DE102012018270A1

DE102012018270A1 - Steckverbinderanordnung

Info

Publication number: DE102012018270A1
Application number: DE102012018270.8A
Authority: DE
Inventors: Jiri Keclik; Teodor Knobloch; Artur Tessarek; Jörg Hegel; Thomas Drescher; Gerd Kindermann; Herbert Plate; Petr Spunar
Original assignee: Kostal Kontakt Systeme GmbH
Current assignee: KOSTAL KONTAKT SYSTEME GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: WO2014041095A1; DE102012018270B4

Abstract

Beschrieben wird eine Steckverbinderanordnung mit einem ersten und mit einem zweiten Steckverbindergehäuse, wobei an dem ersten Steckverbindergehäuse ein Drehschieberhebel mit zwei miteinander verbundenen parallelen Seitenflächen angeordnet ist, welche jeweils mehrere Führungsbahnen aufweisen, wobei ein am ersten Steckverbindergehäuse angeformter erster Führungszapfen in eine erste Führungsbahn des Drehschieberhebels eingesetzt ist, wodurch bei unverbundenen Steckverbindergehäusen der Drehschieberhebel gegen das erste Steckverbindergehäuse drehbar und verschiebbar ist, wobei der Drehschieberhebel eine zweite Führungsbahn aufweist, in die in einer ersten Drehstellung des Drehschieberhebel ein am zweiten Steckverbindergehäuse angeformter zweiter Führungszapfen einfügbar ist, und durch eine Drehung des Drehschieberhebel in der zweiten Führungsbahn verschoben werden kann, wodurch die beiden Steckverbindergehäuse aufeinander zu bewegt werden und an den Steckverbindergehäusen angeordnete Kontaktelemente miteinander verbunden werden, wobei in der Drehendstellung der Drehschieberhebel senkrecht zur Verbindungsrichtung der beiden Steckverbindergehäuse verschiebbar ist, wobei am Ende des Verschiebeweges die Steckverbindergehäuse gegeneinander arretiert sind, wobei jede Seitenfläche des Drehschieberhebels eine dritte und eine vierte Führungsbahn aufweist, die während der Verschiebung des Drehschieberhebels mit einem dritten Führungszapfen am ersten Steckverbindergehäuse und einem vierten Führungszapfen am zweiten Steckverbindergehäuse in Eingriff kommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung mit einem ersten und mit einem zweiten Steckverbindergehäuse, welche durch einen Drehschieberhebel mit einander verbunden werden können.
Besonders bei vielpoligen Steckverbindern und bei Steckverbindern, welche großflächige Kontaktelemente aufweisen, die für hohe Ströme ausgelegt sind, ergibt sich das Problem, dass sowohl beim Verbinden als auch beim Trennen der Kontaktelemente hohe Steckkräfte aufzubringen sind. Bekannt sind daher mechanische Hilfsmittel zur Kraftverstärkung. Beispielsweise ist aus der Patentanmeldung US 2003/0082940 A1 ein u-förmige Schieber bekannt, bei dem in zueinander parallelen Seitenflächen Führungsbahnen eingebracht sind, welche mit Führungszapfen an den Steckverbindergehäusen zusammenwirken. Die Führungsbahnen wandeln eine über einen relativ langen Weg senkrecht zur Verbindungsrichtung wirkende geringe Kraft in eine wesentlich kürzere Fügebewegung mit einer hohen Fügekraft um. Aus diesem Dokument ist es zudem bekannt, einen Drehhebel zum Antrieb der Schieberbewegung vorzusehen.
