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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere einen Hochstrom-Steckverbinder für elektrische Spannungen bis 1000 V und elektrische Ströme bis 250 A. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Steckverbindung, insbesondere eine Hochstrom-Steckverbindung, mit einer Buchse zum Einstecken eines solchen Steckverbinders. Der Steckverbinder und die damit realisierbare Steckverbindung sind insbesondere in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Kraft-, Hybrid- oder Elektrofahrzeug, einsetzbar.
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Stand der Technik
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Ein gattungsgemäßer Steckverbinder ist aus der nachveröffentlichten,
deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 104 377.7 bekannt. Obwohl der darin beschriebene Steckverbinder ein einfaches Einführen und Herausziehen eines mit dem Steckverbinder verbindbaren Einsteckkontakts bei vergleichsweise hoher Vibrationsfestigkeit erlaubt, besteht der Wunsch nach einer weiteren Verbesserung hinsichtlich der Vibrationsfestigkeit. Darüber hinaus besteht der Wunsch nach einem möglichst hohen Schutz eines Kontaktteils des Steckverbinders vor Beschädigungen durch mechanische Beanspruchung oder andere äußere Umwelteinflüsse.
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Des Weiteren ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 205 447 A1 bekannt, dass beim insbesondere manuellen Zusammenfügen elektrischer Steckverbinder zu einer elektrischen Steckverbindung eine so genannte CPA (Connection Position Assurance) dazu dient, eine korrekt zusammengefügte, mithin geschlossene Steckverbindung erkennbar zu machen. Darüber hinaus kann eine solche CPA auch ein ungewolltes Lösen der Steckverbindung verhindern.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel einen elektrischen Steckverbinder und eine elektrische Steckverbindung zu schaffen, die eine vergleichsweise hohe Vibrationsfestigkeit sowie eine einfache und sichere Montierbarkeit ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer elektrischer Steckverbinder, der sich insbesondere für einen Hochstrom-Einsatz eignet, weist ein Kontaktteil auf, das über eine Hülse, eine in der Hülse angeordnete Kontaktfeder und einen in der Hülse verschieblich geführten sowie in Anlage mit der Kontaktfeder befindlichen Verriegelungsbolzen verfügt. Der Verriegelungsbolzen drückt in Abhängigkeit von seiner Position zwischen einer ersten, vorzugsweise entriegelten Endstellung und einer zweiten, vorzugsweise verriegelten Endstellung die Kontaktfeder in einem unterschiedlichen Maß in Richtung eines in der Hülse ausgebildeten Aufnahmeraums für einen in die Hülse einführbaren Gegensteckkontakt. Erfindungsgemäß weist der Steckverbinder ein das Kontaktteil umgebendes Gehäuse mit einem relativ zu der Hülse wahlweise bewegbaren oder fixierbaren Sicherungselement auf. Das Sicherungselement umgreift wenigstens ein über die Hülse nach außen hervorstehendes Axialende des Verriegelungsbolzens derart, dass das Sicherungselement den Verriegelungsbolzen wahlweise bei einer Bewegung relativ zu der Hülse mitnimmt oder relativ zu der Hülse fixiert. Das heißt, dass das Sicherungselement den Verriegelungsbolzen sowohl gegen ungewollte Bewegungen entlang der Hülse sichern als auch aktiv bewegen kann. Das Gehäuse kann beispielsweise am Kontaktteil, insbesondere an als Primärverriegelung dienenden Rastlaschen, und ggf. mittels einer das Gehäuse festklemmenden Sekundärverriegelung verrastet sein, um das Gehäuse gegenüber dem Kontaktteil bzw. der Hülse ortsfest festzulegen.
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In anderen Worten kombiniert der erfindungsgemäße Steckverbinder ein Kontaktteil, das ein leichtes Einführen eines Einsteckkontakts mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand, jedoch auch hohe Kontaktkräfte auf den eingesteckten Einsteckkontakt erlaubt, mit einem schützenden Gehäuse sowie mit einer so genannten CPA (Connection Position Assurance). Die CPA ist im Wesentlichen durch ein Zusammenwirken des Gehäuses, des daran oder darin geführten Sicherungselements und gegebenenfalls einer Buchse einer mit dem Steckverbinder realisierbaren Steckverbindung ausgebildet. Das Sicherungselement kann in das Gehäuse eingesteckt und durch die (Innen-)Seiten, beispielsweise drei Seiten, des Gehäuses geführt sein. Das Sicherungselement weist vorzugsweise einen im Wesentlichen U-förmigen Grundkörper auf, der das Kontaktteil an drei Seiten umschließt. Der oder die Federarme können sich außerhalb des Gehäuses befinden oder von diesem an dem Kontaktteil gehalten werden.
