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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Steckverbinders mit einer Verriegelungsmechanik, sowie einen modularen Steckverbinder.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Steckverbindern für Fahrzeuge beschrieben.
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Ein Steckverbinder kann eine Vielzahl von Kontaktelementen aufweisen. Die Kontaktelemente können im Wesentlichen parallel zueinander in einer Steckrichtung des Steckverbinders ausgerichtet sein. Jedes Kontaktelement kann an einem Ende einer Litze angeordnet sein und in einer eigenen Kontaktkammer des Steckverbinders eingerastet sein. Die Litzen von mehreren oder allen Kontaktelementen können zu einem Kabel gebündelt sein. Das Kabel kann Teil eines Kabelbaums des Fahrzeugs sein.
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Durch den Steckverbinder werden die Kontaktelemente lateral geführt und in der Steckrichtung axial fixiert. Wenn der Steckverbinder mit einem passenden Gegenstück zusammengesteckt wird, werden auch die Kontaktelemente mit ihren entsprechenden Gegenstücken verbunden.
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Beim Zusammenstecken kann der Steckverbinder beispielsweise durch eine Rasteinrichtung in einer gesteckten Position am Gegenstück einrasten. Dazu wird der Steckverbinder so weit axial in das Gegenstück bewegt, bis die Rasteinrichtung beispielsweise hörbar einrastet.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel ein verbessertes Gehäuse eines Steckverbinders mit einer Verriegelungsmechanik, sowie einen verbesserten modularen Steckverbinder bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise ein vereinfachtes Zusammenführen des Steckverbinders mit seinem Gegenteil betreffen.
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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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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird ein Steckverbinder durch einen aktiv bedienbaren Verriegelungsmechanismus an zwei Stellen simultan verriegelt. Zum Verriegeln wird dabei ein am Steckverbinder angeordneter Hebel manuell oder automatisiert aus einer Steckposition in eine Verriegelungsposition bewegt. Der Betätigungshebel wirkt mechanisch auf zwei gegenläufige Verriegelungselemente. Die Verriegelungselemente bewirken beim Verriegeln einen Formschluss und/oder Kraftschluss zu einem Gegenstück des Steckverbinders. Wenn sich der Betätigungshebel in der Verriegelungsposition befindet, ist der Steckverbinder sicher mit dem Gegenstück verbunden. Die Position des Betätigungshebels kann jederzeit optisch überprüft werden. So kann beispielsweise ein loser Steckverbinder unmittelbar erkannt werden.
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Durch die gegenläufigen Verriegelungselemente heben sich resultierende entgegengesetzte Verriegelungskräfte in Summe gegenseitig auf. So kann während des Verriegelns eine einseitige Krafteinwirkung auf den Steckverbinder vermieden werden.
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Der hier vorgestellte Verriegelungsmechanismus kann besonders vorteilhaft an einem modularen Steckverbinder verwendet werden, da eine Einschubrichtung von Steckermodulen des Steckverbinders mit einer Bewegungsrichtung der Verriegelungselemente im Wesentlichen übereinstimmen kann. Dadurch können sowohl der Steckverbinder als auch der Verriegelungsmechanismus besonders gut automatisiert bestückt beziehungsweise automatisiert montiert werden. Insbesondere können die Verriegelungselemente Bestandteile eines Gehäuses des Steckverbinders sein und in montiertem Zustand Montageöffnungen beziehungsweise Öffnungen zum Bestücken des Gehäuses mit den Steckermodulen verschließen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuse eines Steckverbinders mit einer Verriegelungsmechanik, wobei die Verriegelungsmechanik zwei Verriegelungselemente, zumindest ein Getriebe und einen Betätigungshebel aufweist, wobei die Verriegelungselemente auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses des Steckverbinders angeordnet sind und an dem Gehäuse quer zu einer Steckrichtung des Steckverbinders beweglich gelagert sind, wobei das Getriebe zwischen den Verriegelungselementen am Gehäuse angeordnet ist und der Betätigungshebel um eine Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert ist, wobei die Verriegelungselemente und der Betätigungshebel mit dem Getriebe gekoppelt sind, wobei das Getriebe dazu ausgebildet ist, eine Drehbewegung des Betätigungshebels um die Drehachse in gegenläufige Verriegelungsbewegungen der Verriegelungselemente zu wandeln.
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Es wird eine Verriegelungsmechanik für einen Steckverbinder vorgestellt, wobei die Verriegelungsmechanik zwei Verriegelungselemente, zumindest ein Getriebe und einen Betätigungshebel aufweist, wobei die Verriegelungselemente auf entgegengesetzten Seiten eines Gehäuses des Steckverbinders angeordnet sind und an dem Gehäuse quer zu einer Steckrichtung des Steckverbinders beweglich gelagert sind, wobei das Getriebe zwischen den Verriegelungselementen am Gehäuse angeordnet ist und der Betätigungshebel um eine Drehachse drehbar an dem Gehäuse gelagert ist, wobei die Verriegelungselemente und der Betätigungshebel mit dem Getriebe gekoppelt sind, wobei das Getriebe dazu ausgebildet ist, eine Drehbewegung des Betätigungshebels um die Drehachse in gegenläufige Verriegelungsbewegungen der Verriegelungselemente zu wandeln.
