DE102010034789B3 - Steckverbinder - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
- Stand der Technik
- Ein gattungsgemäßer Steckverbinder geht aus der
DE 10 2006 030 784 A1 hervor. Bei diesem Steckverbinder wird ein in einem Steckverbinder-Grundelement angeordnetes Kontaktelement mittels einer Sekundär-Verriegelung gehalten. Hierzu ist in dem Kontaktelement wenigstens eine quer zur Steckrichtung angeordnete Sekundär-Verriegelungsausnehmung vorgesehen, in welche eine Verriegelungsnocke eines Sekundär-Verriegelungselements in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verrieglungselements eingreift. Das Kontaktelement dieses Steckverbinders weist eine Crimpfahne auf, die zur Kontaktierung eines abisolierten elektrischen Leiters dient. - Derartige Stecker werden auch im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt. In Kraftfahrzeugen unterliegen die Stecker und insbesondere auch die Crimpanschlüsse der Leiter erheblichen Belastungen, beispielsweise Rüttelbelastungen, Vibrationsbelastungen und dergleichen. Dies führt zu einer erheblichen Belastung des Übergangsbereichs zwischen Messer- bzw. Federkontakten und dem Crimpbereich. Aufgrund dieser Vibrationen kann es beispielsweise zu einem Bruch kommen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass aufgrund großer Vibrationen eine Kontaktkorrosion eines Kupferleiters in dem Crimpanschluss auftritt, die isolierend wirkt und dadurch den Widerstand in nicht akzeptabler Weise erhöht.
- Eine Vorrichtung zur Verhinderung von Wackelbewegungen bei einem Anschlusskontakt sowie ein Verbinder gehen beispielsweise aus der
DE 601 07 481 T2 hervor. Bei diesen wird, wenn die den Anschluss fixierende bzw. festlegende Vorrichtung an einem Verbindergehäuse montiert ist, das Anschlusspassstück am Schütteln bzw. Wackeln durch den Kontaktabschnitt gehindert, der in Kontakt mit dem Anschlusspassstück kommt, welcher in einem Hohlraum aufgenommen ist, wobei gleichzeitig das Problem von z. B. feiner gleitender Abnutzung bzw. Abrasion mit einem zusammenpassenden Anschluss gelöst werden kann. Der Aufbau ist jedoch, insbesondere auch im Hinblick auf seine Herstellung, vergleichsweise aufwendig. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Steckverbinder so weiterzubilden, dass die vorbeschriebenen Nachteile nicht auftreten und dass insbesondere ein solcher Steckverbinder auch erheblichen Rüttelbelastungen und/oder Vibrationsbelastungen, wie sie in Fahrzeugen auftreten, ausgesetzt werden kann.
- Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Offenbarung der Erfindung
- Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist durch ein endseitig eines Crimpbereichs angeordnetes Fixierelement gekennzeichnet, welches in eine gegengleiche Ausnehmung in dem Steckverbindergrundelement eingreift.
- Grundidee der Erfindung ist es, den Steckverbinder nicht nur mittels der Primär- und Sekundär-Verriegelung zu sichern und zu fixieren, sondern ein Fixierelement vorzusehen, welches in einem maximal möglichen Abstand von dem Sekundär-Verriegelungselement angeordnet ist und so eine Fixierung des Kontaktelements in dem Steckverbindergrundelement an zwei Punkten und insbesondere eine Fixierung des Crimpbereichs des Kontaktelements sicherstellt.
- Dabei wird eine Arretierung dieses Fixierelements in der gegengleichen Ausnehmung in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements ermöglicht, sodass letzten Endes durch die Betätigung des Sekundär-Verriegelungselements gleichzeitig auch eine Fixierung und Arretierung des Fixierelements in der Ausnehmung in dem Steckverbindergrundelement auf sehr vorteilhafte Weise erreicht wird.
- Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Steckverbinders sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
- So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass die wenigstens eine Sekundär-Verriegelungsausnehmung konisch ausgebildet ist und der Verriegelungsnocken in Bezug auf diese Sekundär-Verriegelungsausnehmung ein (geringfügiges). Übermaß aufweist, sodass bei einem Eingreifen des Sekundär-Verriegelungsnockens in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung bei einer gleichzeitigen Bewegung des Kontaktelements im Steckverbindergrundelement parallel zur Steckrichtung ein Festklemmen des Verriegelungsnockens in der Sekundär-Verriegelungsausnehmung hervorgerufen wird. Beim Eingreifen des Verriegelungsnockens in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung wird also zunächst eine minimale Bewegung des Kontaktelements in dem Steckverbinder-Grundelement parallel zur Steckrichtung hervorgerufen und sodann durch einen vollständigen Eingriff des Nockens in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung das Kontaktelement in dem Steckverbindergrundelement gesichert.