In der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 054 360 A1 ist ein Mechanismus mit einem Drehschieberhebel beschrieben, durch den zwei Verbindergehäuse aufeinander zu bewegt und miteinander verriegelt werden können. Der Gegenstand dieser Patentanmeldung ist allerdings keine Steckverbinderanordnung sondern ein Leistungsversorgungstrennschalter zum Schließen und Öffnen elektrischer Stromkreise. Hierbei ist ein Hebel vorgesehen, der zwei zueinander parallele Seitenflächen mit Führungsbahnen aufweist, die über einen Quersteg miteinander zu einem u-förmigen Drehschieberhebel verbunden sind. In jede der Seitenflächen sind zwei Führungsbahnen eingeformt, die mit jeweils einem Zapfen an den beiden Verbindergehäusen zusammenwirken. Durch eine Drehbewegung und eine anschließende Schiebebewegung können die beiden Verbindergehäuse aufeinander zu bewegt und miteinander verbunden werden.
Bei diesem Leistungstrennschalter ist, neben einem Paar von Kleinleistungsanschlüssen zur Detektion des Verbindungszustands des Leistungstrennschalter, nur ein Paar von Leistungsanschlüssen vorgesehen. die durch den Trennschalter elektrisch verbunden oder getrennt werden können. Diese relativ geringe Zahl von Anschlüssen ermöglicht einen noch relativ kompakten Gehäuseaufbau.
Bei Steckverbindern kann es dagegen notwendig sein eine größere Anzahl von Kontaktelementen in einem Gehäuse unterzubringen. Sind diese Steckverbinder dazu vorgesehen, Leitungen zu verbinden, die sowohl hohe Spannungen als auch hohe Ströme führen, so führt dies zu relativ großvolumigen Steckverbindergehäusen. Bei großvolumigen Verbindergehäusen erreicht der aus der DE 10 2004 054 360 A1 bekannte Hebelmechanismus keine ausreichend stabile und vibrationsarme Verbindung der Gehäuseteile.
Es stellte sich die Aufgabe, einen verbesserten Hebelmechanismus zur Verbindung von Steckverbindergehäusen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst. Die Erfindung soll im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
Die 1 bis 4 zeigen vier Phasen beim Zusammenfügen eines ersten und eines zweiten Steckverbindergehäuses. In den Figuren nicht dargestellt sind an den Steckverbindergehäusen angeordnete elektrische Kontaktelemente, da deren konkreten Ausgestaltungen für die Erläuterung der Erfindung unerheblich sind. Die Kontaktelemente können in Form von Steckerstiften und Steckhülsen ausgebildet sein, die zum Führen hoher Ströme geeignet sind, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 016 157 A1 bekannt sind.
1 zeigt die noch unverbundenen Steckverbindergehäuse 1, 2, die bereits zum Zweck des Zusammenfügens zueinander ausgerichtet sind. Am ersten Steckverbindergehäuse 1 sind drei abgehende Hochstromleitungen 14 erkennbar. Das zweite Steckverbindergehäuse 2 ist auf einer Oberfläche 3 angeordnet, welche beispielsweise zu einem Gerätegehäuse oder zu einer Kraftfahrzeugkarosserie gehören kann. Anschlussleitungen zum zweiten Steckverbindergehäuse 2, die etwa unterhalb des Steckverbindergehäuses 2 durch die Oberfläche 3 hindurchgeführt sein können, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Das Zusammenfügen der beiden Steckverbindergehäuse 1, 2 erfolgt mit Hilfe eines u-förmigen Drehschieberhebels 4. Dieser weist zwei über einen Quersteg 18 miteinander verbundene, zueinander parallele Seitenflächen 5, 5' auf, in die jeweils vier Führungsbahnen 10, 11, 12, 13 in Gestalt schlitzförmiger Ausnehmungen eingebracht sind, die dazu vorgesehen sind, mit mehreren an den Steckverbindergehäusen 1, 2 angeformten Führungszapfen 6, 7, 8, 9 zusammenzuwirken.
Die Anordnung und das Zusammenwirken von Führungsbahnen und Führungszapfen wiederholt sich in symmetrischer Weise an der zweiten Seitenfläche 5' des Drehschieberhebels 4 und an den entsprechenden Außenflächen der Steckverbindergehäuse 1, 2, so dass sich die nachfolgende Beschreibung auf die in den Figuren vollständig abgebildete Seitenfläche 5 beschränken kann.