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Der Steckverbinder kann insbesondere modular sein. Das Gehäuse kann insbesondere zum Aufnehmen vom zumindest zwei in einer Querrichtung nebeneinander angeordneten Steckermodulen ausgebildet sein.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein modularer Steckverbinder vorgestellt, der ein Gehäuse gemäß dem ersten Aspekt umfasst, wobei das Gehäuse in einer Querrichtung geteilt ist und aus zwei Gehäuseschalen zusammengesetzt ist, wobei in dem Gehäuse zumindest zwei in der Querrichtung nebeneinander angeordnete Steckermodule angeordnet sind, wobei pro Gehäuseschale zumindest eines der Steckermodule auf eine an einer Innenseite der Gehäuseschale in einer Längsrichtung angeordnete Linearführung aufgeschoben ist und die Steckermodule über eine in der Längsrichtung angeordnete Doppellinearführung eines Verbinders zum Verbinden der Steckermodule miteinander verbunden sind, wobei die Gehäuseschalen zumindest in der Querrichtung über die Steckermodule und den Verbinder miteinander verbunden sind, wobei die Verriegelungsbewegung in der Längsrichtung verläuft.
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Es wird ein modularer Steckverbinder vorgestellt, wobei der Steckverbinder ein in einer Querrichtung geteiltes, aus zwei Gehäuseschalen zusammengesetztes Gehäuse aufweist, in dem zumindest zwei in der Querrichtung nebeneinander angeordnete Steckermodule angeordnet sind, wobei pro Gehäuseschale zumindest eines der Steckermodule auf eine an einer Innenseite der Gehäuseschale in einer Längsrichtung angeordnete Linearführung aufgeschoben ist und die Steckermodule über eine in der Längsrichtung angeordnete Doppellinearführung eines Verbinders zum Verbinden der Steckermodule miteinander verbunden sind, wobei die Gehäuseschalen zumindest in der Querrichtung über die Steckermodule und den Verbinder miteinander verbunden sind.
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Der Steckverbinder kann ein Gehäuse gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen. Dabei kann insbesondere die Verriegelungsbewegung in der Längsrichtung verlaufen.
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Ein Steckverbinder kann eine steckbare Verbindung in zumindest einer elektrischen Leitung ermöglichen. Die Verbindung kann dabei verbunden und wieder getrennt werden. Ein elektrisch leitender Kontakt kann dabei durch im Steckverbinder oder einem Gegenstück angeordnete elektrische Kontaktelemente hergestellt werden. Kontaktelemente können beispielsweise Kontaktstifte beziehungsweise Kontaktpins oder Kontaktklingen beziehungsweise Kontaktfahnen sein. Der Steckverbinder kann zum Herstellen der Verbindung in einer Steckrichtung in das Gegenstück eingesteckt, auf das Gegenstück aufgesteckt oder über das Gegenstück übergesteckt werden. Zum Trennen der Verbindung kann der Steckverbinder entgegen der Steckrichtung von dem Gegenstück abgezogen werden. Der Steckverbinder kann als Stecker bezeichnet werden. Das Gegenstück kann als Dose, Buchse oder Header bezeichnet werden. Der Steckverbinder kann an einem Ende eines insbesondere flexiblen Kabels oder Kabelbaums angeordnet sein. Adern beziehungsweise Litzen des Kabels können mit den Kontaktelementen verbunden sein.
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Eine Verriegelungsmechanik kann den Steckverbinder beim Herstellen der Verbindung an dem Gegenstück mechanisch verriegeln. Dazu kann die Verriegelungsmechanik manuell oder automatisiert betätigt werden. Die Verriegelungsmechanik kann über einen Betätigungshebel betätigt werden. Der Betätigungshebel kann ein Getriebe der Verriegelungsmechanik antreiben. Das Getriebe kann auf Verriegelungselemente der Verriegelungsmechanik wirken. In verriegeltem Zustand kann die Verriegelungsmechanik das Abziehen des Steckverbinders vom Gegenstück verhindern. Die Verriegelungsmechanik kann in verriegeltem Zustand einen Formschluss und/oder Kraftschluss der Verriegelungselemente zu dem Gegenstück herstellen. Der Formschluss und/oder Kraftschluss kann insbesondere in der Steckrichtung eine Relativbewegung zwischen dem Steckverbinder und seinem Gegenstück verhindern.
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Ein Getriebe kann ein Übersetzungsverhältnis aufweisen. Das Übersetzungsverhältnis kann ein Verhältnis zwischen einer Betätigungskraft des Betätigungshebels und einer Verriegelungskraft der Verriegelungselemente repräsentieren. Die am Betätigungshebel erforderliche Betätigungskraft zum Verriegeln des Steckverbinders kann aufgrund des Übersetzungsverhältnisses kleiner als die Verriegelungskraft der Verriegelungselemente sein. Das Übersetzungsverhältnis der Kräfte kann umgekehrt proportional zu einem Übersetzungsverhältnis der Wege sein.
