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Die Erfindung betrifft eine Steckeraufnahme sowie ein Steckverbindersystem, mit deren Hilfe ein Stecker lagefest in einem Kraftfahrzeug befestigt werden kann.
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Aus
DE 20 2013 007 516 U1 ist es bekannt ein Befestigungsteil einerseits mit einer in einem Stecker vorgesehenen umlaufenden Nut und andererseits mit einem Vorsprung in einem Kraftfahrzeug zu verklipsen, um den Stecker in dem Kraftfahrzeug an einer beliebigen variablen Position des Vorsprungs befestigen zu können.
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Aus
DE 10 2016 119 376 A1 ist es bekannt bei einem in einem Kraftfahrzeug zu montierendem Stecker eine Rippe einer Codierscheibe in eine korrespondiere Nut des Steckers einzusetzen, um eine definierte Relativlage des Steckers vorzugeben, wobei ein an dem Stecker angreifendes Federelement die Rippe in der Nut hält.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis in einem Kraftfahrzeug elektrische Leitungen sicher und robust miteinander verbinden zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine sichere und robuste Verbindung von elektrischen Leitungen in einem Kraftfahrzeug ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Steckeraufnahme mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Steckeraufnahme zur lagefesten Befestigung eines Steckers einer elektrischen Leitung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen mit einer Halterippe zum Eingreifen in eine Nut des Steckers und einem zur Halterippe in Längsrichtung des Steckers versetzten Codiersteg zur Anordnung zwischen zwei für Kabelleitungen vorgesehenen Schutzhülsen des Steckers, wobei eine Steglänge des Codierstegs quer zur Längsrichtung des Steckers derart dimensioniert ist, dass der Codiersteg in einer beabsichtigten Einbaulage des Steckers zu zwischen den Schutzhülsen angeordneten Steuerkabelabganghülsen des Steckers beabstandet angeordnet ist und in einer zur beabsichtigten Einbaulage um 180° um die Längsachse des Steckers verdrehten Falschlage des Steckers an mindestens einer Steuerkabelabganghülse anschlägt.
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Über die in der Nut des Steckers einsetzbare Halterippe können die beim der Herstellen und/oder Lösen eines Stecker-Steckdose-Kontakts auftretenden Kräfte abgetragen werden, so dass der Stecker hierbei in Position bleibt. Um sicherzustellen, dass der Stecker in der richtigen Lage im Kraftfahrzeug montiert wird, greift der, insbesondere im Wesentlichen entgegen der Ensteckrichtung des Steckers in die Steckeraufnahme, abstehende Codiersteg beabstandet zu der Halterippe in einen Zwischenraum der Schutzhülsen des Steckers ein, die beispielsweise zur Aufnahme von Kontaktbolzen der elektrischen Verbindung vorgesehen sind. Der Codiersteg befindet sich hierbei in einem Längsbereich des Steckers, in dem ebenfalls die Steuerkabelabganghülsen des Steckers vorgesehen sind, über die beispielsweise zur Diagnose, zur Überwachung und/oder Steuerung vorgesehene elektrische Leitungen angeschlossen sind, die insbesondere von den zu verbindenden elektrischen Leitungen verschieden sind. In Einsteckrichtung betrachtet können die Steuerkabelabganghülsen den Codiersteg zumindest teilweise überdecken.
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Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass die für die zu verbindenden elektrischen Leitungen vorgesehenen Schutzhülsen und die für Steuerleitungen vorgesehenen Steuerkabelabganghülsen asymmetrisch zueinander angeordnet sind und aufgrund unterschiedlicher mechanischer Anforderungen, beispielsweise bezüglich des zu gewährleistenden Knickschutzes, unterschiedlich lang ausgestaltet sind. Diese Asymmetrie in der Anordnung der Steuerkabelabganghülsen relativ zu den Schutzhülsen und dem übrigen Stecker und in der Erstreckung in Längsrichtung des Steckers wird mit Hilfe des Codierstegs zur Lagecodierung des Steckers in der Steckeraufnahme ausgenutzt. In der beabsichtigten Einbaulage des Steckers sind die Steuerkabelabganghülsen an der von dem Codiersteg weg weisenden Seite des Steckers vorgesehen, so dass der Codiersteg ein Eingreifen der Halterippe in die Nut des Steckers nicht blockieren kann. Insbesondere ist der Codiersteg in der beabsichtigten Einbaulage des Steckers zu den Steuerkabelabganghülsen beabstandet positioniert. Das heißt, der Codiersteg schlägt auch dann nicht an den Steuerkabelabganghülsen an, wenn die Halterippe in die Nut des Steckers eingesteckt ist. Wenn der Stecker in der nicht gewünschten Falschlage ausgerichtet ist, befinden sich die Steuerkabelabganghülsen an der zum Codiersteg weisenden Seite des Stecker, so dass der Codiersteg an den Steuerkabelabganghülsen anschlagen und eine Montage des Steckers in der Steckeraufnahme blockieren kann.
