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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischer Steckverbinder
mit zusammenfügbaren Steckverbindergehäuseteilen
und mit einer elektrischen Verbindungsnachweiseinrichtung.
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Die
elektrische Verbindungsnachweiseinrichtung hat dabei die Funktion,
bei korrekt und vollständig zusammengefügten Steckverbindergehäuseteilen
ein elektrisches Signal zu erzeugen, welches die korrekte hergestellte
Steckverbindung anzeigt. Ein derartiger Steckverbinder ist aus der
DE 196 00 542 A1 bekannt.
Hierbei weist ein erstes Steckverbindergehäuseteil einen
Kurzschluss-Kontaktgeber auf, der nach dem Zusammenfügen
der Steckverbinder zwei Verbindungsnachweisanschlüsse in
dem zweiten Steckverbindergehäuseteil elektrisch miteinander verbindet.
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Nachteilig
an dieser bekannten Verbindungsnachweiseinrichtung ist, dass deren
Bauform speziell auf die zu verbindenden Steckverbindergehäuseteile hin
ausgelegt ist, da der Kurzschluss-Kontaktgeber und die Verbindungsnachweisanschlüsse
unmittelbare Bestandteile der Steckverbindergehäuseteile sind.
Daher sind sie für jede spezielle Bauform von Steckverbindergehäuseteilen
neu anzupassen und gegebenenfalls sogar jeweils neu zu konstruieren.
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Ein
weiterer Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, dass die zu verbindenden
Anschlüsse der Steckverbindergehäuseteile und
die Signalisierungsanschlüsse oftmals zu verschiedenen
elektrischen Kreisen gehören. So können die durch
den Steckverbinder miteinander verbundenen Anschlüsse beispielsweise
Hochlastkontakte sein, die hohe Spannungen und/oder Ströme
führen, während die Signale der Verbindungsnachweisanschlüsse
zu einer elektronischen Kontrolleinrichtung führen oder
zur Steuerung eines Relais für den Hochlastkreis vorgesehen
sind. Derartige Anwendungen sind beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik
typisch. Dabei ergibt sich oftmals die Situation, dass die verschiedenartigen
Anschlüsse zu verschiedenen Kabelbäumen gehören,
wodurch die Anschlussleitungen nicht oder nur sehr umständlich
an den Steckverbindergehäuseteilen vormontiert werden können,
bevor diese in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden.
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Es
stellte sich daher die Aufgabe, einen elektrischen Steckverbinder
mit zusammenfügbaren Steckverbindergehäuseteilen
und mit einer elektrischen Verbindungsnachweiseinrichtung zu schaffen, bei
dem die elektrische Anbindung auf möglichst einfach und
kostengünstige Weise erfolgen kann und bei dem die Verbindungsnachweiseinrichtung
möglichst universell verwendbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Verbindungsnachweiseinrichtung wenigstens ein eigenständiges
Gehäuseelement aufweist, welches an einem der Steckverbindergehäuseteile
festlegbar ist.
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Das
Festlegen der Verbindungsnachweiseinrichtung an einem Steckverbindergehäuseteil
kann dabei vorzugsweise durch Verklipsen oder Verrasten erfolgen,
oder alternativ auch durch Einschieben in Nuten oder in eine geeignete
Aufnahme an einem Steckverbindergehäuseteil.
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Hierdurch
ist es auf einfache Weise möglich, die Verbindungsnachweiseinrichtung
und die Steckverbindergehäuseteile unabhängig
voneinander mit elektrischen Anschlüssen zu versehen und
erst an ihrem vorgesehenen Verwendungsort zusammenzubringen.
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Vorteilhaft
ist dabei auch, dass die Verbindungsnachweiseinrichtung derart ausgebildet
sein kann, dass sie zusammen mit verschiedenen Varianten von Steckverbindergehäuseteilen
verwendet werden kann.
