DE102016105504B4

DE102016105504B4 - Montageoptimierter elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE102016105504B4
Application number: DE102016105504.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Wimmer; Stefan Rieder; Christian Wimmer; Robert Saller
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: US9948032B2; CN107240811B; CN107240811A; US20170279225A1; DE102016105504A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (1), insbesondere Hochvolt-Steckverbinder, für ein Fahrzeug. Dieser weist einen Stecker (2) mit einem Steckergehäuse (3), in dem wenigstens eine Kontaktkammer (6) ausgeformt ist, wenigstens ein elektrisches Kontaktteil (7) zum Anordnen in der Kontaktkammer (6), mit einem Verriegelungsbolzen (12) zum lösbaren Befestigen eines Einsteckkontakts (10) an dem Kontaktteil (7), und einen Gegenstecker (4) zum Zusammenstecken mit dem Stecker (2), mit einem Gegensteckergehäuse (5) sowie dem daran angebrachten Einsteckkontakt (10) auf. Des Weiteren verfügt der Steckverbinder (1) über einen Verriegelungsschieber (14), der an das Steckergehäuse (3) anbringbar und daran quer zur Steckrichtung (S) des Steckers (2) zum Verriegeln des Steckers (2) mit dem Gegenstecker (4) zumindest in eine Verriegelungsposition verschiebbar ist. Erfindungsgemäß weist der Verriegelungsschieber (14) eine im Wesentlichen quer zur Steckrichtung (S) verlaufende Führungskulisse (17) mit einer schiefen Ebene (20) zum Führen des Verriegelungsbolzens (12) des Kontaktteils (7) beim Verschieben in die Verriegelungsposition auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere einen Hochvolt-Steckverbinder, für ein Fahrzeug. Dieser eignet sich insbesondere für eine Steckverbindung in einem Hochvolt-Bordnetz eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraft-, Hybrid- oder Elektrofahrzeugs. Ein beispielhafter, bevorzugter Einsatzbereich in dem Fahrzeug ist eine elektrische Kontaktierung des Steckverbinders mit einer Antriebseinheit oder einem Motor des Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind bereits Steckverbindungen und Steckverbinder zur Verwendung in einem Hochvolt-Bordnetz bekannt. Beispielsweise beschreiben die beiden nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen mit den Anmeldenummern 10 2015 104 377.7 und 10 2015 114 080.2 jeweils einen elektrischen Steckverbinder, der sich zum Einsatz in einem Hochvolt-Bordnetz eignet.
Der darin beschriebene elektrische Steckverbinder weist ein Kontaktteil mit einer Hülse auf, die einen Aufnahmeraum für einen in einer Einführrichtung einzuführenden Einsteckkontakt bildet, wobei im Inneren der Hülse eine Kontaktfeder befestigt ist, die durch einen verschiebbaren Verriegelungsbolzen in Richtung des Aufnahmeraums für den Einsteckkontakt drückbar ist. Der mit diesem Kontaktteil ausgestattete elektrische Steckverbinder ermöglicht ein einfaches Einführen und Herausziehen des Einsteckkontakts.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass der elektrische Steckverbinder, wie er in der deutschen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 10 2015 114 080.2 beschrieben ist, eine gute Vibrationsfestigkeit aufweist. Allerdings besteht der Wunsch nach einer weiteren Verbesserung der Montierbarkeit.
Beispielsweise aus der DE 20 2010 018 115 U1 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem ein Stecker und ein Gegenstecker über einen Verriegelungsschieber aneinander verriegelt werden, der quer zu einer Steckrichtung des Steckers hin zu dem Gegenstecker verschoben werden kann. Demgegenüber besteht jedoch der Wunsch nach einer verbesserten Vibrationsfestigkeit. Aus der DE 10 2008 012 925 A1 ist ein elektrischer Nullkraftsteckverbinder mit einem Umgehäuse und mit mehreren innerhalb des Umgehäuses angeordneten Hülsenkontakten, die jeweils einen Kontaktlamellen ausbildenden Grundkörper und eine gegenüber dem Grundkörper verschiebliche Spannhülse aufweisen, wobei in einer Schiebestellung die Spannhülsen die Kontaktlamellen an die Steckerstifte eines an das Umgehäuse anfügbaren Gegensteckverbinders pressen, wobei innerhalb des Umgehäuses ein Einsatz um die Grundkörper der Hülsenkontakte herum angeordnet ist, der mit den Spannhülsen verbunden ist, und wobei der Einsatz durch einen senkrecht zur Steckrichtung betätigbaren Schieber gegen das Umgehäuse verschiebbar ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel einen elektrischen Steckverbinder mit guter Vibrationsfestigkeit zur Verfügung zu stellen, der zudem eine gute Montierbarkeit ermöglicht.
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.
