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Die
Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung, aufweisend einen
Steckverbinder und einen damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder,
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Steckverbinderanordnungen,
die einen Steckverbinder und einen damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder
umfassen, sind für
Anwendungen in der Automobiltechnik, insbesondere für Personenkraftwagen,
bekannt. Mit dieser Steckverbinderanordnung werden Signale oder
Spannungsversorgungen übertragen,
wobei von den Herstellern der Fahrzeuge die Größe, die Form (insbesondere das
Steckgesicht) sowie die Anzahl der Kontaktpartner des Streckverbinders
und des zugehörigen
Gegensteckverbinders zwingend vorgeschrieben werden. Dabei ist weiterhin
von besonderer Bedeutung, dass solche Steckverbinderanordnungen
nur einen vorgegebenen, im Regelfall sehr kleinen Bauraum ausfüllen dürfen. Neben
diesen Anforderungen besteht als weitere Anforderung, dass der Steckverbinder
und der damit zusammensteckbare Gegensteckverbinder möglichst
ohne Kraftaufwand und dabei zuverlässig zusammengesteckt werden
muss. Um die zusammengesteckte Steckverbinderanordnung dauerhaft
zusammenzuhalten, ist es bekannt, dass die beiden zusammengesteckten
Steckverbinder mittels Rastverbindungen gesichert werden. Diese Rastverbindungen
sind bekannt und wirken auf Dauer zuverlässig, wobei jedoch zu berücksichtigen
ist, dass für
den Rastvorgang eine bestimmte Kraft beim Zusammenstecken aufzubringen
ist. Darüber
hinaus ist es erforderlich, beim Zusammenstecken eine bestimmte
Kraft aufzuwenden, damit der Kontaktpartner des Steckverbinders
mit dem Kontaktpartner des Gegensteckverbinders in Wirkverbindung
zwecks elektrischer Kontaktierung gebracht werden kann. Um auch
hier auf Dauer eine zuverlässige
elektrische Kontaktierung sicherstellen zu können, ist es erforderlich,
dass der Kontaktpartner des Steckverbinders und der Kontaktpartner
des zugehörigen
Gegensteckverbinders aufeinander abgestimmt sind (z. B. Kontaktstift
und Kontaktbuchse), wobei beim Zusammenstecken eine Mindestkraft
aufgebracht werden muss, um z. B. den Kontaktstift zur Überwindung
der Reibung in die Kontaktbuchse einstecken zu können. In Summe sind daher verhältnismäßig hohe
Kräfte aufzubringen,
was jedoch bei der vorgegebenen Größe der Steckverbinder und der
damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder insbesondere ohne Werkzeug
nicht ohne Weiteres möglich
ist. Da die Miniaturisierung solcher Steckverbinderanordnungen in der
Fahrzeugtechnik immer weiter voranschreitet und die Montage, d.
h. das Zusammenstecken von Steckverbinder und Gegensteckverbinder,
möglichst einfach
und ohne Werkzeug realisiert werden soll, sind die bisher bekannten
Lösungen
unzufriedenstellend.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbinderanordnung,
aufweisend einen Steckverbinder und einen damit zusammensteckbaren
Gegensteckverbinder, für
die Automobiltechnik bereitzustellen, mit der die Steckverbinderanordnung
weiter miniaturisiert werden kann, d. h. wenig Bauraum einnimmt,
wobei die Kräfte
beim Zusammenstecken von Steckverbinder und Gegensteckverbinder
weiter reduziert werden sollen, ohne dass die Kontaktsicherheit
sich verschlechtert. Insbesondere soll die Kontaktsicherheit sogar
für den
Dauereinsatz noch erhöht
werden, wobei gleichzeitig auch sichergestellt sein muss, dass eine
einfache Montage gegeben ist und der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder
dauerhaft zusammengesteckt bleiben.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Ausgehend
von einer Steckverbinderanordnung, aufweisend einem Steckverbinder
und einen damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder, wobei der
Steckverbinder sowie der Gegensteckverbinder jeweils zumindest zwei Kontaktpartner
aufweisen und die Kontaktpartner des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders elektrisch
miteinander kontaktiert werden und in einem zugehörigen Steckverbindergehäuse bzw.
