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Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil mit einem Steckhülsengehäuse, welches in das Gehäuse eines sockelartigen Gegensteckverbinderteils einsetzbar und mit diesem verbindbar ist, wobei diese Verbindung durch einen am Steckhülsengehäuse verschiebbaren Arretierungsriegel gesichert werden kann, wobei der Arretierungsriegel einen Betätigungsabschnitt mit einer sich in der vorgesehenen Verschieberichtung erstreckende Ausnehmung aufweist, wobei der Arretierungsriegel an einem einseitig am Steckhülsengehäuse angeformten Rastarm verschiebbar geführt ist, welcher mit seinem freien Endabschnitt in die Ausnehmung eingesetzt ist, und wobei am Arretierungsriegel federnde Klipshaken angeformt sind, die vor dem Verbinden des Steckverbinderteil mit einem Gegensteckverbinderteil auf einem am Rastarm angeformten Quersteg aufliegen, und die beim Verbinden durch ein Gehäuseteil des Gegensteckverbinderteils hinter den Quersteg gedrückt werden können. Die Erfindung betrifft zudem eine Steckverbinderanordnung mit einem solchen Steckverbinderteil und einem Gegensteckverbinderteil.
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Ein gattungsgemäßes Steckverbinderteil ist aus der japanischen Druckschrift
JP 2006 - 244 975 A bekannt.
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Derartige Steckverbinderteile und Steckverbinderanordnungen kommen insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Anwendung und werden in verschiedenen Baugrößen eingesetzt. Die Baugröße wird dabei insbesondere durch die Größe der eingesetzten elektrischen Kontaktelemente bestimmt, welche wiederum von der Stärke der zu übertragenden Ströme abhängen. Daher können Steckverbinder, über die nur sehr geringe Steuerströme geführt werden sollen, prinzipiell recht kleinbauend ausgeführt sein. Allerdings ist es bei kleinbauenden Steckverbindern auch schwieriger, eine gute mechanische Stabilität zu gewährleisten, da die Steckkräfte zwischen den elektrischen Kontaktelementen einerseits, und zwischen den Gehäuseteilen andererseits viel geringer sind als bei größer bauenden Steckverbindern für höhere elektrische Leistungen.
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Um ein versehentliches Lösen und Trennen von Steckverbindern zu verhindern, ist es üblich, eine sogenannte Sekundärverriegelung (häufig als CPA = Connector Position Assurance bezeichnet) vorzusehen, die der üblicherweise vorhandenen Rastverbindung von elektrischen Steckverbindern eine formschlüssig wirkende Verriegelung hinzufügt.
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Die Sekundärverriegelung ist dabei häufig als ein am Gehäusekörper eines Steckverbinderteils verschiebbarer Arretierungsriegel ausgebildet, der in einer Schiebeposition einen Formschluss herstellt. Problematisch wiederum ist, dass mit der Größe von Steckverbindergehäusen auch die Größe der Sekundärverriegelungsmechanik skaliert, so dass bei sehr kleinbauenden Steckverbindern dieser Arretierungsriegel entsprechend kleinbauend und damit mechanisch empfindlich sein kann.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 103 26 834 B4 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem ein Betätigungsklip an einem Steckhülsengehäuse mit einem Rasthaken an einem Steckersockel verrasten kann. Das Steckhülsengehäuse und der Steckersockel sind von einem Umgehäuse umgeben, in dem ein Arretierungsriegel zwischen zwei Rastpositionen verschiebbar geführt ist. In einer der Rastpositionen sichert dieser Arretierungsriegel die Verbindung zwischen dem Betätigungsklip und dem Rasthaken gegen eine Trennung.
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Nachteilig hierbei ist, dass der Steckverbinder durch das den Arretierungsriegel führende Umgehäuse einen erheblich vergrößerten Bauraum benötigt. Der Arretierungsriegel weist zudem kleine Führungsstifte auf, die in einer Kulissenführung des Umgehäuses beweglich gelagert sind.
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Für sehr kleinbauende Steckverbinder sind solche Führungsstifte mechanisch recht bruchempfindlich.