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Der erfindungsgemäße Steckverbinder und eine damit realisierbare Steckverbindung weisen mit dieser Konfiguration eine besonders hohe Vibrationsfestigkeit sowie niedrige Steck- und Ziehkräfte bei gleichzeitig hohem Schutz gegen mechanische Beanspruchung oder Beschädigungen durch äußere Umwelteinflüsse auf. Diese Steckverbindung eignet sich insbesondere für den Hochstrom-Einsatz in Kraft-, Hybrid- und Elektrofahrzeugen, wobei der Steckverbinder und die Steckverbindung hierzu für elektrische Spannungen bis etwa 1000 V und elektrische Ströme bis etwa 250 A auslegbar sind.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Sicherungselement zum Umgreifen des Verriegelungsbolzens wenigstens einen sich in Steckrichtung, seitlich zum Kontaktteil und/oder zum Steckverbinder erstreckenden Federarm mit einer das Axialende aufnehmenden Eingriffsnut aufweist. Unter Federarm kann ein armförmiges Element verstanden werden, dass nur abschnittsweise an das Sicherungselement angeformt ist und dadurch demgegenüber vorzugsweise quer zur Steckrichtung des Steckverbinders ausgelenkt werden kann. Vorteilhafterweise kann das Sicherungselement einstückig ausgebildet sein, was sich kostengünstig als thermoplastisches Kunststoffteil im Spritzgussverfahren realisieren lässt. Der wenigstens eine Federarm kann sich entlang einer Schmalseite des Kontaktteils bzw. der Hülse erstrecken.
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Für die Funktion der CPA hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Sicherungselement an oder in dem Gehäuse derart geführt ist, dass es relativ zu diesem zwischen einer Vorraststellung, in der sich der Verriegelungsbolzen in der ersten Endstellung befindet, und einer Endraststellung verschiebbar ist, in der sich der Verriegelungsbolzen in der zweiten Endstellung befindet. Damit lässt sich zum Beispiel sicherstellen, dass das korrekte Einstecken und Verriegeln des Steckverbinders allein dadurch optisch zu erkennen ist, dass sich das Sicherungselement in der Endraststellung und nicht (mehr) in der Vorraststellung befindet.
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Auf konstruktiv besonders einfache Weise lässt sich das Sicherungselement bereitstellen, wenn das Sicherungselement einen sich an einer Oberseite des Kontaktteils und/oder Steckverbinders erstreckenden Federsteg zum lösbaren in Rasteingriff bringen mit einer Federzunge des Gehäuses aufweist, um das Sicherungselement relativ zu dem Gehäuse und/oder relativ zu der Hülse, insbesondere in Vorraststellung, zu fixieren. Durch das Fixieren des Sicherungselements gegenüber dem (zur Hülse bzw. zum Kontaktteil ortsfesten) Gehäuse und/oder der Hülse kann das Sicherungselement bis unmittelbar vor dem Zusammenstecken in der Vorraststellung fixiert werden. Damit lässt sich ein ungewolltes Zusammenstecken vermeiden. Gemeinsam mit dem Sicherungselement lässt sich so auch der Verriegelungsbolzen relativ zu dem Gehäuse und/oder der Hülse fixieren. Der Federsteg ist vorzugsweise einstückig mit dem Sicherungselement ausgeführt. Ebenso ist die Federzunge einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt.
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Auf konstruktiv besonders einfache Weise lässt sich die CPA realisieren, wenn die Federzunge wenigstens einen sich quer zur Steckrichtung des Kontaktteils erstreckenden Raststeg zum in Rasteingriff bringen mit einer Rastnut oder Rastkante des Federstegs aufweist. Ein solcher Raststeg und die damit zusammenwirkende Rastnut oder Rastkante lassen sich fertigungstechnisch einfach als Spritzgussteil aus beispielsweise einem thermoplastischen Kunststoff bereitstellen.
