DE102009023065B4

DE102009023065B4 - plug connection system

Info

Publication number: DE102009023065B4
Application number: DE102009023065.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Baum; Thomas Wörner; Klaus-Dieter Baum
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2029-05-29
Also published as: DE102009023065A1

Abstract

Steckerverbindungssystem (1, 1'), insbesondere zur Verwendung im Automobilbereich, umfassend zumindest ein durch ein maskulines Steckerelement (2, 2') und ein females Kupplungselement (3, 3') gebildete Steckverbindung (4, 4'), wobei das Steckerverbindungssystem (1, 1') ein Haltelement (5, 5') umfasst, welches an eine Umgebungsstruktur befestigt werden kann, wobei das Halteelement (5, 5') einen Aufnahmebereich (6, 6') aufweist, in dem das Kupplungselement (3, 3') zumindest bereichsweise einbringbar ist, und wobei am Halteelement (5, 5') ferner zumindest ein Sicherungselement (7, 7') vorgesehen ist, um die durch das Kupplungselement (3, 3') und das Steckerelement (2, 2') gebildete Steckverbindung (4, 4') gegen Entweichen aus dem Aufnahmebereich (6, 6') zu sichern, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (6, 6') eine U-förmige, durch zwei Stege (8, 8', 9, 9') gebildete Schiebekontur aufweist, wobei am Kupplungselement (3, 3') Ausnehmungen (N, N') vorgesehen sind, in die die Stege (8, 8', 9, 9') selbstklemmend zumindest bereichsweise eingeschoben werden können, wobei das Sicherungselement (7, 7') durch einen abgewinkelten Teilbereich (10) eines Steges (9, 9') gebildet wird und einstückig mit dem Halteelement (5, 5') hergestellt ist oder als separates Bauteil ausgebildet ist und nachträglich unlösbar, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Löt- oder Klebverbindung, mit dem Halteelement (5, 5') verbunden wird.Plug connection system (1, 1'), in particular for use in the automotive sector, comprising at least one plug connection (4, 4') formed by a masculine plug element (2, 2') and a female coupling element (3, 3'), the plug connection system ( 1, 1') comprises a holding element (5, 5') which can be attached to a surrounding structure, the holding element (5, 5') having a receiving area (6, 6') in which the coupling element (3, 3 ') can be inserted at least in certain areas, and wherein at least one securing element (7, 7') is also provided on the holding element (5, 5') in order to to secure the plug-in connection (4, 4') formed against escaping from the receiving area (6, 6'), characterized in that the receiving area (6, 6') is a U-shaped, defined by two webs (8, 8', 9, 9') formed sliding contour, recesses (N, N') being provided on the coupling element (3, 3'), into which the webs (8, 8', 9, 9') can be pushed in at least in certain areas in a self-locking manner, the securing element (7, 7') being formed by an angled partial area (10) of a web (9, 9') and being in one piece with the holding element ( 5, 5') or is designed as a separate component and is subsequently permanently connected to the holding element (5, 5'), for example by means of a welded, soldered or adhesive connection.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckerverbindungssystem, insbesondere zur Verwendung im Automobilbereich, umfassend zumindest ein durch ein maskulines Steckerelement und ein females Kupplungselement gebildete Steckverbindung, wobei das Steckerverbindungssystem ein Halteelement umfasst, welches an eine Umgebungsstruktur befestigt werden kann, wobei das Halteelement einen Aufnahmebereich aufweist, in dem das Kupplungselement zumindest bereichsweise einbringbar ist, und wobei am Halteelement ferner zumindest ein Sicherungselement vorgesehen ist, um die durch das Kupplungselement und das Steckerelement gebildete Steckverbindung gegen Entweichen aus dem Aufnahmebereich zu sichern.The invention relates to a plug connection system, in particular for use in the automotive sector, comprising at least one plug connection formed by a masculine plug element and a female coupling element, the plug connection system comprising a holding element which can be attached to a surrounding structure, the holding element having a receiving area, in which the coupling element can be inserted at least in certain areas, and wherein at least one securing element is also provided on the holding element in order to secure the plug connection formed by the coupling element and the plug element against escaping from the receiving area.