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Es stellte sich die Aufgabe, ein Steckverbinderteil, sowie eine Steckverbinderanordnung mit einer Sekundärverriegelung zu schaffen, die auch in kleinbauender Ausführung mechanisch besonders stabil ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Endabschnitt des Rastarms einstückig mit dem Steckhülsengehäuse verbunden ist, dass die Ausnehmung den Betätigungsabschnitt durchbricht und eine geschlossene Kontur aufweist, und dass der Rastarm in die Ausnehmung eingesetzt und der Betätigungsabschnitt danach auf den Rastarm aufgeschoben werden kann.
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Die Aufgabe wird zudem durch eine Steckverbinderanordnung gelöst, die aus einem derartig ausgebildeten Steckverbinderteil und einem Gegensteckverbinderteil besteht.
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Die federnde Anordnung von Klipshaken am Arretierungsriegel kann vorteilhaft dadurch realisiert werden, dass an dem Betätigungsabschnitt des Arretierungsriegels Klipsarme angeformt sind, deren freie Endabschnitte jeweils Klipshaken ausbilden.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es vorzusehen, dass der Arretierungsriegel Führungsstege aufweist, die in eine Führungskammer des Steckhülsengehäuses eingesetzt sind. Hierdurch ergibt sich, neben der Führung des Arretierungsriegels am Rastarm, eine zusätzliche und damit insgesamt besonders präzise Linearführung des Arretierungsriegels am Steckhülsengehäuse.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden. Es zeigen
- 1 ein erfindungsgemäß ausgeführtes Steckverbinderteil,
- 2 ein Steckhülsengehäuse als Einzelteil,
- 3 ein Arretierungsriegel als Einzelteil,
- 4 eine Seitenansicht des Steckverbinderteils,
- 5 eine Schnittansicht durch ein Steckverbinderteil und ein Gegensteckverbinderteil,
- 6 ein Steckverbinderteil mit einem Arretierungsriegel in der Arretierungsposition.
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Die 1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgeführtes Steckverbinderteil 1, welches vereinfachend als aus zwei Einzelteilen, und zwar einem Steckhülsengehäuse 10, und einem an dem Steckhülsengehäuse 10 verschiebbar angeordnetem Arretierungsriegel 20 zusammengesetzt beschrieben werden kann.
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Das Steckhülsengehäuse 10 ist als Einzelteil in der 2 dargestellt; den Arretierungsriegel 20 als Einzelteil zeigt die 3. Beide Einzelteile können vorteilhaft als einstückig geformte Kunststoffteile hergestellt sein.
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Das Steckhülsengehäuse 10 weist mindestens eine und vorzugsweise mehrere Aufnahmekammern 19 auf, in die metallene Steckhülsen als elektrische Kontaktelemente eingesetzt werden können, welche mit metallenen Kontaktstiften eines, in der 5 nur andeutungsweise dargestellten Gegensteckverbinderteils 3, jeweils elektrische Verbindungen herstellen können. Da die konkrete Ausgestaltung der elektrischen Komponenten für die Beschreibung der Erfindung nebensächlich ist, wurde auf eine Darstellung und nähere Erläuterung solcher Komponenten hier verzichtet.
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Eine mechanische Rastverbindung des Steckverbinderteils 1 zu dem Gegensteckverbinderteil 3 kann mittels am Steckhülsengehäuse 10 angeformter Federhaken 18 hergestellt werden.
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Neben den Aufnahmekammern 19 für die elektrischen Kontaktelemente bildet das Steckhülsengehäuse 10 eine Führungskammer 15 aus, in die bei der Montage des Steckverbinderteils 1 der Arretierungsriegel 20 eingesetzt wird. Den Eingang zu der Führungskammer 15 bildet ein auf der Oberseite des Steckhülsengehäuses 10 angeformter ringförmiger Rahmen 13 aus, in den zwei Nuten 14 eingebracht sind. An der Außenseite des Steckhülsengehäuses 10 wird die Führungskammer 15 durch zwei schmale Führungswände 17 begrenzt, die jeweils mit der Unterseite des Rahmens 13 verbunden sind. Zwischen den Führungswänden 17 ist ein Rastarm 11 angeordnet, der nur mit einem seiner Endabschnitte einstückig mit dem Steckhülsengehäuse 10 verbunden ist.