Ein erfindungsgemäßer elektrischer Steckverbinder, der sich insbesondere als Hochvolt-Steckverbinder zum Einsatz in einem Hochvolt-Bordnetz eines Fahrzeugs eignet, weist einen Stecker mit einem aus Kunststoff gefertigten Steckergehäuse auf, in dem wenigstens eine Kontaktkammer ausgeformt ist. Das Steckergehäuse kann aber auch zwei oder mehr Kontaktkammern aufweisen, je nachdem, ob der Steckverbinder einpolig, zweipolig, dreipolig oder mehrpolig ausgeführt ist. Der elektrische Steckverbinder verfügt auch über wenigstens ein elektrisches Kontaktteil zum Anordnen der wenigstens einen Kontaktkammer, wobei das Kontaktteil einen Verriegelungsbolzen zum lösbaren Befestigen eines Einsteckkontakts an dem Kontaktteil aufweist. Ein solches Kontaktteil ist beispielsweise in der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2015 104 377 sowie in der ebenfalls nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2015 114 080 beschrieben, deren Inhalt hiermit in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird. Das Kontaktteil weist eine hohe Stromtragfähigkeit von bis zu 180 Ampere bei 85°C auf. Unter „Hochvolt“ kann in diesem Zusammenhang eine elektrische Spannung verstanden werden, die mindestens etwa 48 Volt, vorzugsweise jedoch 60 Volt oder mehr, weiter vorzugsweise 400 Volt bis hin zu etwa 650 bis 1000 Volt beträgt. Ein solches Bordnetz findet sich beispielsweise für Nebenaggregate in einem Kraftfahrzeug oder für Antriebs- und Hilfsaggregate in einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug.
Der elektrische Steckverbinder weist auch einen komplementären Gegenstecker zum Zusammenstecken mit dem Stecker auf, wobei der Gegenstecker ein aus Kunststoff gefertigtes Gegensteckergehäuse sowie den daran angebrachten Einsteckkontakt zum Befestigen an dem Kontaktteil des Steckers aufweist.
Des Weiteren verfügt der elektrische Steckverbinder über einen Verriegelungsschieber, der an das Steckergehäuse anbringbar und daran quer zur Steckrichtung des Steckers in den Gegenstecker zum Verriegeln des Steckers mit dem Gegenstecker zumindest in eine Verriegelungsposition verschiebbar ist. Dies definiert eine Verschieberichtung des Verriegelungsschiebers. Erfindungsgemäß weist der Verriegelungsschieber eine im Wesentlichen quer zur Steckrichtung, zum Beispiel in Verschieberichtung, verlaufende Führungskulisse mit einer schiefen Ebene zum Führen des Verriegelungsbolzens des Kontaktteils beim Verschieben in die Verriegelungsposition auf. Unter einer schiefen Ebene kann in diesem Zusammenhang die geläufige physikalische Definition einer schiefen oder geneigten Ebene verstanden werden, also eine ebene Fläche, die gegen eine Horizontale, zum Beispiel eine Verschiebeebene des Verriegelungsschiebers, geneigt ist.
Diese Konfiguration des elektrischen Steckverbinders bewirkt gleich mehrere Vorteile. So lässt sich der Verriegelungsbolzen des Kontaktteils des Steckers auf mechanisch einfache Weise durch den Verriegelungsschieber führen und in die Verriegelungsposition bewegen, in der sowohl der Einsteckkontakt an dem Kontaktteil befestigt als auch der Stecker an dem Gegenstecker verriegelt ist. Der sonst nur schwer mit einem Werkzeug oder einer bloßen Hand greifbare Verriegelungsbolzen wird also durch Verschieben des Verriegelungsschiebers mit bewegt. Das heißt, dass der Verriegelungsschieber gleich mehrere Funktionen im elektrischen Steckverbinder erfüllt, nämlich ein Verriegeln des Steckers mit dem Gegenstecker und das Führen des Verriegelungsbolzens. Zudem werden durch die schiefe Ebene der Führungskulisse des Verriegelungsschiebers die Verriegelungskräfte, die zum Verschieben des Verriegelungsschiebers in die Verriegelungsposition aufzubringen sind, signifikant verringert, so dass sich in Abhängigkeit eines Neigungswinkels der schiefen Ebene ein Kraftaufwand für das Verriegeln verringern lässt. Damit lässt sich die Montierbarkeit optimieren bzw. verbessern.