Steckverbindungen sind in einer Vielzahl verschiedener Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Steckverbinder dienen beispielsweise zum Trennen und Verbinden von Leitungen (Elektrischer Strom, technische Medien, optische Strahlung). Bei elektrischen Steckverbindungen unterscheidet man den männlichen Teil einer Steckverbindung (mit nach außen weisenden Kontaktstiften) vom weiblichen Teil (mit nach innen weisenden Kontaktöffnungen). Der männliche Teil wiederum ist ein Stecker, wenn er am Ende eines Kabels angebracht ist, der weibliche Teil ist eine Kupplung, wenn er am Ende eines Kabels angebracht ist. Beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich werden eine Vielzahl verschiedener Ausführungsformen von Steckverbindungen verbaut, wobei die Steckverbindungen über aufwendig gestaltete Schraubverbindungen oder Direktguss miteinander und/oder an eine Umgebungsstruktur befestigt werden können. Aufgrund der immer größer werden Menge von Hybrid- und Elektrofahrzeugen, nimmt die Anzahl von Steckverbindungen besonders im Automobilbereich kontinuierlich zu. Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Steckerverbindungssystemen ist jedoch, dass aufwendig gestaltete Schraubverbindungssysteme oder Vergusstechniken einen erheblichen Mehraufwand während der Montage der Steckerverbindungssysteme bzw. Steckerverbindungssysteme aufweisender Bauteile an einer Umgebungsstruktur bedeuten.Plug connections are known in a large number of different embodiments from the prior art. Plug connectors are used, for example, to disconnect and connect lines (electric current, technical media, optical radiation). With electrical plug connections, a distinction is made between the male part of a plug connection (with the contact pins pointing outwards) and the female part (with the contact openings pointing inwards). In turn, the male part is a plug when fitted to the end of a cable, the female part is a socket when fitted to the end of a cable. For example, in the motor vehicle sector, a large number of different embodiments of plug connections are installed, with the plug connections being able to be fastened to one another and/or to a surrounding structure using complex screw connections or direct casting. Due to the increasing number of hybrid and electric vehicles, the number of plug connections is constantly increasing, especially in the automotive sector. A disadvantage of the plug connection systems known from the prior art, however, is that complex screw connection systems or casting techniques mean a considerable additional effort during the assembly of the plug connection systems or components having plug connection systems on a surrounding structure.

Aus der US 4, 917,625 A ist grundsätzlich ein Steckerverbindungssystem mit einem Verbindungselement bekannt, bei dem ein Sicherungselement sowohl für das maskuline Steckerelement als auch für das female Kupplungselement vorgesehen ist. Mit anderen Worten sind zur sicheren Erzielung einer dauerhaften, fixierten Steckverbindung keine Schraubverbindungen oder dergleichen notwendig. Die Steckverbindung wird über das Sicherungselement im Aufnahmebereich gesichert bzw. fixiert, um die Steckverbindung gegen unbeabsichtigtes Verrutschen, Verschieben oder eventuelles Lösen aus dem Aufnahmebereich und damit vom Halteelement zu sichern. Auch die US 5,785,547 zeigt ein derartiges Steckerverbindungssystem, das aber wesentlich komplexer aufgebaut ist.From the U.S. 4,917,625A a plug connection system with a connecting element is known in principle, in which a securing element is provided both for the masculine plug element and for the female coupling element. In other words, no screw connections or the like are required to reliably achieve a permanent, fixed plug connection. The plug-in connection is secured or fixed via the securing element in the receiving area in order to secure the plug-in connection against unintentional slipping, displacement or possible detachment from the receiving area and thus from the holding element. Also the U.S. 5,785,547 shows such a connector system, but which is much more complex.