- Sehr vorteilhaft wirkt dabei das Fixierelement mit der gegengleichen Ausnehmung so zusammen, dass das Fixierelement durch die vorbeschriebene Bewegung des Kontaktelements in Steckrichtung an einer Fläche der gegengleichen Ausnehmung in dem Steckverbindergrundelement unter Ausübung einer Vorspannung zur Anlage kommt. Durch diese vorgespannte Positionierung wird ein rüttel- und vibrierfestes Arretieren des Kontaktelements in dem Steckverbindergrundelement erreicht.
- Die Anordnung des Fixierelements an dem Kontaktelement kann rein prinzipiell auf die unterschiedlichste Art und Weise geschehen.
- Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform, die insbesondere auch eine leichte Kontaktierung des Leiters in dem Crimpbereich des Kontaktelements ermöglicht, sieht vor, dass das Fixierelement an einer sich senkrecht zur Steckrichtung erstreckenden Abbiegung anzuordnen. Durch diese Anordnung wird der maximale Öffnungsquerschnitt für die Aufnahme des Leiters im Crimpbereich nicht nur bereitgestellt, sondern die Abbiegung erfüllt sogar die Aufgabe einer Einführhilfe für den Leiter in den Crimpbereich, da bei einer Fehlpositionierung des Leiters dieser an der Abbiegung entlanggeführt wird, bis er in den Crimpbereich gelangt.
- Bevorzugt schließt die Abbiegung einen Winkel von 90° mit der Steckrichtung ein. Es ist allerdings auch möglich, den Winkel geringfügig kleiner als 90° auszubilden. Ein Winkel von 90° ermöglicht die beste Ausbildung eines Widerlagers.
- Das Fixierelement selbst weist vorzugsweise eine im Wesentlichen T-förmige Gestalt auf. Hierdurch wird aufgrund der gegengleichen Ausbildung in dem Steckverbindergrundelement auch eine seitliche, das heißt senkrecht zur Steckrichtung wirkende Fixierung auf sehr vorteilhafte Weise erzielt.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Kontaktelement eine Arretierfeder zur Einfederung in eine in dem Steckverbinder-Grundelement vorgesehene Primär-Verriegelungsausnehmung angeordnet.
- Die Auszugskraft kann durch eine Variation der Anzahl der Ausnehmungen, in welche jeweils Verriegelungsnocken des Sekundär-Verriegelungselements in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements eingreifen, an vorgegebene Auszugskraft-Anforderungen angepasst werden. Dadurch sind auch sehr hohe Auszugskräfte beispielsweise von 100 Newton oder mehr erreichbar.
- Eine Ausgestaltung sieht vor, dass im Steckverbinder-Grundelement eine Sekundär-Verriegelungselement-Ausnehmung vorgesehen ist, welche das Sekundär-Verriegelungselement in der Verriegelungsposition aufnimmt. Das Sekundär-Verriegelungselement wird mit dieser Maßnahme in der Verriegelungsposition integraler Bestandteil des Steckverbinders.
- Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Sekundär-Verriegelungselement am vorderen Ende eine Codierfläche aufweist, die ein Stecken des Steckverbinders verhindert, wenn das Sekundär-Verriegelungselement außerhalb der Verriegelungsposition positioniert ist. Mit dieser Maßnahme wird die Sicherheit der Steckverbindung erhöht. Das Einstecken des erfindungsgemäßen Steckverbinders in den zum erfindungsgemäßen Steckverbinder korrespondierenden zweiten Steckverbinder ist nur möglich, wenn das Sekudär-Verriegelungselement in der Verriegelungsposition positioniert ist.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, dass im vorderen Bereich des Sekundär-Verriegelungselements wenigstens eine in Steckrichtung angeordnete Codier-Rippe vorgesehen ist. Die Codier-Rippe verhindert eine fehlerhafte Herstellung der Steckverbindung, wenn das Sekundär-Verriegelungselement in der Verriegelungsposition positioniert ist.