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verriegelungsschieber in drei unterschiedliche Positionen verschiebbar ist bzw. drei verschiedene Positionen einnehmen kann, nämlich neben der Verriegelungsposition eine Sekundärverriegelungsposition, in der das Kontaktteil in der Kontaktkammer durch den Verriegelungsschieber sekundärverriegelt ist und eine Montageposition, in der der Verriegelungsschieber an dem Steckergehäuse gehalten wird, jedoch die Kontaktkammer offen lässt, so dass das Kontaktteil in diese eingeführt werden kann. Die Montageposition ist idealerweise der Sekundärverriegelungsposition vorgeschaltet, die wiederum idealerweise der Verriegelungsposition vorgeschaltet ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die schiefe Ebene zwischen einem ersten Linearabschnitt zur Aufnahme des Verriegelungsbolzens und einem der Verriegelungsposition zugeordneten, zweiten Linearabschnitt der Führungskulisse angeordnet ist. Das heißt, dass die Führungskulisse im Wesentlichen Z-förmig ausgebildet ist. Der erste Linearabschnitt dient zum Einführen bzw. Aufnehmen des Verriegelungsbolzens des Kontaktteils in vorzugsweise der Sekundärverriegelungsposition des Verriegelungsschiebers und der zweite Linearabschnitt dient zum Festhalten oder Festklemmen des Verriegelungsbolzens in der Verriegelungsposition, in der sowohl der Verriegelungsbolzen des Kontaktteils als auch der Stecker an den Gegenstecker verriegelt sind. Die Linearabschnitte können insbesondere in Bezug auf eine in Verschieberichtung verlaufende Verschiebeebene horizontal ausgerichtet sein, wobei die schiefe Ebene zu dieser Horizontalen einen Neigungswinkel einschließt.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die schiefe Ebene einen Neigungswinkel, z.B. gegenüber dem ersten und/oder zweiten Linearabschnitt oder einer Horizontalen in der Verschiebeebene, von etwa 30° bis 60°, vorzugsweise von etwa 45°, aufweist. Bei einem solchen Neigungswinkel lässt sich die zum Verschieben des Verriegelungsschiebers erforderliche Verriegelungskraft auf ein gut montierbares Maß reduzieren, so dass ein Monteur des Steckverbinders vergleichsweise wenig Kraft aufwenden muss.
Um das mit dem Einbringen in die Kontaktkammer primär verriegelnde Kontaktteil noch sicherer in der Kontaktkammer zu halten, hat es sich als Vorteil erwiesen, wenn der Verriegelungsschieber so ausgeformt ist, dass er in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Sekundärverriegelungsposition das Kontaktteil in der Kontaktkammer sekundärverriegelt. Das heißt, dass der Verriegelungsschieber mit dem Verschieben aus seiner Montageposition in die Sekundärverriegelungsposition automatisch das Kontaktteil in der Kontaktkammer sekundärverriegelt. Damit wird das Kontaktteil in der Kontaktkammer sicher gehalten, ohne dass zusätzlicher Montageaufwand entsteht.
Das Kontaktteil lässt sich auf konstruktiv besonders einfache Weise in der Kontaktkammer sekundärverriegeln, wenn der Verriegelungsschieber an einer dem Steckergehäuse zugewandten Seite eine Sekundärverriegelungsrippe aufweist, die das Kontaktteil an einer Seite entgegen der Steckrichtung, vorzugsweise hinterschneidend, in der Kontaktkammer sekundärverriegelt. Die Sekundärverrieglungsrippe ist vorzugsweise an das Steckergehäuse angeformt bzw. angegossen und so ausgeformt, dass sie das Kontaktteil in der Kontaktkammer hält und idealerweise an eine Steckergehäusewand andrückt, so dass das Kontaktteil festgeklemmt ist. Damit der Verriegelungsschieber mehrere Funktionen in den oben beschriebenen drei Positionen erfüllen kann, ist es vorteilhaft, wenn das Steckergehäuse wenigstens eine sich in Steckrichtung erstreckende erste Längsrippe und wenigstens eine parallel dazu angeordnete, zweite Längsrippe zum Zusammenwirken mit dem Verriegelungsschieber aufweist. Die erste und/oder die zweite Längsrippe dienen z.B. zum Verrasten des Verriegelungsschiebers oder eines Teils davon und/oder zum Führen des Verriegelungsschiebers und/oder zum Führen des Gegensteckers relativ zum Steckergehäuse.
Um den Verriegelungsschieber in einer oder mehreren der oben beschriebenen Positionen an dem Steckergehäuse verrasten zu können, kann der Verriegelungsschieber wenigstens eine Rastnase aufweisen, die an der ersten und/oder zweiten Längsrippe des Steckergehäuses lösbar verrastbar ist. Die eine oder mehreren Rastnasen können vorzugsweise an den Verriegelungsschieber angeformt oder angegossen sein.
Für eine einfache Montierbarkeit des Steckverbinders ist es von Vorteil, wenn die wenigstens eine Rastnase in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Sekundärverriegelungsposition in Verschieberichtung des Verriegelungsschiebers hinter der zweiten Längsrippe verrastet. In dieser Sekundärverriegelungsposition wird das Kontaktteil durch den Verriegelungsschieber in der Kontaktkammer gehalten und diese Position durch die Verrastung der Rastnase an der zweiten Längsrippe gesichert, so dass der Verriegelungsschieber nicht ohne Weiteres, d.h. nur durch höheren Kraftaufwand, nicht wieder zurück in die Montageposition verschoben werden kann.