Die gattungsgemäße US 5,885,098 zeigt ein Steckerverbindungssystem mit einem an einem Halteelement angeordneten Sicherungselement. Hierdurch ist die Sicherung des Steckerverbindungssystems schon wesentlich verbessert. Jedoch ist der Aufnahmebereich des Halteelementes schwer zugänglich, was eine einfache Montage bzw. Demontage des Steckerverbindungssystems erschwert. Dies führt dann wieder zu erhöhten Herstell- bzw. Reparaturkosten.The generic U.S. 5,885,098 shows a plug connection system with a securing element arranged on a holding element. As a result, the security of the connector system is already significantly improved. However, the receiving area of the holding element is difficult to access, which makes it difficult to easily assemble or disassemble the plug connection system. This then again leads to increased production or repair costs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steckerverbindungssystem bereitzustellen, mit dem effektiv und kostengünstig eine vereinfachte Montage von Steckerverbindungssystemen bzw. Steckerverbindungssysteme aufweisender Bauteile ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a plug connection system with which simplified assembly of plug connection systems or components having plug connection systems is made possible effectively and cost-effectively.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steckerverbindungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a plug connection system having the features of claim 1 .

Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.Further advantageous features are contained in the dependent claims.

Das Steckerverbindungssystem ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich eine U-förmige, durch zwei Stege gebildete Schiebekontur aufweist, wobei am Kupplungselement Ausnehmungen vorgesehen sind, in die die den Aufnahmebereich definierenden Stege selbstklemmend zumindest bereichsweise eingeschoben werden können, wobei das Sicherungselement durch einen abgewinkelten Teilbereich eines Steges gebildet wird und einstückig mit dem Halteelement hergestellt ist oder als separates Bauteil ausgebildet ist und nachträglich unlösbar, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Löt- oder Klebverbindung, mit dem Halteelement bzw. einem Stegabschnitt verbunden wird.According to the invention, the plug connection system is characterized in that the receiving area has a U-shaped sliding contour formed by two webs, with recesses being provided on the coupling element into which the webs defining the receiving area can be inserted in a self-locking manner, at least in certain areas, with the securing element being replaced by an angled partial area a web is formed and is produced in one piece with the holding element or is designed as a separate component and is subsequently permanently connected to the holding element or a web section, for example by means of a welded, soldered or adhesive connection.

Die Ausbildung des Aufnahmebereichs als U-förmige Schiebekontur vereinfacht die Montage bzw. Demontage erheblich. Die Stege/Schiebekontur bzw. die Ausnehmungen am Kupplungselement sind so aufeinander abgestimmt bzw. zueinander ausgebildet, dass das Kupplungselement ohne weitere Fixierungsmittel im Aufnahmebereich hält und unter leichtem Druck in den Aufnahmebereich geschoben werden kann. Auf Werkzeuge oder andere Hilfsmittel kann somit verzichtet werden. Die Ausnehmungen können umlaufend am Kupplungselement angeordnet sein und beispielsweise während der Herstellung des Kupplungselements in dieses eingearbeitet worden sein. Die Ausnehmungen können beispielsweise nutartig ausgebildet sein und ermöglichen somit zumindest bereichsweise den Einschub der Stege.The formation of the receiving area as a U-shaped sliding contour simplifies assembly and disassembly considerably. The webs/sliding contour or the recesses on the coupling element are matched to one another or designed to one another in such a way that the coupling element is held in the receiving area without any further fixing means and can be pushed into the receiving area with slight pressure. Tools or other aids can therefore be dispensed with. The recesses can be arranged circumferentially on the coupling element and, for example, can be incorporated into the coupling element during its manufacture be the The recesses can, for example, be designed like grooves and thus enable the insertion of the webs, at least in certain areas.

Dazu kann der abgewinkelte Teilbereich beispielsweise um ca. 90 Grad versetzt zum Steg in den freien Raum ragen, wodurch das Sicherungselement besonders einfach ausgeführt ist.For this purpose, the angled partial area can, for example, project into the free space offset by approximately 90 degrees with respect to the web, as a result of which the securing element is designed in a particularly simple manner.