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Für eine besonders einfache Handhabung des Steckverbinders ist es vorteilhaft, wenn die Federzunge durch ein Auslenken der Federzunge und/oder des Federstegs aus dem Rasteingriff mit der Rastnut oder der Rastkante lösbar ist. Dieses Auslenken erfordert lediglich eine Andrücken oder Aufheben der Federzunge und/oder des Federstegs in einer Richtung quer zur Steckrichtung. Dieser einfache Bewegungsablauf lässt sich auch in schwierigen Einbausituationen in einem Fahrzeug bewerkstelligen.
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Es hat sich hinsichtlich der Handhabbarkeit des Steckverbinders als vorteilhaft erwiesen, wenn der Federsteg für ein wippenähnliches Auslenken zwischen einem freien, ersten axialen Ende und einem freien, zweiten axialen Ende an das Sicherungselement angeformt ist. Der Federsteg kann also einstückig mit dem Sicherungselement ausgebildet sein. Das wippenähnliche Auslenken erfordert nur vergleichsweise einfache Bewegungsabläufe.
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Besonders einfach lässt sich der Steckverbinder in eine Buchse einstecken, wenn der Federsteg zum Lösen des Rasteingriffs (zwischen Sicherungselement und Federzunge, insbesondere in der Vorraststellung) bei Einstecken des Kontaktteils in eine Buchse durch Überschreiten einer Gegenrasteinrichtung, wie etwa eine Gegenrastnase oder einen Gegenraststeg, der Buchse auslenkbar ist. Auf diese Weise wird das Sicherungselement gegenüber dem Gehäuse allein durch das Einstecken in die Buchse gelöst, so dass keine weiteren Bewegungsabläufe notwendig sind.
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Zum sicheren, aber konstruktiv und bewegungstechnisch einfachen Verriegeln des Steckverbinders an der Buchse ist es vorteilhaft, wenn das aus der Fixierung mit dem Gehäuse gelöste, relativ zu dem Gehäuse bewegbare Sicherungselement eine Rasteinrichtung aufweist, durch das es mit der Gegenrasteinrichtung der Buchse, insbesondere in Endraststellung, in Rasteingriff bringbar ist. Insbesondere in der Endraststellung des Steckverbinders lässt sich der Steckverbinder damit sicher an der Buchse befestigen. Wenn der Federsteg des Sicherungselements durch die Gegenrasteinrichtung automatisch ausgelenkt und aus einem Rasteingriff mit dem Gehäuse gelöst wird, ist es zum Fixieren ausreichend, den Steckverbinder einfach noch weiter in Steckrichtung zu bewegen, bis dieser daran sicher verrastet.
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Der Steckverbinder ist noch robuster und eignet sich daher auch für mechanisch besonders hoch beanspruchte Steckverbindungen, wenn die Federzunge für ein einseitiges Auslenken an einem ersten axialen Ende an das Gehäuse angeformt ist und ein zweites axiales Ende relativ zu dem Gehäuse frei auslenkbar ist, wobei ein Raststeg der Federzunge in Rasteingriff mit einer Rastnut des Federstegs, insbesondere in Vorraststellung, bringbar ist. Gegenüber einer wippenähnlichen Anformung der Federzunge, lässt sich die einseitige Anformung vergleichsweise robust gestalten.