In der 1 ist erkennbar, dass der Drehschieberhebel 4 an einem Führungszapfen 6 des ersten Steckverbindergehäuses 1 gelagert ist, welcher in eine erste Führungsbahn 10 in der Seitenfläche 5 des Drehschieberhebels 4 eingreift. Der Führungszapfen 6 ermöglicht eine Drehbewegung des Drehschieberhebels 4, sowie auch eine Verschiebebewegung entlang der Führungsbahn 10.
Der Drehschieberhebels 4 kann dadurch zum zweiten Steckverbindergehäuse 2 derart ausgerichtet werden, dass ein am zweiten Steckverbindergehäuse 2 angeformter zweiter Führungszapfen 7 seitlich in eine zweite Führungsbahn 11 einlaufen kann. Ist dies auf beiden Seiten der Steckverbindergehäuse 1, 2 erfolgt, was in der 2 dargestellt ist, so kann der Drehschieberhebel 4 in Richtung zur Oberfläche 3 verschwenkt werden. Der Drehschieberhebel 4 dreht sich dabei um den ersten Führungszapfen 6, während der zweite Führungszapfen 7 der Kurvenkontur der zweiten Führungsbahn 11 folgt. Entsprechend einem Hebelmechanismus werden hierbei die beiden Führungszapfen 6 und 7 aufeinander zu bewegt, wodurch die beiden Steckverbindergehäuse 1, 2 zusammengefügt werden.
Am Ende der Hebeldrehung ist der in der 3 dargestellte Verbindungszustand zwischen den beiden Steckverbindergehäusen 1, 2 hergestellt. Hier nicht dargestellte elektrische Kontaktelemente des ersten und des zweiten Steckverbindergehäuses 1, 2 sind in dieser Stellung des Drehschieberhebels 4 bereits miteinander verbunden.
Aus der in der 3 dargestellten Position kann der Drehschieberhebel 4 nun horizontal zu den Steckverbindergehäusen 1, 2 verschoben werden. Bei dieser Bewegung laufen dritte und vierte Führungszapfen 8 und 9 in die ihnen zugeordneten dritten und vierten Führungsbahnen 12 und 13 ein.
Die Führungszapfen 6 und 9 in den Führungsbahnen 10 und 13 bewirken ab jetzt gemeinsam, dass der Drehschieberhebel 4 exakt parallel zum ersten Steckverbindergehäuse 1 geführt wird. Die Führungszapfen 7 und 8 erfüllen ebenfalls eine gemeinsame Funktion. Der Abschnitt 11' der Führungsbahn 11, den der Führungszapfen 7 während der Verschiebebewegung durchläuft, verläuft genau parallel zur Führungsbahn 12 mit dem darin bewegten Führungszapfen 8. Der Abschnitt 11' und die Führungsbahn 12 bilden dabei ansteigende schiefe Ebenen aus, die den gleichen Anstiegswinkel aufweisen.
Die Horizontalbewegung des Drehschieberhebels 4 bewirkt so eine exakte Parallelverschiebung der beiden Steckverbindergehäuse 1, 2 relativ zueinander. Durch jeweils zwei Verbindungsstellen von den Steckverbindergehäusen 1, 2 zum Drehschieberhebel 4, vermittelt durch die Führungszapfen 6, 7, 8, 9, ist ein Verkanten beim Zusammenfügen der Steckverbindergehäuse 1, 2 ausgeschlossen. Außerdem wird eine sehr gleichmäßige Anpresskraft von den Steckverbindergehäusen 1, 2 auf die zwischen diesen angeordnete Gehäusedichtung 15 (1) erreicht, und dadurch eine sehr gute Abdichtung der Steckverbinderanordnung erzielt.
Bei der in der 4 dargestellten Fügeendposition sind die Steckverbindergehäuse 1, 2 durch die durch den Drehschieberhebel 4 erzeugte Anpresskraft stabil und vibrationsarm miteinander verbunden. Eine zusätzliche, formschlüssig wirkende mechanische Sicherung kann durch einen am Drehschieberhebel 4 verschieblich angeordneten Sicherungsriegel 16 hergestellt werden, der durch eine vertikale Verschiebung in eine Riegelaufnahme 17 (1) am zweiten Steckverbindergehäuse 2 eingesetzt wird, und danach eine unbeabsichtigte Verschiebung des Drehschieberhebels 4 verhindert.
Bezugszeichenliste