Gegensteckverbindergehäuse
angeordnet sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kontaktpartner des
Steckverbinders in jeweils einer Kontaktkammer eines Kontaktpartnergehäuses angeordnet
sind, wobei das Kontaktpartnergehäuse in dem Steckverbindergehäuse, das
relativ zu dem Kontaktpartnergehäuse
bewegbar ist, angeordnet ist und das Steckverbindergehäuse eine
in Richtung des Gegensteckverbinders weisende und in das Gegensteckverbindergehäuse hineinreichende
und sich über
die Kontaktpartner des Steckverbinders erstreckende und im zusammengesteckten
Zustand auf die Kontaktpartner wirkende Lasche aufweist.
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Das
Vorhandensein von zumindest zwei oder auch mehr Kontaktpartnern
jeweils in dem Steckverbinder und in dem Gegensteckverbinder trägt dem Umstand
Rechnung, dass die erforderlichen Signale bzw. eine Spannungsversorgung über die
Steckverbinderanordnung übertragen
werden kann.
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Der
Gegensteckverbinder ist dazu ausgebildet, dass er die erforderliche
Anzahl von Kontaktpartnern aufnimmt, wobei in besonders vorteilhafter
Weise vorgesehen ist, dass jeweils ein Kontaktpartner in einer zugehörigen Kontaktkammer
in dem Gegensteckverbindergehäuse
angeordnet ist.
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Der
Gegensteckverbinder weist ein Kontaktpartnergehäuse sowie ein Steckverbindergehäuse auf,
die beide als separate Bestandteile des Steckverbinders ausgebildet
sind. Dabei nimmt das Kontaktpartnergehäuse in erforderlicher Anzahl
und Anordnung die Kontaktpartner des Steckverbinders auf, wobei
diese beispielsweise mittels einer Rastverbindung in ihrer Kontaktkammer
festgelegt werden. Über
dem Kontaktpartnergehäuse
ist das Steckverbindergehäuse 4 bewegbar
dazu angeordnet, wobei es besonders vorteilhaft ist, dass das Kontaktpartnergehäuse und
das Steckverbindergehäuse
relativ zwischen zwei Endstellungen rastend relativ zueinander bewegbar
und ausgebildet sind. Das bedeutet, dass die beiden genannten Gehäuse zunächst separat voneinander
hergestellt werden (z. B. in einem Kunststoffspritzgussverfahren)
und derart ausgestaltet sind, dass das Steckverbindergehäuse über das Kontaktpartnergehäuse insbesondere
linear verschoben (alternativ verdreht) werden kann, wobei z. B.
Rastmittel oder dergleichen vorhanden sind, die bewirken, dass das
Steckverbindergehäuse
zunächst
in einer ersten Stellung relativ zu dem Kontaktpartnergehäuse angeordnet
ist und unter Kraftaufbringung durch Verschieben (oder Verdrehen)
von dieser ersten Endstellung in eine weitere Stellung, insbesondere
eine weitere Endstellung, gebracht werden kann. Diese Anordnung
und Funktionsweise ist wichtig für
die im Folgenden noch zu beschreibende weitere Anordnung und Funktionsweise
zur Lösung
der gestellten Aufgabe.
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Um
die Kräfte
beim Zusammenstecken zu minimieren, ist weiterhin vorgesehen, dass
das Steckverbindergehäuse
eine in das Gegensteckverbindergehäuse hineinreichende und sich über die Kontaktpartner
des Steckverbinders erstreckende Lasche aufweist. Diese Lasche liegt
noch nicht oder ohne Einwirkung auf bzw. an den Kontaktpartnern des
Steckverbinders an, wenn sich das Steckverbindergehäuse in seiner
ersten Endstellung (Vorverraststellung) befindet. Dadurch und die
entsprechende Gestaltung des Kontaktpartners des Steckverbinders wird
bewirkt, dass der Steckverbinder in den Gegensteckverbinder eingesteckt
werden kann, wobei gleichzeitig mit dem Einstecken auch der Kontaktpartner
des Gegensteckverbinders n den Kontaktpartner des Steckverbinders
eingesteckt wird. Dies ist beispielsweise dadurch realisiert, dass
der Kontaktpartner des Steckverbinders als Kontaktbuchse ausgebildet
ist, die einen Querschnitt aufweist, der gleich oder vorzugsweise
geringfügig
größer ist
als der als Kontaktstift ausgebildete Kontaktpartner des Gegensteckverbinders.