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Da
die Verbindungsnachweiseinrichtung nun kein integraler Bestandteil
der Steckverbindergehäuseteile ist, ist es erforderlich
dass die Verbindungsnachweiseinrichtung positionserfassende Elemente aufweist,
die die Positionierung von Steckverbindergehäuseteilen
relativ zueinander erkennt. Diese Positionserfassung kann berührungslos
erfolgen, beispielsweise durch wenigstens einen Reedkontakt, der
die Stellung eines Magneten in oder an den Steckverbindergehäuseteilen
erfasst.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform, erfasst die Verbindungsnachweiseinrichtung
die Position von Verbindungselementen zwischen den Steckverbindergehäuseteilen
auf mechanische Weise. Hierzu sind beispielsweise durch wenigstens
ein Gehäuseelement der Verbindungsnachweiseinrichtung elektrisch
nichtleitende Schaltstößel hindurchgeführt, welche
die Positionierung von beweglichen oder positionierbaren Verbindungselementen
abtasten, welche die Steckverbindergehäuseteile miteinander
verbinden, wobei die Schaltstößel zur Verbindungsnachweiseinrichtung
gehörende elektrische Kontakte öffnen und schließen
können.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Verbindungsnachweiseinrichtung aus
mehreren miteinander verbindbaren Gehäuseelementen besteht,
da hierdurch eine besonders einfache Montage der Verbindungsnachweiseinrichtung
ermöglicht wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden
Figurenbeschreibung, welche ein anhand der Zeichnung dargestelltes
Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 einen
vollständig montierten Steckverbinder,
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2 einen
Steckverbinder mit unverbundenen Gehäuseelementen der Verbindungsnachweiseinrichtung,
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3 ein
erstes Gehäuseelement,
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4 ein
zweites Gehäuseelement,
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5 miteinander
verbundene Gehäuseelemente,
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6 das
erste und das zweite Gehäuseelement in einer Explosionsansicht,
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7 die
unverbundenen Steckverbindergehäuseteile,
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8 bis 10 die
an den Steckverbindergehäuseteilen montierten Gehäuseelemente
in teilweisen Schnittansichten.
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In
der 1 ist ein elektrischer Steckverbinder dargestellt,
wie er insbesondere in Kraftfahrzeugen vorteilhaft verwendet werden
kann. Der Steckverbinder besteht aus zwei miteinander verbundenen Steckverbindergehäuseteilen
(1, 2), welche, hier nicht dargestellte, Kontaktelemente
aufweisen, die insbesondere für hohe Spannungen und/oder
hohe Lastströme ausgelegt sein können. Am ersten Steckverbindergehäuseteil
(1) sind Durchführungen (11) erkennbar,
durch die nicht dargestellte Anschlussleitungen mit den Kontaktelementen
verbunden sein können. Diese elektrischen Verbindungen
können beispielsweise als Crimp-, Schraub- oder Steckverbindungen
ausgeführt sein. Das erste Steckverbindergehäuseteil
(1) ist mit einem zweiten Steckverbindergehäuseteil
(2) verbunden, welches hier nur abschnittsweise durch eine
ebene Fläche angedeutet ist. Die beiden Steckverbindergehäuseteile
(1, 2) sind nach dem Zusammenfügen mittels
einer Rastverbindung aneinander befestigbar, wobei die Rastverbindung
innerhalb eines Gehäuseabschnitts (12) des ersten
Steckverbindergehäuseteils hergestellt ist und durch einen
Sekundärriegel (13) sicherbar ist.
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Der
Verbindungszustand der beiden Steckverbindergehäuseteile
(1, 2) kann durch eine Verbindungsnachweiseinrichtung
(3) detektiert werden. Hierzu erfasst die Verbindungsnachweiseinrichtung (3)
die Positionierung von Verbindungselementen der Rastverbindung innerhalb
des Gehäuseabschnitts (12). Die Erfassung kann
prinzipiell berührungslos erfolgen, in dem zum Beispiel
die Verbindungsnachweiseinrichtung (3) einen Reed-Kontakt
aufweist, der mit einem an einem Verbindungselement der Rastverbindung
angeordnetem Magneten zusammenwirkt.
