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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbindung, aufweisend einen Steckverbinder
und einen damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder, wobei der
Steckverbinder ein Steckverbindergehäuse mit zumindest einem Steckplatz
zur Aufnahme des Gegensteckverbinder aufweist, gemäß den Merkmalen des
Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Solche
Steckverbindungen, die einen Steckverbinder und einen damit zusammensteckbaren
Gegensteckverbinder aufweisen, sind grundsätzlich bekannt. Dabei ist sicherzustellen,
dass der mit dem Gegensteckverbinder zusammengesteckte und die Steckverbindung
bildende Steckverbinder auch bei Aufbringung höherer Kräfte oder rauer Umgebungsbedingungen
zusammengesteckt bleibt. Dies ist insbesondere bei dem Einsatz solcher
Steckverbindungen in Fahrzeugen besonders wichtig, da Temperaturschwankungen
und vor allen Dingen Vibrationen dazu führen können, dass sich der Steckverbinder von
dem Gegensteckverbinder löst
und damit die dadurch hergestellten elektrische Verbindung unterbrochen
wird. Insbesondere bei Steckverbindungen für die Motorelektronik, für sicherheitsrelevante
Anlagen wie Bremsen, Airbag und dergleichen, muss unbedingt verhindert
werden, dass sich der Gegensteckverbinder, der in den Steckplatz
in dem Steckverbindergehäuse
des Steckverbinder eingesteckt worden ist, löst.
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Zur
Vermeidung des ungewollten Auseinandersteckens ist schon daran gedacht
worden, z. B. den Gegensteckverbinder mit einer Rastnase zu versehen,
die einen entsprechenden Ausschnitt in dem Steckverbinder dann hintergreift,
wenn der Gegensteckverbinder in seiner Sollposition in dem Steckverbindergehäuse des
Steckverbinders vollständig eingesteckt
und der gewollte elektrische Kontakt hergestellt worden ist. Dies
hat aber den Nachteil, dass eine solche Rastverbindung entweder
so dimensioniert ist, dass ein Aussteckvorgang nur mit sehr hohen
Kräften,
ggf. unter Inkaufnahme der Zerstörung des
Steckverbinders oder des Gegensteckverbinders möglich ist. Wird die Rastverbindung
zur Verhinderung eines ungewollten Aussteckvorganges so dimensioniert,
dass auch ein gewolltes Auseinanderstecken mit relativ geringen
Kräften
möglich
ist, so ist nicht auszuschließen,
dass insbesondere beim Einsatz solcher Steckverbindungen im Fahrzeug
aufgrund von Temperaturschwankungen und vor allen Dingen Vibrationen
ein ungewollter Aussteckvorgang doch möglich ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einerseits eine Steckverbindung,
bei der ein Gegensteckverbinder in einen Steckverbinder eingesteckt
worden ist, dauerhaft zu sichern und ungewollte Aussteckvorgänge zu verhindern,
wobei andererseits aber auch sichergestellt werden soll, dass gewollte
Aussteckvorgänge
mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand möglich sind.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass in dem Steckverbindergehäuse
des Steckverbinders verschiebbar ein zumindest ein Verrastelement
und zumindest ein Halteelement aufweisender Schieber angeordnet
ist, wobei das zumindest eine Verrastelement und das zumindest eine
Halteelement mit einem Rastelement des Gegensteckverbinders in Abhängigkeit
der Stellung des Schiebers zusammenwirken. Das Verrastelement des
Schiebers ist dabei so ausgestaltet bzw. weist eine derartige Formgebung auf,
dass es in einer ersten Stellung des Schiebers mit dem zugehörigen Rastelement
des Gegensteckverbinders zusammenwirkt und auch sehr hohe Auszugskräfte nicht
zu einem Aussteckvorgang führen können. Ein
solcher Aussteckvorgang wäre
aufgrund der Form- und Materialwahl des Verrastelementes und dem
damit zusammenwirkenden Rastelement an dem Gegensteckverbinder nur
unter Zerstörung der
beteiligten Elemente möglich.