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Ein Gehäuse kann Komponenten des Steckverbinders umschließen und einen Schutz gegen äußere Einwirkungen bereitstellen. Insbesondere kann das Gehäuse einen Übergangsbereich zwischen den Adern beziehungsweise Litzen und den Kontaktelementen schützen. Das Gehäuse kann die Komponenten beispielsweise vor Feuchtigkeit, Spritzwasser und/oder Staub schützen. Der Übergangsbereich kann im Inneren des Gehäuses angeordnet sein. Das Gehäuse kann ein struktureller Bestandteil des Steckverbinders sein. Das Gehäuse kann Lagerstellen für die Verriegelungsmechanik aufweisen. Das Gehäuse kann auf seiner Innenseite lineare Führungen zum Aufstecken von Steckermodulen aufweisen. Die Führungen können als Linearführungen bezeichnet werden. Die Führungen können in einer Längsrichtung quer zur Steckrichtung des Steckverbinders ausgerichtet sein.
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Das Gehäuse kann aus zwei Gehäuseschalen zusammengesetzt sein. Die Gehäuseschalen können eine durch die Steckrichtung und die Längsrichtung aufgespannte Trennebene aufweisen. Jeweils eine Linearführung kann in einer der Gehäuseschalen angeordnet sein.
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Die Steckermodule können Komponenten des Steckverbinders sein. Die Steckermodule können unterschiedlich konfiguriert sein. Beispielsweise können die Steckermodule unterschiedliche Anzahlen und/oder Leitungsquerschnitte von Kontaktelementen aufnehmen. Die Steckermodule können Kammern zum Aufnehmen der Kontaktelemente aufweisen. Die Kammern können insbesondere in der Steckrichtung des Steckverbinders ausgerichtet sein. Die Steckermodule können in einer quer zur Längsrichtung und quer zu der Steckrichtung ausgerichteten Querrichtung zwei entgegengesetzt ausgerichtete Aufnahmen für Linearführungen aufweisen. Die beiden Aufnahmen können identisch geformt sein. Die Steckermodule können also in der Längsrichtung auf zwei Linearführungen aufgeschoben werden. Mehrere Steckermodule können in der Längsrichtung hintereinander auf eine Linearführung aufgeschoben werden. Die Steckermodule können automatisiert auf die Linearführungen des Gehäuses aufgeschoben werden. In die auf der entgegengesetzten Seite angeordnete freie Aufnahme eines Steckermoduls kann eine Doppellinearführung eingeschoben werden, um zwei Steckermodule in der Querrichtung nebeneinander zu verbinden. Die Steckermodule können auch zuerst auf die Doppellinearführung aufgeschoben werden. Die Doppellinearführung kann in der Trennebene angeordnet sein. Dadurch können im Gehäuse zwei in der Längsrichtung ausgerichtete Reihen von Steckermodulen angeordnet sein. Die Reihen können in der Querrichtung nebeneinander angeordnet sein. In den beiden Reihen können unterschiedliche Steckermodule angeordnet sein. Wenn eine Gesamtlänge einer Reihe kleiner als ein Sollmaß ist, kann ein Leermodul in die Reihe eingefügt werden, um die Länge auf das Sollmaß anzuheben. Das Leermodul kann auch zwischen zwei Steckermodulen angeordnet werden.
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Die in der Querrichtung zwischen den Reihen der Steckermodule angeordnete Doppellinearführung kann Bestandteil eines Verbinders sein. Der Verbinder kann die Gehäuseschalen über die Steckermodule mechanisch miteinander verbinden.
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Die Linearführungen und/oder die Doppellinearführung können als Schwalbenschanzführung ausgeführt sein. Eine Schwalbenschanzführung kann eine lineare Bewegung entlang der Längsrichtung zulassen und quer zu der Längsrichtung Kräfte übertragen. Eine Schwalbenschanzführung kann zwei schräg zueinander ausgerichtete Führungsflächen aufweisen. Die Schwalbenschanzführung kann einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Eine Aufnahme für die Schwalbenschwanzführung kann einen entsprechenden trapezförmigen Ausschnitt aufweisen. Durch die schrägen Führungsflächen weist die Schwalbenschanzführung insbesondere in der Querrichtung einen Hinterschnitt zum Übertragen von Kräften in der Querrichtung auf. Auch Kräfte in der Steckrichtung können über die Führungsflächen der Schwalbenschanzführung aufgenommen werden.
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Der Verbinder kann zumindest zwei parallel zu der Doppellinearführung ausgerichtete Arretierungsschieber zum Arretieren der Kontaktelemente der Steckermodule aufweisen. Die Arretierungsschieber können simultan zu der Doppellinearführung in die Steckermodule eingeschoben sein. Die Steckermodule können zumindest eine in der Längsrichtung ausgerichtete Aussparungen für die Arretierungsschieber aufweisen. In eingeschobenem Zustand können die Arretierungsschieber in Aussparungen der Kontaktelemente eingreifen und axiale Bewegungen der Kontaktelemente in den Steckermodulen durch einen Formschluss verhindern. Insbesondere kann der Verbinder vier Arretierungsschieber aufweisen, die beidseitig in die Steckermodule eingeschoben werden. Dadurch können die Kontaktelemente in beiden Steckermodulen von beiden Seiten arretiert werden.