Beispielsweise kann das Sicherungselement als flaches im Wesentlichen streifenförmiges Blockierelement ausgebildet sein, welches mit einem am Steckerelement vorgesehenen Steckerabschnitt sichernd zusammenwirken kann. Beispielsweise kann die genaue Ausgestaltung/Form des Sicherungselements dem am Steckerelement vorgesehenen Steckerabschnitt angepasst sein. In jedem Falle ist das Sicherungselement so auszubilden, dass nach dem das Steckerelement auf das Kupplungselement geschoben wurde, ein unbeabsichtigtes Entweichen der Steckverbindung aus dem Aufnahmebereich verhindert werden kann. Das Sicherungselement blockiert sozusagen das Steckerelement am vorgesehenen Steckerabschnitt und verhindert somit eine Schubbewegung der Steckverbindung in Ausschubrichtung. Die Steckverbindung wird folglich nach dem Zusammenfügen der beiden Verbindungspartner automatisch im Halteelement fixiert.For example, the securing element can be designed as a flat, essentially strip-shaped blocking element, which can interact in a securing manner with a plug section provided on the plug element. For example, the precise configuration/shape of the securing element can be adapted to the plug section provided on the plug element. In any case, the securing element is to be designed in such a way that after the plug element has been pushed onto the coupling element, an unintentional escape of the plug connection from the receiving area can be prevented. The securing element blocks, so to speak, the plug element on the intended plug section and thus prevents a pushing movement of the plug connection in the direction of ejection. The plug-in connection is consequently automatically fixed in the holding element after the two connection partners have been joined.

Beispielsweise kann das Halteelement aus Metall, einer Metalllegierung, aus Aluminium, Grauguss und/oder aus Kunststoff bestehen.For example, the holding element can be made of metal, a metal alloy, aluminum, gray cast iron and/or plastic.

Zusammenfassend können somit folgende Vorteile des erfindungsgemäßen Steckerverbindungssystems benannt werden:

- keine Schraubverbindung notwendig
- keine Vergusstechnik notwendig
- kurze Montagezeit und vereinfachtes Montagehandling
- Verdrehsicher
- Kostenersparnis
- Gewichtsersparnis

In summary, the following advantages of the plug connection system according to the invention can be named:

- no screw connection necessary
- no potting technique necessary
- Short assembly time and simplified assembly handling
- Anti-twist
- Cost savings
- Weight savings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den folgenden Zeichnungen dargestellt und im Nachfolgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in the following drawings and described in more detail below.

Es zeigen:

1 Steckerverbindungssystem in schematisch perspektivischer Darstellung,
2 das Halteelement gem. 1 in Einzeldarstellung,
3 bis 5 schematisch dargestellter Montageablauf eines Steckervebindungssystems.

Show it:

1 Plug connection system in a schematic perspective view,
2 the holding element acc. 1 in single representation,
3 until 5 Schematic assembly process of a connector system.

1 zeigt ein Steckerverbindungssystem 1 umfassend u.a. ein maskulines Steckerelement 2 sowie ein females Kupplungselement 3. Die durch das Steckerelement 2 und das Kupplungselement 3 gebildete Steckverbindung 4 kann über das Halteelement 5, welches einen Aufnahmebereich 6 aufweist, an eine nicht dargestellte Umgebungsstruktur, beispielsweise eine Kraftfahrzeugkarosserie, befestigt werden. Der Aufnahmebereich 6 weist eine im Wesentlichen U-förmige, durch zwei Stege 8 und 9 gebildete Schiebekontur auf. 1 shows a plug connection system 1 comprising, among other things, a masculine plug element 2 and a female coupling element 3. The plug connection 4 formed by the plug element 2 and the coupling element 3 can be attached via the holding element 5, which has a receiving area 6, to a surrounding structure (not shown), for example a motor vehicle body. to be attached. The receiving area 6 has an essentially U-shaped sliding contour formed by two webs 8 and 9 .