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Für die Lagecodierung weist der Codiersteg eine ausreichende entgegen der Einsteckrichtung des Steckers abstehende Länge auf, so dass der Codiersteg zumindest teilweise in den Zwischenraum der Schutzhülsen eingreift. Dadurch kann der Codiersteg gleichzeitig die Funktion erfüllen den Stecker über die Schutzhülsen abzustützen und/oder eine Kippbewegung und/oder Schräglage des Steckers in der Steckeraufnahme zu blockieren. Wenn beispielsweise bei der Montage und/oder bei der Herstellung und/oder Lösung der Stecker-Steckdose-Verbindung auf den Stecker starke Kräfte ausgeübt werden, kann der zur Halterippe beabstandete Codiersteg auftretende Biegemomente abstützen, so dass das Risiko eines Brechens der Halterippe signifikant reduziert werden kann. Die Haltbarkeit und die Robustheit der Steckeraufnahme kann dadurch erhöht werden. Durch den zu der Halterippe beabstandeten abstehenden Codiersteg kann die Asymmetrie des Steckers bezüglich der geometrischen Ausgestaltung der Schutzhülsen und der Steuerkabelabganghülsen bei gleichzeitiger Möglichkeit der Abtragung von auftretenden Biegemomenten zur Lagecodierung ausgenutzt werden, so dass eine sichere und robuste Verbindung von elektrischen Leitungen in einem Kraftfahrzeug ermöglicht ist.
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Unter der Längsrichtung des Steckers wird eine Richtung verstanden, in welcher durch eine Relativbewegung aufeinander zu eine Stecker-Steckdose-Verbindung mit dem Stecker hergestellt und durch eine Relativbewegung voneinander weg die Stecker-Steckdose-Verbindung gelöst werden kann. Ein in einer Öffnung eingesteckter, insbesondere verklemmter, Kontaktbolzen sowie die korrespondiernde Öffnung zur Aufnahme des Kontaktbolzens sind in der Längsrichtung des Steckers ausgerichtet. Die Einsteckrichtung des Steckers verläuft quer zur Längsrichtung des Steckers in eine Richtung, die ein Eingreifen der Halterippe in die Nut ermöglicht, wenn der Stecker in Längsrichtung des Steckers geeignet relativ zur Halterippe ausgerichtet ist.
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Insbesondere befindet sich die Halterippe in der Falschlage des Steckers außer Eingriff mit der Nut des Steckers. Wenn der Stecker in der nicht gewünschten Falschlage ausgerichtet ist, befinden sich die Steuerkabelabganghülsen an der zum Codiersteg weisenden Seite des Stecker, so dass der Codiersteg an den Steuerkabelabganghülsen anschlagen kann. Der Codiersteg kann bereits dann an den Steuerkabelabganghülsen anschlagen, bevor die Halterippe in die Nut des Steckers eingreifen kann. Das heißt, in der Falschlage verhindern die an dem Codiersteg anschlagenden Steuerkabelabganghülsen einen Formschluss des Steckers in der Steckeraufnahme, so dass bei der Montage des Steckers erst gar nicht der Eindruck entsteht, dass der Stecker korrekt montiert sei.
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Vorzugsweise stehen die Halterippe und der Codiersteg von einem Aufnahmekörper ab, wobei von dem Aufnahmekörper mindestens ein Halteclip zur Arretierung der mindestens einen Schutzhülse zwischen dem Aufnahmekörper und dem Halteclip in der beabsichtigten Einbaulage des Steckers absteht. Insbesondere kann der Stecker von dem mindestens einen Halteclip in Richtung der Einsteckrichtung auf den Aufnahmekörper zu gedrückt werden. Vorzugsweise ist für jede Schutzhülse jeweils ein Halteclip vorgesehen werden. Der Stecker kann dadurch in der korrekten Lage leicht durch eine Relativbewegung des Steckers relativ zum Aufnahmekörper in der Einsteckrichtung quer zur Längsrichtung des Steckers in die Steckeraufnahme eingeclippst werden. Insbesondere können beim Einklippsen des Steckers die Halteclips quer zur Einsteckrichtung und zur Längsrichtung des Steckers weggebogen werden und zurückschnappen, sobald die Schutzhülse an dem zugeordneten Halteclip vorbeibewegt ist.
