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Die
Erfindung betrifft ein Set aus einem Gegensteckverbinder und einem
Steckverbinder mit elektrischen Kontakten zum Einstecken in Gegenkontakte
des Gegensteckverbinders und mit mindestens einem Verriegelungshebel,
der schwenkbar an dem Steckverbindergehäuse angelenkt ist und eine gekrümmte Führungsbahn
und einen Verriegelungshaken hat, wobei die gekrümmte Führungsbahn eine Nockenbahn
beschreibt, bei der sich der Abstand der Nockenbahn am Auflagepunkt
einer Rastnase des Gegensteckverbinders zur Schwenkachse des Hebels
von einer Entriegelungsposition zur einer Verriegelungsposition
kontinuierlich verringert, und wobei der Verriegelungshaken in der
Verriegelungsposition die Rastnase des Gegensteckverbinders übergreift. Die
Außenkante
des Verriegelungshakens ist beim Aufsetzen des Steckverbinders in
der Verriegelungsposition des Verriegelungshebels auf den Gegensteckverbinder
auf der Rastnase aufliegenden Bereich derart geneigt, dass der Verriegelungshebel durch
die beim Aufsetzen des Steckverbinders auf den Gegensteckverbinder
auf der Außenkante
durch die aufliegende Rastnase wirkende Kraft der Verriegelungshebel
aus der Verriegelungsposition herausgeschwenkt wird.
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Steckverbinder
mit Verriegelungshebel, die auf einen zugeordneten und an den Steckverbinder angepassten
Gegensteckverbinder aufsteckbar und mittels des Ver riegelungshebels
wieder lösbar
sind, werden in vielfältiger
Form eingesetzt. Derartige Steckverbinder mit Verriegelungshebel
sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Gegensteckverbinder
auf eine Platine aufgelötet
ist und der Steckverbinder mittels der Verriegelungshebels leicht
abnehmbar sein soll, ohne dass Zug auf die an den Steckverbinder
angeschlossenen Leitungen ausgeübt
wird.
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US 2003/0216072 A1 offenbart
einen Steckverbinder mit Verriegelungshebel, dessen Führungsbahn
in einen Rastzylinder eingreift. Das Einführen des Rastzylinders in die
gekrümmte
Führungsbahn erfolgt über eine
quer zur Führungsbahn
verlaufende Einführbucht.
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EP 1 069 653 B1 offenbart
einen Steckverbinder mit einem Verriegelungshebel, der drehbar bzw.
verschwenkbar an einem Steckverbindergehäuse zur Rotation zwischen einer
Warteposition und eine Verriegelungsposition montiert ist. Der Verriegelungshebel
weist eine Nockenbahn mit einem Eintrittsende auf. Die Kantenoberfläche ist
an der Nockenbahn geneigt, so dass der Verriegelungshebel nicht über einen
Nockenmitnehmer am Gegensteckverbinder hinaus gleitet und abrutscht.
Auf diese Weise wird eine sichere Führung des Verriegelungshebels
am Nockenmitnehmer sichergestellt.
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US 5,476,390 A und
in ähnlicher
Weise
EP 0 790 676
B1 beschreiben Steckverbinder mit Verriegelungshebeln,
in deren Wände
gekrümmte
Führungsschlitze
bzw. Führungsnuten
zur Aufnahme von Raststiften eines Gegensteckverbinders eingebracht sind.
Zur Verbindung von Steckverbinder und Gegensteckverbinder muss der
Verriegelungshebel in die Entriegelungsposition gebracht werden,
um ein Einführen
des Raststiftes in einen zugeordneten Führungsschlitz zu ermöglichen.
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Eine ähnliche
Ausführungsform
ist in
US 5,344,194
A1 beschrieben. Der Führungsschlitz
ist hierbei allerdings geradlinig ausgebildet.
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US 5,637,003 A offenbart
einen Steckverbinder mit gekrümmten
Führungsbahnen
an der Vorderkante einer Verriegelungshebels. Die Krümmung ist derart,
dass bei Einführung
eines Gegensteckverbinders in den Steckverbinder durch die zwischen
Raststiften und Gegensteckverbinder und den Führungsbahnen wirkende Kraft
der Hebel verschwenkt wird.