- Zeichnungen
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine isometrische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem nicht verriegelten Sekundär-Verriegelungselement; -
2 die in1 dargestellte isometrische Darstellung des Steckverbinders mit verriegeltem Sekundär-Verriegelungselement; -
3 eine Seiten-Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders vor der Verriegelung des Sekundär-Verriegelungselements; -
4 die in3 dargestellte Seiten-Schnittansicht in Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements; -
5 eine isometrische Darstellung des Steckverbindergrundelements; -
6 eine isometrische Darstellung des Kontaktelements und -
7 eine isometrische Darstellung des Kontaktelements aus einer anderen Ansicht. - Beschreibung von Ausführungsbeispielen
- Ein als Ganzer mit
100 bezeichneter, in den1 bis4 in verschiedenen Ansichten dargestellter Steckverbinder weist ein Steckverbindergrundelement110 auf, das aus einem isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht. In diesem Steckverbindergrundelement110 ist ein Kontaktelement200 angeordnet. Ferner ist in dem Steckverbindergrundelement110 ein Sekundär-Verriegelungselement300 angeordnet, wobei das Sekundär-Verriegelungselement300 Verriegelungsnocken305 ,306 aufweist, die im verriegelten Zustand (2 ,4 ) in Sekundär-Verriegelungsausnehmungen205 ,206 des Kontaktelements200 eingreifen. Wie insbesondere der3 und der4 zu entnehmen ist, ist die Sekundär-Verriegelungsausnehmung205 ,206 konisch ausgebildet, wohingegen wenigstens ein Verriegelungsnocken305 gegenüber der Sekundär-Verriegelungsausnehmung205 ein (geringfügiges) Übermaß aufweist, das heißt, etwas größer ist als die Sekundär-Verriegelungsausnehmung205 . Die konische Ausbildung der Sekundär-Verriegelungsaufnahmen205 ,206 bewirkt, dass während des Eingreifens der Verriegelungsnocken305 ,306 eine Bewegung des Kontaktelements entgegen der Steckrichtung, die in3 und4 mit einem Pfeil R gekennzeichnet ist, hervorgerufen wird. Nach vollständigem Eingriff der Verriegelungsnocken305 ,306 in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung205 ,206 , der durch Ausübung einer Kraft entlang eines in3 mit Pfeil301 bezeichneten Richtung bewirkt wird, ist das Kontaktelement300 in dem Steckverbindergrundelement200 fixiert und arretiert. Die Ausübung einer entgegen der Steckrichtung R wirkenden Bewegung des Kontaktelements200 in dem Steckverbindergrundelement110 bewirkt aber gleichzeitig auch, dass ein an dem Kontaktelement (vergleiche6 ,7 ) angeordnetes Fixierelement215 in eine gegengleiche Ausnehmung115 des Steckverbindergrundelements110 eingreift und dort an eine Anschlagfläche116 unter Ausübung einer Vorspannung zur Anlage kommt (1 ,2 ). Durch diese Vorspannung wird eine Fixierung des Kontaktelements200 in dem Steckverbindergrundelement110 an einer zweiten Position bewerkstelligt. Auf diese Weise ist das Kontaktelement200 an zwei Stellen in dem Steckverbindergrundelement110 fixiert, zum einen durch die Sekundär-Verriegelung mittels der Nocken305 ,306 in den entsprechenden konischen Öffnungen205 ,206 in dem Kontaktelement200 , zum anderen durch das Fixierelement215 in den Öffnungen115 des Steckverbindergrundelements110 unter Vorspannung. Die Fixierung durch das Fixierelement215 bewirkt insbesondere, dass auch bei einer starken Vibrationen oder Rüttelbewegungen ausgesetzten Betriebsweise des Steckverbinders100 kein Bruch des Kontaktelements200 , beispielsweise im Bereich unmittelbar zwischen den Sekundär-Verriegelungsausnehmungen205 ,206 und den Crimpflügeln240 auftritt und dass insbesondere auch keine Kontaktkorrosion im Crimpbereich durch fortwährende sehr starke Vibrationen entsteht. Vielmehr wird das Kontaktelement200 und insbesondere der Crimpbereich völlig unverrückbar und auch gegenüber Vibrationen ortsfest in seiner Position in dem Steckverbindergrundelement110 gehalten. - Das Steckverbindergrundelement
110 weist auf an sich bekannte Weise eine Primärverriegelungsausnehmung127 auf, die durch Spritzgießen herstellbar ist oder durch Fräsen und dergleichen. Das Sekundär-Verriegelungselement300 weist an seiner den Kontaktfedern210 zugewandten Seite des Kontaktelements200 , das heißt steckseitig eine Codierrippe330 auf, die in Steckrichtung R verläuft. Diese wenigstens eine Codierrippe330 verhindert einen fehlerhaften Steckvorgang, wenn das Sekundär-Verriegelungselement300 bereits in der Verriegelungsposition positioniert ist. - Darüber hinaus kann auch an dem Steckverbindergrundelement