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Besonders bevorzugt erstreckt sich der Halteclip über mindestens 50% der freien abstehenden Länge der Schutzhülse. Dadurch kann der Halteclip auch eine Kippbewegung des Steckers um eine quer zur Einsteckrichtung und zur Längsrichtung des Steckers verlaufenden Kippachse in der Steckeraufnahme blockieren. Zudem ist der Halteclip dadurch stabiler ausgestaltet und kann bei der Herstellung und/oder Lösung der der Stecker-Steckdose-Verbindung auftretende Kräfte abtragen, so dass ein Brechen der Halterippe vermieden werden kann.
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Insbesondere ist der Halteclip über einen Verbindungssteg mit dem Aufnahmekörper verbunden, wobei der Verbindungssteg in der beabsichtigten Einbaulage des Steckers seitlich an der Schutzhülse anliegt. Der insbesondere quer zur Einsteckrichtung und zur Längsrichtung des Steckers wegbiegbare Verbindungssteg kann zusätzlich eine zumindest grobe Zentrierhilfe für die Montage des Steckers bereitstellen.
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Vorzugsweise ist der Halteclip und/oder der Verbindungssteg in der beabsichtigten Einbaulage des Steckers in Längsrichtung des Steckers an einer die Nut ausbildenden Scheibe des Steckers anliegbar. Die an einer Seite die Nut begrenzende Scheibe kann an ihrer von der Nut weg weisenden Seite an dem Halteclip und/oder der Verbindungssteg in Kontakt geraten. Beispielsweise ist der Halteclip und/oder der Verbindungssteg an der zur Scheibe weisenden Seite angeschrägt, um eine trichterförmige Aufnahme auszubilden, welche das Einfädeln der Halterippe in die Nut erleichtert. Zusätzlich kann der Stecker bei starken Kräften in Längsrichtung des Steckers, insbesondere beim Herstellen der Stecker-Steckdose-Verbindung, an dem Halteclip und/oder dem Verbindungssteg anschlagen, so dass auch an dieser Stelle die auftretenden Kräfte abgetragen werden können. Ein Brechen der Halterippe kann dadurch vermieden werden.
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Besonders bevorzugt ist eine zur Halterippe und zu den Steuerkabelabganghülsen in Längsrichtung des Steckers versetzte Stützrippe zur, insbesondere kontaktierenden, Anordnung zwischen den Schutzhülsen des Steckers vorgesehen. Die Stützrippe kann als Widerlager gegen auftretende Kippmomente, insbesondere bei der Herstellung der Stecker-Steckdose-Verbindung, dienen, wodurch ein Brechen der Halterippe vermieden werden kann.
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Insbesondere überdeckt die Stützrippe in der beabsichtigten Einbaulage des Steckers in Längsrichtung des Steckers betrachtet zumindest einen Teil der Steuerkabelabganghülsen. Die Stützrippe kann dadurch die Funktion der Lagecodierung zumindest unterstützen. Vorzugsweise kann die Stützrippe an dem in Längsrichtung des Steckers weisenden Ende der Steuerkabelabganghülsen anliegen oder über einen geringen Abstand benachbart angeordnet sein. Dadurch kann die Stützrippe zumindest eine grobe Zentrierung des Steckers in Längsrichtung des Steckers bereitstellen, wodurch die Montage des Steckers und/oder ein Einfädeln der Halterippe in die Nut des Steckers vereinfacht wird.
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Vorzugsweise weist die Stützrippe eine an eine Außenkontur der Schutzhülse angepasste Kontaktfläche zur im Wesentlichen linienförmigen und/oder flächenförmigen Anlage an der Schutzhülse auf. Die Stützrippe kann dadurch entsprechend hohe Kräfte abtragen ohne zu deformieren. Insbesondere kann dadurch ein Verdrehen des Steckers um die Längsachse des Steckers von der Stützrippe blockiert werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Steckverbindersystem zur Befestigung einer elektrischen Leitung in einem Kraftfahrzeug, mit einer Steckeraufnahme, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und einem in der Steckeraufnahme einsetzbaren, insbesondere weiblichen, Stecker, wobei der Stecker eine, insbesondere umlaufende, Nut, zwei in Längsrichtung des Steckers abstehende und quer zur Längsrichtung des Steckers zueinander beabstandete Schutzhülsen für Kabelabgänge der elektrischen Leitung und zwei zwischen den Schutzhülsen angeordnete und in einer Einsteckrichtung des Steckers zu den Schutzhülsen versetze Steuerkabelabganghülsen aufweist. Durch den zu der Halterippe beabstandeten abstehenden Codiersteg kann die Asymmetrie des Steckers bezüglich der geometrischen Ausgestaltung der Schutzhülsen und der Steuerkabelabganghülsen bei gleichzeitiger Möglichkeit der Abtragung von auftretenden Biegemomenten zur Lagecodierung ausgenutzt werden, so dass eine sichere und robuste Verbindung von elektrischen Leitungen in einem Kraftfahrzeug ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische perspektivische Draufsicht auf eine Steckeraufnahme,
- 2: eine schematische perspektivische Draufsicht auf die Steckeraufnahme aus 1 während der Montage eines Steckers,
- 3: eine schematische perspektivische Draufsicht auf ein nach der Montage des Steckers in 2 erhaltenen Steckverbindersystems und
- 4: eine schematische perspektivische geschnittene Rückansicht des Steckverbindersystems aus 3.