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Für eine möglichst hohe mechanische Beanspruchbarkeit ist es von Vorteil, wenn der durch Auslenken aus der Fixierung mit dem Sicherungselement gelöste, relativ zu dem Sicherungselement bewegbare Raststeg mit einem Gegenraststeg der Buchse, insbesondere in Endraststellung, in Rasteingriff bringbar ist. Das heißt, dass nicht das Sicherungselement, sondern das an dem Kontaktteil befestigte Gehäuse an der Buchse verrastet. Dadurch lässt sich die Steckverbindung besonders robust gestalten.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine elektrische Steckverbindung, mit einem elektrischen Steckverbinder in einer oder mehreren der vorstehend erläuterten Ausführungsvarianten und mit einer Buchse zum Einstecken des Steckverbinders. Dabei ist das Kontaktteil des Steckverbinders bevorzugt mit einem Einsteckkontakt der Buchse in Kontakt bringbar und dieser in dem Steckverbinder verriegelbar.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder sowie einer Buchse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine perspektivische Draufsicht auf ein Kontaktteil, wobei sich ein Verriegelungsbolzen des Kontaktteils in einer offenen bzw. entriegelten, ersten Endstellung befindet,
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3 eine perspektivische Draufsicht auf das Kontaktteil aus 2, wobei sich der Verriegelungsbolzen des Kontaktteils in einer verriegelten, zweiten Endstellung befindet,
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4 eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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5 eine perspektivische Draufsicht auf den elektrischen Steckverbinder aus 4, wobei zur besseren Illustration eines Sicherungselements ein Gehäuse ausgeblendet ist,
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6 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung mit einer Buchse und einem darin eingesteckten Steckverbinder gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei sich der Steckverbinder in seiner Vorraststellung befindet,
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7 eine perspektivische Seitenansicht der elektrischen Steckverbindung aus 6, wobei sich der Steckverbinder in seiner Endraststellung befindet, in der sich ein Verriegelungsbolzen eines Kontaktteils in seiner verriegelten, zweiten Endstellung befindet,
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8 eine perspektivische Draufsicht auf den Steckverbinder aus 7, wobei das Gehäuse und die Buchse zur besseren Illustration ausgeblendet sind,
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9 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung mit einer Buchse sowie einem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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10 eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei sich der Steckverbinder in seiner Vorraststellung befindet,
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11 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei sich der Steckverbinder in seiner Vorraststellung befindet, und
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12 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei sich der Steckverbinder in seiner Endraststellung befindet.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine elektrische Steckverbindung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Diese Steckverbindung 1 lässt sich zum Beispiel als Hochstrom-Steckverbindung für elektrische Spannungen bis etwa 1000 V und elektrische Ströme bis etwa 250 A in einem Fahrzeug einsetzen.
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Die Steckverbindung 1 umfasst im Wesentlichen einen elektrischen Steckverbinder 2 und eine Buchse 3, in die der Steckverbinder 2 zum Bereitstellen der elektrisch leitfähigen Steckverbindung 1 einsteckbar ist. Es ist zu erkennen, dass der Steckverbinder 2 in einer Steckrichtung S in die Buchse 3 eingesteckt wird, um die Steckverbindung 1 bereitzustellen. Die Buchse 3, die in der Fachsprache auch als Header bezeichnet wird, ist zum Beispiel ein Teil von oder steht in Verbindung mit einer elektrischen Sicherung oder einem elektrischen Stromverteiler eines Fahrzeugs.
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Der Steckverbinder 2 weist ein Kontaktteil 4 sowie ein das Kontaktteil 4 umgebendes Gehäuse 5 mit einem Sicherungselement 6 auf. Das Sicherungselement 6 wirkt mit dem Gehäuse 5 und/oder der Buchse 3 zusammen, um eine so genannte CPA (Connection Position Assurance) zu bilden, deren Funktionsweise weiter unten noch detaillierter erläutert wird.
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An dem Kontaktteil 4 ist eine elektrische Leitung 7 angebracht, die hier zu einem (nicht dargestellten) elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs geführt ist. Die Buchse 3 ist dazu eingerichtet, den Steckverbinder 2 mitsamt dem Kontaktteil 4, dem dieses umgebenden Gehäuses 5 und dem Sicherungselement 6 steckend aufzunehmen. Auf diese Weise ermöglicht die zusammengesteckte Steckverbindung 1 einen elektrischen Stromfluss von einer (nicht dargestellten) Energie- oder Spannungsquelle des Fahrzeugs, über die Buchse 3, den Steckverbinder 2 mit dem Kontaktteil 4 sowie der damit verbundenen elektrischen Leitung 7 hin zu dem (nicht dargestellten) elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs.
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In
2 ist das Kontaktteil
4 in einer perspektivischen Draufsicht dargestellt. Der genaue konstruktive Aufbau des Kontaktteils
4 ist in der
deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 104 377.7 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird. So verfügt das Kontaktteil
4 im Wesentlichen über eine Hülse
8, eine darin angeordnete Kontaktfeder
9 und einen Verriegelungsbolzen
10, der sich mit der Kontaktfeder
9 in Anlage befindet. Des Weiteren weist das Kontaktteil
4 eine plattenförmige Kontaktlasche
11 auf, wobei zwischen der Kontaktfeder
9 und der Kontaktlasche
11 ein Aufnahmeraum
12 zur steckenden Aufnahme eines sich hier durch die Buchse
3 hindurch erstreckenden elektrischen Einsteckkontakts K der Buchse
3 ausgebildet ist. Der Verriegelungsbolzen
10 ist zum Herunterdrücken der Kontaktfeder
9 in Richtung der Kontaktlasche
11 eingerichtet, um so den Aufnahmeraum
12 wahlweise zu verengen oder zu erweitern.
