DE102012104857A1

DE102012104857A1 - Elektrische Steckverbindung

Info

Publication number: DE102012104857A1
Application number: DE201210104857
Authority: DE
Inventors: Carsten Ludewig
Original assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Current assignee: Wago Verwaltungs GmbH
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: DE102012104857B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein erstes Steckverbinderelement (1), das als Gegenstück zu einem zweiten Steckverbinderelement (2) ausgebildet ist, wobei das erste und das zweite Steckverbinderelement (1, 2) zusammensteckbar sind und im zusammengesteckten Zustand eine elektrische Steckverbindung bilden, wobei das erste Steckverbinderelement (1) ein erstes Gehäuse (10) und wenigstens ein in dem ersten Gehäuse (19) angeordnetes elektrisches Kontaktelement (3, 5) aufweist, wobei an der Außenseite des ersten Gehäuses (10) wenigstens eine Verriegelungszunge (11, 12) angeordnet ist, die wenigstens ein erstes Rastmittel (110, 120) aufweist, das dazu eingerichtet ist, im Zusammenwirken mit einem an einem zweiten Gehäuse (20) des zweiten Steckverbinderelements (2) angeordneten zweiten Rastmittel (21, 22, 210, 220) zusammenzuwirken und im vollständig zusammengesteckten Zustand des ersten und des zweiten Steckverbinderelements (1, 2) diese durch Verrastung aneinander zu fixieren, wobei die Verriegelungszunge (11, 12) als von dem ersten Gehäuse (10) separat ausgebildetes Bauteil ausgebildet ist, das an dem ersten Gehäuse (10) in einer Aufsetzrichtung (61), die im wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung (60) des ersten Steckverbinderelements (1) beim Aufstecken auf das zweite Steckverbinderelement (2) verläuft, mittels Befestigungselementen (14, 111, 121) aufsteckbar und am ersten Gehäuse (10) fixierbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein zweites Steckverbinderelement hierfür sowie eine elektrische Steckverbindung, die aus einem ersten Steckverbinderelement und einem zweiten Steckverbinderelement der zuvor erwähnten Art gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein erstes Steckverbinderelement, das als Gegenstück zu einem zweiten Steckverbinderelement ausgebildet ist, ein zweites Steckverbinderelement hierfür gemäß Anspruch 9 sowie eine elektrische Steckverbindung gemäß Anspruch 17, die aus einem ersten Steckverbinderelement und einem zweiten Steckverbinderelement der zuvor erwähnten Art gebildet ist.
Im Bereich elektrischer Steckverbindungen gibt es eine Vielzahl von Vorschlägen, auf welche Weise der sichere mechanische Zusammenhalt zwischen einem ersten und einem als Gegenstück zugeordneten zweiten Steckverbinderelement im zusammengesteckten Zustand sichergestellt werden kann. Bei manchen elektrischen Steckverbindungen wird der mechanische Zusammenhalt allein über die Pressung zwischen den elektrischen Kontakten hergestellt. Es gibt auch Vorschläge, die Verbindung zwischen den Steckverbinderelementen durch eine Rastfeder oder eine Verriegelungslasche zu sichern, z. B. gemäß DE 196 09 571 A1 oder DE 89 05 057 U1 .
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein erstes Steckverbinderelement und ein zweites Steckverbinderelement anzugeben, aus denen eine elektrische Steckverbindung gebildet werden kann, die eine erhöhte Sicherheit gegenüber ungewolltem Lösen der Steckverbindung bietet. Insbesondere soll die Sicherheit gegenüber einem Lösen der Steckverbindung bei unsachgemäßer Handhabung verbessert werden.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein erstes Steckverbinderelement, das als Gegenstück zu einem zweiten Steckverbinderelement ausgebildet ist, wobei das erste und das zweite Steckverbinderelement zusammensteckbar sind und im zusammengesteckten Zustand eine elektrische Steckverbindung bilden, wobei das erste Steckverbinderelement ein erstes Gehäuse und wenigstens ein in dem ersten Gehäuse angeordnetes elektrisches Kontaktelement aufweist, wobei an der Außenseite des ersten Gehäuses wenigstens eine Verriegelungszunge angeordnet ist, die wenigstens ein erstes Rastmittel aufweist, das dazu eingerichtet ist, im Zusammenwirken mit einem an einem zweiten Gehäuse des zweiten Steckverbinderelements angeordneten zweiten Rastmittel zusammenzuwirken und im vollständig zusammengesteckten Zustand des ersten und des zweiten Steckverbinderelements diese durch Verrastung aneinander zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungszunge als von dem ersten Gehäuse separat ausgebildetes Bauteil ausgebildet ist, das an dem ersten Gehäuse in einer Aufsetzrichtung, die im wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung des ersten Steckverbinderelements beim Aufstecken auf das zweite Steckverbinderelement verläuft, mittels Befestigungselementen aufsteckbar und am ersten Gehäuse fixierbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Verriegelungszunge in einem gesonderten