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DE 202 05 594 U1 offenbart
einen Steckverbinder mit einem Verriegelungshebel, der eine exzenterförmige Führungsbahn
zum Gleiten auf einer Rastnase eines Gegensteckverbinders derart
hat, dass beim Verschwenken des Hebels von einer Verriege lungsposition
in eine Entriegelungsposition der Steckverbinder von dem Gegensteckverbinder
abgehoben wird. In der Verriegelungsposition wird der Steckverbinder
an den Gegensteckverbinder durch einen Verriegelungshaken fest verriegelt,
der die Rastnase in der Verriegelungsposition übergreift. Das Ende des Rasthakens
steht senkrecht zur Einführungsöffnung in
die Verriegelungsbucht, die durch den Verriegelungshaken gebildet
wird. Beim Aufsetzen des Steckverbinders auf einen Gegensteckverbinders
muss der Verriegelungshaken manuell in die Entriegelungsposition
gebracht werden, da ansonsten der Verriegelungshaken auf der Rastnase
aufliegt und beschädigt
werden kann.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes
Set aus einem Gegensteckverbinder und einem Steckverbinder mit Verriegelungshebel
zu schaffen, bei dem die Ausgangsstellung des Verriegelungshebels
beim Aufsetzen eines Steckverbinders auf einen Gegensteckverbinders
unerheblich ist und der automatisch in die korrekte Position verschwenkt.
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Die
Aufgabe wird durch den Steckverbinder der eingangs genannten Art
dadurch gelöst,
dass die Rastnase des Gegensteckverbinders eine sich quer zur Einsteckrichtung
erstreckendes Widerlager mit einem gekrümmten Ende hat. Die in das
gekrümmte Ende übergehende
Oberseite des Widerlagers hat dabei eine Nut mit zwei schräg zueinander
verlaufenden Auflageflächen.
Die gekrümmte
Führungsbahn des
Verriegelungshebels geht in eine an das gekrümmte Ende des Widerlagers angepasste
Bucht über,
an die sich die geneigte Außenkante
des das Widerlager gegenüberliegend
zur Nut nur teilweise übergreifenden
Verriegelungshakens anschließt.
Die Nut sorgt für
eine sichere Führung
des Verriegelungshebels an der Rastnase.
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Durch
die Anpassung der Form der Außenkante
des Verriegelungshakens, die mit der Rastnase beim Aufsetzen des
Steckverbinders auf einen Gegensteckverbinders mit der Rastnase
in Berührung
tritt, wird erreicht, dass der Verriegelungshebel aus der momentanen
Position, insbesondere der Verriegelungsposition, in Richtung Entriegelungsposition
verschwenkt wird. Sobald dann die Rastnase mit der gekrümmten Führungsbahn
in Kontakt tritt, erfolgt das weitere Verschwenken durch die zwischen
Führungsbahn
und Rastnase wirkende Kraft, wobei die Schwenkrichtung durch die
Krümmung
der Führungsbahn
vorgegeben ist. Damit wird in jeder Stellung des Verriegelungshebels
zwischen der Entriegelungsposition und der Verriegelungsposition beim
Zusammenstecken des Steckverbinders und Gegensteckverbinders durch
die Nockenbahn bzw. Exzenterschräge
und ggf. die schrägstehende
Außenkante
des Verriegelungshakens der Verriegelungshebel in eine Vorverriegelungsstellung
gedrückt.
Nachdem der Steckverbinder auf dem Gegensteckverbinder nahezu vollstän dig aufgesetzt
ist, kann dann die Verriegelung von Steckverbinder und Gegensteckverbinder
entweder automatisch durch die Eindrückkraft des Bedieners auf den
Steckverbinder oder durch weiteres Verschwenken des Verriegelungshebels
in die Verriegelungsposition erreicht werden. Dabei wird die Rastnase
in eine durch die Verriegelungshaken ausgebildete Verriegelungsbucht
hineingezogen und der Steckverbinder an den Gegensteckverbinder
herangezogen.
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Der
Steckverbinder kann beispielsweise eine Federleiste und der Gegensteckverbinder
eine auf eine Platine aufgelötete
Stiftleiste sein.
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Die
Verriegelungsposition wird als Endstellung des Verriegelungshebels
vorzugsweise dadurch vorgegeben, dass der Verriegelungshebel an
einer der Führungsbahn
gegenüberliegenden
Außenkante eine
mit einem von dem Steckverbindergehäuse hervorstehenden Raststift
zusammenwirkende Rastbahn hat. In der Rastbahn ist eine Rastmulde
zum Verrasten des Raststifts in der Rastmulde ausgebildet, wenn
der Verriegelungshebel in der Verriegelungsposition ist.
