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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft Elektro-Steckverbinder und im Spezielleren eine mehrstufige, ineinandergreifende Elektro-Steckverbinderanordnung mit einem Einrastsicherungsmechanismus mit gleichermaßen primären und sekundären Einrastmerkmalen.
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Zur Beleuchtung des technischen Umfelds, in dem sich die vorliegende Erfindung bewegt, sei an dieser Stelle auf die Druckschriften
US 4 714 433 A ,
US 6 676 433 B1 und JP H10- 334 980 A verwiesen.
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HINTERGRUND
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In der heutigen Welt werden Fahrzeuge häufig mit einer großen Anzahl von Elektro-Steckverbindern ausgestattet, welche den Zusammenbau von modularen Bauteilen entlang einer Montagestraße vereinfachen. Sobald ein fertig zusammengebautes Fahrzeug in Betrieb geht, ist es wünschenswert, dass Elektro-Steckverbinderanordnungen in zusammengebautem Zustand verbleiben, bis sie beabsichtigt demontiert werden. Leider können Vibrationen und andere Faktoren zu einem frühzeitigen Montageversagen bei einer Elektro-Steckverbinderanordnung führen. Zur Verringerung der Gefahr eines frühzeitigen, unerwünschten Montageversagens oder einer Loslösung einer Elektro-Steckverbinderanordnung können Einrastmerkmale in die Elektro-Steckverbinderanordnung integriert sein.
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Demgemäß ist es wünschenswert, über eine verbesserte Elektro-Steckverbinderanordnung zu verfügen, die mehrere Stufen formschlüssigen Eingriffs zwischen den Elektro-Steckverbindern bereitstellt, welche die Anordnung bilden. Es wäre außerdem vorteilhaft, über eine Elektro-Steckverbinderanordnung mit einem verbesserten Einrastsicherungsmechanismus zu verfügen, welcher gleichermaßen primäre und sekundäre Einrastmerkmale aufweist.
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Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, diesen Zielsetzungen nachzukommen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird mit einer Elektro-Steckverbinderanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Elektro-Steckverbinderanordnung umfasst ein Steckverbinder-Primärgehäuse, ein Steckverbinder-Gegengehäuse, eine primäre Rastverbindung und eine sekundäre Rastverbindung. Die primäre Rastverbindung ist gleicherma-ßen durch das Steckverbinder-Primärgehäuse und das Steckverbinder-Gegengehäuse definiert. Die sekundäre Rastverbindung wird von dem Steckverbinder-Gegengehäuse getragen und ist derart angeordnet und ausgelegt, dass sie mit der primären Rastverbindung in Wechselwirkung tritt, um ein Ablösen der primären Rastverbindung zu verhindern, wenn diese in einer Einraststellung positioniert ist. Die primäre Rastverbindung umfasst einen Rastarm, der sich von dem Steckverbinder-Primärgehäuse erstreckt, und einen Rasthebel, der sich von dem Steckverbinder-Gegengehäuse erstreckt.
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In einem anderen Aspekt umfasst ein beispielhafter Rückhalte-Rastmechanismus für eine Elektro-Steckverbinderanordnung eine primäre Rastverbindung und eine sekundäre Rastverbindung. Die primäre Rastverbindung ist zum Teil durch das Steckverbinder-Primärgehäuse und zum Teil durch das Steckverbinder-Gegengehäuse definiert. Die sekundäre Rastverbindung wird von dem Steckverbinder-Gegengehäuse getragen und ist derart angeordnet und ausgelegt, dass sie mit der primären Rastverbindung in Wechselwirkung tritt, um ein Ablösen der primären Rastverbindung zu verhindern, wenn diese in einer Einraststellung positioniert ist. Die primäre Rastverbindung umfasst einen Rastarm, der sich von dem Steckverbinder-Primärgehäuse erstreckt, und einen Rasthebel, der sich von dem Steckverbinder-Gegengehäuse erstreckt.