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Die in 1 dargestelllte Steckeraufnahme 10 ist beispielsweise Teil einer Karosserieverkleidung eines Kraftfahrzeugs. Die Steckeraufnahme 10 weist einen Aufnahmekörper 12 auf, der eine Vertiefung zur Aufnahme eines Steckers 14 ausbildet. In der Vertiefung des Aufnahmekörpers 12 steht eine Halterippe 16 ab, die seitlich in eine umflaufende Nut 18 des Steckers 14 eingreifen kann. Der Stecker 14 kann von zwei über Verbindungsstege 20 mit dem Aufnahmekörper 12 verbundenen Halteclips 22 verclippst werden. Zusätzlich steht von dem Aufnahmekörper 12 ein gegebenenfalls mit Versteifungsrippen verstärkter Codiersteg 24 sowie eine Stützrippe 26 ab.
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Wie in 2 dargestellt kann der Stecker 14 senkrecht zu einer Längsrichtung in die Steckeraufnahme 10 eingesteckt werden. Der Stecker 14 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als weiblicher Stecker ausgestaltet und weist eine Aufnahme 28 auf, in die ein anderer männlicher Stecker eingesteckt werden kann, um eine Stecker-Steckdose-Verbindung herzustellen. Die Nut 18 kann hierbei von dem Material der Aufnahme 28 und einer zur Aufnahme 28 in Längsrichtung des Steckers 14 versetze Scheibe 30 begrenzt sein. Von der Scheibe 30 stehen zwei Schutzhülsen 32 ab, in denen Kabelabgänge der zur verbindenden elektrischen Leitung knickgeschützt aufgenommen sein können. Ein Kontaktbolzen des männlichen Steckers kann gegebenenfalls zumindest teilweise in das Innere der Schutzhülsen 32 eingesteckt werden. Zusätzlich stehen von der Scheibe 30 Steuerkabelabganghülsen 34 ab, über die Steuerkabel angeschlossen sein können. Die Steuerkabelabganghülsen 34 sind im Wesentlichen zwischen den Schutzhülsen 32 angeordnet und in der Regel etwas quer zur Längsrichtung des Steckers 14 entgegen einer Einsteckrichtung 36 versetzt am Rand der Scheibe 30 angeordnet.
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Wenn der Stecker 14 mit der Steckeraufnahme 10 verclippst ist, wie in 3 dargestellt, ist ein Steckverbindersystem 38 ausgebildet. Wie in 4 dargestellt, kann in dieser beabsichtigten Einbaulage des Steckers 14 der Codiersteg 24 in einen Zwischenraum zwischen den Schutzhülsen 32 hineinragen. Der Codiersteg 24 ist in einem Längsbereich des Steckers 14 angeordnet, in dem auch die Steuerkabelabganghülsen 34 positioniert sind. Da die Steuerkabelabganghülsen 34 aber zu dem Codiersteg 24 entgegen der Einsteckrichtung 36 außermittig versetzt positioniert sind, kann der Codiersteg 24 auch dann nicht an den Steuerkabelabganghülsen 34 anschlagen, wenn die Halterippe 16 maximal weit in die Nut 18 des Steckers 14 eingetaucht ist. Wenn allerdings der Stecker 14 um seine Längsrichtung um 180° verdreht in einer Falschlage montiert werden soll, stoßen die Steuerkabelabganghülsen 34 an dem Codiersteg 24 an, bevor die Halterippe 16 in die Nut 18 eingreifen kann, so dass der Stecker 14 in dieser Falschlage nicht mit den Halteclips 22 verclippst werden kann. Die an den Schutzhülsen 32 seitlich und/oder an einen Teil der Steuerkabelabganghülsen 34 in Längsrichtung des Steckers 14 anschlagbare Stützrippe 26 kann auftretende Biegemomente an den Aufnahmekörper 12 abtragen und ein Verdrehen und/oder Verkippen des Steckers 14 in der Steckeraufnahme 10 blockieren.