Für eine gute bzw. intuitive Montierbarkeit des Steckverbinders hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die wenigstens eine Rastnase in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Montageposition in Verschieberichtung des Verriegelungsschiebers hinter der ersten Längsrippe verrastet. Zum Beispiel kann die wenigstens eine Rastnase in der Montageposition zwischen der ersten und der zweiten Längsrippe angeordnet und dort verrastet sein. Dadurch wird der Verriegelungsschieber in der Montageposition an dem Steckergehäuse gehalten, so dass dessen Handhabung während der Montage vergleichsweise einfach ist.
Idealerweise lässt der Verriegelungsschieber in der Montageposition, in der er bereits an dem Steckergehäuse verrastet ist, die Kontaktkammer offen. Auf diese Weise lässt sich das Kontaktteil trotz bereits verrastetem Verriegelungsschieber einfach in die Kontaktkammer einführen.
Um eine sichere Verrastung des Steckers an dem Gegenstecker sicherzustellen und die korrekt geschlossene Steckverbindung zu quittieren, ist es von Vorteil, wenn der Verriegelungsschieber einen federnden Positionssicherstellungsarm aufweist, der erst dann ein Verschieben in die Verriegelungsposition zulässt, wenn er durch Auslenken aus einer Verrastung mit der ersten und/oder zweiten Längsrippe gelöst wird. Beispielsweise kann der Positionssicherstellungsarm eine Positionssicherstellungsnase aufweisen, die insbesondere in der Sekundärverriegungsposition an einem der beiden Längsrippen oder sowohl an der ersten als auch an der zweiten Längsrippe verrastet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Positionssicherstellungsnase in der Sekundärverriegelungsposition zwischen der ersten und der zweiten Längsrippe angeordnet ist, so dass sich der durch den Positionssicherstellungsarm blockierte Verriegelungsschieber weder in die Montageposition noch in die Verriegelungsposition verschieben lässt. Damit erfüllt der Verriegelungsschieber die zusätzliche Funktion einer sogenannten CPA (Connector Position Assurance). Je nach Ausgestaltung des Steckverbinders wird also eine Kombination aus Sekundärverriegelung und CPA geschaffen.
Um als CPA zu funktionieren, ist es vorteilhaft, wenn die Entriegelungsrippe so ausgeformt ist, dass sie beim Zusammenstecken des Steckers und des Gegensteckers zwischen der ersten und der zweiten Längsrippe geführt ist. So wird auch die Montierbarkeit weiter verbessert, da der Gegenstecker bzw. das Gegensteckergehäuse durch den Stecker bzw. das Steckergehäuse in Steckrichtung geführt wird.
Für eine noch bessere Vibrationsfestigkeit, die gegebenenfalls auch eine Kontaktierung einer Antriebseinheit oder eines Motors ermöglicht, können der Stecker und der daran verriegelte Gegenstecker durch ein Schirmgehäuse zumindest teilweise umgeben sein. Idealerweise besteht zwischen dem Steckergehäuse und dem Schirmgehäuse und/oder zwischen dem Gegensteckergehäuse und/oder dem Schirmgehäuse ein Formschluss, so dass sich der Stecker und der Gegenstecker über das Schirmgehäuse zusätzlich fixieren lassen. Idealerweise verfügt das Schirmgehäuse über einen Befestigungsflansch, über den dieses an einem Gegenelement, wie etwa einem Gegengehäuse eines Motors oder dergleichen, befestigt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Steckverbindung und ein Fahrzeug mit einem Steckverbinder in einer oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinders mit einem Stecker, der über einen Verriegelungsschieber an einem Gegenstecker verriegelt ist, der an einem Gegenelement befestigt ist,
2a eine perspektivische Vorderansicht eines Steckers mit einem Verriegelungsschieber,
2b eine perspektivische Vorderansicht eines Gegensteckers mit Einsteckkontakten zum Zusammenstecken mit einem Stecker,
3 in einer Seitenansicht einen Stecker mit einem Verriegelungsschieber, der sich in einer Montageposition befindet,
4 eine Draufsicht auf einen Stecker mit einer Kontaktkammer zum Aufnehmen eines elektrischen Kontaktteils des Steckers,
5 eine Seitenansicht eines Steckers mit einem Verriegelungsschieber, der sich in einer Sekundärverriegelungsposition befindet,
6 eine Schnittansicht eines Steckers, aus der eine Sekundärverriegelung eines in einer Kontaktkammer aufgenommenen elektrischen Kontaktteils hervorgeht,
7 einen Teilschnitt durch einen Stecker und damit zusammengesteckten Gegenstecker, wobei eine Entriegelungsrippe des Gegensteckers zwischen zwei Längsrippen des Steckers geführt ist,
8 eine Seitenansicht eines Teilausschnitts des elektrischen Steckverbinders, wobei sich ein Verriegelungsschieber in einer Verriegelungsposition befindet, und
9 eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, bei dem ein Schirmgehäuse einen Stecker und einen Gegenstecker zumindest teilweise umgibt.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer perspektivischen Vorderansicht einen elektrischen Steckverbinder 1, der sich als Hochvolt-Steckverbinder zum Einsatz in einem Hochvolt-Bordnetz eines Fahrzeugs eignet.