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Das Getriebe kann ein Zahnradgetriebe mit einem um die Drehachse drehbaren Zahnrad und zwei Zahnstangen sein. Der Betätigungshebel kann mit dem Zahnrad gekoppelt sein. Die Verriegelungselemente können je mit einer der Zahnstangen gekoppelt sein. Die Zahnstangen können auf gegenüberliegenden Seiten des Zahnrads in das Zahnrad eingreifen. Durch ein Zahnradgetriebe mit Zahnstangen kann eine lineare Verriegelungsbewegung erreicht werden. Durch das gegenüberliegende Eingreifen in das Zahnrad ergeben sich die entgegengesetzten Verriegelungsbewegungen. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes ist abhängig von einem Eingriffsradius des Zahnrads. Das Übersetzungsverhältnis kann über die Betätigungsbewegung konstant sein.
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Das Getriebe kann ein Hebelgetriebe mit zwei Koppelstangen sein. Der Betätigungshebel kann mit beiden Koppelstangen gekoppelt sein. Die Verriegelungselemente können mit je einer der Koppelstangen gekoppelt sein. Die Koppelstangen können auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse mit dem Betätigungshebel gekoppelt sein. Durch die Kopplung mit dem Betätigungshebel auf unterschiedlichen Seiten der Drehachse ergeben sich die entgegengesetzten Verriegelungsbewegungen. Die Verriegelungselemente können starr mit den Koppelstangen verbunden sein. Dadurch ergibt sich eine geringfügig bogenförmige Verriegelungsbewegung der Verriegelungselemente. Ebenso können die Verriegelungselemente linear beweglich gelagert sein und über Gelenke mit den Koppelstangen verbunden sein. In beiden Fällen verändert sich das Übersetzungsverhältnis des Hebelgetriebes in Abhängigkeit von einer Stellung des Betätigungshebels. Das Hebelgetriebe kann als Kniehebelgetriebe ausgeführt sein. Zum Erreichen einer Verriegelungsposition kann ein Totpunkt des Kniehebelgetriebes überschritten werden. Dann kann das Kniehebelgetriebe selbsthemmend sein. Im Bereich des Totpunkts kann das Übersetzungsverhältnis der Kräfte ein Maximum aufweisen.
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Das Getriebe kann ein Kulissengetriebe mit zwei um die Drehachse drehbaren, insbesondere spiralförmigen Kulissen und zwei Kulissensteinen sein Der Betätigungshebel kann mit den Kulissen gekoppelt sein. Die Verriegelungselemente können mit je einem der Kulissensteine gekoppelt sein. Je ein Kulissensteine kann in eine der Kulissen eingreifen. Die Kulissen können auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet sein. Eine Kulisse kann ein Schlitz mit einer insbesondere gebogenen Form sein. Die Kulissen bilden schräge Ebenen aus, an denen die Kulissensteine bei der Betätigung des Betätigungshebels abgleiten. Die Kulissensteine können drehbar an den Verriegelungselementen gelagert sein. Dann können die Kulissensteine mit einer Gleitfläche an der jeweiligen Kulisse anliegen. Ebenso können die Kulissensteine starr mit den Verriegelungselementen gekoppelt sein. Dann können die Kulissensteine im Wesentlichen linienförmige Kontaktflächen zu den Kulissen aufweisen.
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Die Verriegelungsmechanik kann zwei auf entgegengesetzten Seitenflächen des Gehäuses angeordnete Getriebe aufweisen. Die Verriegelungselemente und der Betätigungshebel können das Gehäuse bis zu den Seitenflächen umgreifen. Die Getriebe können im Bereich von beiden Seitenflächen jeweils mit beiden Verriegelungselementen und dem Betätigungshebel gekoppelt sein. Die Getriebe können gleich sein. Der Betätigungshebel kann beide Getriebe parallel betätigen. Die Getriebe können auf beiden Seiten des Gehäuses simultane Verriegelungsbewegungen antreiben. Durch simultane Verriegelungsbewegungen kann ein Verkanten der Verriegelungselemente am Gehäuse verhindert werden. Durch zwei Getriebe kann die Betätigungskraft gleichmäßig in das Gehäuse eingeleitet werden. Durch den das Gehäuse umgreifenden Betätigungshebel kann eine asymmetrische Belastung des Gehäuses beim Betätigen der Verriegelungsmechanik vermieden werden. Zwei Getriebe können kleiner dimensioniert werden als ein einzelnes Getriebe.