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Eine
weitere Stellung des Verriegelungshebels kann durch eine weitere
Rastmulde in der Rastbahn vorgegeben sein, die zum Verrasten des
Raststifts in der Rastmulde in der Entriegelungsposition des Entriegelungshebels
angepasst angeordnet ist.
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Um
eine sichere Führung
des Verriegelungshebels in Bezug auf den Gegensteckverbinder zu
ermöglichen,
ist es vorteilhaft, wenn die Führungsbahn des
Verriegelungshebels zwei schräg
zueinander verlaufende Auflageflächen
hat. Damit kann der Verriegelungshebel derart in eine korrespondierende Muldenbahn
der Rastnase des Gegensteckverbinders eintauchen und in der Muldenbahn
geführt
werden. Die hauptsächliche
Führung
des Steckverbinders auf den Gegensteckverbinder erfolgt in an sich üblicher
Weise durch Führungsstege,
Führungsnuten
und/oder Führungswände am Steckverbinder und
Gegensteckverbinder, die derart ausgerichtet sind, dass die Kontaktstifte
und die Kontaktbuchsen von Steckverbinder und Gegensteckverbinder
passend ineinander geführt
werden.
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Die
gekrümmte
Führungsbahn
der Verriegelungshebel beschreibt vorzugsweise eine Kreisbahn, deren
Mittelpunkt oberhalb der Schwenkachse des Verriegelungshebels und
derart versetzt hierzu angeordnet ist, das der Abstand zwischen
Schwenkachsenzentrum und der Kreisbahn, die durch die Führungsbahn
beschrieben wird, vom Übergang
des Verriegelungshaken zur Führungsbahn
hin linear zunimmt. Damit wird eine Halte- und Löse-Exzenter mit einer derartigen
Exzenterschräge
bereitgestellt, dass sich beim Aufsetzen des Steckverbinders auf
den Gegensteckverbinder der Verriegelungshebel unter Reduktion der
auf den Verriegelungshebel wirkenden Verformungskraft verschwenkt.
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Die
geneigte Außenkante
des Verriegelungshakens geht vorzugsweise mit einer eine Nase mit teilkreisförmiger Außenkontur
bildenden Biegung in die Bucht über,
die durch den Verriegelungshaken ausgebildet wird. Durch diese abgerundete
Form des Verriegelungshakens angrenzend an die Schräge an dem
Verriegelungshaken kann die Verschwenkung des Verriegelungshakens
durch die Rastnase verbessert werden, insbesondere wenn auch die
Rastnase eine an die Bucht angepasste gekrümmte Kontur hat.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – Perspektivische
Darstellung eines Steckverbinders mit zwei Verriegelungshebeln an den
Seitenflächen
des Steckverbindergehäuses;
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2a bis
f – Seitenansicht
auf ein Set aus Steckverbinder und Gegensteckverbinder mit Verriegelungshebel
in unterschiedlichen Positionen, ausgehend von einer Entriegelungsposition
während
der Aufsteckvorgangs;
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3a bis
f – Seitenansicht
auf ein Set aus Steckverbinder und Gegensteckverbinder mit Verriegelungshebel
in unterschiedlicher Position ausgehend von einer Verriegelungsposition
während
des Aufsteckvorgangs.
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1 lässt eine
perspektivische Darstellung eines Steckverbinders 1 erkennen,
der an zwei gegenüberliegenden
Seiten Verriegelungshebel 2a, 2b hat, die um eine
Schwenkachse 3 herum verschwenkbar sind. Die Schwenkachse 3 kann
beispielsweise wie dargestellt als Zapfen mit hervorstehendem Kragen
ausgebildet sein. Der Verriegelungshebel 2 ist dann auf
diesen Zapfen aufgesetzt und wird durch den Kragen gehalten.
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Der
Steckverbinder 1 hat in an sich bekannter Weise Leitereinführungskanäle 4 zu
Leiterklemmen (nicht sichtbar), um elektrische Leiter mit dem Steckverbinder
zu verbinden. Die elektrischen Leiter können zur Stromversorgung und/oder
analogen oder digitalen Signalübertragung
dienen.
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Der
dargestellte Steckverbinder 1 ist auf einen Gegensteckverbinder 5 aufgesetzt.
Der Gegensteckverbinder 5 ist beispielsweise eine auf eine
Platine 6 aufgelötete
Stiftleiste, während
der Steckverbinder 1 eine Federleiste darstellt. An den
Außensei ten
des Gegensteckverbinders 5 sind Rastnasen 7 in Form
von Widerlagern vorgesehen, die mit den jeweiligen Verriegelungshebeln 2a, 2b zusammenwirken, um
den Steckverbinder 1 an den Gegensteckverbinder 5 in
der Verriegelungsposition zu Verriegeln und durch Verschwenken des
Verriegelungshebels 2a, 2b von der Verriegelungsposition
in eine Entriegelungsposition den Steckverbinder 1 von
den Gegensteckverbinder 5 zu lösen.