Herstellprozess hergestellt werden kann und nicht zugleich mit dem ersten Gehäuse hergestellt werden muss. Dies erleichtert die Fertigung des ersten Gehäuses sowie der Verriegelungszunge. Es können unterschiedliche Herstellschritte für die beiden Bauteile angewendet werden, die jeweils auf die Formgebung des Bauteils optimiert sind. Zudem können unterschiedliche Materialien für das erste Gehäuse und die Verriegelungszunge verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die zu verwendenden Werkzeuge, z. B. Spritzgießwerkzeuge, einfacher und kostengünstiger ausgebildet werden können, da separate Bauteile besser entformbar sind als ein komplexes einstückiges Bauteil. Insgesamt lassen sich hierdruch wesentlich komplexer geformte Verriegelungszungen herstellen als bei einstückiger Ausführung mit dem ersten Gehäuse. Die Verriegelungszungen können mittels der Befestigungselemente an dem ersten Gehäuse aufrastbar bzw. aufclipsbar sein.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Verriegelungszunge an dem ersten Gehäuse in einer Aufsetzrichtung, die im wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung des ersten Steckverbinderelements beim Aufstecken auf das zweite Steckverbinderelement verläuft, mittels der Befestigungselemente aufsteckbar und am ersten Gehäuse fixierbar ist. Diese in etwa senkrechte Aufsetzrichtung erleichtert die Montage der Verriegelungszunge an dem ersten Gehäuse erheblich, so dass auch eine automatisierte Montage sehr effizient und kostengünstig realisiert werden kann. Zudem können durch die in etwa senkrecht zur Steckrichtung verlaufende Aufsetzrichtung die aufgrund der Verrastung in Steckrichtung auftretenden Kräfte besser über die ersten Rastmittel auf die Verriegelungszunge übertragen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eines, mehrere oder alle der Befestigungselemente als selbstfixierende Befestigungselemente ausgebildet, insbesondere als Druckknöpfe. Dies hat den Vorteil, dass die Verriegelungszunge schnell und einfach an dem ersten Gehäuse befestigt werden kann, insbesondere ohne Werkzeug. Nach der Befestigung ist die Verriegelungszunge sofort unverlierbar an dem ersten Gehäuse fixiert. Hierdurch kann vorteilhaft insbesondere eine Verrastung über einen Form- und Kraftschluss erfolgen. Durch das Vorsehen unsymmetrisch angeordneter Befestigungselemente, z. B. unsymmetrisch verteilter Druckknöpfe, kann zudem eine Fixierung der Verriegelungszunge in einer eindeutig vorgegebenen Position an dem ersten Gehäuse sichergestellt werden.
Das erste Steckverbinderelement kann als Stecker oder als Buchse ausgebildet sein. Das zweite Steckverbinderelement ist dann als entsprechendes Gegenstück ausgebildet, d. h. im erstgenannten Fall als Buchse und im zweitgenannten Fall als Stecker. Das erste und/oder das zweite Steckverbinderelement kann als Einbau-Steckverbinderelement zum Einbau in eine Gehäusewand ausgebildet sein, oder als nicht für einen Wandeinbau ausgebildetes Kupplungsteil.
Das erste Gehäuse und/oder das zweite Gehäuse können vorteilhaft aus einem Isolierstoff hergestellt sein, z. B. aus einem Kunststoffmaterial. Die Verriegelungszunge bzw. die weitere Verriegelungszunge kann ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein, z. B. aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie das erste bzw. das zweite Gehäuse oder aus einem anderen Kunststoffmaterial.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das erste Rastmittel als wenigstens eine von dem ersten Gehäuse fort nach außen weisende Rastnase ausgebildet, die dazu eingerichtet ist, beim Zusammenstecken der Steckverbindung in einen Aufnahmeschacht des zweiten Gehäuses des zweiten Steckverbinderelements eingeführt zu werden. Dies hat den Vorteil, dass die Rastverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Steckverbinderelement besser gegen ungewolltes Lösen gesichert ist. Insbesondere kann nicht so leicht ein unbeabsichtigtes Lösen erfolgen wie bei bekannten Steckverbindungen.
Die nach außen weisende Rastnase kann dabei im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung vollständig innerhalb des Aufnahmeschachts liegen und von außen nicht sichtbar bzw. nicht direkt zugänglich sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Rastnase im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung von außen sichtbar und zugänglich ist, wobei es in solchen Fällen vorteilhaft ist, wenn die Rastnase nicht nach außen aus dem Aufnahmeschacht hervorsteht.
Die Verriegelungszunge kann dabei einen elastisch federnden Abschnitt aufweisen, der dazu eingerichtet ist, die Rastnase der Verriegelungszunge gegenüber dem ersten Gehäuse elastisch beweglich auszubilden. Hierdurch kann die Rastnase zusammen mit dem die Rastnase tragenden Abschnitt der Verriegelungszunge beim Zusammenstecken der Steckverbindung einfedern, d.h. eine gewisse Relativbewegung zum ersten Gehäuse hin auszuführen.