Dies bewirkt, dass der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder
und insbesondere die beiden zugehörigen Kontaktpartner ohne Kraftaufwand
zwecke elektrischer Kontaktierung miteinander in Verbindung gebracht
werden können.
Bei diesem Zusammensteckvorgang sind somit nur geringfügige Kräfte aufzubringen,
nämlich um
das Steckgesicht des Steckverbinders in das Steckgesicht des Gegensteckverbinders
einzuführen.
Erst wenn sich das Kontaktpartnergehäuse mit seiner vorstehenden
Lasche nahezu vollständig
unter Berücksichtigung
eines noch zu beschreibenden Freiraumes in dem Gegensteckverbinder
befindet, wird das Steckverbindergehäuse relativ zu dem Kontaktpartnergehäuse von
der ersten Endstellung in die zweite Endstellung bewegt (insbesondere
verschoben), wodurch zum einen bewirkt wird, dass der Steckverbinder
und der Gegensteckverbinder rastend zueinander festgelegt werden
und zum anderen bewirkt wird, dass die Lasche unter Abstützung an dem
Gegensteckverbindergehäuse
ausgelenkt wird und auf die Kontaktpartner des Steckverbinders und auch
auf die Kontaktpartner des Gegensteckverbinders wirkt, um eine ausreichend
hohe Kontaktkraft (Normalkraft) aufzubringen. Um diese Kontaktkraft aufzubringen,
kann zwecks Montage sowohl das Steckverbindergehäuse als auch das Gegensteckverbindergehäuse von
einem Monteur in die Hand genommen werden, um das Steckverbindergehäuse relativ
zu dem schon im Gegensteckverbindergehäuse sich befindenden Kontaktpartnergehäuse zu verschieben
und Steckverbinder und Gegensteckverbinder einerseits mechanisch
zu verrasten und andererseits die Kontaktierung sicherzustellen.
Aufgrund der Geometrien, insbesondere der abstehenden und in das
Gegensteckverbindergehäuse
hineinreichenden Lasche des Steckverbindergehäuses wird in vorteilhafter
Weise die Hebelwirkung ausgenutzt, um die erforderlichen Kontaktkräfte, d.
h. die Andruckkräfte des Kontaktpartners
des Steckverbinders an den zugehörigen
Kontaktpartner des Gegensteckverbinders, aufzubringen.
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Dadurch
wird in vorteilhafter Weise durch die Erfindung realisiert, dass
hohe Kontaktkräfte
und die daraus resultierende elektrische Kontaktsicherheit sowie
die erforderliche Verrastung über
die Lebensdauer der Steckverbinderanordnung auch bei solchen Steckverbinderanordnungen
realisiert werden kann, bei denen von den Fahrzeugherstellern eine Miniaturisierung
und vor allen Dingen auch eine vorgegebene Steckgeometrie und ein
vorgegebener Bauraum vorgeschrieben sind.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren erläutert.
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Die 1 (in
Schnittdarstellung) und 2 (in dreidimensionaler Ansicht)
zeigen, soweit im Einzelnen dargestellt, eine Steckverbinderanordnung,
die einen Steckverbinder 1 und einen Gegensteckverbinder 2 aufweisen.