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Das Gehäuse kann aus zwei je eine der Seitenflächen aufweisenden Gehäuseschalen zusammengesetzt sein. Der Betätigungshebel kann in beiden Gehäuseschalen separat drehbar gelagert sein. Der Betätigungshebel kann die Gehäuseschalen durch eine Vorspannkraft zusammenpressen. Die Gehäuseschalen können spiegelsymmetrisch zur Trennebene sein. Die Gehäuseschalen können an der Trennebene miteinander verbunden sein. Der Steckverbinder kann insgesamt symmetrisch zur Trennebene aufgebaut sein. Pro Gehäuseschale kann der Steckverbinder eines der Getriebe aufweisen. Die Verriegelungselemente können die beiden Gehäuseschalen umgreifen und die Gehäuseschalen über ihre Lagerungen miteinander verbinden. Die Verriegelungselemente stabilisieren den Gesamtverbund des Gehäuses.
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Der Betätigungshebel kann in einer Verriegelungsposition am Gehäuse oder einem der Verriegelungselemente einrasten. Alternativ oder ergänzend kann der Betätigungshebel als Kniehebel über einen Totpunkt des Getriebes hinausbewegt werden, bis er einrastet. Durch ein Einrasten des Betätigungshebels in einer Verriegelungsposition kann ein ungewolltes Öffnen der Verriegelungsmechanik verhindert werden. Die Verriegelungsmechanik kann aber jederzeit durch Ausrasten des Betätigungshebels geöffnet werden.
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Die Verriegelungselemente können senkrecht zur Steckrichtung linear beweglich an dem Gehäuse gelagert sein. Die Verriegelungselemente können durch zumindest eine weitere Linearführung am Gehäuse gelagert sein. Die weitere Linearführung kann an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet sein. Beispielsweise kann die weitere Linearführung als Schwalbenschwanzführung ausgebildet sein.
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Die Verriegelungselemente können je zumindest einen quer zu der Steckrichtung ausgerichteten Verriegelungszapfen aufweisen. Der Verriegelungszapfen kann durch die Verriegelungsbewegung in eine Aussparung des Gegenstücks hinein bewegt werden. Der Verriegelungszapfen und/oder die Aussparung können eine schräg zu einer Richtung der Verriegelungsbewegung ausgerichtete schräge Ebene zum Umwandeln der Verriegelungsbewegung in eine in der Steckrichtung gerichtete Steckbewegung aufweisen. Alternativ kann das Gegenstück für jedes der Verriegelungselemente einen entsprechenden Verriegelungszapfen aufweisen, während die Verriegelungselemente je eine entsprechende Aussparung aufweisen. In entsprechende Aussparungen eingreifende Verriegelungszapfen können durch die Verriegelungsbewegungen einen Formschluss zwischen dem Steckverbinder und dem Gegenstück herstellen. Über die schrägen Ebenen kann eine Steckkraft zum Verbinden der Kontaktelemente mit ihren entsprechenden Gegenstücken erzeugt werden. Die Schräge bei der Verriegelung im Gegenstück unterstützt die Verriegelung bzw Schließbewegung und reduziert den Kraftaufwand.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung eines Gehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine Darstellung eines Steckverbinders mit einem Gegenstück gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine Darstellung eines modularen Steckverbinders gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 4 eine Darstellung eines modularen Steckverbinders mit einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine Darstellung eines Steckverbinders 100 mit einer Verriegelungsmechanik 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Verriegelungsmechanik 102 weist zwei Verriegelungselemente 104, ein Getriebe 106 und einen Betätigungshebel 108 auf. Die Verriegelungsmechanik 102 ist an einem Gehäuse 110 des Steckverbinders 100 beweglich gelagert.
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Die Verriegelungselemente 104 sind auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 110 angeordnet. Die Verriegelungselemente 104 sind quer, vorzugsweise senkrecht, zu einer Steckrichtung 112 des Steckverbinders 100 beweglich am Gehäuse 110 gelagert. Der Betätigungshebel 108 ist um eine Drehachse 114 drehbar am Gehäuse 110 gelagert. Die Drehachse 114 ist quer, vorzugsweise senkrecht, zur Steckrichtung 112 ausgerichtet. Das Getriebe 106 ist zwischen den Verriegelungselementen 104 am Gehäuse 110 angeordnet und mit dem Betätigungshebel 108 sowie den Verriegelungselementen 104 gekoppelt. Das Getriebe 106 ist dazu ausgebildet, eine Drehbewegung 116 des Betätigungshebels 108 um die Drehachse 114 in zwei gegenläufige, im Wesentlichen lineare Verriegelungsbewegungen 118 der Verriegelungselemente 104 umzuwandeln. Die Verriegelungsbewegungen 118 sind quer, vorzugsweise senkrecht, zur Steckrichtung 112 und quer, vorzugsweise senkrecht, zur Drehachse 114 ausgerichtet.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 106 als Zahnradgetriebe 107 ausgeführt. Das Zahnradgetriebe 107 weist ein Zahnrad 120 und zwei Zahnstangen 122 auf. Das Zahnrad 120 ist mit dem Betätigungshebel 108 gekoppelt. Die Zahnstangen 122 sind je mit einem der Verriegelungselemente 104 gekoppelt. Die Zahnstangen 122 greifen auf entgegengesetzten Seiten der Drehachse 114 in das Zahnrad 120 ein und erzeugen so die gegenläufigen Verriegelungsbewegungen 118.