Die Verriegelungszunge kann dabei derart ausgebildet sein, dass der die Rastnase tragende elastisch federnde Abschnitt vom ersten Gehäuse etwas absteht, so dass ein gewisser Einfederweg zum ersten Gehäuse hin zur Verfügung steht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Rastmittel als wenigstens drei quer zur Steckrichtung nebeneinander angeordneter Rastnasen, als eine durchgehende breite Rastnase oder eine Kombination von quer zur Steckrichtung nebeneinander angeordneten schmalen und breiten Rastnasen ausgebildet. Es ist insbesondere vorteilhaft, eine Rastnase, die für eine Entriegelung durch einen am zweiten Steckverbinderelement vorgesehenen manuell betätigbaren Entriegelungshebel eingerichtet ist, als durchgehende breite Rastnase auszubilden. Auf diese Weise ist eine bequeme manuelle Entriegelung mittels des Entriegelungshebels möglich. Sofern eine Entriegelung über ein externes Entriegelungswerkzeug vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, mehrere nebeneinander angeordnete Rastnasen vorzusehen, um eine erhöhte Sicherheit gegenüber ungewolltem Entriegeln der Steckverbindung, z. B. mit einem Fingernagel, zu verhindern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an der Außenseite des ersten Gehäuses wenigstens eine weitere Verriegelungszunge angeordnet, die wenigstens ein weiteres erstes Rastmittel aufweist, das dazu eingerichtet ist, im Zusammenwirken mit einem an dem zweiten Gehäuse des zweiten Steckverbinderelements angeordneten weiteren zweiten Rastmittel zusammenzuwirken und im vollständig zusammengesteckten Zustand des ersten und des zweiten Steckverbinderelements diese durch Verrastung aneinander zu fixieren, wobei die weitere Verriegelungszunge in Umfangsrichtung des ersten Gehäuses im Abstand von der erstgenannten Verriegelungszunge an dem ersten Gehäuse befestigbar ist, insbesondere an einer der erstgenannten Verriegelungszunge gegenüberliegenden Position am Außenumfang des ersten Gehäuses. Dies hat den Vorteil, dass die sichere Fixierung des ersten und des zweiten Steckverbinderelements aneinander weiter verbessert wird und insbesondere gegenüber auftretenden Biegekräften erhöht ist. Zudem wird eine ungewollte Entriegelung durch die zusätzlichen Rastmittel erschwert.
Die weitere Verriegelungszunge kann ebenso ausgebildet sein wie die erstgenannte Verriegelungszunge, d.h. als separates Bauteil. Insbesondere die Befestigung der weiteren Verriegelungszunge mittels der Befestigungsmittel an dem ersten Gehäuse kann ich gleicher Weise ausgebildet sein wie bei der erstgenannten Verriegelungszunge.
Auch die ersten Rastmittel können bei beiden Verriegelungszungen gleich ausgebildet sein. In diesem Fall können identische Bauteile für die beiden Verriegelungszungen verwendet werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden Verriegelungszungen unterschiedliche erste Rastmittel auf, z.B. eine durchgehende breite Rastnase zur Betätigung durch einen an der Steckverbindung vorgesehenen Entriegelungshebel und eine Anordnung mehrerer nebeneinander angeordneter schmaler Rastnase zur Betätigung durch ein externes Entriegelungswerkzeug. Auf diese Weise kann bei identischen oder weitgehend identischen Verriegelungszungen eine kombinierte Entriegelung mit einem integrierten Entriegelungshebel und einem externen Entriegelungswerkzeug realisiert, so dass hohe Sicherheitsanforderungen bei zugleich günstigen Herstellkosten erfüllt werden können.
Entsprechend kann ein weiterer Aufnahmeschacht am zweiten Gehäuse des zweiten Steckverbinderelements vorgesehen sein, derart, dass das weitere erste Rastmittel beim Zusammenstecken der Steckverbindung in den weiteren Aufnahmeschacht des zweiten Gehäuses des zweiten Steckverbinderelements eingeführt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verriegelungszunge wenigstens eine in Steckrichtung vor dem ersten Rastmittel angeordnete Führungslasche auf, die dazu eingerichtet ist, mit einer Führungskontur des zweiten Steckverbinderelements zusammenzuwirken. Mit anderen Worten, die Führungslasche ist frontseitig vor dem ersten Rastmittel angeordnet und tritt beim Zusammenstecken des ersten Steckverbinderelements mit dem zweiten Steckverbinderelement zuerst in den Aufnahmeschacht des zweiten Steckverbinderelements ein. Dies hat den Vorteil, dass mittels der Führungslaschen das Zusammenführen des ersten und des zweiten Steckverbinderelements vereinfacht wird. Insbesondere kann die Führungslasche beim Eintauchen der Verriegelungszunge in einen Aufnahmeschacht des zweiten Gehäuses des zweiten Steckverbinderelements mit darin vorgesehenen Führungsschrägen zusammenwirken und damit die Verriegelungszunge beim Zusammenstecken der elektrischen Steckverbindungen in gewünschter Weise führen. Durch die Führungsschräge kann z. B. infolge der darauf entlang gleitenden Führungslasche die Verriegelungszunge nach außen hin abgelenkt werden, so dass die nach außen weisende Rastnase zuverlässiger und fester mit dem zweiten Rastmittel des zweiten Steckverbinderelements zusammenwirkt und daran sicherer gehalten wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Führungslasche dazu eingerichtet, im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung von einem manuell betätigbaren Entriegelungshebel des zweiten Steckverbinderelements zum Zwecke des Lösens der elektrischen Steckverbindung betätigt zu werden. Die Führungslasche weist damit vorteilhaft eine Doppelfunktion auf, nämlich einerseits die Führungsfunktion und andererseits eine Funktion zur Entriegelung der elektrischen Steckverbindung. Hierdurch kann die elektrische Steckverbindung insgesamt kompakt und kleinbauend bei zugleich sicherer Verriegelungs- und Entriegelungsfunktion realisiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Verriegelungszunge aus Kunststoff mit wenigstens einem darin eingebetteten Metallstreifen ausgebildet. Dies kann z. B. dadurch ausgeführt werden, dass der Metallstreifen mit dem Kunststoffmaterial umspritzt wird. Durch die Kombination aus Kunststoffmaterial und wenigstens einem Metallstreifen können die Federeigenschaften der Verriegelungszunge in größeren Bereichen beeinflusst werden, insbesondere können größere Federkonstanten erreicht werden als bei reinem Kunststoffmaterial. Zusätzlich kann die Stabilität, insbesondere die Langzeitstabilität, der Verriegelungszunge verbessert werden. Die bei Kunststoffmaterialien ggf. auftretenden Setzprozesse oder Fließprozesse können weitgehend unterbunden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das erste Gehäuse einen das wenigstens eine elektrische Kontaktelement beinhaltenden ersten Frontbereich auf, der dazu eingerichtet ist, in einen größer als der erste Frontbereich ausgebildeten zweiten Frontbereich des zweiten Steckverbinderelements beim Zusammenstecken der elektrischen Steckverbindung eingeführt zu werden, wobei die Verriegelungszunge im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung außerhalb des Frontbereichs des zweiten Steckverbinderelements angeordnet ist. Der Frontbereich kann z. B. mit quadratischem, rechteckigem oder rundem Querschnitt oder rechteckigem/quadratischem Querschnitt mit abgerundeten Ecken ausgebildet sein. Auch andere Querschnittsformen können vorteilhaft vorgesehen sein.