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Der Verriegelungsbolzen 10 erstreckt sich in einer Richtung quer zur Steckrichtung S durch die Hülse 8 hindurch und ist in seitlichen Schlitzen 13 der Hülse 8 geführt. Die axialen Enden der Schlitze 13 in Steckrichtung S begrenzen die Bewegbarkeit des Verriegelungsbolzens 10 auf eine in 2 dargestellte, entriegelte, erste Endstellung und eine verriegelte, zweite Endstellung (siehe 3), zwischen denen der Verriegelungsbolzen 10 verschiebbar ist. Aus den Schlitzen 13 stehen beide Axialenden 14 des Verriegelungsbolzens 10 über die Hülse 8 hinaus hervor. In der entriegelten, ersten Endstellung des Verriegelungsbolzens 10 ist der Aufnahmeraum 12 durch die Beabstandung der Kontaktfeder 9 von der Kontaktlasche 11 erweitert, so dass der Einsteckkontakt K mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand in den Aufnahmeraum 12 einsteckbar ist. Dagegen ist der Aufnahmeraum 12 in der verriegelten, zweiten Endstellung des Verriegelungsbolzens 10 zum Festklemmen des Einsteckkontakts K durch das Herunterdrücken der Kontaktfeder 9 in Richtung der Kontaktlasche 11 verengt. Zwischen der ersten und der zweiten Endstellung angeordnet drückt der Verriegelungsbolzen 10 durch eine entsprechende Ausgestaltung der Kontaktfeder 9 in unterschiedlichem Maß in Richtung des Aufnahmeraums 12. In Abhängigkeit von seiner Position entlang der Schlitze 13 verdrängt der Verriegelungsbolzen 10 die Kontaktfeder 9 in einem unterschiedlichen Maß nach unten in Richtung der Kontaktlasche 11. Damit lässt sich eine auf den Einsteckkontakt K in dem Aufnahmeraum 12 wirkende Kontaktkraft durch die Position des Verriegelungsbolzens 10 einstellen.
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In 3 ist das Kontaktteil 4 aus 2 in einer perspektivischen Draufsicht dargestellt, wobei sich der Verriegelungsbolzen 10 nun in seiner verriegelten, zweiten Endstellung befindet.
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In 4 sind das Kontaktteil 2 mitsamt dem dieses umgebenden Gehäuse 5 und dem damit zusammenwirkenden Sicherungselement 6 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die damit realisierbare CPA (Connection Position Assurance) befindet sich in dieser Darstellung in ihrer Vorraststellung, in der sich der Verriegelungsbolzen 10 in der ersten Endstellung, also der entriegelten Endstellung befindet.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist das Sicherungselement
6 in dem Gehäuse
5, das heißt zwischen dem Kontaktteil
2 und dem Gehäuse
5 entlang der Steckrichtung S verschieblich geführt. Das Gehäuse
5 verfügt über eine im Wesentlichen geschlitzt hülsenförmigen Grundkörper, mit dem es das Kontaktteil
2 umgibt. Zwischen dem Kontaktteil
2 sowie dem Gehäuse
5 ist das Sicherungselement
6 aufgenommen und durch drei (Innen-)Seiten des Gehäuses
5 darin verschieblich gehalten. Durch eine (hier nicht zu sehende) in der
deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 104 377.7 beschriebene Primärverriegelung, die in Rastlaschen des Kontaktteils
2 eingreift und durch eine Sekundärverriegelung in Form einer (nicht näher bezeichneten) Clipverbindung ist das Gehäuse
5 an dem Kontaktteil
2 ortsfest gehalten. Das Gehäuse
5 weist ferner eine relativ zu seinem Grundkörper sowie quer zur Steckrichtung S auslenkbare Federzunge
15 auf, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
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Das Sicherungselement 6 weist einen zu dem Kontaktteil 2 hin offenen, U-förmigen Grundkörper mit einem sich in Steckrichtung S erstreckenden, quer zur Steckrichtung S auslenkbaren Federsteg 16 auf. Im gezeigten montierten Zustand ist der Federsteg 16 des Sicherungselements 6 innerhalb der Federzunge 15 des Gehäuses 5 angeordnet. Zudem erstrecken sich an den Schmalseiten des Kontaktteils 2, also seitlich dazu, entlang der Steckrichtung S zwei quer zur Steckrichtung S sowie quer zur Auslenkrichtung des Federstegs 16 auslenkbare Federarme 17 und 18 des Sicherungselements 6. An einem in Steckrichtung S axialen Ende des Sicherungselements 6 verfügt dieses über einen Anschlagkragen 19, der in der gezeigten Vorraststellung vom Gehäuse 5 beabstandet ist und der sich in einer (in 4 nicht gezeigten) Endraststellung in Anschlag mit dem Gehäuse 5 befindet.