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In einem weiteren Aspekt umfasst eine Elektro-Steckverbinderanordnung ein Steckverbinder-Primärgehäuse, ein Steckverbinder-Gegengehäuse, eine primäre Rastverbindung, welche durch das Steckverbinder-Primärgehäuse und das Steckverbinder-Gegengehäuse definiert ist, und eine sekundäre Rastverbindung, die von dem Steckverbinder-Gegengehäuse getragen wird. Die sekundäre Rastverbindung ist derart angeordnet und ausgelegt, dass sie mit der primären Rastverbindung in Wechselwirkung tritt, um ein Ablösen der primären Rastverbindung zu verhindern, wenn diese in einer Einraststellung positioniert ist. Die primäre Rastverbindung umfasst einen Rastarm, der sich von dem Steckverbinder-Primärgehäuse erstreckt, und einen Rasthebel, der sich von dem Steckverbinder-Gegengehäuse erstreckt. Der Rastarm hat eine Eingriffsfläche, die eine Mehrzahl von Raststufen entlang der Eingriffsfläche definiert, und der Rasthebel hat eine Rasthebelfläche, die eine Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen entlang der Rasthebelfläche definiert.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Andere Merkmale, Vorteile und Details werden in lediglich beispielhafter Weise in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen ersichtlich, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnung bezieht, in welcher die Figur eine Schnittbildansicht darstellt, die eine Elektro-Steckverbinderanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die nachfolgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur.
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Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen zeigt die Figur eine beispielhafte, mehrstufig ineinandergreifende Elektro-Steckverbinderanordnung 100 mit gleichermaßen primären und sekundären Einrastmerkmalen. Wie in der Figur gezeigt, umfasst die Elektro-Steckverbinderanordnung 100 ein Steckverbinder-Primärgehäuse 102, ein Steckverbinder-Gegengehäuse 104, eine primäre Rastverbindung 106 und eine sekundäre Rastverbindung 108. Die primäre Rastverbindung 106 ist durch Abschnitte von gleichermaßen dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 und dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 definiert und ist derart ausgelegt, dass, wenn sich die primäre Rastverbindung in Eingriff befindet, ein Ablösen des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 von dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 (d.h. eine Bewegung des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 weg von dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102) verhindert wird. Die sekundäre Rastverbindung 108 wird von dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 getragen und ist derart angeordnet und ausgelegt, dass sie mit einem Abschnitt der primären Rastverbindung 106 in Wechselwirkung tritt, um zu verhindern, dass die primäre Rastverbindung 106 ein Ablösen des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 von dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 erlaubt.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Steckverbinder-Primärgehäuse 102 eine Außenwand 110, die eine Rastarmbasis 112 bereitstellt, an welcher ein Rastarm 114 auslegerartig angebracht ist. Der Rastarm 114 erstreckt sich von der Rastarmbasis 112 entlang einer Eingriffsrichtung 120. Das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 umfasst in ähnlicher Weise eine Rasthebelbasis 116, an welcher ein Rasthebel 118 auslegerartig angebracht ist. Der Rasthebel 118 erstreckt sich von der Rasthebelbasis 116 entlang der Eingriffsrichtung 120 parallel zu dem Rastarm 114. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die primäre Rastverbindung 106 den Rastarm 114 und den Rasthebel 118, welche sich parallel zueinander erstrecken.