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In
dem in der Zeichnung dargestelltem Ausführungsbeispiel
erfolgt die Detektion über Schaltstößel
(6, 7), erkennbar in den 7 und 8,
die die Stellung wenigstens eines beweglichen oder positionierbaren
Verbindungselements (10, 29) abfragen und die
dadurch Schaltkontakte innerhalb der Verbindungsnachweiseinrichtung
(3) öffnen oder schließen. Die Verbindungsnachweiseinrichtung
(3) ist über Rastarme (16, 17)
mit dem Steckverbindergehäuseteil (1) verklipst
und sitzt dadurch praktisch wie ein Rucksack auf dem Gehäuseabschnitt
(12) des Steckverbindergehäuseteils (1)
auf.
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Die 2 zeigt,
dass die Verbindungsnachweiseinrichtung (3) durch zwei
Gehäuseelemente (4, 5) ausgebildet ist.
Die beiden Gehäuseelemente (4, 5) sind
in den 3 bis 6 einzeln, im verbundenen Zustand
sowie in einer Explosionsansicht dargestellt.
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Die 3 zeigt
das erste Gehäuseelement (4). In einem nach einer
Seite offenen Gehäuse (14) ist an einer inneren
Wandfläche eine Kontaktbrücke (22) angeordnet.
Durch die gleiche Wand des Gehäuses (14) sind
zwei Schaltstößel (6, 7) hindurchgeführt.
Die Kontaktbrücke (22) besteht aus zwei miteinander
verbundenen und vorzugsweise einstückig ausgebildeten,
metallenen Kontaktstreifen (25, 26), die von den
Schaltstößeln (6, 7) in Richtung
zur Gehäusemitte verschoben werden können.
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An
die Außenflächen des Gehäuses (14),
im folgenden auch als erstes Gehäuse bezeichnet, sind ein
erstes Paar Rastarmen (16), angeformt, deren freie Endabschnitte
(20) jeweils hakenförmig ausgebildet sind. Des
weiteren weist das erste Gehäuse (14) zwei Rastösen
(18) auf, die mit Rastnasen (19) an einem zweiten
Gehäuse (15), das zum zweiten Gehäuseelement
(5) gehört und in der 4 dargestellt
ist, verrastbar sind. An das zweite Gehäuse (15) ist
ebenfalls ein Paar Rastarme (17) angeformt. Etwa in der
Mitte der Gehäusekammer des zweiten Gehäuses (15)
befindet sich ein Haltersteg (27), der zwei eingesetzte
Steckhülsen (23, 24) oder sonstige Kontaktelemente,
an denen Anschlussleitungen befestigt werden können, aufweist.
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Die 5 zeigt
die miteinander verrasteten Gehäuseelemente (4, 5)
der Verbindungsnachweiseinrichtung (3). Besonders deutlich
sind hier am ersten Gehäuseelement (4) die äußeren
Abschnitte der Schaltstößel (6, 7) erkennbar,
sowie am zweiten Gehäuseelement (5) angeformte
Leitungsdurchführungen (21), über die
nicht dargestellte elektrische Anschlussleitungen zu den Steckhülsen
(23, 24) geführt werden können.
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Der
innere Aufbau der Gehäuseelemente (4, 5)
wird durch die Explosionsdarstellung in der 6 weiter
verdeutlicht. So ist die Form der Kontaktbrücke (22)
hier besonders gut erkennbar. Des weiteren ist ersichtlich, dass
der Haltersteg (27) Durchbrüche (28)
aufweist. Über diese Durchbrüche (28)
können die Kontaktstreifen (25, 26) der
Kontaktbrücke (22) die im Haltersteg (27)
angeordneten Steckhülsen (23, 24) elektrisch
kontaktieren.
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Erkennbar
ist außerdem eine Dichtung (9), die die Verbindungsstellen
der Gehäuseelemente (4, 5) gegeneinander
abdichtet. Außerdem sind um die Schaltstößel
(6, 7) herum balgenförmige Dichtungen (8)
angeordnet, die an den Lagerstellen der Schaltstößel
(6, 7) das Eindringen von Feuchtigkeit in das erste
Gehäuseelement (4) verhindern. Werden in die Leitungsdurchführungen
(21) ebenfalls – hier nicht dargestellte – Dichtungen
eingesetzt, so erhält man eine vollständig wasserdicht
ausgeführte und damit besonders funktionssichere Verbindungsnachweiseinrichtung.