Der Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 2 befinden
sich zunächst
im nicht zusammengesteckten Zustand, wobei in 1 dargestellt
ist, dass der Gegensteckverbinder 2 in einer ersten Stellung
schon mit dem Steckverbinder 1 zusammengebracht ist (1,
linke Seite) und der Steckverbinder 1 mit dem Gegensteckverbinder 2 komplett
zu der erforderlichen Steckverbinderanordnung zusammengesteckt ist
(1, rechte Darstellung). Dabei ist der Steckverbinder 1 in
den 1 analog zu den Darstellungen in 2 dargestellt, nämlich einmal
in einer Vorverrast- und einmal in einer Endverraststellung.
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Der
Steckverbinder 1 weist ein Kontaktpartnergehäuse 3 und
ein relativ dazu bewegbares, insbesondere verschiebbares Steckverbindergehäuse 4 auf.
In dem Steckverbinder 1 sind in nicht näher bezeichneten Kontaktkammern
des Kontaktpartnergehäuses 3 zumindest
zwei oder mehr Kontaktpartner 5, hier ausgebildet als Buchsenkontakt,
angeordnet und z. B. mittels Rastverbindungen in ihrer Lage fixiert.
Analog dazu weist der Gegensteckverbinder 2 ebenfalls in
Kontaktkammern oder in anderer Weise befestigte Kontaktpartner 6 auf,
wobei die Kontaktpartner 6 in einem Gegensteckverbindergehäuse 7 angeordnet
sind. Bei dem Gegensteckverbinder 2 sind die Kontaktpartner 6 beispielsweise
als Kontaktstifte ausgebildet. Die Kontaktpartner 5, 6 sind
in an sich bekannter Weise am Ende von elektrischen Leitungen, umfassend
einen elektrischen Leiter und einen Mantel, angeordnet. Hierbei
kommt es nicht darauf an, ob es sich um Rundleitungen, Flachleitungen oder
andere Bauformen von Leitungen handelt.
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Das
Kontaktpartnergehäuse
und das Steckverbindergehäuse,
die beide beispielsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren
hergestellt werden, sind derart gestaltet und vormontiert, dass
sich das Kontaktpartnergehäuse 3 in
einer ersten Stellung, insbesondere einer Endstellung, auf dem Steckverbindergehäuse 4 befindet.
Dieser Zustand ist in 1, links, dargestellt. Dabei
ist erkennbar, dass das Steckverbindergehäuse 4 im vormontierten
Zustand eine in das Gegensteckverbindergehäuse 7 hineinreichende
und sich über
die Kontaktpartner 5 des Steckverbinders 1 erstreckende
Lasche 8 aufweist. In diesem Zustand liegt die Lasche 8 entweder
gar nicht oder mit nur geringer Krafteinwirkung auf die Kontaktpartner 5 an
diesen an. Daraus folgt, dass der beispielsweise als Kontaktstift
ausgebildete Kontaktpartner 6 des Gegensteckverbinders 2 ohne
Kraftaufwand in den als Buchsenkontakt ausgebildeten Kontaktpartner 5 des
Steckverbinders 1 eingeführt werden kann. Bei sind noch
keine Kontaktkräfte
aufzubringen, wobei auch die erforderliche Kontaktsicherheit noch
nicht hergestellt ist. Erst wenn das Steckverbindergehäuse 4 von
seiner in 1, links, dargestellten ersten
Stellung in eine zweite Stellung bewegt wird, die in 1,
rechts, gezeigt ist, bewirkt diese Bewegung, dass die Lasche 8 auf
die zugehörigen
Kontaktpartner 4 des Steckverbinders 1 einwirkt
und die erforderliche Kontaktkraft aufbringt. Das bedeutet, dass
der als Buchsenkontakt ausgebildete Kontaktpartner 5 des
Steckverbinders 1 unter Aufbringung der geschilderten Kontaktkraft
dauerhaft und unter Druck an den als Kontaktstift ausgebildeten Kontaktpartner 6 des
Gegensteckverbinders 2 zur Anlage kommt, woraus die erforderlichen
Kontaktkräfte
und die gewünschte
Kontaktsicherheit resultieren. Nachdem das Steckverbindergehäuse 4 von
seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung über das Kontaktpartnergehäuse 3 bewegt
worden ist, sind nicht nur die erforderlichen Kontaktkräfte (Normalkräfte) auf
die Kontaktpartner aufgebracht worden, sondern es sind auch der
Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 2 mechanisch
miteinander verriegelt, insbesondere verrastet worden, sodass diese dauerhaft
zusammengesteckt bleiben, vorzugsweise aber durch entsprechende
Kraftaufbringung, die im Normalbetrieb nicht auftritt, wieder voneinander
getrennt werden können.