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Durch seine nur einseitige Befestigung am Steckhülsengehäuse 10 ist der Rastarm 11, der eine rechteckige Querschnittsform aufweist, durch eine seitlich einwirkende Kraft relativ leicht seitlich auslenkbar, wobei dieser nach Wegfall dieser Krafteinwirkung in seine Ausgangsstellung zurückfedert. In der Ausgangsstellung durchragt, wie die 2 zeigt, der freie Endabschnitt des Rastarms 11 die Öffnung innerhalb des ringförmigen Rahmens 13 am Steckhülsengehäuse 10, ohne die inneren Seitenflächen des Rahmens 13 zu berühren.
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In der 3 ist der Arretierungsriegel 20 als Einzelteil dargestellt. Dieser besteht aus zwei Führungstegen 22, die zu einer rechteckförmigen rahmenartigen Anordnung miteinander verbunden sind. Die beiden parallel zueinander angeordneten Führungsstege 22 weisen auf etwa halber Höhe jeweils eine seitlich abstehende widerhakenartige Sicherungsnase 23 auf. Mit ihrer jeweils schrägen unteren Seite ermöglichen die Sicherungsnasen 23 ein einfaches Einfügen der Führungsstege 22 in die Führungskammer 15 des Steckhülsgehäuses 10. Dabei rasten die Sicherungsnasen 23 schließlich in Sicherungsausnehmungen 16 ein, die in die seitlichen Wände der Führungskammer 15 eingebracht sind und verhindern mit ihren gerade verlaufenden oberen Seiten ein unbeabsichtigtes Herausziehen oder Herausfallen des Arretierungsriegels 20 aus der Führungskammer 15.
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Auf der Oberseite sind die beiden Führungsstege 22 mit einem Betätigungsabschnitt 26 verbunden. Von diesem Betätigungsabschnitt 26 erstrecken sich, in einer zu den Führungsstegen 22 parallelen Ebene, zwei jeweils etwa halb so lang wie die Führungsstege 22 ausgebildete Klipsarme 24, deren Endabschnitte jeweils zu einem Klipshaken 25 geformt sind.
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Der Betätigungsabschnitt 26 weist eine in Längsrichtung des Arretierungsriegels 20 eingebrachte rechteckförmige Ausnehmung 27 auf, die in Form und Größe an die Querschnittskontur des Rastarms 11 angepasst ist. Der Rastarm 11 des Steckhülsengehäuses 10 kann in die Ausnehmung 27 eingesetzt und der Betätigungsabschnitt 26 danach auf den Rastarm 11 aufgeschoben werden. Dadurch ergibt sich der in der 1 dargestellte Montagezustand.
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In der in der 1 dargestellten Vorraststellung des Arretierungsriegels 20 sind die Führungsstege 22 ein Stück weit in die Führungskammer 15 des Steckhülsengehäuses 10 eingeschoben. Dadurch liegen die Klipshaken 25 der Klipsarme 24 auf einem Quersteg 12 auf, der an der Außenseite des Rastarms 11 in etwa dessen Mitte angeformt ist.
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Derselbe Montagezustand ist auch in den 4 und 5 in einer Seiten- und in einer Schnittansicht dargestellt. Aufgrund der beiden auf dem Quersteg 12 aufliegenden Klipshaken 25 kann der Arretierungsriegel 20 nicht weiter als dargestellt auf den Rastarm 11 aufgeschoben werden. Ein unbeabsichtigtes Verschieben des Arretierungsriegels 20 in seine Endraststellung, die in der 6 dargestellt ist, ist dadurch ausgeschlossen.
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Der Arretierungsriegel 20 kann zwar ein Stück weit zusammen mit dem flexibel am Steckhülsengehäuse 10 angeformten Rastarm 11 seitlich ausgelenkt werden. Da sich aber durch eine solche Bewegung die Klipshaken 25 nicht relativ zum Quersteg 12 verschieben, bleibt der Arretierungsriegel 20 hinsichtlich einer Bewegung in Längsrichtung relativ zum Steckhülsengehäuse 10 in der dargestellten Position blockiert.