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Hier ist das Zahnrad 120 einstückig mit dem Betätigungshebel 108 verbunden und um die gleiche Drehachse 114 drehbar auf einer Außenseite des Gehäuses 110 gelagert. Die Zahnstangen 122 sind einstückig mit den Verriegelungselementen 104 verbunden und mit den Verriegelungselementen 104 beweglich auf der Außenseite des Gehäuses 110 gelagert.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Verriegelungsmechanik 102 zwei Getriebe 106 auf. Die Getriebe 106 sind auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 110 angeordnet. Der Betätigungshebel 108 ist dabei näherungsweise U-förmig und auf beiden Seiten des Gehäuses 110 in der Drehachse 114 drehbar gelagert. Auch die Verriegelungselemente 104 sind näherungsweise U-förmig und sind auf beiden Seiten des Gehäuses 110 beweglich gelagert. Der Betätigungshebel 108 und die Verriegelungselemente 104 sind auf beiden Seiten je mit einem Getriebe 106 gekoppelt.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die beiden Getriebe 106 gleichartig. Hier sind beide Getriebe 106 Zahnradgetriebe 107 mit je einem Zahnrad 120 und zwei Zahnstangen 122.
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In einem Ausführungsbeispiel weist der Betätigungshebel 108 eine Rasteinrichtung 124 auf. Die Rasteinrichtung 124 rastet in einer Verriegelungsposition des Betätigungshebels am Gehäuse 110 und/oder einem der Verriegelungselemente 104 ein und verhindert eine Rückbewegung des Betätigungshebels 108 in eine Steckposition.
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2 zeigt eine Darstellung eines Steckverbinders 100 mit einem Gegenstück 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Steckverbinder 100 entspricht dabei im Wesentlichen dem Steckverbinder in 1. Der Steckverbinder 100 ist hier auf das Gegenstück 200 aufgesteckt aber noch nicht durch die Verriegelungsmechanik 102 verriegelt.
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Das Gegenstück 200 weist eine Grundplatte 202 und einen umlaufenden Rand 204 auf. In der Grundplatte 202 sind eine Vielzahl von elektrischen Kontaktelementen 206 in mehreren Gruppen 208 gruppiert angeordnet. Die Gruppen 208 weisen unterschiedliche Kontaktelemente 206 auf. Die Gruppen 208 sind durch Zwischenräume voneinander beabstandet. Die Kontaktelemente 206 sind in der Steckrichtung 112 ausgerichtet und durchdringen die Grundplatte 202.
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Der Rand 204 läuft im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte 202 um die Grundplatte 202 um. Das Gehäuse 110 des Steckverbinders 100 ist an dem Rand 204 ausgerichtet und wird lateral durch den Rand 204 geführt. Der Rand 204 ist auf einer Innenseite des Gehäuses 110 angeordnet. Der Steckverbinder 100 ist hier über das Gegenstück 200 gesteckt.
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Der Rand 204 weist zwei Aussparungen 210 auf. Die Aussparungen 210 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte 202 angeordnet. Die Aussparungen sind hier viereckige Durchbrüche durch den Rand 204 mit einer Schräge entlang einer von der Grundplatte 202 abgewandten Seite der Aussparung 210.
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Die Aussparungen 210 sind Gegenstücke zu Verriegelungszapfen 212 der Verriegelungsmechanik 102 des Steckverbinders 100. Die Verriegelungszapfen 212 werden durch die Verriegelungsbewegungen 118 der Verriegelungselemente 104 in die Aussparungen 210 hinein bewegt. Dabei gleiten die Verriegelungszapfen 212 an den Schrägen ab und ziehen den Steckverbinder 100 auf sein Gegenstück 200.
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Wenn die Verriegelungszapfen 212 in den Aussparungen 210 angeordnet sind, stellen sie einen Formschluss zwischen dem Steckverbinder 100 und dem Gegenstück 200 her.
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Durch die Verriegelungsbewegungen 118 werden die Verriegelungselemente 104 gegen den Rand 204 gepresst und stellen so einen Kraftschluss zwischen dem Steckverbinder 100 und dem Gegenstück 200 her.
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3 zeigt eine Darstellung eines modularen Steckverbinders 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Steckverbinder 100 entspricht dabei im Wesentlichen dem Steckverbinder in 1. Der Steckverbinder 100 weist ein aus zwei Gehäuseschalen 300 zusammengesetztes Gehäuse 110 auf. Eine der Gehäuseschalen 300 ist hier zum Darstellen einer Innenseite 302 des Gehäuses 110 nicht dargestellt. Auf der Innenseite 302 weist jede Gehäuseschale 300 eine Linearführung 304 auf. Die Linearführung 304 erstreckt sich in einer Längsrichtung 306 des Gehäuses 110 quer zu der Steckrichtung 112 entlang der Gehäuseschale 300.