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In 5, die den Steckverbinder 2 aus 4 zur besseren Illustration des Sicherungselements 6 ohne Gehäuse 5 zeigt, ist erkennbar, dass der Federsteg 16 zwischen seinem ersten axialen Ende und seinem zweiten axialen Ende an das Sicherungselement 6 angeformt ist. Um diese angeformte Stelle ist der Federsteg 16 gegenüber dem Grundkörper des Sicherungselements 6 wippenähnlich auslenkbar. Der Federsteg 16 weist an einem ersten axialen Ende einen in Richtung des Kontaktteils 4 ausgeformten Rasthaken 20, der mit der Buchse 3 und/oder dem Gehäuse 5 in Rasteingriff bringbar ist, und an einem zweiten axialen Ende eine Rastkante 21 auf, die mit dem Gehäuse 5 in Rasteingriff bringbar ist. Zudem geht aus 5 hervor, dass die Federarme 17, 18 des Sicherungselements 6 hin zu dem Kontaktteil 4 jeweils eine Eingriffsnut 22 und 23 zur Aufnahme der Axialenden 14 des Verriegelungsbolzens 10 aufweisen, wobei in dieser Ansicht nur die Eingriffsnut 22 zu sehen ist. Die Federarme 17, 18 sind zur Montage des Sicherungselements 6 an dem Kontaktteil 4 über die Axialenden 14 des Verriegelungsbolzens 10 hinaus nach außen auslenkbar. Im montierten Zustand umgreifen die Eingriffsnuten 22, 23 die Axialenden 14 des Verriegelungsbolzens 10. Durch diese zumindest formschlüssige Verbindung lässt sich der Verriegelungsbolzen 10 von dem Sicherungselement 6 bei einer Bewegung relativ zu dem Kontaktteil 4 mitnehmen oder bei einer Fixierung desselben relativ zu dem Kontaktteil 4 fixieren bzw. festhalten.
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Anhand der 6 und 7, die die elektrische Steckverbindung 1 mit dem in die Buchse 3 eingesteckten Steckverbinder 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils in einer perspektivischen Seitenansicht in der Vorraststellung (6) und in der Endraststellung (7) zeigen, sollen nachfolgend die Funktion des Zusammensteckens der Steckverbindung 1 und insbesondere die Funktion der CPA erläutert werden.
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Ausgegangen wird von der in 6 dargestellten Vorraststellung des im Gehäuse 5 verschieblich geführten Sicherungselements 6. In dieser Vorraststellung sind sowohl die Federzunge 15 des Gehäuses 5 als auch der Federsteg 16 des Sicherungselements 6 nicht ausgelenkt. Deshalb befinden sich ein erster Raststeg 24 sowie ein axial davon beabstandeter, zweiter Raststeg 25 der Federzunge 15 in Rasteingriff mit dem Rasthaken 20 und der Rastkante 21 des Sicherungselements 6. Auf diese Weise ist das Sicherungselement 6 durch den Rasteingriff mit dem Gehäuse 5 relativ zu diesem gehalten, kann also demgegenüber nicht verschoben werden. In der Vorraststellung befindet sich der Verriegelungsbolzen 10 in seiner entriegelten, ersten Endstellung, so dass der Einsteckkontakt K der Buchse 3 prinzipiell in den Aufnahmeraum 12 des Kontaktteils 2 einsteckbar ist.
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In 6 ist auch erkennbar, dass die Buchse 3 eine Gegenrasteinrichtung 26 mit einer Gegenrastnase 27 für einen Rasteingriff mit dem Rasthaken 20 und mit einer Abgleitschräge 28 zum Abgleiten des Rasthakens 20 daran aufweist. Bewegt sich der Steckverbinder 2 in Steckrichtung S aus der Vorraststellung in Richtung Endraststellung, so wird der Federsteg 16 mit seinem Rasthaken 20 über die Abgleitschräge 28 geschoben. Dadurch lenkt der Federsteg 16 an dem den Rasthaken 20 aufweisenden axialen Ende relativ zu der Federzunge 15 (in 6) nach oben aus, wodurch das wippenähnliche Auslenken des anderen axialen Endes den Rasteingriff zwischen dem Rasthaken 20 und dem Raststeg 24 sowie zwischen der Rastkante 21 und dem Raststeg 25 löst.