Um jedoch ein gewolltes Ausstecken des Gegensteckverbinders aus dem
Steckplatz des Steckverbinders zu ermöglichen, wird der Schieber
von einer ersten Position, wie vorstehend erwähnt, in eine zweite Position
durch Verschieben bewegt, so dass in dieser zweiten Position des
Schiebers dessen Halteelement mit dem Rastelement des Gegensteckverbinders
zusammenwirken kann. Dabei sind Form und Material von dem Halteelement
so gewählt,
dass zunächst
der Gegensteckverbinder in dem Steckplatz des Steckverbinders gehalten
wird und somit ein ungewolltes Herausfallen vermieden wird. Erst
unter Aufbringung einer Mindestkraft, die jedoch deutlich kleiner
ist als die Kraft zur Überwindung
der Haltekraft durch das Verrastelement, kann das Rastelement des
Gegensteckverbinders an dem Halteelement des Schiebers vorbeibewegt
und folglich der Gegensteckverbinder aus dem Steckplatz des Steckverbinders
herausgezogen werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
für eine
erfindungsgemäße Steckverbindung
und ein damit realisierter Steckvorgang sowie ein ebenfalls damit
realisierter Aussteckvorgang sind im Folgenden beschrieben und anhand
der Figuren erläutert.
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In
den 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt,
mit der Bezugsziffer 1 ein Steckverbinder einer Steckverbindung
bezeichnet. Dieser beispielsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellte
Steckverbinder 1 umfasst ein Steckverbindergehäuse 2,
wobei in dem Steckverbindergehäuse 2 mindestens
ein Steckplatz 3, vorzugsweise mehrere Steckplätze nebeneinander
und/oder untereinander angeordnet ist bzw. sind. An der Unterseite der
Steckplätze 3 sind
Kontaktkammern vorhanden, wobei jede Kontaktkammer einen Kontaktpartner aufnimmt
und ein jeder Kontaktpartner an einem elektrischen Leiter eines
Kabels verbunden ist. Über diese
Kontaktpartner wird eine elektrische Kontaktierung bei zusammengesteckter
Steckverbindung realisiert.
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Erfindungsgemäß ist in
dem Steckverbindergehäuse 2 verschiebbar
ein z. B. länglich
geformter Schieber 4 angeordnet. Der Schieber 4 weist
zumindest ein Verrastelement 5 und zumindest ein Halteelement 6 auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform, wie
diese in den 1 und 2 dargestellt
ist, weist das Steckverbindergehäuse 2 mehr
als einen Steckplatz 3, hier drei Steckplätze 3 nebeneinander, zur
Aufnahme eines Gegensteckverbinders 7 (siehe 2)
auf, wobei die Anzahl jeweils der Verrastelemente 5 und
der Halteelemente 6 des Schiebers 4 der Anzahl
der Gegensteckverbinder 7 entspricht. Somit ist der Steckverbinder 1 gemäß 1 mit
seinen drei Steckplätzen 3 zur
Aufnahme von drei Gegensteckverbindern 7 ausgebildet. Dementsprechend
sind auch drei Verrastelemente 5 und daneben drei Halteelemente 6 an
dem Schieber 4 vorhanden.
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In
besonders vorteilhafter Weise ist der Schieber 4 als Spritzgussteil
aus Kunststoff gebildet und die Verrastelemente 5 und die
Halteelemente 6 stehen federnd von der Oberfläche des
Schiebers 4 ab. Die Anordnung und die Formgebung der Verrastelemente 5 und
der Halteelemente 6 ist in 1 (linke
Darstellung) schon sehr gut zu erkennen und wird in Verbindung mit
dem Steckvorgang bzw. dem Aussteckvorgang, wie er in 2 dargestellt
ist, noch näher
erläutert.
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In 2,
linke Darstellung, ist oben der Steckvorgang gezeigt, bevor der
Steckverbinder 7 in den zugehörigen Steckplatz 3 in
dem Steckverbindergehäuse 2 des
Steckverbinder 1 eingesteckt worden ist. In diesem Fall
ist der Schieber 4 schon in dem Steckverbindergehäuse 2 in
einer ersten Stellung angeordnet, wobei diese Stellung in der mittleren
Darstellung von 2, oben, gezeigt ist. Der Gegensteckverbinder 7 weist
als Rastelement beispielsweise eine Rastnase 8 auf, wobei
das zumindest eine Verrastelement 5 des Schiebers 4 derart
mit dieser Rastnase 8 des Gegensteckverbinders 7 zusammenwirkt,
dass in der einen Stellung des Schiebers 4 (gezeigt in
der mittleren Darstellung von 2, oben) ein
Herausziehen des Gegensteckverbinders 7 aus dem Steckverbinder 1 verhindert
wird. Dies wird dann verhindert, wenn der Gegensteckverbinder 7 komplett
in den Steckplatz 3 in dem Steckverbindergehäuse 2 des
Steckverbinders 1 eingesteckt worden ist, wie dies in 2,
linke Darstellung, unten gezeigt ist.