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Wie in der Figur gezeigt, stellt der Rastarm 114 eine Eingriffsfläche 122 bereit, die dem Rasthebel 118 zugewandt ist und die sich gemeinsam mit dem Rastarm 114 entlang der Eingriffsrichtung 120 erstreckt. Die Eingriffsfläche 122 umfasst eine Mehrzahl von Raststufen 142, die in regelmäßigen Abständen entlang der Eingriffsfläche 122 angeordnet sind. In ähnlicher Weise stellt der Rasthebel 118 eine Rasthebelfläche 126 bereit, die dem Rastarm 114 zugewandt ist und die sich gemeinsam mit dem Rasthebel 118 von der Rasthebelbasis 116 aus entlang der Eingriffsrichtung 120 erstreckt. Die Rasthebelfläche 126 umfasst eine Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen 144, die entlang der Rasthebelfläche 126 in Abständen angeordnet sind, die den Intervallen entsprechen, in denen die Mehrzahl von Raststufen 142 angeordnet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Eingriffsfläche 122 derart angeordnet, dass sie nach innen zu einer Mittellinie 130 des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 hin weist, und ist die Rasthebelfläche 126 derart angeordnet, dass sie nach außen zu der Eingriffsfläche 122 hin (d.h. von der Mittellinie 130 des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 weg) weist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist die sekundäre Rastverbindung 108 in einem Führungskanal 132 angeordnet, der durch das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 definiert ist. Der Führungskanal 132 kann quer zu der Eingriffsrichtung 120 angeordnet sein, so dass eine Bewegung der sekundären Rastverbindung 108 verhindert wird, während sich das Steckverbinder-Primärgehäuse 102 relativ zu dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 entlang der Eingriffsrichtung 120 bewegt. Die sekundäre Rastverbindung 108 umfasst eine Basis 134, die derart ausgelegt ist, dass sie mit dem Führungskanal 132 zusammenwirkt, um die sekundäre Rastverbindung 108 auf eine Bewegung entlang dem Führungskanal 132 zu beschränken, wenn die Basis 134 in dem Führungskanal 132 angeordnet ist.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Rastverbindungshalteband 136 um den Rastarm 114 herum angeordnet und derart ausgelegt, dass es verhindert, dass sich der Rastarm 114 von der Mittellinie 130 des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 übermäßig nach außen verformt. Der Rastarm 114 umfasst eine Führungsfläche 138, die von dem Rastarm 114 nach außen von der Mittellinie 130 des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 weg und zu dem Rastverbindungshalteband 136 hin weist. Das Rastverbindungshalteband 136 wird von dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 oder von dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 getragen und ist benachbart zu der Führungsfläche 138 über dem Rastarm 114 angeordnet. Das Rastverbindungshalteband 136 ist derart ausgelegt, dass eine übermäßige Auswärtsdurchbiegung des Rastarms 114 einen Kontakt zwischen der Führungsfläche 138 und dem Rastverbindungshalteband 136 zur Folge hat. Folglich ist das Rastverbindungshalteband 136 derart ausgelegt, dass es verhindert, dass sich der Rastarm 114 nach außen verformt und sich dadurch dessen Eingriffsfläche 122 (und die Mehrzahl von Raststufen 142) von der Rasthebelfläche 126 (und der Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen 144) des Rasthebels 118 ablöst.
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Eine jede aus der Mehrzahl von Raststufen 142 definiert eine Rastfläche 124, die derart angeordnet ist, dass sie im Wesentlichen in eine Richtung weist, welche der Eingriffsrichtung 120 entgegengesetzt ist (d.h., dass sie im Wesentlichen in eine Gegenrichtung zu der Eingriffsrichtung 120 weist) und dass sie teilweise zu der Führungsfläche 138 hin abgewinkelt ist. Eine jede aus der Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen 144 definiert eine Raststufen-Gegenfläche 128, die derart angeordnet ist, dass sie im Wesentlichen zu der Eingriffsrichtung 120 hin weist und dass sie teilweise zu der Mittellinie 130 hin abgewinkelt ist. Eine jede aus der Mehrzahl von Raststufen 142 umfasst die Rastfläche 124, die derart angeordnet ist, dass sie im Wesentlichen in eine Richtung weist, welche der Eingriffsrichtung 120 entgegengesetzt ist (d.h., dass sie im Wesentlichen in eine Gegenrichtung zu der Eingriffsrichtung 120 weist). Eine jede aus der Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen 144 definiert die Raststufen-Gegenfläche 128.
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Die Elektro-Steckverbinderanordnung 100 umfasst weiterhin einen Steuerarm 146, der sich von dem Rasthebel 118 erstreckt. Der Rasthebel 118 ist derart ausgelegt, dass er sich bei oder nahe bei einem Biegepunkt 140 derart verformt, dass eine Stellung der Rastfläche 124 quer zu der Eingriffsrichtung 120 beeinflusst werden kann, während der Steuerarm 146 nach innen zu der Mittellinie 130 hin oder nach außen von der Mittellinie 130 weg bewegt wird.