Der Steckverbinder 1 weist einen Stecker 2 mit einem Steckergehäuse 3 und einen komplementären Gegenstecker 4, auch als Header bezeichnet, mit einem Gegensteckergehäuse 5 auf. In dem Steckergehäuse 3 ist in wenigstens einer Kontaktkammer 6 wenigstens ein (in 1 durch das Steckergehäuse 3 verdecktes) elektrisches Kontaktteil 7 (siehe 6) aufgenommen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Steckverbinder dreipolig ausgeführt und verfügt deshalb über insgesamt drei Kontaktkammern 6 im Steckergehäuse 3 und drei Kontakteile 7.
Deshalb weist der Steckverbinder 1 auch drei (nicht näher bezeichnete) elektrische Leitungen auf, die mit den Kontaktteilen 7 verbunden sind. Der Stecker 2 und der Gegenstecker 4 können in einer Steckrichtung S lösbar zusammensteckt und im zusammengesteckten Zustand wahlweise aneinander verriegelt werden, um so eine durch den Steckverbinder 1 gebildete Steckverbindung auszubilden.
Das Kontaktteil 7 ist beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen mit den Anmeldenummern 10 2015 104 377.7 und 10 2015 114 080.2 detailliert beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird. Wie dort beschrieben ist, verfügt das Kontaktteil 7 über eine Hülse 8 (siehe 6), die einen Aufnahmeraum 9 für einen in einer (hier nicht bezeichneten) Einführrichtung einzuführenden Einsteckkontakt 10 bildet, wobei im Inneren der Hülse 8 eine Kontaktfeder 11 befestigt ist, die durch einen verschiebbaren Verriegelungsbolzen 12 in Richtung des Aufnahmeraums 9 für den Einsteckkontakt 10 drückbar ist. Der Einsteckkontakt 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil des Gegensteckers 4 (siehe 2B).
Aus 1 geht auch hervor, dass der Gegenstecker 4 als Header durch ein Gegenelement 13 mit einem dem Stecker 2 abgewandten Abschnitt hindurch gesteckt ist, bei dem es sich beispielsweise um ein Gegengehäuse eines Motors oder ähnlichem handelt. An dem Gegenelement 13 ist der Gegenstecker 4 durch eine Clips-Verbindung gehalten und liegt mit einem (nicht näher bezeichneten) Auflageflansch daran auf. Zum Verriegeln des Steckers 2 an bzw. mit dem Gegenstecker 4 dient ein an dem Steckergehäuse 3 angebrachter und relativ dazu verschiebbarer Verriegelungsschieber 14, der in diesem Ausführungsbeispiel gleich mehrere, im Folgenden beschriebene Funktionen erfüllt. Über das Verriegeln an dem Gegenstecker 4 lässt sich der Stecker 2 mittelbar auch an dem Gegenelement 13 befestigen.
2A zeigt in einer perspektivischen Vorderansicht den Stecker 2 als Einzelteil in einer Montageposition des Verriegelungsschiebers 14. Es ist zu erkennen, dass der Verriegelungsschieber 14 in dieser Position bereits an dem Steckergehäuse 3 gehalten ist, jedoch ein Basisteil 15 des Verriegelungsschiebers 14 vom Äußeren des Steckergehäuses 3 beabstandet ist. In dieser Montageposition ist noch kein Kontaktteil 7 in das Steckergehäuse 3 eingebracht.
Zum besseren Verständnis zeigt 2B in einer perspektivischen Vorderansicht auch den Gegenstecker 4 als Einzelteil. Es ist zu erkennen, dass das Gegensteckergehäuse 5 insgesamt drei Einsteckkontakte 10 für den dreipoligen Steckverbinder 1 aufweist.