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Durch
die entsprechende Materialwahl sowie die entsprechende Formgebung
des Verrastelementes 5 und der zugehörigen Rastnase 8 des
Gegensteckverbinders 2 wird es ermöglicht, dass die Rastnase 8 beim
Steckvorgang über
das abstehende Verrastelement 5 gleiten kann und somit
der Steckvorgang ermöglicht
ist. Erst wenn der komplette Steckvorgang abgeschlossen ist, federt
das Verrastelement 5 des Schiebers über die Rastnase 8 des
Gegensteckverbinders 7 zurück, so dass ein Aussteckvorgang
nur noch unter Zerstörung
der Rastnase 8 und/oder des Verrastelementes 5 des
Schiebers 4 möglich
ist. Befindet sich somit der Schieber 4 in seiner einen
Stellung, ist gewährleistet,
dass der zumindest eine Gegensteckverbinder 7, vorzugsweise
alle eingesteckten Gegensteckverbinder 7 fest, dauerhaft und
in dieser Stellung des Schiebers 4 unlösbar mit dem Steckverbinder 1 verbunden
sind. Dabei haben die Form und die Materialwahl der Verrastelemente 5 den
Vorteil, dass in das einstückige
Steckverbindergehäuse 2 mit
seinen mehreren Steckplätzen 3 ein Gegensteckverbinder 7 nach
dem anderen eingesteckt und lagefixiert werden kann. Ein gleichzeitiges Einstecken
aller Gegensteckverbinder 7 in die zugehörigen Steckplätze 3 in
dem Steckverbindergehäuse 2 des
Steckverbinders 1 kann möglich sein, muss aber nicht.
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Nachdem
alle Gegensteckverbinder 7 gesteckt worden sind, kann es
erforderlich sein, einen oder mehrere Gegensteckverbinder 7 aus
dem zugehörigen
Steckplatz 3 in dem Steckverbindergehäuse 2 des Steckverbinders 1 ohne
Zerstörung
zu lösen. Zu
diesem Zweck wird der Schieber 4 von seiner in eine weitere
Stellung verschoben, die in 2 in der mittleren
Darstellung, unten, gezeigt ist. Dieses Verschieben bewirkt, dass,
in Steckrichtung oder Aussteckrichtung betrachtet, nicht mehr das
Verrastelement 5 mit der Rastnase in Überdeckung ist, sondern dass
das Halteelement 6 in Überdeckung
mit der Rastnase 8 des Gegensteckverbinders 7 kommt. Das
bedeutet in diesem Fall, dass das zumindest eine Halteelement 6 dann
derart mit dem zugehörigen
Rastelement (der Rastnase 8) des Steckverbinders 7 zusammenwirkt,
dass in dieser Stellung des Schiebers 4 ein Herausziehen
(Ausstecken) des Gegensteckverbinders 7 aus dem Steckplatz 3 des Steckverbindergehäuses 2 des
Steckverbinders 1 nur unter Aufbringung einer Mindestkraft
gegeben ist. Zu diesem Zweck ist das Halteelement 6 in
axialer Richtung rampenförmig
gebildet, so dass dadurch bewirkt wird, dass der Gegensteckverbinder 7 zunächst in
seinem zugehörigen
Steckplatz 3 ohne Kraftaufbringung verbleibt und er nur
unter Aufbringung einer Mindestkraft aus dem Steckplatz 3 aus dem
Steckverbindergehäuse 2 des
Steckverbinders 1 herausgezogen (ausgesteckt) werden kann.
Im Gegensatz hierzu weisen das Verrastelement 5 und die Rastnase 8 des
Gegensteckverbinders 7 im gesteckten Zustand einander zugewandte
planparallele Flächen
auf, durch die das Ausstecken wirksam verhindert wird. Diese Ausgestaltung
ist in der linken Darstellung von 2, unten,
erkennbar. Im Gegensatz hierzu ist die rampenförmige Ausgestaltung des einen
Endes des Halteelementes 6 und das Zusammenwirken mit der
Rastnase 8 des Gegensteckverbinders 7 sehr gut
in der rechten Darstellung in 2, oben,
zu erkennen. Das bedeutet, dass in 2, rechte
Darstellung oben, gezeigt ist, dass sich der Gegensteckverbinder 7 noch
in seinem Steckplatz 3 des Steckverbindergehäuses 2 des
Steckverbinders 1 befindet und dort von dem Halteelement 6 des
Schiebers 4, der seine zweite Stellung eingenommen hat,
gehalten wird. Damit wird ein einfaches Lösen und Herausfallen des Gegensteckverbinders 7 zunächst wirksam
verhindert. Andererseits sind Material der Rastnase 8 des
Gegensteckverbinders 7 und des Halteelementes 6 und
vor allen Dingen dessen Formgebung (laschenförmig, federnd und rampenförmiges Ende)
so aufeinander abgestimmt, dass unter Aufbringung einer relativ
geringen Mindestkraft der Gegensteckverbinder 7 ausgesteckt
werden kann, indem die Rastnase 8 mit ihrer in etwa rechtwinklig
zur Längsachse
des Gegensteckverbinders 7 angeordneten Oberfläche über die
Rampe am Ende des Halteelementes 6 unter gleichzeitiger
Zurückfederung
des laschenförmiges
Halteelementes 6 hinweg gleiten kann.