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Die
Verriegelung erfolgt in der dargestellten Verriegelungsposition
durch einen am Verriegelungshebel 2 angeformten Verriegelungshaken 8,
der einen Verriegelungsbucht 9 ausbildet und die Rastnase 7 des
Gegensteckverbinders 5 in der Verriegelungsposition übergreift.
Es ist erkennbar, dass die Außenkante 10 des
Verriegelungshakens 8 in Bezug auf eine mit einer gekrümmten Führungsbahn 11 des Verriegelungshebels 2 zusammenwirkenden
Oberseite 12 der Rastnase schräg gestellt ist. Die Außenkante
des Verriegelungshakens 8 ist dabei derart geneigt, dass
beim Aufsetzen der Steckverbinder 1 auf den Gegensteckverbinder 5 der
Verriegelungshebel 2 durch die von der Rastnase 7 auf
die Außenkante 10 wirkende
Kraft aus der Verriegelungsposition ausgeschwenkt wird.
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Die
der Führungsbahn 11 gegenüberliegende,
eine Nockenbahn bildende Außenkante
des Verriegelungshebels 2 hat eine Rastbahn 13,
auf der ein Raststift 14 gleitet, wenn der Verriegelungshebel 2 verschwenkt
wird. Der Raststift 14 steht hierbei von der Außenseite
des Steckbindergehäuses
hervor und ist vorzugsweise zylinderförmig. In der Rastbahn 13 ist
eine erste Rastmulde 15 eingebracht, in die der Raststift 14 hineingeführt wird
und den Verriegelungshebel 2 in der dargestellten Verriegelungsposition
sichert. Ein Herausschwenken des Verriegelungshebels 2 aus
der Verriegelungsposition kann nur durch Aufbringen einer solchen
Kraft auf den Verriegelungshebel 2 erfolgen, die zu einem Übersteigen
der zum Herausführen
des Raststiftes 14 aus der Rastmulde 15 erforderlichen
Verformungskräfte führt.
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Eine
weitere Endposition des Verriegelungshebels 2 wird durch
eine zweite Rastmulde 16 definiert, in die der Raststift 14 in
der Entriegelungsposition geführt
wird.
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Das
Verschwenken des Verriegelungshebels 2 aus der Verriegelungsposition
wird während
des Kontakts des Verriegelungshakens 8 mit der Rastnase 7 weiterhin
dadurch erleichtert, dass die an die Außenkante 10 angrenzende
Nase 17 des Verriegelungshakens 8 gekrümmt bzw.
abgerundet ist.
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Die
spezifische Ausgestaltung des Verriegelungshebels 2 und
insbesondere der Außenkante des
Verriegelungshakens 8 und der gekrümmten Führungsbahn 11 wird
aus den 2a) bis f) deutlicher.
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2a)
zeigt den Steckverbinder 1 mit Verriegelungshebel 2a in
der Entriegelungsposition, bei der der Raststift 14 in
der zweiten Rastmulde 16 sitzt. Der Steckverbinder 1 ist
hierbei nur leicht, aber durch Führungsnuten 18 passend
geführt
auf den Gegensteckverbinder 5 aufgesetzt. Wenn nun, wie
in der 2b) dargestellt, der Steckverbinder 1 weiter
in Richtung Gegensteckverbinder 5 bewegt wird, stößt die Führungsbahn 11 auf
die Oberseite 12 der Rastnase 7 auf und wird durch
eine auf den Steckverbinder 1 in Richtung Gegensteckverbinder 5 ausgeübte Kraft
aus der Entriegelungsstellung herausgeschwenkt.