1: erstes Steckverbindergehäuse
2: zweites Steckverbindergehäuse
3: Oberfläche (Gerätegehäuse, Kraftfahrzeugkarosserie)
4: Drehschieberhebel
5, 5': Seitenflächen
6: erster Führungszapfen
7: zweiter Führungszapfen
8: dritter Führungszapfen
9: vierter Führungszapfen
10: erste Führungsbahn
11: zweite Führungsbahn
11': Abschnitt
12: dritte Führungsbahn
13: vierte Führungsbahn
14: Hochstromleitungen
15: Gehäusedichtung
16: Sicherungsriegel
17: Riegelaufnahme
18: Quersteg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004054360 A1 [0003, 0005]
DE 102009016157 A1 [0008]

Claims

Steckverbinderanordnung mit einem ersten und mit einem zweiten Steckverbindergehäuse (1, 2), wobei an dem ersten Steckverbindergehäuse (1) ein Drehschieberhebel (4) mit zwei miteinander verbundenen parallelen Seitenflächen (5, 5') angeordnet ist, welche jeweils mehrere Führungsbahnen (10, 11, 12, 13) aufweisen, wobei ein am ersten Steckverbindergehäuse (1) angeformter erster Führungszapfen (6) in eine erste Führungsbahn (10) des Drehschieberhebels (4) eingesetzt ist, wodurch bei unverbundenen Steckverbindergehäusen (1, 2) der Drehschieberhebel (4) gegen das erste Steckverbindergehäuse (1) drehbar und verschiebbar ist, wobei der Drehschieberhebel (4) eine zweite Führungsbahn (11) aufweist, in die in einer ersten Drehstellung des Drehschieberhebel (4) ein am zweiten Steckverbindergehäuse (2) angeformter zweiter Führungszapfen (7) einfügbar ist, und durch eine Drehung des Drehschieberhebel (4) in der zweiten Führungsbahn (11) verschoben werden kann, wodurch die beiden Steckverbindergehäuse (1, 2) aufeinander zu bewegt werden und an den Steckverbindergehäusen (1, 2) angeordnete Kontaktelemente miteinander verbunden werden, wobei in der Drehendstellung der Drehschieberhebel (4) senkrecht zur Verbindungsrichtung der beiden Steckverbindergehäuse (1, 2) verschiebbar ist, wobei am Ende des Verschiebeweges die Steckverbindergehäuse (1, 2) gegeneinander gepresst sind, wobei jede Seitenfläche (5, 5') des Drehschieberhebels (4) eine dritte und eine vierte Führungsbahn (12, 13) aufweist, die während der Verschiebung des Drehschieberhebels (4) mit einem dritten Führungszapfen (8) am ersten Steckverbindergehäuse (1) und einem vierten Führungszapfen (9) am zweiten Steckverbindergehäuse (2) in Eingriff kommen.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (11') der zweiten Führungsbahn (11), der dem Verschiebeweg des Drehschieberhebels (4) zugeordnet ist, parallel zur dritten Führungsbahn (12) verläuft.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (11') der zweiten Führungsbahn (11), der dem Verschiebeweg des Drehschieberhebels (4) zugeordnet ist, und die dritte Führungsbahn (12) ansteigend zur Verschieberichtung ausgeführt sind.