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Pro Gehäuseschale 300 können hintereinander mehrere Steckermodule 308 in einer Reihe auf eine Linearführung 304 aufgeschoben werden. Die Steckermodule 308 weisen jeweils mehrere Kontaktkammern 310 für Kontaktelemente auf. Die Steckermodule 308 werden vor dem Aufschieben auf die Linearführung 304 mit den Kontaktelementen und hier nicht dargestellten Litzen bestückt. Beim Aufschieben werden die Litzen in einem Kabelabgang 312 der Gehäuseschale 300 angeordnet.
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Zum Aufschieben auf die Linearführung 304 weisen die Steckermodule 308 seitliche Aufnahmen 314 auf. Ein Steckermodul 308 weist zwei gleichartige Aufnahmen 314 auf. Die Aufnahmen 314 sind auf entgegengesetzten Seitenflächen der Steckermodule 308 angeordnet. So können die Steckermodule 308 sowohl mit der einen Gehäuseschale 300 als auch mit der anderen Gehäuseschale 300 verbunden werden.
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In die jeweils freie Aufnahme 314 ist eine Doppellinearführung 316 eines Verbinders 318 eingeschoben. Der Verbinder 318 verbindet somit, in einer quer zur Längsrichtung 306 ausgerichteten Querrichtung 320, nebeneinander angeordnete Steckermodule 308 miteinander. Wenn mehrere Steckermodule 308 als Reihen hintereinander angeordnet sind, verbindet der Verbinder 318 die Reihen in der Querrichtung 320 miteinander. Da die Steckermodule 308 über die Linearführung 304 der jeweiligen Gehäuseschale 300 mit dieser Gehäuseschale 300 verbunden sind, verbindet der Verbinder 318 beide Gehäuseschalen 300 über die Steckermodule 308 miteinander.
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In einem Ausführungsbeispiel weisen die Steckermodule 308 auf in die Längsrichtung 306 weisenden Stirnseiten eine Codierung 322 auf. Hier ist die Codierung 322 über vier in der Längsrichtung 306 aus dem Steckermodul 308 hervorstehende Bolzen 324 ausgeführt. Die Bolzen 324 korrespondieren mit entsprechenden Aussparungen der Steckermodule 308 auf der den Bolzen 324 entgegengesetzten Stirnseite. Über die Bolzen 324 und Aussparungen kann die Reihe der Steckermodule 308 bereits vor dem Aufschieben auf die Linearführung 304 zusammengestellt werden. Wenn die Codierung 322 nicht passt, können die Steckermodule 308 nicht zu der Reihe zusammengesteckt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel weist der Verbinder 318 zumindest zwei Arretierungsschieber 326 auf. Die Arretierungsschieber 326 sind parallel zu der Doppellinearführung 316 angeordnet und sind in entsprechende Aussparungen der Steckermodule 308 eingeschoben. Die Arretierungsschieber 326 arretieren die Kontaktelemente in ihren Kontaktkammern axial in der Steckrichtung 112.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die Linearführungen 304 als Schwalbenschwanzführungen 305 ausgeführt. Die Schwalbenschwanzführungen 305 sind als aus der jeweiligen Gehäuseschale 300 hervorstehender, trapezförmiger, sich in der Längsrichtung 306 erstreckender Vorsprung ausgebildet. Die Aufnahmen 314 sind dementsprechend als aus dem jeweiligen Steckermodul 308 ausgenommene, trapezförmige, sich in der Längsrichtung 306 erstreckende Ausnehmungen ausgebildet. Die Schwalbenschwanzführungen 305 und die Aufnahmen 314 weisen dadurch je zwei schräg zur Querrichtung 320 und schräg zur Steckrichtung 112 ausgerichtete Führungsflächen auf, an denen die Schwalbenschwanzführungen 305 und die Aufnahmen 314 flächig aneinander anliegen.
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4 zeigt eine Darstellung eines modularen Steckverbinders 100 mit einer Verriegelungsmechanik 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Steckverbinder 100 entspricht dabei im Wesentlichen dem Steckverbinder in 3, die Verriegelungsmechanik 102 entspricht im Wesentlichen der Verriegelungsmechanik in 1. Im Gegensatz zu 1 ist hier der Betätigungshebel nicht dargestellt.
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Hier ist ein in der Querrichtung 320 nebeneinander angeordnetes Paar Steckermodule 308 in der Längsrichtung 306 in das Gehäuse 110 eingeschoben. Die Steckermodule 308 sind auf die Linearführungen 304 der Gehäuseschalen 300 aufgeschoben und sind durch die Doppellinearführung 316 des Verbinders 318 in der Querrichtung 320 miteinander verbunden. Der Verbinder 318 verbindet so die beiden Gehäuseschalen 300 über die Steckermodule 308.
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Der Verbinder 318 weist hier vier parallel angeordnete Arretierungsschieber 326 auf. Die Arretierungsschieber 326 sind beidseitig der Steckermodule 308 in Aussparungen der Steckermodule 308 eingeschoben und arretieren die Kontaktelemente der Steckermodule 308 axial. Die Arretierungsschieber 326 sind über in der Querrichtung 320 verlaufende Stege 400 miteinander verbunden. Die Stege 400 versteifen die Arretierungsschieber 326 in der Querrichtung 320 und verhindern ein Auswandern der Arretierungsschieber 326 in der Querrichtung 320.