Die zuvor genannten Merkmale und vorteilhaften Eigenschaften der Verriegelungszunge und des ersten Rastmittels gelten in gleicher Weise für die bereits erwähnte weitere Verriegelungszunge und das weitere erste Rastmittel, bzw. auch für zusätzliche weitere Verriegelungszungen und weitere erste Rastmittel, sofern diese vorgesehen sind.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gemäß Anspruch 9 gelöst durch ein zweites Steckverbinderelement zum Zusammenstecken mit einem ersten Steckverbinderelement der zuvor erläuterten Art, wobei das zweite Steckverbinderelement ein zweites Gehäuse aufweist, wobei ein Aufnahmeschacht an dem zweiten Gehäuse angeordnet ist, der zur Aufnahme der Verriegelungszunge des ersten Steckverbinderelements ausgebildet ist und ein zweites Rastmittel aufweist, das mit dem ersten Rastmittel im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung in Eingriff steht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat das zweite Gehäuse einen weiteren Aufnahmeschacht, der zur Aufnahme der weiteren Verriegelungszunge des ersten Steckverbinderelements ausgebildet ist. Der weitere Aufnahmeschacht weist ein weiteres zweites Rastmittel auf, das mit dem ersten Rastmittel im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung in Eingriff steht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung hat das zweite Gehäuse einen zweiten Frontbereich, der zur Aufnahme des ersten Frontbereichs des ersten Steckverbinderelements ausgebildet ist, wenn das erste und das zweite Steckverbinderelement zusammengesteckt sind, wobei der Aufnahmeschacht außerhalb des zweiten Frontbereichs an dem zweiten Gehäuse angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb des Aufnahmeschachts wenigstens eine Führungskontur angeordnet, entlang der die Führungslasche der Verriegelungszunge des ersten Steckverbinderelements beim Zusammenstecken entlang gleitet. Die Führungskontur kann z. B. rampenförmig ausgebildet sein, d.h. mit konstanter Steigung, oder bogenförmig konvex oder konkav.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung geht die Führungskontur in einen Führungskanal über, der derart angeordnet ist, dass die Führungslasche im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung wenigstens teilweise in dem Führungskanal angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Führungskanal ist etwas tiefer innerhalb des Aufnahmeschachts angeordnet als die Führungskontur. Hierdurch gleitet die Führungslasche beim Zusammenstecken zunächst an der Führungskontur entlang und kommt schließlich in dem Führungskanal an. Der Führungskanal kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine innere Wand aufweisen, die parallel zur Steckrichtung ist. Dies hat den Vorteil, dass die Führungslasche im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung an einer Position angeordnet ist, an der sie durch den Führungskanal zusätzlich die Verrastung und damit mechanische Fixierung des ersten und zweiten Steckverbinderelements aneinander sichert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Steckverbinderelement wenigstens einen manuell betätigbaren Entriegelungshebel auf, der dazu eingerichtet ist, bei manueller Betätigung im vollständig zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung auf die Verriegelungszunge des ersten Steckverbinderelements zum Zwecke des Öffnens der Steckverbindung einzuwirken. Dies erlaubt eine bequeme manuelle Entriegelung der Verrastung zwischen dem ersten und dem zweiten Rastmittel. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der manuell betätigbare Entriegelungshebel mittelbar über die Führungslasche auf die Verriegelungszunge zum Zwecke des Öffnens der Steckverbindung auf die Verriegelungszunge einwirken.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Gehäuse im Bereich des Aufnahmeschachts wenigstens eine Entriegelungsöffnung auf, die zum Einführen eines Entriegelungswerkzeugs eingerichtet ist, das nicht Teil des ersten oder des zweiten Steckverbinderelements ist.