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Wie weiter oben beschrieben, ist die sekundäre Rastverbindung 108 in dem Führungskanal 132 angeordnet, der durch das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 definiert ist, und ist der Führungskanal 132 quer zu der Eingriffsrichtung 120 angeordnet. Demgemäß ist die sekundäre Rastverbindung 108 derart angeordnet, dass eine Reibung zwischen dem Steuerarm 146 und der sekundären Rastverbindung 108, zu welcher es kommen kann, wenn sich der Steuerarm 146 entlang der Eingriffsrichtung 120 bewegt, keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Stellung der sekundären Rastverbindung 108 entlang dem Führungskanal 132 haben kann. Die sekundäre Rastverbindung 108 umfasst ein Vorspannelement 148, das von der Basis 134 getragen wird, das sich von der Basis 134 nach außen erstreckt und das mit dem Steuerarm 146 zusammenwirkt, um den Steuerarm 146 relativ zu der Mittellinie 130 zu tragen und dadurch zu verhindern, dass sich der Steuerarm 146 unbeabsichtigt zu der Mittellinie 130 hin bewegt bzw. durch absichtliche oder unbeabsichtigte Betätigung dazu veranlasst wird, sich dorthin zu bewegen.
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Es ist daher festzustellen, dass, wen die sekundäre Rastverbindung 108 in dem Führungskanal 132 angeordnet ist, die Basis 134 der sekundären Rastverbindung 108 derart mit dem Führungskanal 132 zusammenwirkt, dass diese die sekundäre Rastverbindung 108 (d.h. das Vorspannelement 148) zuverlässig zwischen dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 und dem Steuerarm 146 positionieren. Die sekundäre Rastverbindung 108 (d.h. das Vorspannelement 148) ist derart bemessen und geformt, dass die sekundäre Rastverbindung 108 in einem zwischen dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 und dem Steuerarm 146 komprimierten Zustand angeordnet ist. Da der Führungskanal 132 derart angeordnet ist, dass er die Basis 134 auf eine Bewegung quer zu der Eingriffsrichtung 120 beschränkt, und da die Bewegung des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 relativ zu dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 auf eine Bewegung entlang der Eingriffsrichtung 120 beschränkt ist, wäre eine solche Relativbewegung zwischen dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 und dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104, wenngleich auch nicht gehemmt, dennoch wirkungslos und es wäre daher unwahrscheinlich, dass dadurch eine Bewegung der sekundären Rastverbindung 108 innerhalb des Führungskanals 132 bewirkt würde. Demgemäß ist die sekundäre Rastverbindung 108 derart ausgelegt, dass sie im Inneren des Führungskanals positioniert ist und so lange zuverlässig darin festgehalten wird, bis die sekundäre Rastverbindung in beabsichtigter Weise entlang dem Führungskanal verschoben wird, beispielsweise wenn sie absichtlich und unter Kraftaufwand entfernt wird, um ein beabsichtigtes Ablösen des Steckverbinder-Gegengehäuses 104 von dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 zu erleichtern.
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Es ist festzustellen, dass die sekundäre Rastverbindung 108 in dem Führungskanal 132 vormontiert sein kann, bevor das Steckverbinder-Primärgehäuse 102 mit dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 verbunden wird. Somit lässt sich das Fließbandverfahren des Verbindens des Steckverbinder-Primärgehäuses 102 mit dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 derart vereinfachen, dass die mit der sekundären Rastverbindung 108 in Zusammenhang stehende Einrastsicherung ohne die Komplexität oder den Aufwand bereitgestellt werden kann, die ansonsten während der Bauteilzusammenfügung im Verlauf der Endmontage erforderlich wären.
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Bei der Verwendung tritt die Rastfläche 124, während das Steckverbinder-Primärgehäuse 102 entlang der Eingriffsrichtung 120 mit dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 zusammengefügt wird, zunächst mit der Raststufen-Gegenfläche 128 in Eingriff (d.h. jede einzelne aus der Mehrzahl von Raststufen 142 tritt mit einer ihr entsprechenden aus der Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen 144 in Eingriff), und zwar derart, dass ein Ablösen des Steckverbinder-Primärgehäuses 102 von dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 verhindert wird. Sobald somit eine aus der Mehrzahl von Raststufen 142 mit einer entsprechenden aus der Mehrzahl von Rasthebel-Gegenstufen 144 in Eingriff tritt, wird ein Ablösen des Steckverbinder-Primärgehäuses 102 von dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 verhindert, wobei es hingegen möglich sein kann, dass das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 tiefer in das Steckverbinder-Primärgehäuse 102 eingeführt wird.