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Nach
dem Zusammenfügen und Verrasten der beiden Gehäuseelemente
(4, 5) wird die so gebildete Verbindungsnachweiseinrichtung
(3) auf das erste Steckverbindergehäuseteil (1)
aufgeklipst, wodurch sich der in der 1 gezeigte
Aufbau ergibt. Hierbei gelangen die Endabschnitte der Schaltstößel (6, 7)
durch Gehäusedurchbrüche in Kontakt mit wenigstens
einem beweglichen oder positionierbaren Verbindungselement (10, 29)
zwischen den Steckverbindergehäuseteilen (1, 2).
Eine unbeabsichtigte Trennung der Verbindungsnachweiseinrichtung
(3) von den Gehäuseteilen (1, 2)
wird über einen in der 6 erkennbaren
Nocken (30), der in eine Raststelle (31), dargestellt
in der 2, am ersten Steckverbindergehäuseteil
(1) einrastet, verhindert oder zumindest erschwert.
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7 zeigt
das erste und das zweite Steckverbindergehäuseteil (1, 2)
im noch unverbundenen Zustand. Auf dem Gehäuseabschnitt
(12) des ersten Steckverbindergehäuseteils (1)
ist die aufgeklipste Verbindungsnachweiseinrichtung (3)
erkennbar. Die Schaltstößel (6, 7)
der Verbindungsnachweiseinrichtung (3) sind durch einen,
nicht als Einzelteil erkennbaren, Durchbruch in der Außenwand
des Gehäuseabschnitts (12) hindurchgeführt.
An der offenen Seite des Gehäuseabschnitts (12)
ist ein Endabschnitt eines in Form einer Wippe (10) ausgebildeten
Verbindungselement ersichtlich. Am zweiten Steckverbindergehäuseteil
(2) ist ebenfalls ein Verbindungselement erkennbar, welches
hier die Form eines bügelförmigen Riegels (29)
besitzt.
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Die 8 verdeutlicht
die beweglichen bzw. positionierbaren Verbindungselemente (10, 29)
an den miteinander verbundenen Steckverbindergehäuseteilen
(1, 2). Der Gehäuseabschnitt (12)
ist hier vollständige geöffnet dargestellt. Hierdurch
sind zwei Anformungsstellen (32) an einem Endabschnitt
der Wippe (10) erkennbar, die so einen einarmigen, federnden
Hebel ausbildet. Die Wippe (10) besitzt in ihrem vorderen
Bereich eine Hinterschneidung (33), in die der bügelförmige
Riegel (29) des zweiten Steckverbindergehäuseteils
(2), der zur deutlicheren Darstellung hier schraffiert
dargestellt ist, eingerastet ist. Sowohl an der Wippe (10)
als auch an dem bügelförmigen Riegel (29)
ist jeweils eine erhabene Anformung (34, 35) angebracht,
die bei korrekt verbundenen Steckverbindergehäuseteilen
(1, 2) die Schaltstößel (6, 7)
der Verbindungsnachweiseinrichtung betätigen.
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Die
Funktionsweise der Verbindungsnachweiseinrichtung ist in den 9 und 10 näher dargestellt.
Ein erstes bewegliches oder positionierbares Verbindungselement
ist durch die Wippe (10) innerhalb des Gehäuseabschnitts
(12) des ersten Steckverbindergehäuseteils (1)
gebildet, die sich unter den bügelförmigen Riegel
(29) schieben kann, welcher zum zweiten Steckverbindergehäuseteil
(2) gehört. Der Riegel (29) bildet damit
ein zweites bewegliches oder positionierbares Verbindungselement aus.
Die beiden Verbindungselemente (10, 29) in einer
miteinander verriegelten Position sind in der 10 dargestellt;
der erkennbare Teil des bügelförmigen Riegels
(29) ist zur Verdeutlichung schraffiert eingezeichnet.