110 ein Codierelement111 angeordnet sein, dass insbesondere eine falsche Orientierung des Steckverbinders in Bezug zu einem korrespondierenden Steckverbinder (nicht dargestellt) verhindert. Dieses Codierelement111 wirkt auch mit dem Sekundär-Verriegelungselement300 zusammen. An der Codierrippe330 ist nämlich stirnseitig eine Codierfläche332 angeordnet, die ein Stecken des Steckverbinders verhindert, wenn das Sekundär-Verriegelungselement300 außerhalb der Verriegelungsposition positioniert ist, wie es beispielsweise in1 und3 dargestellt ist. In diesem Falle schlägt ein komplementärer (nicht dargestellter) Steckverbinder an die Codierfläche332 an. Erst im verriegelten Zustand (dargestellt in2 und4 ) fluchtet die Codierrippe330 mit dem Codierelement111 des Steckverbindergrundelements110 und die Codierfläche332 steht nicht mehr über dieses Codierelement111 über. In diesem Fall liegt das Sekundär-Verriegelungselement300 in einer in dem Steckverbindergrundelement110 angeordneten Sekundär-Verriegelungselement-Ausnehmung119 und wird von dieser aufgenommen. - In dem Steckverbindergrundelement
110 sind darüber hinaus ebenfalls Codierrippen191 ,192 angeordnet, die eine fehlerhafte Steckung mit einem entsprechenden weiteren Steckverbinder verhindern (5 ). - Das Kontaktelement
200 weist auf seiner den Kontaktelementen, im gezeigten Fall sind dies Federelemente210 , zugewandten Seite einen im Wesentlichen rechteckigen Positionierrahmen211 mit einer Öffnung212 auf. Dieser Positionierrahmen findet in einer entsprechenden Ausnehmung123 des Steckverbindergrundelements110 Aufnahme und ermöglicht eine exakte Positionierung der Federelemente210 auf an sich bekannte Weise. - Das Kontaktelement
200 weist darüber hinaus eine Arretierfeder220 auf, die ebenfalls auf an sich bekannte Weise im eingeschobenen Zustand des Kontaktelements200 in die Primärverriegelungsausnehmung127 einfedert und das Kontaktelement200 gegen ein Herausziehen an einem Primärverriegelungswiderlager128 auf an sich bekannte Weise abstützt. - Wie insbesondere in
6 und7 dargestellt ist, ist das Fixierelement215 an einer gebogenen Abbiegung216 angeordnet, die mit der Steckrichtung R einen Winkel von 90° einschließt. Dies hat den Vorteil, dass die Öffnung zur Einführung eines Kabels204 leicht zugänglich ist. Das Kabel wird auf an sich bekannte Weise abisoliert, wobei der abisolierte Teil im Crimpbereich240 durch Crimpen kontaktiert wird. Der nicht abisolierte Kabelmantel wird in einem Klemmbereich243 geklemmt und somit eine Zugentlastung bereitgestellt. - Der Vorteil des vorbeschriebenen Steckverbinders
100 besteht darin, dass durch die Fixierung des Steckverbinders mittels Primär-Verriegelungselement, gebildet aus Feder220 und Primärverriegelungswiderlager125 , Sekundär-Verriegelungselement, gebildet aus Sekundär-Verriegelungsausnehmungen205 ,206 , die konisch ausgebildet sind, und Nocken305 ,306 des Sekundär-Verriegelungselments300 , deren wenigstens eine gegenüber einer Sekundär-Verriegelungsausnehmung205 ein (geringfügiges) Übermaß aufweist, und gebildet durch das Fixierelement215 , welches in eine entsprechende gegengleiche Ausnehmung115 in dem Sekundär-Verriegelungsgrundelement110 eingreift und eine vorgespannte Fixierung des Kontaktelements200 in dem Steckverbindergrundelement110 vermittelt, eine Fixierung und Arretierung an mehreren Punkten des Kontaktelements200 in dem Steckverbindergrundelement110 und insbesondere auch endseitig des Crimpbereichs erzielt wird. Dabei erweist sich die gebogene rechtwinklige Abbiegung216 auch im Hinblick auf die Ausübung der Vorspannung als besonders vorteilhaft, da hierdurch eine Federwirkung erzielbar ist. Das Kontaktelement200 ist auf diese Weise an zwei Punkten, die voneinander räumlich beabstandet sind, nämlich der Sekundär-Verriegelung, gebildet durch die Sekundär-Verriegelungsausnehmung205 ,206 und die Nocken305 ,306 und das endseitig des Crimpbereichs angeordnete Fixierelement215 , welches in die gegengleiche Öffnung115 des Sekundär-Verriegelungsgrundelements110 eingreift, fixiert. Hierdurch wird eine Vibration des Crimpbereichs240 und des Klemmbereichs242 verhindert, der zu einer störenden Kontaktkorrosion und damit einer Unterbrechung des elektrischen Kontakts durch Widerstandserhöhung oder sogar zu einem Bruch des Kontaktelements200 führen kann. - Das Fixierelement ist im Wesentlichen T-förmig ausgebildet. Hierdurch wird nicht nur die Auflagefläche in Steckrichtung vergrößert, sondern auch eine optimale Arretierung senkrecht zur Steckrichtung vermittelt.