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Die 5 verdeutlicht, dass ein Verschieben des Arretierungsriegels 20 erst möglich wird, nachdem das Steckverbinderteil 1 komplett mit dem Gegensteckverbinderteil 3 zusammengefügt wurde. Die 5 zeigt dazu schematisch im Schnitt nur die Außenkontur eines Gegensteckverbinderteils 3 neben einer Schnittansicht des Steckverbinderteils 1. Nur zur besseren Erkennbarkeit der Einzelheiten sind das Steckverbinderteil 1 und das Gegensteckverbinderteil 3 hier nebeneinander dargestellt.
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Das Gehäuse 30 des Gegensteckverbinderteils 3 ist derart dimensioniert, dass dessen Wände die Außenkontur des eingesetzten Steckverbinderteils 1 eng umschließen. Dabei weist eine Wand des Gegensteckverbinderteil 3 auf der Wandhöhe des Querstegs 12 des Steckverbinderteils 1 einen Durchbruch 32 auf, in die der Quersteg 12 des eingesetzten Steckverbinderteils 1 einrasten kann. Wie die gestrichelte horizontale Linie verdeutlicht, befinden sich die Klipshaken 25 bei zusammengefügten Steckverbinderteil 1 und Gegensteckverbinderteil 3 noch oberhalb des Durchbruchs 32, so dass der obere Wandabschnitt 31 des Gehäuses 30 nun gegen die Klipshaken 25 und dadurch die Klipshaken 25 hinter den Quersteg 12 des Rastarms 11 drückt. Der Arretierungsriegel 20 ist dadurch freigegeben und kann jetzt weiter über den Rastarm 11 geschoben werden, bis die Klipshaken 25 unterhalb des Querstegs 12 in den Durchbruch 32 des Gegensteckverbinderteil 3 einrasten (6).
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Dadurch sind das Steckverbinderteil 1 und das Gegensteckverbinderteil 3 nun gegen ein versehentliches Trennen gesichert. Zum Lösen der Steckverbinderteile 1, 3 ist es nämlich erforderlich, die Klipshaken 25 über den Querstegs 12 zu entriegeln, was einen erheblichen Kraftaufwand benötigt und daher nicht unwillkürlich erfolgen kann. Alternativ ist es möglich, die Klipshaken 25, mit einem Werkzeug händisch hinter den Quersteg 12 zu drücken, was aber ebenfalls nur absichtlich geschehen kann.
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Die Endraststellung ist in der 6, wiederum ohne eine Darstellung des Gegensteckverbinderteils dargestellt. Der Führungsarm 21 des Arretierungsriegels 20 ist hier tiefer in die Führungskammer 15 eingeschoben, so dass die Klipshaken 25 unterhalb des Quersteges 12 des Rastarms 11 eingerastet sind. Zwei verbreiterte Abschnitte 29 der Führungsstege 22, die unterhalb des Betätigungsabschnitts 26 am Arretierungsriegels 20 angeformt sind, tauchen in die beiden Nuten 14 des Rahmens 13 ein und stabilisieren die Position des Arretierungsriegels 20 zusätzlich. Somit ist ein unbeabsichtigtes Betätigen sowohl des Arretierungsriegels 20 als auch des Rastarms 11 nicht möglich.
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Besonders vorteilhaft an der hier beschriebenen Sekundärverriegelung ist, dass der Rastarm 11 und der Arretierungsriegel 20 sich gegenseitig stabilisieren und damit auch bei kleinbauenden Steckverbindern eine stabile Anordnung ausbilden. Darüber hinaus ist diese Anordnung auch besonders kompakt ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinderteil
- 3
- Gegensteckverbinderteil
- 10
- Steckhülsengehäuse
- 11
- Rastarm
- 12
- Quersteg
- 13
- Rahmen
- 14
- Nuten
- 15
- Führungskammer
- 16
- Sicherungsausnehmungen
- 17
- Führungswände
- 18
- Federhaken
- 19
- Aufnahmekammern
- 20
- Arretierungsriegel
- 21
- Führungsarm
- 22
- Führungsstege
- 23
- Sicherungsnasen
- 24
- Klipsarme
- 25
- Klipshaken
- 26
- Betätigungsabschnitt
- 27
- Ausnehmung
- 29
- verbreiterte Abschnitte
- 30
- Gehäuse
- 31
- oberer Wandabschnitt
- 32
- Durchbruch