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Beim
weiteren Herunterdrücken
des Steckverbinders 1 auf den Gegensteckverbinder 5 gleitet die
Führungsbahn 11 auf
der Oberseite 12 der Rastnase 7 und verschwenkt
durch die hierbei auf den Verriegelungshebel 2 ausgeübte Kraft
und die angepasste Lage der Schwenkachse 3 den Verriegelungshebel 2 weiter
in Richtung Verriegelungsposition. Dieser Zusammenhang wird dadurch
ermöglicht, dass
die komplette Führungsbahn 11 eine
Kreisbahn beschreibt, deren Mittelpunkt oberhalb der Schwenkachse 3 und
rechts davon derart versetzt angeordnet ist, dass der Abstand zwischen
Schwenkachsenzentrum 3 und der Kreisbahn, die durch die
Führungsbahn 11 beschrieben
wird, vom Übergang
in den Verriegelungshaken 8 zum Ende der Führungsbahn 11 hin
linear zunimmt. Die Schwenkbewegung beim Herunterdrücken des
Steckverbinders 1 auf den Gegensteckverbinder 5 wird
durch die Figurenfolge 2b) bis 2d) deutlicher,
in denen der Abstand zwischen Steckverbinder 1 und Gegensteckverbinder 5 abnimmt.
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2e)
lässt den
Steckverbinder 1 in einer Position auf dem Gegensteckverbinder 5 erkennen, bei
der bereits das gekrümmte,
an die Bucht 9 des Verriegelungshakens 8 angepasste
Ende der Rastnase 7 vom Verriegelungshaken 8 teilweise übergriffen
wird.
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Durch
weiteres Herunterdrücken
des Steckverbinders 1 auf den Gegensteckverbinder 5 und
das damit einhergehende automatische Verschwenken des Verriegelungshebels 2 oder
durch weiteres manuelles Verschwenken des Verriegelungshebels 2 in die
in der Figur f) dargestellte Verriegelungsposition wird der Steckverbinder 1 vollständig auf
den Gegensteckverbinder 5 gezogen und an diesem fest verriegelt.
Dabei taucht das gekrümmte
Ende der Rastnase 7 in die darin angepasste Bucht 9 des
Verriegelungshakens 8 ein, der die Rastnase 7 übergreift. Gleichzeitig
taucht der Raststift 14 in die erste Rastmulde 15 in
der Rastbahn 13 des Verriegelungshebels 2 ein
und sichert den Verriegelungshebel 2 weiter in der Verriegelungsposition.
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Die 3a)
bis f) lassen einen Ablauf des Aufsteckens des Steckverbinders 1 auf
einen Gegensteckverbinder 5 ausgehend von einer Stellung
eines Verriegelungshebels 2 in der Verriegelungsposition erkennen.
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Aus
der 3a) wird deutlich, dass sich der Verriegelungshebel 2 zu
Beginn des Aufsteckvorgangs in der dafür nicht vorgesehenen Verriegelungsposition
befindet, in der der Raststift 14 in die erste Rastmulde 15 eintaucht.
Beim weiteren, in der 3b) skizzierten Herunterdrücken des
Steckverbinders 1 auf den Gegensteckverbinder 5 gleitet
die in Bezug auf die Rastnase 7 geneigte Außenkante 10 des
Verriegelungshakens 8 an der Oberfläche 12 der Rastnase 7 entlang.
Die geneigte Außenkante 10 ist derart
an die Rastnase 7 angepasst, dass der Verriegelungshebel 2 beim
Herunterdrücken
des Steckverbinders 1 auf den Gegensteckverbinder 5 aus
der Verriegelungsposition heraus in Richtung Entriegelungsposition
verschwenkt wird (dargestellte Ausführungsform im Uhrzeigersinn).
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Beim
weiteren Herunterdrücken
des Steckverbinders 1 gleitet die gekrümmte Nase 17 am Ende der
Außenkante 10 des
Verriegelungshakens 8 an dem ebenfalls ge krümmten Ende
der Rastnase 7 entlang und führt zu einem weiteren Verschwenken
des Verriegelungshebels 2 in Richtung Entriegelungsposition.
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3d)
und e) lässt
den Übergang
des Einsteckablaufs erkennen, bei dem die Führungsbahn 11 in Kontakt
mit der Rastnase 7 tritt, während der Verriegelungshebel 2 in
einer Vorverriegelungsstellung zwischen der Verriegelungs- und der
Entriegelungsposition ist.
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Der
weitere Verriegelungsablauf ist mit dem in der 2a beschriebenen
Verriegelungsablauf vergleichbar, wobei zum Schluss durch weiteres
Herunterdrücken
des Steckverbinders 1 auf den Gegensteckverbinder 5 oder
durch Verschwenken des Verriegelungshebels 2 in die Verriegelungsposition
der Steckverbinder 1 an den Gegensteckverbinder 5 gedrückt und
an diesem gesichert wird, so dass die Kontaktstifte (darauf nicht
dargestellt) in korrespondierende Kontaktbuchsen eingreifen, die
in dem Steckverbinder 1 bzw. Gegensteckverbinder 5 eingebaut
sind.