- An dieser Stelle ist zu bemerken, dass die Anzahl der Sekundär-Verriegelungsausnehmungen
205 ,206 abhängig von der Ausziehkraft gewählt wird. Bei kleinerer Ausziehkraft genügt eine, bei größerer Ausziehkraft werden zwei Ausnehmungen gewählt. Darüber hinaus könnten auch mehr als zwei Ausnehmungen vorgesehen sein.
Claims (11)
- Steckverbinder (
100 ) mit wenigstens einem in einem Steckverbindergrundelement (110 ) angeordneten Kontaktelement (200 ) und mit einem Crimp-Anschluss, wobei wenigstens eine in dem Kontaktelement (200 ) quer zur Steckrichtung (R) angeordnete Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205 ,206 ) vorgesehen ist, in welche eine Verriegelungsnocke (305 ,306 ) eines Sekundär-Verriegelungselements (300 ) in der Verriegelungsposition des Sekundär-Verriegelungselements (300 ) eingreift, gekennzeichnet durch ein endseitig eines Crimpbereichs angeordnetes Fixierelement (215 ), welches in eine gegengleiche Ausnehmung (115 ) in dem Steckverbindergrundelement (110 ) eingreift. - Steckverbinder (
100 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205 ,206 ) konisch ausgebildet ist und der Verriegelungsnocken (305 ) in Bezug auf die Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205 ) ein Übermaß aufweist, sodass bei einem Eingreifen des Verriegelungsnockens (305 ) in die Sekundär-Verriegelungsausnehmung bei einer gleichzeitigen Bewegung des Kontaktelements im Steckverbindergrundelement parallel zur Steckrichtung (R) ein Festklemmen des Verriegelungsnockens (305 ) in der Sekundär-Verriegelungsausnehmung (205 ) hervorgerufen wird. - Steckverbinder (
100 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (215 ) durch die Bewegung des Kontaktelements (200 ) parallel zur Steckrichtung (R) an einer Fläche (116 ) der gegengleichen Ausnehmung (115 ) in dem Steckverbindergrundelement (110 ) unter Ausübung einer Vorspannung zur Anlage kommt. - Steckverbinder (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (215 ) an einer sich im Wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung (R) erstreckenden Abbiegung (216 ) angeordnet ist. - Steckverbinder (
100 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbiegung (216 ) einen Winkel von 90° mit der Steckrichtung (R) einschließt. - Steckverbinder (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (215 ) eine im Wesentlichen T-förmige Gestalt aufweist. - Steckverbinder (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kontaktelement (200 ) eine Arretierfeder (220 ) zur Einfederung in eine in dem Steckverbindergrundelement (110 ) vorgesehene Primär-Verriegelungsausnehmung (127 ) angeordnet ist. - Steckverbinder (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sekundär-Verriegelungsausnehmungen (205 ,206 ) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Ausziehkraft festgelegt ist. - Steckverbinder (
100 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steckverbindergrundelement (110 ) eine Sekundär-Verriegelungselement-Ausnehmung (119 ) vorgesehen ist, welche das Sekundär-Verriegelungselement (300 ) in der Verriegelungsposition aufnimmt. - Steckverbinder (
100 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundär-Verriegelungselement (300 ) am vorderen Ende eine Codierfläche (332 ) aufweist, die ein Stecken des Steckverbinders (100 ) verhindert, wenn das Sekundär-Verriegelungselement (300 ) außerhalb der Verriegelungsposition positioniert ist. - Steckverbinder (
100 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Bereich des Sekundär-Verriegelungselements (300 ) wenigstens eine in Steckrichtung (R) verlaufende Codier-Rippe (330 ) vorgesehen ist.
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