Ferner ist am Halteelement 5 ein Sicherungselement 7 vorgesehen, welches durch einen abgewinkelten Teilbereich 10 des Steges 9 gebildet wird. Der abgewinkelte Teilbereich 10 ist in etwa 90 Grad versetzt zu dem Steg abgewinkelt und ragt von diesem ausgehend in den freien Raum. Das Sicherungselement 7 ist als flaches im Wesentlichen streifenförmiges Blockierelement ausgebildet, welches mit einem am Steckerelement 2 vorgesehenen Steckerabschnitt 11 zusammenwirkt. Das Sicherungselement 7 weist an seinem vorderen freien Ende 12 eine Aussparung 13 auf, welches ein vollständiges Verschieben des Steckerelements 2 auf das Kupplungselement 3 ermöglicht.Furthermore, a securing element 7 is provided on the holding element 5, which is formed by an angled partial area 10 of the web 9. The angled portion 10 is offset at an angle of approximately 90 degrees to the web and, starting from this, protrudes into the free space. The securing element 7 is designed as a flat, essentially strip-shaped blocking element which interacts with a plug section 11 provided on the plug element 2 . The securing element 7 has a recess 13 at its front free end 12 which enables the plug element 2 to be completely displaced onto the coupling element 3 .

Nachdem das Steckerelement 2 auf das Kupplungselement 3 geschoben wird, ist die Steckverbindung 4 in Ausschubrichtung A (gekennzeichnet durch den Pfeil P), durch den gegenseitigen Blockiervorgang der Kontaktbereiche 14 des Sicherungselements 7 und des Steckerabschnitts 11, gegen Entweichen aus dem Aufnahmebereich 6 gesichert. Zuvor muss das Kupplungselement 3 in einem separaten Arbeitsschritt in Einschubrichtung E (gekennzeichnet durch den Pfeil P) über die am Kupplungselement 3 vorgesehene nutartige Ausnehmung N vollständig in den U-förmigen Aufnahmebereich mit den Stegen 8 und 9 geschoben werden.After the plug element 2 has been pushed onto the coupling element 3, the plug connection 4 is secured against escaping from the receiving area 6 in the extension direction A (indicated by the arrow P) by the mutual blocking process of the contact areas 14 of the securing element 7 and the plug section 11. Beforehand, the coupling element 3 must be pushed completely into the U-shaped receiving area with the webs 8 and 9 in a separate work step in the insertion direction E (indicated by the arrow P) via the groove-like recess N provided on the coupling element 3 .

2 zeigt das Halteelement 5 gem. 1 in einer nicht vollständig dargestellten Einzeldarstellung. Gut zur erkennen ist der U-förmige Aufnahmebereich 6, der durch die beiden Stege 8 und 9 gebildet wird. Ebenfalls gut zu erkennen ist das in den freien Raum ragende Sicherungselement 7. Um einen besonders sicheren (selbstklemmenden) Sitz der Stege 8 und 9 in der Ausnehmung N des Kupplungselements 3 zu gewährleisten, sind an den Stegen 8 und 9 Erhebungen 15, 16, 17 vorgesehen, die den Sitz der Stege 8 und 9 in den Ausnehmungen zumindest im Bereich der Erhebungen 15, 16, 17 verengen und dadurch klemmend/fixierend wirken. 2 shows the holding element 5 gem. 1 in a single representation that is not shown in full. The U-shaped receiving area 6, which is formed by the two webs 8 and 9, is clearly visible. The securing element 7 protruding into the free space is also clearly visible. In order to ensure a particularly secure (self-clamping) fit of the webs 8 and 9 in the recess N of the coupling element 3, the webs 8 and 9 have elevations 15, 16, 17 provided which narrow the seat of the webs 8 and 9 in the recesses at least in the area of the elevations 15, 16, 17 and thereby have a clamping/fixing effect.