Vorteilhaft ist insbesondere eine Kombination eines manuell betätigbaren Entriegelungshebels an einer ersten Umfangsposition des zweiten Steckverbinderelements und einer Entriegelungsöffnung an einer zweiten Umfangsposition, z. B. einer der ersten Umfangsposition gegenüberliegenden Position des zweiten Steckverbinderelements. Hiermit kann eine kombinierte und werkzeugbetätigte Entriegelung der Steckverbindung auf einfache Weise realisiert werden und damit besonders hohe Sicherheitsanforderungen, z. B. gemäß DIN EN 61535, erfüllt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Steckverbinderelement Befestigungsmittel zur Befestigung wenigstens eines außen am Gehäuse angebrachten Füllstücks auf. Dies hat den Vorteil, dass das zweite Steckverbinderelement durch eines oder mehrere zusätzliche Füllstücke optisch, d. h. vom Design her, an das erste Steckverbinderelement und dessen daran befestigbare Verriegelungszungen angepasst werden kann. Die Füllstücke können z. B. ebenfalls mittels Druckknöpfen an dem zweiten Gehäuse befestigt werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine elektrische Steckverbindung aus einem ersten Steckverbinderelement und einem zweiten Steckverbinderelement der zuvor beschriebenen Art.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 – eine elektrische Steckverbindung in Schnittdarstellung und
2 – eine Detailansicht der elektrischen Steckverbindung gemäß 1 in Schnittdarstellung und
3 – eine isometrische Darstellung einer Verriegelungszunge in einer Ansicht von unten und
4 – eine isometrische Darstellung einer Verriegelungszunge in einer Ansicht von oben und
5 – eine Seitenansicht einer Verriegelungszunge und
6 – ein erstes Steckverbinderelement in teilweise geschnittener Darstellung und
7 – ein zweites Steckverbinderelement in teilweise geschnittener Darstellung und
8 – eine elektrische Steckverbindung in isometrischer Darstellung und
9 – eine elektrische Steckverbindung in teilweise geschnittener Darstellung.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
Die 1 zeigt eine elektrische Steckverbindung, die aus einem ersten Steckverbinderelement 1 und einem damit zusammengesteckten zweiten Steckverbinderelement 2 besteht. Das erste Steckverbinderelement 1 weist ein erstes Gehäuse 10 auf, das sich von einem in 1 rechts dargestellten Kabeleinführungsbereich 15 bis hin zu einem in Steckrichtung vorne angeordneten ersten Frontbereich 13 erstreckt. An dem ersten Gehäuse 10 ist an einer Seite eine Verriegelungszunge 11 und an einer gegenüberliegenden Seite eine weitere Verriegelungszunge 12 befestigt. Die Verriegelungszungen 11, 12 sind als separate Bauteile hergestellt, insbesondere in einem von der Herstellung des ersten Gehäuses 10 separaten Spritzgießprozess. Die Verriegelungszungen 11, 12 sind mittels druckknopfartig ausgebildeter Befestigungselemente 111, 121 an dem ersten Gehäuse 10 befestigt. Hierzu weist das erste Gehäuse 10 entsprechende Befestigungsvertiefungen 14 auf, die in ihrer Form als Gegenstück zu den druckknopfartigen Befestigungselementen 111, 121 ausgebildet sind. Hierdurch lassen sich die Verriegelungszungen 11, 12 leicht an dem ersten Gehäuse aufclipsen. Die Befestigungselemente 111, 121 können beispielsweise in Form eines vorstehenden z. B. rotationssymmetrischen Zapfens ausgebildet sein, der eine leichte Pilzform aufweist, d. h. am vorderen Ende einen etwas größeren Durchmesser hat als im Wurzelbereich. Entsprechend können die Befestigungsvertiefungen 14 an dem ersten Gehäuse 10 eine als Gegenstück ausgebildete rotationssymmetrische Kontur aufweisen, die zur Außenseite des ersten Gehäuses hin einen etwas geringeren Durchmesser hat als im Bodenbereich der Befestigungsvertiefungen 14.
Das erste Gehäuse 10 weist im Kabeleinführungsbereich 15 ein Außengewinde 16 auf, auf das ein Zugentlastungselement aufgeschraubt werden kann, das dazu dient, elektrische Leitungen, die durch den Kabeleinführungsbereich 15 geführt sind, von Zugbelastungen frei zu halten.
Die Verriegelungszungen 11, 12 weisen in einem vorderen, mit dem ersten Frontbereich 13 des ersten Gehäuses 10 überlappenden Abschnitt, der leicht nach außen hin vom ersten Gehäuses 10 fort vorgebogen ist, jeweils eine oder mehrere nach außen weisende Rastnasen 110, 120 auf. In Frontrichtung des ersten Steckverbinderelements vor den Rastnasen 110, 120 gehen die jeweiligen Verriegelungszungen 11, 12 in vorstehende Führungslaschen 112, 122 über. Die Führungslaschen 112, 122 sind im Vergleich zu den übrigen Abschnitten der Verriegelungszungen 11, 12 vergleichsweise flexibler ausgebildet, was z. B. durch eine verringerte Materialstärke des verwendeten Materials realisiert sein kann.
Die Form und der Aufbau der Verriegelungszungen 11, 12 ist zudem anhand der 2 bis 5 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben, worauf später noch weiter eingegangen wird. Die 2, 3 und 5 zeigen die Verriegelungszunge 11, die 4 zeigt die Verriegelungszunge 12.
Das in 1 dargestellte zweite Steckverbinderelement 2 weist ein Gehäuse 20 auf, das im links in 1 dargestellten Bereich einen Kabeleinführungsbereich 25 aufweist und in Steckrichtung rechts mit einem zweiten Frontbereich 23 endet. Wie erkennbar ist, ist bei zusammengestecktem erstem und zweitem Steckverbinderelement der erste Frontbereich 13 des ersten Steckverbinderelements innerhalb des zweiten Frontbereichs 23 des zweiten Steckverbinderelements 2 aufgenommen. An der Außenseite des zweiten Frontbereichs 23 des zweiten Steckverbinderelements 2 befindet sich auf sich gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Aufnahmeschacht 29 zur Aufnahme der vorderen Abschnitte der jeweiligen Verriegelungszungen 11, 12. Der obere Aufnahmeschacht 29 ist zur Außenseite hin von einer Außenwand 221 begrenzt, zur Innenseite hin vom Material des zweiten Frontbereichs 23 des zweiten Steckverbinderelements 2. Der untere Aufnahmeschacht 29 ist zur Außenseite hin von einer Außenwand 222 begrenzt, zur Innenseite hin vom Material des zweiten Frontbereichs 23 des zweiten Steckverbinderelements 2. Die Außenwände 221, 222 sind mit dem zweiten Gehäuse 20 verbunden, bzw. vorteilhaft einstückig damit gefertigt. Die Außenwände 221, 222 weisen jeweilige Aussparungen 210, 220 auf, in die die Rastnasen 110, 120 bei vollständig zusammengestecktem ersten und zweiten Steckverbinderelement einrasten. Die Hinterkante der jeweiligen Rastnase 110, 120 liegt dabei an einer Kante der Außenwand 221, 222, die die jeweilige Aussparung 210, 220 umgibt, an. Entsprechend bildet die Anlagekante der die Aussparung 210, 220 umgebenden Außenwand 221, 222 des zweiten Steckverbinderelements 2 zusammen mit der Aussparung 210, 220 ein zweites Rastmittel, das mit dem ersten Rastmittel, nämlich den nach außen weisenden Rastnasen 110, 120, zur Verrastung des ersten und des zweiten Steckverbinderelements aneinander zusammenwirkt.