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Nach diesem Lösen ist das Sicherungselement 6 relativ zu dem Gehäuse 5 in Steckrichtung S verschiebbar und der Rasthaken 20 infolgedessen an der Gegenrastnase 27 der Gegenrasteinrichtung 26 verrastbar, wie dies in 7 dargestellt ist. In anderen Worten lässt sich Steckverbinder 2 nur dann vollständig auf die Buchse 3 aufstecken, wenn das Sicherungselement 6 durch Auslenken durch die Gegenrasteinrichtung 26 gegenüber dem Gehäuse 5 entriegelt wird.
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In 7 ist die Endraststellung des Steckverbinders 2 dargestellt, in der sich der Rasthaken 20 in Rasteingriff mit der Gegenrastnase 27 der Gegenrasteinrichtung 26 und der Verriegelungsbolzen 10 in seiner verriegelten, zweiten Endstellung befinden. Dabei ist der Steckverbinder 2 vollständig auf den Einsteckkontakt K der Buchse 3 aufgesteckt und an der Buchse 3 verrastet. Diese Verrastung quittiert die korrekte Verrastung nach Art einer CPA. Der Anschlagkragen 19 des Sicherungselements 6 befindet sich in Anlage mit dem axialen Ende des Gehäuses 5, so dass die korrekte Verrastung auch optisch erkennbar ist.
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In 8, in der eine perspektivische Draufsicht auf den in Endraststellung befindlichen Steckverbinder 2 aus 7 gezeigt ist, sind das Gehäuse 5 und die Buchse 3 zur besseren Illustration ausgeblendet. Dadurch ist zu erkennen, dass die Eingriffsnuten 22, 23 der Federarme 17, 18 den Verriegelungsbolzen 10 durch Umgreifen in der Endraststellung gegenüber der Hülse 8 des Kontaktteils 4 fixieren. Das Sicherungselement 6 selbst ist durch den vorstehend beschriebenen Rasteingriff mit der Gegenrasteinrichtung 26 relativ zu der Buchse 3 und/oder dem Gehäuse 5 fixiert.
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In 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steckverbindung 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die wesentlichen Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Diese Unterschiede bestehen hauptsächlich in der konstruktiven Ausgestaltung der Buchse 3, des Gehäuses 5 und des Sicherungselements 6.
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Hinsichtlich der Buchse 3 ist in 9 erkennbar, dass die Gegenrasteinrichtung 26 in diesem Ausführungsbeispiel nicht als Gegenrastnase 27, sondern als sich quer zur Steckrichtung S erstreckender Gegenraststeg 28 ausgebildet ist. Das Gehäuse 5 dieses Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Federzunge 15 einseitig an das Gehäuse 5 angeformt ist und um diese angeformte Stelle auslenkbar ist. Axial von dieser Stelle beabstandet ist an der Federzunge 15 ein sich quer zur Steckrichtung S erstreckender Raststeg 29 zum in Rasteingriff bringen mit dem Gegenraststeg 28 ausgebildet. Zudem weist die Federzunge 15 eine Betätigungslasche 30 zur manuellen Betätigung. Hinsichtlich des Sicherungselements 6 unterscheidet sich dieses dadurch vom vorhergehenden Ausführungsbeispiel, dass der Federsteg 16 nicht wippenähnlich, sondern ebenfalls einseitig an einem axialen Ende zum einseitigen Auslenken angeformt ist. Der Federsteg 16 weist eine Rastnut 31 zum in Rasteingriff bringen mit dem Raststeg 29 der Federzunge 15 des Gehäuses 15.
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Anhand der 10 bis 12, die den Steckverbinder 2 bzw. die elektrische Steckverbindung 1 mit dem in die Buchse 3 eingesteckten Steckverbinder 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel jeweils in einer perspektivischen Seitenansicht in der Vorraststellung (10 und 11) und in der Endraststellung (12) zeigen, sollen nachfolgend die Funktion des Zusammensteckens der Steckverbindung 1 und insbesondere die Funktion der CPA erläutert werden.