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In 1 ist
gezeigt, dass die Steckplätze 3 zur
Aufnahme unterschiedlich großer
Gegensteckverbinder 7, d. h. mit einer unterschiedlichen
Anzahl von Kontaktkammern und Kontaktpartnern, ausgebildet sind.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die Steckplätze zur Aufnahme gleichartiger
Gegensteckverbinder 7 ausgebildet sind.
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Bezüglich der
mittleren Darstellung von 2, oben
und unten, ist noch zu erwähnen,
dass das Steckverbindergehäuse 2 derart
ausgebildet ist, dass der Schieber 2 nach dem Einsetzen
in das Steckverbindergehäuse 2 zwischen
den beiden Stellungen verschiebbar ist. Das bedeutet, dass in besonders
vorteilhafter Weise zunächst
das Steckverbindergehäuse 2 und
der Schieber 4 getrennt voneinander hergestellt werden.
Danach wird der Schieber in das Steckverbindergehäuse 2 eingesetzt,
und vorzugsweise in derjenigen Stellung arretiert, z. B. verrastet,
in der die Rastnase 8 des Gegensteckverbinders 7 bei
dessen Steckvorgang in den zugehörigen Steckplatz 3 in
das Steckverbindergehäuse 2 des Steckverbinders 1 an
dem zugehörigen
Verrastelement 5 vorbei gleiten muss. Erst wenn ein eingesteckter
Gegensteckverbinder 7 von dem Steckverbinder 1 getrennt
werden soll, kann der Schieber 4 in seine zweite Stellung
gebracht und auch dort arretiert, insbesondere wieder verrastet
werden. Die alternative Vorgehensweise ist auch denkbar, dass nämlich der
Schieber 4 zunächst
in derjenigen Stellung in dem Steckverbindergehäuse 2 arretiert wird, bei
der die Rastnase 8 des Gegensteckverbinders 7 über das
Halteelement 6 hinweg gleiten muss. Erst wenn alle Gegensteckverbinder 7 in
ihre zugehörigen Steckplätze 3 eingesteckt
worden sind, kann der Schieber 4 in seine eine Position
gebracht werden, bei der dann das jeweilige Verrastelement 5 mit
dem Rastelement, insbesondere der Rastnase 8 des Gegensteckverbinders 7 zusammenwirkt.
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Der
Vollständigkeit
halber sei noch erwähnt, dass
auch der Gegensteckverbinder 7 Kontaktkammern zur Aufnahme
von Kontaktpartner aufweist, die wiederum mit elektrischen Leitern
eines Kabels verbunden sind. Dabei versteht es sich von selbst,
dass die Kontaktpartner des Gegensteckverbinders 7 auf die
Kontaktpartner des Steckverbinders 1 abgestimmt sind. So
handelt es sich beispielsweise bei den Kontaktpartnern des Gegensteckverbinders 7 um
Kontaktstifte, wohingegen die Kontaktpartner in den Kontaktkammern
des Steckverbindergehäuses 2 als
mit den Kontaktstiften korrespondierende Kontaktbuchsen ausgebildet
sind.
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Schließlich ist
es denkbar, dass das Steckverbindergehäuse 2 modulartig aufgebaut
ist und jeweils ein Gehäuse
mit einem eigenen Steckplatz mit weiteren Steckverbindergehäusen zusammen
zusammengebracht wird und danach übergreifend ein einziger Schieber 4 entsprechend
der Anzahl der Steckplätze 3 zur
Anwendung kommt.
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Steckverbindergehäuse
- 3
- Steckplätze
- 4
- Schieber
- 5
- Verrastelement
- 6
- Halteelement
- 7
- Gegensteckverbinder
- 8
- Rastnase