Die Verriegelungen über die Rastnasen 110 einerseits und die Rastnasen 120 andererseits sind auf den verschiedenen Seiten der elektrischen Steckverbindung hinsichtlich der Entriegelung unterschiedlich ausgeführt. Zur Entriegelung der Rastnasen 110 der oben dargestellten Verriegelungszunge 11 ist ein manuell betätigbarer Entriegelungshebel 27 vorgesehen, der z. B. einstückig im Spritzgießprozess mit dem Gehäuse 20 des zweiten Steckverbinderelements hergestellt sein kann und in Folge eines Materialabschnitts mit höherer Flexibilität in gewissem Umfang bei manueller Betätigung beweglich ist. Bei manueller Betätigung des Entriegelungshebels 27 wird ein Druck auf die Führungslasche 112 der Verriegelungszunge 11 ausgeübt, wodurch diese zusammen mit der Rastnase 110 nach unten gedrückt wird und schließlich die Verriegelung zwischen der Rastnase 110 und der Anlagekante der die Aussparung 210 umgebenden Außenwand 221 freigegeben wird.
Die Entriegelung der Rastnase 120, die in einer vorteilhaften Ausgestaltung als drei nebeneinander angeordnete schmale Rastnasen ausgebildet sind, erfolgt durch Einführen eines Entriegelungswerkzeugs in eine Entriegelungsöffnung 30, die in Form einer weiteren Aussparung an der Außenwand 222 des zweiten Gehäuses 20 des zweiten Steckverbinderelements 2 vorgesehen ist. Als Entriegelungswerkzeug kann z. B. ein Schraubendreher in die Entriegelungsöffnung 30 eingeführt werden. Hierzu kann an der inneren Wandung des Aufnahmeschachts 29 eine Schräge vorgesehen sein, um die Entriegelung mittels des Entriegelungswerkzeugs zu unterstützen. Die Entriegelungsöffnung 30 kann als Entriegelungsschacht ausgebildet sein und verlängert bis in die Verriegelungszunge 12 fortgeführt sein.
Einer oder beide Aufnahmeschächte 29 für die Verriegelungszungen 11, 12 können mit einer Führungskontur 28, z. B. rampenartigen Schräge, im Inneren ausgebildet sein, die zur Führung der jeweiligen Führungslasche 112, 122 dient. Mittels der Führungskontur 28, die in 1 nur beim unteren Aufnahmeschacht 29 dargestellt ist, erfolgt eine zusätzliche Führung des vorderen Bereichs der jeweiligen Verriegelungszunge 11, 12 nach außen hin, so dass das Einrasten der Rastnasen 110, 120 in den Aussparungen 210, 220 und deren sichere Verriegelung hierdurch zusätzlich unterstützt wird.
Das zweite Gehäuse 20 des zweiten Steckverbinderelements weist ebenfalls ein Außengewinde 26 auf, auf das ein Zugentlastungselement geschraubt werden kann. Ferner weist auch das zweite Gehäuse 20 des zweiten Steckverbinderelements Befestigungsvertiefungen 24 auf, die z. B. wie die Befestigungsvertiefungen 14 des ersten Gehäuses 10 des ersten Steckverbinderelements 1 ausgebildet sein können. Hierdurch ist es möglich, mit entsprechenden als Gegenstücken ausgebildeten Befestigungselementen 211 versehene Füllstücke 21, 22 auf das zweite Gehäuse 20 des zweiten Steckverbinderelements 2 aufzuclipsen. Vorteilhaft ist es, die Füllstücke 21, 22 optisch vergleichbar auszubilden wie die Verriegelungszungen 11, 12. Hierdurch lassen sich vorteilhaft ein einheitliches optisches Erscheinungsbild und ein verbessertes Design der elektrischen Steckverbindung realisieren.
Wie in 2 erkennbar ist, weist in einer dort dargestellten Ausführungsform auch der obere Aufnahmeschacht 29 eine Führungskontur 28 auf. Ebenfalls gut erkennbar in der 2 ist, dass der Aufnahmeschacht 29 von der Führungskontur 28 in einen Führungskanal 290 übergeht. Der Führungskanal 290 kann z. B. parallel zur Steckrichtung verlaufende Wände aufweisen. Im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung ist zumindest ein Teil der Führungslasche 112 innerhalb des Führungskanals 290 angeordnet. Hierdurch wird eine ungewollte Entriegelung der Rastverbindung erschwert. Der Aufnahmeschacht 29 für die untere Verriegelungszunge 12 kann in gleicher Weise ausgebildet sein wie in 2 dargestellt.