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Die
Bezugsziffern 9 und 10 bezeichnen Dichtungen,
die zwischen dem Steckver-binder 1 und dem Gegensteckverbinder 2 eine
Längswasserdichtheit
realisieren, wobei die Dichtung 9 an dem Gegensteckverbinder 2 angeordnet
ist und auf dem Kontaktpartner 5 des Steckverbinders 1 wirkt
und die Dichtung 10 zwischen dem Steckverbindergehäuse 4 und
dem Kontaktpartnergehäuse 3 (oder
alternativ auf den Außenmantel
des Kabels) dichtet.
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Die
Schon vorstehend beschriebenen Bewegungsabläufe und die daraus resultierende
Funktion ist in 2 noch einmal alleine für den Steckverbinder 1 dargestellt,
wobei jedoch zwingend zur Realisierung der Aufbringung der erforderlichen
Kontaktkräfte
der Gegensteckverbinder 2 vorhanden sein muss, da sich
die erfindungsgemäße Lasche 8 des Steckverbinders 1 zur
Aufbringung der Kontaktkräfte an
dem Gegensteckverbinder 2 abstützen muss.
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In 2 ist
in der linken Darstellung die erste Endstellung dargestellt, bei
der sich das Kontaktpartnergehäuse
in einer ersten Position zu dem Steckverbindergehäuse 4 befindet.
Nachdem der somit vorbereitete Steckverbinder 1 in den
in 2 nicht dargestellten Gegensteckverbinder 2 eingesetzt
worden ist, wird das Steckverbindergehäuse 4 relativ zu dem
Kontaktpartnergehäuse 3 verschoben,
sodass die Lasche 8 auf die Kontaktpartner des Steckverbinders 1 einwirken
kann, um die erforderlichen Kontaktkräfte aufzubringen.
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In 2 ist
schließlich
noch dargestellt, dass der Steckverbinder 1 einen zusätzlichen
Verriegelungsmechanismus 11 aufweisen kann, aber nicht aufweisen
muss. Dieser Verriegelungsmechanismus 11 und ein zugehöriger Verriegelungsmechanismus an
dem Gegensteckverbinder 2 bewirken, dass zusätzlich zu
vorhandenen Rastmitteln, die ein Verriegeln des Steckverbinders 1 und
des Gegensteckverbinders 2 im vollständig zusammengesteckten Zustand
ermöglichen,
noch eine weitere, d. h. zusätzliche
Verriegelung realisiert ist, um weiter zu verhindern, dass sich
die Steckverbinderanordnung während
ihres Betriebes im Fahrzeug löst.
Dabei ist dieser Verriegelungsmechanismus, auch CPA genannt, dazu
ausgebildet, dass er durch eine zusätzliche Bewegung erst dann
betätigt
werden kann, wenn die Stellung erreicht ist, wie sie in 1,
links, dargestellt ist, d. h. wenn der Steckverbinder 1 vollständig in
den Gegensteckverbinder 2 eingesteckt ist, das Steckverbindergehäuse 4 von
seiner ersten Stellung über das
Kontaktpartnergehäuse 3 in
seine zweite Stellung in Richtung des Gegensteckverbinders 2 verschoben
worden ist und auch die daraus resultierenden Kontaktkräfte aufgebracht
worden sind.
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Gegensteckverbinder
- 3
- Kontaktpartnergehäuse
- 4
- Steckverbindergehäuse
- 5
- Kontaktpartner
- 6
- Kontaktpartner
- 7
- Gegensteckverbindergehäuse
- 8
- Lasche
- 81
- Vorsprung
- 9
- Dichtung
- 10
- Dichtung
- 11
- Verriegelungsmechanismus