktstift
- 6
- Grundplatte
- 7
- Kragen
- 8
- erste
Rastnase (für
Vorverrastung)
- 9
- weitere
Rastnase (für
Endverrastung)
- 10
- Rasthaken
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Rastlasche
- 13
- Rastnase
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Stirnseite
- 16
- Stirnseite