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Ausgegangen wird von 10, in der sich das Sicherungselement 6 in der Vorraststellung befindet. Der Anschlagkragen 19 ist von dem axialen Ende des Gehäuses 5 axial beabstandet. Durch das Umgreifen und Mitnehmen der Axialenden 14 des Verriegelungsbolzens 10 durch die Federarme 17, 18 des Sicherungselements 6 befindet sich der Verriegelungsbolzen 10 in seiner entriegelten, ersten Endstellung. Um das Sicherungselement 6 relativ zu dem Gehäuse 5 in der Vorraststellung zu halten, befindet sich der Raststeg 29 der Federzunge 15 in Rasteingriff mit der Rastnut 31.
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In 11 ist der Steckverbinder 2 in die Buchse 3 teilweise eingeführt, wobei ein vollständiges Einstecken aber dadurch blockiert ist, dass die mit dem Raststeg 29 in die Rastnut 31 eingreifende Federzunge 15 (nach in 11 oben) gegenüber dem Grundkörper des Gehäuses 5 ausgelenkt ist und die Federzunge 15 dadurch an dem Gegenraststeg 28 der Buchse 3 ansteht. Um den Steckverbinder 2 über diese blockierte Stellung hinaus in die Buchse 3 einschieben zu können, ist zunächst der Raststeg 29 durch ein Auslenken der Betätigungslasche 30 (in 11 nach oben) aus der Rastnut 31 zu heben. Dadurch kann das Sicherungselement 6 in Steckrichtung S relativ zu dem Gehäuse 5 bis zu dessen Anschlag an dem Anschlagkragen 29 verschoben werden. Der Federsteg 16 lässt sich nach dem Verschieben des Sicherungselements 6 relativ zu dem Gehäuse 5 gemeinsam mit der Federzunge 15 annähernd in die Horizontale drücken.
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In 12, die die Steckverbindung 1 in einer perspektivischen Draufsicht zeigt, befindet sich das Sicherungselement 6 in der Endraststellung. Dementsprechend befindet sich der in der Bewegung mitgenommene Verriegelungsbolzen 10 in der verriegelten, zweiten Endstellung. Aus 12 geht auch hervor, dass sich die Federzunge 15 in dieser Stellung im Wesentlichen an den Federsteg 16 anschmiegt und sich beide annähernd in der Horizontalen befinden. Der Steckverbinder 2 ist durch einen Rasteingriff des Raststegs 29 mit dem Gegenraststeg 28 der Buchse 3 an dieser gesichert.
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Die CPA ist in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen dadurch realisiert, dass sich das Sicherungselement 6 erst nach Lösen des Rasteingriffs zwischen dem Raststeg 29 mit der Rastnut 31 relativ zu dem Gehäuse 5 verschieben und somit von der Vorraststellung in die Endraststellung bringen lässt. Die korrekte Verriegelung des Steckverbinders 2 an der Buchse ist dann durch die Verrastung des Raststegs 29 an dem Gegenraststeg 28 der Buchse 3 und durch den Anschlag des Gehäuses 5 an dem Anschlagkragen 29 optisch erkennbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Steckverbindung
- 2
- elektrischer Steckverbinder
- 3
- Buchse / Header
- 4
- Kontaktteil (z.B. Hochstrom-Kontaktteil)
- 5
- Gehäuse
- 6
- Sicherungselement
- 7
- elektrische Leitung
- 8
- Hülse
- 9
- Kontaktfeder
- 10
- Verriegelungsbolzen
- 11
- Kontaktlasche
- 12
- Aufnahmeraum
- 13
- Schlitz(e)
- 14
- Axialende(n)
- 15
- Federzunge
- 16
- Federsteg
- 17
- Federarm
- 18
- Federarm
- 19
- Anschlagkragen
- 20
- Rasthaken
- 21
- Rastkante
- 22
- Eingriffsnut
- 23
- Eingriffsnut
- 24
- erster Raststeg
- 25
- zweiter Raststeg
- 26
- Gegenrasteinrichtung
- 27
- Gegenrastnase
- 28
- Gegenraststeg
- 29
- (weiterer) Raststeg
- 30
- Betätigungslasche
- 31
- Rastnut
- K
- Einsteckkontakt
- S
- Steckrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015104377 [0002, 0038, 0042]
- DE 102013205447 A1 [0003]