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Der
erste Schaltstößel (7) überprüft
das Vorhandensein und die korrekte vertikale Positionierung der
Wippe (10). Diese Erfordernisse sind in der 9 erfüllt,
so dass der erste Schaltstößel (7) den
Kontaktstreifen (26) gegen die zugehörige Steckhülse (24)
drückt. Allerdings ist in der 9 das zweite Steckverbindergehäuseteil
(2) noch nicht angefügt, so dass der bügelförmige
Riegel (29) hier noch nicht unterhalb des zweiten Schaltstößels
(6) positioniert ist. Daher wird der zweite Schaltstößel
(6) nicht betätigt und die elektrische Verbindung
zwischen dem dem Schaltstößel (6) zugeordneten
Kontaktstreifen (25) und der dazu gehörenden Steckhülse
(23) ist geöffnet. Der zweite Schaltstößel
(6) wird erst nach dem Verbinden der Steckverbindergehäuseteile
(1, 2) durch den korrekt angefügten bügelförmigen
Riegel (29) betätigt, so dass in der 10 die
Kontaktbrücke (22) nun die beiden Steckhülsen
(23, 24) elektrisch überbrückt,
wodurch die korrekte Verbindung der Steckverbindergehäuseteile
(1, 2) an den Anschlüssen der Steckhülsen
(23, 24) elektrisch signalisiert wird.
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Sollte
die Wippe (10) oder der Riegel (29) mechanisch
defekt sein, wird dies als eine nicht korrekte Steckung signalisiert.
Somit werden vorteilhafterweise auch Spritzfehler in der Fertigung
oder zerstörte Klipsmechanismen aufgedeckt.
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Die
modulare Anfügbarkeit der Verbindungsnachweisvorrichtung
(3) hat mehrere Vorteile. Zum einen sind die Anschlussleitungen
an der Verbindungsnachweisvorrichtung (3) separat vormontierbar,
und zwar unabhängig vom Anschluss der Laststromleitungen.
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Die
Verbindungsnachweisvorrichtung ist zudem aufgrund der separaten
Ausführung zusammen mit verschiedenen Steckverbindern nutzbar.
Umgekehrt können Steckverbinder bedarfsweise aber auch
ohne die Verbindungsnachweisvorrichtung genutzt werden. Beide Eigenschaften
können kostensparend genutzt werden.
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Die
Verbindungsnachweisvorrichtung kann alternativ zur hier dargestellten
Ausführung auch durch ein einziges Gehäuseelement
realisiert sein. Besonders vorteilhaft ist aber eine zweiteilige
Ausführung der Verbindungsnachweisvorrichtung, da sie eine
gute Abdichtung und eine besonders einfache Montage ermöglicht.
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- 1
- erstes
Steckverbindergehäuseteil
- 2
- zweites
Steckverbindergehäuseteil
- 3
- Verbindungsnachweiseinrichtung
- 4
- erstes
Gehäuseelement
- 5
- zweites
Gehäuseelement
- 6,
7
- Schaltstößel
- 8
- Dichtung
(um Schaltstößel)
- 9
- Dichtung
(zwischen Gehäuseelementen)
- 10
- erstes
Verbindungselement (Wippe)
- 11
- Durchführungen
- 12
- Gehäuseabschnitt
- 13
- Sekundärriegel
- 14
- erstes
Gehäuse
- 15
- zweites
Gehäuse
- 16
- erstes
Paar Rastarme
- 17
- zweites
Paar Rastarme
- 18
- Rastösen
- 19
- Rastnasen
- 20
- hakenförmigen
Endabschnitte
- 21
- Leitungsdurchführungen
- 22
- Kontaktbrücke
- 23,
24
- Steckhülsen
- 25,
26
- Kontaktstreifen
- 27
- Haltersteg
- 28
- Durchbrüche
- 29
- zweites
Verbindungselement (bügelförmiger Riegel)
- 30
- Nocken
- 31
- Raststelle
- 32
- Anformungsstelle
- 33
- Hinterschneidung
- 34,
35
- erhabene
Anformungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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