In 3, die einen Teilabschnitt des Steckers 2 in seiner Montageposition in einer Seitenansicht zeigt, ist erkennbar, dass das Basisteil 15 des Verriegelungsschiebers 14 vom Äußeren des Steckergehäuses 3 beabstandet ist. Darüber hinaus erstreckt sich von dem Basisteil 15 ein daran angeformtes Seitenteil 16 des Verriegelungsschiebers 14 in eine Richtung quer zur Steckrichtung S des Steckers 2. Der Verriegelungsschieber 14 ist hier symmetrisch ausgeführt, so dass dieser ein weiteres (nicht gezeigtes oder bezeichnetes) Seitenteil aufweist. Das Seitenteil 16 verfügt über eine Führungskulisse 17 mit einem ersten Linearabschnitt 18 und einem zweiten Linearabschnitt 19, zwischen denen eine aus der Physik bekannte schiefe Ebene 20 eingeschlossen ist. Die schiefe Ebene 20 hat hier einen Neigungswinkel gegenüber den Linearabschnitten 18, 19, der hier in etwa 45° beträgt, jedoch auch einen anderen Betrag annehmen kann. Die Führungskulisse 17 dient der Aufnahme, der Führung und dem wahlweisen Festklemmen von einem axialen Ende des (in 3 nicht zu erkennenden) Verriegelungsbolzens 12 des Kontaktteils 7.
Aus 3 geht auch hervor, dass das Seitenteil 16 des Verriegelungsschiebers 14 eine erste Rastnase 21 und eine zweite Rastnase 22 aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Steckrichtung S, also aus der Zeichnungsebene der 3 heraus, hervorstehen. Außerdem verfügt das Seitenteil 16 über einen hier federnd ausgeführten Positionssicherstellungsarm 23, durch den der Verriegelungsschieber 14 die Funktion einer CPA (Connector Position Assurance) erfüllt, die weiter unten noch detaillierter beschrieben wird. Der Positionssicherstellungsarm 23 ist an einem axialen Ende an dem Basisteil 15 angeformt und weist an einem diesem gegenüberliegenden, freien axialen Ende eine Positionssicherstellungsnase 24 als eine Art Rastnase auf, deren Funktion auch weiter unten beschrieben wird.
Des Weiteren ist in 3 erkennbar, dass das Steckergehäuse 3 eine angeformte erste Längsrippe 25 und eine angeformte zweite Längsrippe 26 aufweist, die parallel mit einem Abstand zueinander angeordnet sind und sich in Steckerrichtung S des Steckers 2 erstrecken. In der hier gezeigten Montagestellung des Verriegelungsschiebers 14 sind die beiden Rastnasen 21, 22 zwischen der ersten Längsrippe 25 und der zweiten Längsrippe 26 verrastet, so dass der Verriegelungsschieber 14 an dem Steckergehäuse 3 gehalten wird. Die Positionssicherstellungsnase 24 kann an der ersten Längsrippe 25 vorbei geschoben werden, da diese auf der dem Positionssicherstellungsarm 23 zugewandten Seite eine (in 3 durch die erste Längsrippe 25 verdeckte) Aussparung aufweist.
4 veranschaulicht in einer Draufsicht auf den Stecker 2, dass die Kontaktkammer 6 in der gezeigten Montageposition des Verriegelungsschiebers 14 offen ist. Deshalb kann in dieser Position das Kontaktteil 7 in die Kontaktkammer 6 des Steckergehäuses 3 eingebracht werden.
5 zeigt einen Teilabschnitt des Steckers 2 in einer Seitenansicht, in der sich der Verriegelungsschieber 14 in seiner Sekundärverriegelungsposition befindet. Es ist erkennbar, dass der Verriegelungsschieber 14 gegenüber der oben beschriebenen Montageposition (siehe 1 bis 4) in einer Verschieberichtung V verschoben ist, so dass das Basisteil 15 nun näher am Äußeren des Steckergehäuses 3 angeordnet ist. In dieser Position ist die Positionssicherstellungsnase 24 des Positionssicherstellungsarms 23 zwischen der ersten Längsrippe 25 und der zweiten Längsrippe 26 des Steckergehäuses 3 angeordnet und dazwischen verrastet. Damit erfüllt der Verriegelungsschieber 14 die Funktion einer CPA des Steckverbinders 1, da ein weiteres Verschieben des Verriegelungsschiebers 14 in Verschieberichtung V durch die Verrastung blockiert ist. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die beiden Rastnasen 21, 22 in Verschieberichtung V hinter der zweiten Längsrippe 26 angeordnet sind. Damit sich die Rastnasen 21, 22 beim Verschieben aus der Montageposition in die Sekundärverriegelungsposition an der zweiten Längsrippe 26 vorbeischieben lassen, sind die Rastnasen 21, 22 angeschrägt.
Aus 5 geht auch hervor, dass das axiale Ende des Verriegelungsbolzens 12 in der Sekundärverriegelungsposition in der Führungskulisse 17 des Verriegelungsschiebers 14 aufgenommen ist. Der Verriegelungsbolzen 12 befindet sich hier im ersten Linearabschnitt 18.