Die 3 bis 5 zeigen einen schematisch dargestellten Montageablauf eines Steckerverbindungssystems 1'. 3 zeigt dazu ein in ein Halteelement 5' einzuschiebendes Kupplungselement 3', welches mit einer Ausnehmung N' versehen ist. Die Ausnehmung N' ist nutartig ausgebildet und ermöglicht zumindest bereichsweise das Eingreifen der Stege 8' und 9' des Halteelements 5'.the 3 until 5 show a schematic assembly sequence of a plug connection system 1 '. 3 1 shows a coupling element 3' which is to be pushed into a holding element 5' and which is provided with a recess N'. The recess N' is designed like a groove and enables the webs 8' and 9' of the holding element 5' to engage, at least in certain areas.

Wie in 4 dargestellt, wird, nachdem das Kupplungselement 3' vollständig in Einschubrichtung E in das Halteelement 5' geschoben wurde, das Steckerelement 2' in Verbindungsrichtung V auf das Kupplungselement 3' geschoben. Über den Steckerabschnitt 11' kann das Steckerelement 2' (über vorgesehene Rastmittel) fest mit dem Kupplungselement 3' verbunden werden.As in 4 shown, after the coupling element 3' has been pushed completely into the holding element 5' in the insertion direction E, the plug element 2' is pushed in the connection direction V onto the coupling element 3'. The plug element 2' can be firmly connected to the coupling element 3' (via the locking means provided) via the plug section 11'.

5 zeigt, dass die Steckverbindung 4' nachdem die beiden Verbindungspartner (Steckerelement 2' und Kupplungselement 3') miteinander verbunden wurden, durch das Sicherungselement 7' in Ausschubrichtung A, durch Zusammenwirken des Sicherungselements 7' mit dem Steckerabschnitt 11', gegen Entweichen aus der Ausnehmung 6' bzw. dem Halteelement 5' gesichert bzw. blockiert ist. 5 shows that after the two connection partners (plug element 2' and coupling element 3') have been connected to one another, the plug-in connection 4' is prevented from escaping from the recess by the securing element 7' in the extension direction A, through the interaction of the securing element 7' with the plug section 11'6' or the holding element 5' is secured or blocked.

Claims

Plug connection system (1, 1'), in particular for use in the automotive sector, comprising at least one plug connection (4, 4') formed by a masculine plug element (2, 2') and a female coupling element (3, 3'), the plug connection system ( 1, 1') comprises a holding element (5, 5') which can be attached to a surrounding structure, the holding element (5, 5') having a receiving area (6, 6') in which the coupling element (3, 3 ') can be inserted at least in certain areas, and wherein at least one securing element (7, 7') is also provided on the holding element (5, 5') in order to to secure the plug-in connection (4, 4') formed against escaping from the receiving area (6, 6'), characterized in that the receiving area (6, 6') is a U-shaped, defined by two webs (8, 8', 9, 9') formed sliding contour, recesses (N, N') being provided on the coupling element (3, 3'), into which the web e (8, 8', 9, 9') can be pushed in at least in certain areas in a self-clamping manner, the securing element (7, 7') being formed by an angled partial area (10) of a web (9, 9') and being in one piece with the retaining element (5, 5') or is designed as a separate component and is subsequently permanently connected to the holding element (5, 5'), for example by means of a welded, soldered or adhesive connection.

Plug connection system (1, 1 ') after claim 1 , characterized in that the securing element (7, 7') is designed as a flat, essentially strip-shaped blocking element which interacts in a securing manner with a plug section (11, 11') provided on the plug element (2, 2').

Plug connection system (1, 1 ') after claim 1 or 2 , characterized in that the holding element (5, 5 ') consists of plastic.

Plug connection system (1, 1 ') after claim 1 or 2 , characterized in that the holding element (5, 5 ') consists of steel or a steel alloy.

Plug connection system (1, 1 ') after claim 1 or 2 , characterized in that the holding element (5, 5 ') consists of aluminum or cast iron.