Wie in den 2 bis 5 erkennbar ist, weisen die Verriegelungszungen 11, 12 im vorderen Bereich einen Abschnitt 113 mit verringerter Materialstärke auf, der für eine höhere Elastizität und damit verbesserte Federungswirkung sorgt.
Es ist vorteilhaft, mehrere Befestigungselemente 111, 121, 211 vorzusehen, z. B. drei Befestigungselemente je Verriegelungszunge 11, 12 bzw. Füllstück 21, 22.
Die 6 zeigt das erste Steckverbinderelement 1 einzeln, wobei nur ein Teilbereich des ersten Frontbereichs 13 und des angrenzenden Gehäusebereichs sowie die obere Verriegelungszunge 11 in Schnittdarstellung wiedergegeben sind. Die untere Verriegelungszunge 12 ist dagegen nicht geschnitten dargestellt. Erkennbar ist die Steckrichtung 60 des ersten Steckverbinderelements 1. Die obere Verriegelungszunge 11 ist in einer dazu in etwa senkrechten Aufsetzrichtung 61 auf das erste Gehäuse 10 aufgesteckt. Die untere Verriegelungszunge 12 ist in einer der Richtung 61 entgegensetzten Richtung auf das erste Gehäuse 10 aufgesteckt.
Die 7 zeigt das zweite Steckverbinderelement gemäß 1 in einzelner Darstellung, wobei der zweite Frontbereich 23 des zweiten Gehäuses 20 oben und unten jeweils teilsweise geschnitten wiedergegeben ist. Gut erkennbar sind die Aufnahmeschächte 29 für die Verriegelungszungen 11, 12 wie auch die Aussparungen 210, 220, 30 in den Außenwänden 221, 222.
In der 8 ist wiederum die elektrische Steckverbindung der 1 dargestellt, jedoch in einer isometrischen Ansicht von schräg unten, in der erkennbar ist, dass drei Aussparungen 220 zur Aufnahme dreier einzelner Rastnasen 120 der Verriegelungszunge 12 in der Außenwand 222 des zweiten Gehäuses 20 des zweiten Steckverbinderelements 2 vorgesehen sind. Die Darstellung gemäß 8 zeigt außerdem auf die Gewinde 16 bzw. 26 aufgeschraubte Zugentlastungshülsen 160, 260.
Die 9 zeigt die elektrische Steckverbindung gemäß 8 in einer Seitenansicht, vergleichbar wie in der 1, wobei nur der mittlere Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Steckverbinderelement 1, 2 in Schnittdarstellung wiedergegeben ist. Erkennbar sind elektrische Kontaktelemente 3, 5 des ersten Steckverbinderelements und elektrische Kontaktelemente 4, 6 des zweiten Steckverbinderelements. Hierbei ist das Kontaktelement 3 als federnder Gabelkontakt ausgebildet, in den eine Steckzunge 4 des zweiten Steckverbinderelements eingeführt ist und einen elektrischen Kontakt herstellt. Zum Anschluss elektrischer Leiter, z. B. Drähte oder feindrähtige Leiter, ist das Kontaktelement 3 elektrisch mit einem Federklemmanschluss 5 verbunden. Die Steckzunge 4 ist elektrisch mit einem Federklemmanschluss 6 verbunden. Die Federklemmanschlüsse 5, 6 können als Klemmelemente z. B. jeweils eine Käfigzugfeder aufweisen. Zur Betätigung, d. h. zum Öffnen und Schließen der Klemmstellen, sind jeweilige Betätigungshebel 7, 8 vorgesehen, die in dem jeweiligen Gehäuse 10, 20 indirekt über einen jeweiligen Kontaktträger gelagert sind und auf die Klemmfeder einwirken. Die elektrischen Kontaktelemente sowie die innere Betätigungsmechanik des ersten und des zweiten Steckverbinderelements können z. B. gemäß EP 2 445 056 A1 ausgebildet sein.
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 19609571 A1 [0002]
DE 8905057 U1 [0002]
EP 2445056 A1 [0060]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 61535 [0030]

Claims

Erstes Steckverbinderelement (1), das als Gegenstück zu einem zweiten Steckverbinderelement (2) ausgebildet ist, wobei das erste und das zweite Steckverbinderelement (1, 2) zusammensteckbar sind und im zusammengesteckten Zustand eine elektrische Steckverbindung bilden, wobei das erste Steckverbinderelement (1) ein erstes Gehäuse (10) und wenigstens ein in dem ersten Gehäuse (19) angeordnetes elektrisches Kontaktelement (3, 5) aufweist, wobei an der Außenseite des ersten Gehäuses (10) wenigstens eine Verriegelungszunge (11, 12) angeordnet ist, die wenigstens ein erstes Rastmittel (110, 120) aufweist, das dazu eingerichtet ist, im Zusammenwirken mit einem an einem zweiten Gehäuse (20) des zweiten Steckverbinderelements (2) angeordneten zweiten Rastmittel (221, 222, 210, 220) zusammenzuwirken und im vollständig zusammengesteckten Zustand des ersten und des zweiten Steckverbinderelements (1, 2) diese durch Verrastung aneinander zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungszunge (11, 12) als von dem ersten Gehäuse (10) separat ausgebildetes Bauteil ausgebildet ist, das an dem ersten Gehäuse (10) in einer Aufsetzrichtung (61), die im wesentlichen senkrecht zur Steckrichtung (60) des ersten Steckverbinderelements (1) beim Aufstecken auf das zweite Steckverbinderelement (2) verläuft, mittels Befestigungselementen (14, 111, 121) aufsteckbar und am ersten Gehäuse (10) fixierbar ist.