6 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht einen Teilabschnitt des Steckers 2. Es ist erkennbar, dass der Verriegelungsschieber 14 auf einer Innenseite, also auf einer den Rastnasen 21, 22 abgewandten Seite, eine Sekundärverriegelungsrippe 27 aufweist. Die Sekundärverriegelungsrippe 27 hinterschneidet in der gezeigten Sekundärverriegelungsposition das in der Kontaktkammer 6 befindliche Kontaktteil 7, so dass dieses durch den Verriegelungsschieber 14 sekundärverriegelt ist. Die Sekundärverriegelungsrippe 27 liegt also an einer Stirnseite des Kontaktteils 7 an. Dabei drückt die Sekundärverriegelungsrippe 27 das Kontaktteil 7 an das Steckergehäuse 3 an. Vor dem Sekundärverriegeln ist das Kontaktteil 7 zum Beispiel über eine daran angebrachte (nicht gezeigte) Haltelasche in der Kontaktkammer 6 primärverriegelt.
7 zeigt eine seitliche Schnittansicht eines Teilabschnitts des Steckers 2 und des Gegensteckers 4, in einer Zwischenposition zwischen der Sekundärverriegelungsposition und einer Verriegelungsposition (siehe 8) des Verriegelungsschiebers 14. Erkennbar ist, dass der Gegenstecker 4 an seinem Gegensteckergehäuse 5 eine ins Gehäuseinnere hineinragende Entriegelungsrippe 28 aufweist, die in 7 zwischen der ersten Längsrippe 25 und der zweiten Längsrippe 26 des Steckergehäuses 3 angeordnet ist und zwischen diesen geführt ist. Das heißt, dass die Entriegelungsrippe 28 so angeordnet und ausgeformt ist, dass sie zwischen die Längsrippen 25, 26 eingreifen kann. Die Entriegelungsrippe 28 erfüllt die Funktion, den Positionssicherstellungsarm 23 in der Sekundärverriegelungsposition des Verriegelungsschiebers 14 so weit (in die Zeichnungsebene der 7 hinein) auszulenken, dass die Positionssicherstellungsnase 24 sich aus der Verrastung mit der zweiten Längsrippe 26 lösen und an dieser vorbei geschoben werden kann. Das heißt, dass durch das Auslenken und Lösen des Positionssicherstellungsarms 23 - und auch erst dann - der Verriegelungsschieber 14 von der Sekundärverriegelungsposition in die Verriegelungsposition verschoben werden kann. Damit wirken der Verriegelungsschieber 14 und das Gegensteckergehäuse 5 beim Zusammenstecken des Steckers 2 und des Gegensteckers 4 für die Funktion der CPA zusammen.
In 8, die eine Seitenansicht eines Teilabschnitts des Steckers 2 zeigt, befindet sich der Verriegelungsschieber 14 in der Verriegelungsposition. Die Positionssicherstellungsnase 24 des Positionssicherstellungsarms 23 ist in dieser Position bereits an der zweiten Längsrippe 26 des Steckergehäuses 3 vorbei geschoben worden und befindet sich nicht mehr im Eingriff mit dieser. Das Basisteil 15 liegt nun im Wesentlichen an dem Äußeren des Steckergehäuses 3 an. Außerdem ist in dieser Verriegelungsposition der Verriegelungsbolzen 12 des Kontaktteils 7 mit dem Verschieben des Verriegelungsschiebers 14 durch die Führungskulisse 17 auch in seine Verriegelungsposition bzw. -stellung verschoben worden und wird im zweiten Linearabschnitt 19 gehalten bzw. festgeklemmt. Dabei drückt der Verriegelungsbolzen 12 die Kontaktfeder 11 an den Einsteckkontakt 10 an, so dass dieser im Aufnahmeraum kraftschlüssig gehalten ist. Durch die zwischen den Linearabschnitten 18, 19 angeordnete schiefe Ebene 20 ist der Kraftaufwand für das Bewegen des Verriegelungsbolzens 12 über das Verschieben des Verriegelungsbolzens vergleichsweise gering.