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Die Verriegelungselemente 104 sind im Wesentlichen U-förmig und umgreifen die beiden Gehäuseschalen 300. Die Verriegelungselemente 104 sind jeweils an beiden Gehäuseschalen 300 in außenliegenden Linearführungen 304 der Gehäuseschalen 300 in der Längsrichtung 306 beweglich gelagert und halten die Gehäuseschalen 300 in der Querrichtung 320 zusammen. Die Verriegelungselemente 104 sind in die äußeren Linearführungen 304 eingeschoben worden, nachdem die Steckermodule 308 auf die inneren Linearführungen 304 der Gehäuseschalen 300 aufgeschoben worden und die Steckermodule 308 durch die Doppellinearführung 316 des Verbinders 318 verbunden worden sind. Die Verriegelungselemente 104 verschließen dabei Öffnungen des Gehäuses 110 in der Längsrichtung 306 durch die die Steckermodule 308 auf die inneren Linearführungen 304 aufgeschoben worden sind. Die Verriegelungszapfen 212 der Verriegelungselemente 104 ragen in einen Innenraum des Gehäuses 110.
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Mit anderen Worten wird das System eines modularen Steckverbinders vorgestellt.
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Der Steckverbinder ist zur Aufnahme von verschiedenen Modulen, die mit elektrischen Kontakten bestückt sind, in ein Gehäuse konfiguriert. Der Steckverbinder kann dabei automatisiert bestückt werden. Das Gehäuse ist gegen Eindringen von Wassertropfen abgedichtet.
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Die Module werden in zwei Gehäusehälften seitlich eingeschoben und aufgenommen. Die sekundäre Verriegelung der einzelnen Kontakte erfolgt über einen Schieber. Die Gehäuseabdeckung ist zugleich die Verriegelung zum Header mittels eines Zahnsystems. Die Einzelmodule haben eine Codierung, um die Unverwechselbarkeit zu gewährleisten.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz wird eine sichere Montage von Modulen in einem Gehäuse erleichtert. Eine automatisierte Bestückung ist möglich. Der Aufbau des Gehäuses und der Verriegelungsmechanik ermöglicht eine Abdichtung zum Header.
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Der Stecker weist zwei Halbschalen zur modularen Aufnahme und eine seitliche Verriegelung auf. Der Kabelabgang ist seitlich, kann aber auch über einen Abdeckkranz ausgeführt sein. Die Module werden über ein Schienensystem aufgenommen. Die Verriegelung (CPA) erfolgt über Schieber außen und mittig. Die seitliche Verriegelung im Platinendeckel erfolgt mit den seitlichen Deckeln. Die Verriegelung wird über Zahnstangen und Zahnkränze am Bügel angetrieben.
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Die Codierung der Module erfolgt über Codierstifte und Codierbohrungen. Die Module können über eine Anzahl der Codierstifte und Codierbohrungen und/oder über Positionen der Codierstifte und Codierbohrungen codiert werden.
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Zur Montage werden die Module mit Kontakten und nicht dargestellten Litzen in die Halbschalen über die Schwalbenschwanzführung geschoben. Anschließend werden die Halbschalen zusammengeführt und mit einem Verriegelungsstift verbunden. Der Verriegelungsstift ist zugleich die sekundäre Verriegelung der Kontakte.
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Anschließend werden die seitlichen Abdeckungen sowie der Verschlussbügel mit dem Zahnkranz montiert. Die seitlichen Abdeckungen weisen eine Verzahnung für die Verriegelungsmechanik und einen Verriegelungsbolzen zum Header auf. Die Halbschalen werden über den Verschlussbügel fixiert. CPA erfolgt mit dem Verschlussbügel und dem Gehäuse und ist hier zur Vereinfachung nicht dargestellt.
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Der Header weist Verriegelungsschlitze mit Führungsschrägen auf.
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Da es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Steckverbinder
- 102
- Verriegelungsmechanik
- 104
- Verriegelungselemente
- 106
- Getriebe
- 107
- Zahnradgetriebe
- 108
- Betätigungshebel
- 110
- Gehäuse
- 112
- Steckrichtung
- 114
- Drehachse
- 116
- Drehbewegung
- 118
- Verriegelungsbewegung
- 120
- Zahnrad
- 122
- Zahnstange
- 124
- Rasteinrichtung
- 200
- Gegenstück
- 202
- Grundplatte
- 204
- Rand
- 206
- Kontaktelement
- 208
- Gruppe
- 210
- Aussparung
- 212
- Verriegelungszapfen
- 300
- Gehäuseschale
- 302
- Innenseite
- 304
- Linearführung
- 305
- Schwalbenschwanzführung
- 306
- Längsrichtung
- 308
- Steckermodul
- 310
- Kontaktkammer
- 312
- Kabelabgang
- 314
- Aufnahme
- 316
- Doppellinearführung
- 318
- Verbinder
- 320
- Querrichtung
- 322
- Codierung
- 324
- Bolzen
- 326
- Arretierungsschieber
- 400
- Steg