Erstes Steckverbinderelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines, mehrere oder alle der Befestigungselemente (14, 111, 121) als selbstfixierende Befestigungselemente, insbesondere als Druckknöpfe, ausgebildet sind.
Erstes Steckverbinderelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rastmittel als wenigstens eine von dem ersten Gehäuse (10) fort nach außen weisende Rastnase (110, 120) ausgebildet ist, die dazu eingerichtet ist, beim Zusammenstecken der Steckverbindung in einen Aufnahmeschacht (29) des zweiten Gehäuses (20) des zweiten Steckverbinderelements (2) eingeführt zu werden.
Erstes Steckverbinderelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rastmittel (110, 120) als wenigstens drei quer zur Steckrichtung (60) nebeneinander angeordnete Rastnasen, als eine durchgehende breite Rastnase oder als Kombination von quer zur Steckrichtung (60) nebeneinander angeordneten schmalen und breiten Rastnasen ausgebildet ist.
Erstes Steckverbinderelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungszunge (11, 12) wenigstens eine in Steckrichtung (60) vor dem ersten Rastmittel (110, 120) angeordnete Führungslasche (112, 122) aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit einer Führungskontur (28) des zweiten Steckverbinderelements (2) zusammenzuwirken.
Erstes Steckverbinderelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungslasche (112, 122) dazu eingerichtet ist, im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung von einem manuell betätigbaren Entriegelungshebel (27) des zweiten Steckverbinderelements (2) zum Zwecke des Lösens der elektrischen Steckverbindung betätigt zu werden.
Erstes Steckverbinderelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungszunge (11, 12) aus Kunststoff mit wenigstens einem darin eingebetteten Metallstreifen ausgebildet ist.
Erstes Steckverbinderelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse (10) einen das wenigstens eine elektrische Kontaktelement (3, 5) beinhaltenden ersten Frontbereich (13) aufweist, der dazu eingerichtet ist, in einen größer als der erste Frontbereich (13) ausgebildeten zweiten Frontbereich (23) des zweiten Steckverbinderelements (2) beim Zusammenstecken der elektrischen Steckverbindung eingeführt zu werden, wobei die Verriegelungszunge (11, 12) im zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung außerhalb des Frontbereichs (23) des zweiten Steckverbinderelements (2) angeordnet ist.
Zweites Steckverbinderelement (2) zum Zusammenstecken mit einem ersten Steckverbinderelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steckverbinderelement (2) ein zweites Gehäuse (20) aufweist, wobei wenigstens ein Aufnahmeschacht (29) an dem zweiten Gehäuse angeordnet ist, der zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Verriegelungszunge (11, 12) des ersten Steckverbinderelements (1) ausgebildet ist und ein zweites Rastmittel (221, 222, 210, 220) aufweist, das mit dem ersten Rastmittel (110, 120) im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung in Eingriff steht.
Zweites Steckverbinderelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) einen zweiten Frontbereich (23) hat, der zur Aufnahme des ersten Frontbereichs (13) des ersten Steckverbinderelements (1) ausgebildet ist, wenn das erste und das zweite Steckverbinderelement (1, 2) zusammengesteckt sind, wobei der Aufnahmeschacht (29) außerhalb des zweiten Frontbereichs (23) an dem zweiten Gehäuse (20) angeordnet ist.
Zweites Steckverbinderelement nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Aufnahmeschachts (29) wenigstens eine Führungskontur (28) angeordnet ist, wobei die Führungskontur (28) dazu eingerichtet ist, dass die Führungslasche (112, 122) der Verriegelungszunge (11, 12) des ersten Steckverbinderelements (1) beim Zusammenstecken entlang der Führungskontur (28) gleitet.
Zweites Steckverbinderelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskontur (28) in einen Führungskanal (290) übergeht, der derart angeordnet ist, dass die Führungslasche (112, 122) im vollständig zusammengesteckten Zustand der elektrischen Steckverbindung wenigstens teilweise in dem Führungskanal (290) angeordnet ist.
Zweites Steckverbinderelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steckverbinderelement (2) wenigstens einen manuell betätigbaren Entriegelungshebel (27) aufweist, der dazu eingerichtet ist, bei manueller Betätigung im vollständig zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung auf die Verriegelungszunge (11, 12) des ersten Steckverbinderelements (1) zum Zwecke des Öffnens der Steckverbindung einzuwirken.
Zweites Steckverbinderelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der manuell betätigbare Entriegelungshebel (27) dazu eingerichtet ist, bei manueller Betätigung im vollständig zusammengesteckten Zustand der Steckverbindung über die Führungslasche (112, 122) auf die Verriegelungszunge (11, 12) des ersten Steckverbinderelements (1) zum Zwecke des Öffnens der Steckverbindung einzuwirken.
Zweites Steckverbinderelement nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (20) im Bereich des Aufnahmeschachts (29) wenigstens eine Entriegelungsöffnung (30) aufweist, die zum Einführen eines Entriegelungswerkzeugs, das nicht Teil des ersten oder zweiten Steckverbinderelements (1, 2) ist, eingerichtet ist.
Zweites Steckverbinderelement nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steckverbinderelement (2) Befestigungsmittel (24) zur Befestigung eines außen am zweiten Gehäuse (20) angebrachten Füllstücks (21, 22) aufweist.
Elektrische Steckverbindung aus einem ersten Steckverbinderelement (1) nach Anspruch 1 und einem zweiten Steckverbinderelement (2) nach Anspruch 9.