9 zeigt in einer perspektivischen Vorderansicht den zusammengesteckten und verriegelten Steckverbinder 1 mit einem darüber liegend angeordneten, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigten Schirmgehäuse 29 zur Abschirmung des Steckverbinders 1 gegen elektrische oder elektromagnetische Felder. Es ist erkennbar, dass das Schirmgehäuse 29 den Stecker 2 und den Gegenstecker 4 zumindest teilweise umgibt. Das Schirmgehäuse 29 ist über einen Befestigungsflansch 30 an dem Gegenelement 13 kraftschlüssig befestigt, wobei der Befestigungsflansch 30 formschlüssig den auf dem Gegenelement 13 aufliegenden Auflageflansch des Gegensteckergehäuses 4 umgreift. Außerdem greift das Schirmgehäuse 29 formschlüssig in das Steckergehäuse 3 ein.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinder
2: Stecker
3: Steckergehäuse
4: Gegenstecker (Header)
5: Gegensteckergehäuse
6: Kontaktkammer
7: elektrisches Kontaktteil
8: Hülse
9: Aufnahmeraum
10: Einsteckkontakt(e)
11: Kontaktfeder
12: Verriegelungsbolzen
13: Gegenelement (z.B. Gehäuse)
14: Verriegelungsschieber
15: Basisteil
16: Seitenteil(e)
17: Führungskulisse
18: erster Linearabschnitt
19: zweiter Linearabschnitt
20: schiefe Ebene
21: erste Rastnase
22: zweite Rastnase
23: Positionssicherstellungsarm
24: Positionssicherstellungsnase
25: erste Längsrippe
26: zweite Längsrippe
27: Sekundärverriegelungsrippe
28: Entriegelungsrippe
29: Schirmgehäuse
30: Befestigungsflansch
S: Steckrichtung
V: Verschieberichtung

Claims

Elektrischer Steckverbinder (1), insbesondere Hochvolt-Steckverbinder, für ein Fahrzeug, aufweisend - einen Stecker (2) mit einem Steckergehäuse (3), in dem wenigstens eine Kontaktkammer (6) ausgeformt ist, - wenigstens ein elektrisches Kontaktteil (7) zum Anordnen in der Kontaktkammer (6), mit einem Verriegelungsbolzen (12) zum lösbaren Befestigen eines Einsteckkontakts (10) an dem Kontaktteil (7), - einen Gegenstecker (4) zum Zusammenstecken mit dem Stecker (2), mit einem Gegensteckergehäuse (5) sowie dem daran angebrachten Einsteckkontakt (10), und - einen Verriegelungsschieber (14), der an das Steckergehäuse (3) anbringbar und daran quer zur Steckrichtung (S) des Steckers (2) zum Verriegeln des Steckers (2) mit dem Gegenstecker (4) zumindest in eine Verriegelungsposition verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschieber (14) eine im Wesentlichen quer zur Steckrichtung (S) verlaufende Führungskulisse (17) mit einer schiefen Ebene (20) zum Führen des Verriegelungsbolzens (12) des Kontaktteils (7) beim Verschieben in die Verriegelungsposition aufweist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schiefe Ebene (20) zwischen einem ersten Linearabschnitt (18) zur Aufnahme des Verriegelungsbolzens (12) und einem der Verriegelungsposition zugeordneten, zweiten Linearabschnitt (18, 19) der Führungskulisse (17) angeordnet ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schiefe Ebene (20) einen Neigungswinkel von etwa 30° bis 60°, vorzugsweise von etwa 45°, aufweist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschieber (14) so ausgeformt ist, dass er in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Sekundärverriegelungsposition das Kontaktteil (7) in der Kontaktkammer (6) sekundärverriegelt.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschieber (14) an einer dem Steckergehäuse (3) zugewandten Seite eine Sekundärverriegelungsrippe (27) aufweist, die das Kontaktteil (7) an einer Seite entgegen der Steckrichtung (S), vorzugsweise hinterschneidend, in der Kontaktkammer (6) sekundärverriegelt.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (3) wenigstens eine sich in Steckrichtung (S) erstreckende erste Längsrippe (25) und wenigstens eine parallel dazu angeordnete, zweite Längsrippe (26) zum Zusammenwirken mit dem Verriegelungsschieber (14) aufweist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschieber (14) wenigstens eine Rastnase (21, 22) aufweist, die an der ersten und/oder zweiten Längsrippe (25, 26) verrastbar ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rastnase (21, 22) in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Sekundärverriegelungsposition in Verschieberichtung (V) des Verriegelungsschiebers (14) hinter der zweiten Längsrippe (25, 26) verrastet.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rastnase (21, 22) in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Montageposition in Verschieberichtung (V) des Verriegelungsschiebers (14) hinter der ersten Längsrippe (25) verrastet.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschieber (14) in der Montageposition die Kontaktkammer (6) offen lässt.
Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsschieber (14) einen federnden Positionssicherstellungsarm (23) aufweist, der erst dann ein Verschieben in die Verriegelungsposition zulässt, wenn er durch Auslenken aus einer Verrastung mit der ersten und/oder zweiten Längsrippe (25, 26) gelöst wird.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssicherstellungsarm (23) in einer der Verriegelungsposition vorgeschalteten Sekundärverriegelungsposition durch eine Entriegelungsrippe (28) des Gegensteckergehäuses (5) aus der Verrastung lösbar ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Entriegelungsrippe (28) so ausgeformt ist, dass sie beim Zusammenstecken des Steckers (2) und des Gegensteckers (4) zwischen der ersten und zweiten Längsrippe (25, 26) geführt ist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstecker (4) und der daran verriegelte Stecker (2) durch ein Schirmgehäuse (29) zumindest teilweise umgeben sind, das in diese formschlüssig eingreift.