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Während das Steckverbinder-Primärgehäuse 102 mit dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 weiter in Eingriff bewegt wird, gelangen weitere der Rastflächen 124 mit weiteren der Raststufen-Gegenflächen 128 in Eingriff (d.h. weitere aus der Mehrzahl von Raststufen 142 treten mit weiteren der Rasthebel-Gegenstufen 144 in Eingriff). Demgemäß stellt die Elektro-Steckverbinderanordnung 100 einen mehrstufigen Sperrklinkenmechanismus bereit, welcher auf einfache Weise eine Reihe von Eingriffsstellungen entlang der Eingriffsrichtung 120 ermöglicht und dabei gleichzeitig ein stufenweises Ablösen des Steckverbinder-Primärgehäuses 102 von dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 verhindert.
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In einer beispielhaften Ausführungsform definiert die Außenwand 110 des Steckverbinder-Primärgehäuses 102 einen Steckverbinderhohlraum 150, in welchem ein oder mehrere Steckverbinderanschlüsse 152 angeordnet sind. Die Außenwand 110 definiert außerdem eine Öffnung 154 zum Aufnehmen des in den Steckverbinderhohlraum 150 einzuführenden Steckverbinder-Gegengehäuses 104. Das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 ist derart ausgelegt (d.h. bemessen und geformt und mit Außenabmessungen versehen), dass das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 durch die Öffnung 154 hindurch in den Steckverbinderhohlraum 150 eingeführt werden kann. Ein oder mehrere Steckverbinder-Gegenanschlüsse 158 erstrecken sich von dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104. Eine Elastomerdichtung 160 kann im Inneren des Steckverbinderhohlraums 150 angeordnet sein und derart ausgebildet sein, dass sie gleichermaßen mit dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 und mit der Außenwand 110 des Steckverbinder-Primärgehäuses 102 in Eingriff steht und dadurch eine elastische Abdichtung zwischen diesen bereitstellt. Demgemäß kann die Elastomerdichtung 160 derart ausgelegt sein, dass sie mit dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 und dem Steckverbinder-Gegengehäuse 104 zusammenwirkt, um ein Eindringen von Verunreinigungen (z.B. von Schmutz, Staub, Feuchtigkeit) in den Steckverbinderhohlraum 150 zu verhindern, wenn das Steckverbinder-Gegengehäuse 104 in dem Steckverbinder-Primärgehäuse 102 eingesetzt ist.
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Es ist festzustellen, dass die Steckverbinderanschlüsse 152 und die Steckverbinder-Gegenanschlüsse 158, in Abstimmung mit der Anordnung der Rastflächen 124 und der Raststufen-Gegenflächen 128, derart ausgelegt sein können, dass der erfolgte elektrische Kontaktschluss zwischen den Steckverbinderanschlüssen 152 und den Steckverbinder-Gegenanschlüssen 158 gewährleistet ist, sobald der mechanische Einrastkontakt durch die Wechselwirkung zwischen den Rastflächen 124 und den Raststufen-Gegenflächen 128 bereitgestellt ist. Es ist außerdem festzustellen, dass die Steckverbinderanschlüsse 152 und die Steckverbinder-Gegenanschlüsse 158, in Abstimmung mit der Anordnung der Rastflächen 124 und der Raststufen-Gegenflächen 128, derart ausgelegt sein können, dass der weitere elektrische Kontaktschluss zwischen den Steckverbinderanschlüssen 152 und den Steckverbinder-Gegenanschlüssen 158 gehalten wird, solange der mechanische Einrastkontakt durch die Wechselwirkung zwischen den Rastflächen 124 und den Raststufen-Gegenflächen 128 bereitgestellt ist. Es lässt sich somit eine Reihe von Montage- und Einraststellungen einer erfolgreichen elektrischen Verbindungsherstellung zwischen den Steckverbinderanschlüssen 152 und den Steckverbinder-Gegenanschlüssen 158 zuordnen und ein Benutzer kann sich aufgrund der taktilen Rückmeldung, welche durch den rückrutschsicheren Eingriff der Rastflächen 124 mit den Raststufen-Gegenflächen 128 gegeben ist, darauf verlassen, dass eine korrekte elektrische Verbindung erfolgt ist. Als Folge daraus kann auf die Anforderungen eines hörbaren Klicks, die mit herkömmlichen Steckverbindungssystemen verbunden sind, in Anbetracht der taktilen Rückmeldung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, verzichtet werden.
