DE102022110104A1 - Gehäuse und steckermodul für ein modulares steckverbindungselement, modulares steckverbindungselement sowie kabelbaum mit einem solchen steckverbindungselement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1) für ein modulares Steckverbindungselement (2), ein Steckermodul (3), ein modulares Steckverbindungselement (2) sowie einen Kabelbaum (4). Ein erstes Gehäuseteil (7) des Gehäuses (1) umfasst einen Steckermodulaufnahmeraum (29) mit einem Steckermodulplatz (31). Ein gehäuseseitiges Linearführungselement (33) des ersten Gehäuseteils (7) ist an einer den Steckermodulaufnahmeraum (29) innenseitig begrenzenden Einsetzgleitfläche (34) angeordnet und sperrt ein Bewegen des Steckermoduls (3) quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement (33) gesperrt ist, während das Steckermodul (3) in den Steckermodulaufnahmeraum (29) lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement (33) in den Steckermodulplatz (31) schiebbar ist. Das erste Gehäuseteil (7) weist weiter eine Arretiereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, wenn ein Steckermodul (3) im Gehäuse (1) sitzt, jenes Steckermodul (3) gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse (1) zu arretieren.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein modulares Steckverbindungselement, ein Steckermodul für ein modulares Steckverbindungselement sowie ein modulares Steckverbindungselement. Zudem betrifft die Erfindung einen Kabelbaum mit einem solchen Steckverbindungselement. In der folgenden Beschreibung werden des Weiteren ein Baukastensystem und ein Verfahren zum Herstellen eines modularen Steckverbindungselements dargelegt.
• Stand der Technik
• Bei der Entwicklung von Steckverbindungselementen für Kabelbäume sowie bei der Entwicklung von Verfahren für eine Kabelbaumfertigung besteht zum einen der Bedarf, elektrische Kontaktierungselemente (die zum Beispiel Pins genannt werden) von Einzellitzen des Kabelbaums teilautomatisch oder vollautomatisch in entsprechende Halterungen der Steckverbindungselemente zu setzen. Zum anderen besteht der Bedarf, die Steckverbindungselemente (Stecker oder Buchsen), die heutzutage oftmals modular aufgebaut sind, teilautomatisch oder vollautomatisch zusammenzubauen. Eine Anforderung, die bei der Fertigung des Kabelbaums heutzutage dabei eingehalten werden soll, ist, dass die Kontaktierungselemente bzw. Pins bei einem innerbetrieblichen Transport der Steckverbindungselemente zuverlässig gegen ein Herausfallen aus den Halterungen gesichert sind, obwohl das Steckverbindungselement noch nicht vollständig zusammengebaut ist. Weiter stellt das Einsetzen von Modulen der Steckverbindungselemente mittels einer linearen Bewegung von oben in Steckrichtung (mithilfe einer sogenannten Pick-and-place-Anwendung) eine besondere Herausforderung dar. Zudem sollen funktionale Anforderungen (zum Beispiel eine Vertausch- bzw. Verstecksicherung, Steckcodierung etc.) sowie eine möglichst bauraumeffiziente Außengestalt der Steckverbindungselemente erfüllt werden.
• Beschreibung der Erfindung
• Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Herstellung eines Kabelbaums weiter zu vereinfachen.
• Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
• Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Gehäuse für ein modulares Steckverbindungselement vorgeschlagen. Das Gehäuse weist ein erstes Gehäuseteil und ein separat davon hergestelltes, zweites Gehäuseteil auf. Somit wird das Gehäuse aus dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil zusammengesetzt. Das erste Gehäuseteil weist einen Steckermodulaufnahmeraum auf, der über eine Einschuböffnung des ersten Gehäuseteils und über eine Steckverbindungsseite des ersten Gehäuseteils nach außen offen ist. Bei dem zusammengesetzten Gehäuse verschließt das zweite Gehäuseteil die Einschuböffnung zumindest teilweise. Das bedeutet, der Steckermodulaufnahmeraum mündet sowohl mittels der Einschuböffnung als auch mittels der Steckverbindungsseite in eine Umgebung des ersten Gehäuseteils. Der Steckermodulaufnahmeraum weist einen Steckermodulplatz oder mehr Steckermodulplätze auf, wobei der (jeweilige) Steckermodulplatz mit einem Steckermodul oder mit einem Steckermodulersatzstück korrespondiert. Die im Folgenden beschriebenen geometrischen Merkmale der Steckermodule gelten analog für das (jeweilige) Steckermodulersatzstück. Insbesondere haben das Steckermodulersatzstück und das Steckermodul eine gleiche Außengestalt. Beim Zusammenbauen des Steckverbindungselements kann so anstelle eines Steckermoduls ein Steckermodulersatzstück eingesetzt werden.
• Der Steckermodulaufnahmeraum ist innenseitig durch eine Einsetzgleitfläche begrenzt, woran eine Steckermodulgleitfläche des Steckermoduls abgleitet, insbesondere direkt abgleitet, wenn es in den Steckermodulaufnahmeraum eingesetzt wird. Mit anderen Worten: unter einem Einsetzen des Steckermoduls in den Steckermodulaufnahmeraum gleiten das erste Gehäuseteil und das Steckermodul über die jeweiligen Gleitflächen aneinander ab.
• Das erste Gehäuseteil weist weiter ein (erstes) gehäuseseitiges Linearführungselement auf, das an der den Steckermodulaufnahmeraum innenseitig begrenzenden Einsetzgleitfläche angeordnet ist. Das gehäuseseitige Linearführungselement ist dazu eingerichtet - das heißt ausgebildet und angeordnet -, unter dem Einsetzen des Steckermoduls in den Steckermodulaufnahmeraum das Steckermodul linear, das heißt entlang einer Geraden, insbesondere entlang einer Längsachse (x) oder entlang einer Hochachse (z) des Gehäuses bzw. ersten Gehäuseteils, zu führen. Hierzu ist das gehäuseseitige Linearführungselement derart mit einem steckermodulseitigen Linearführungselement formschlüssig verbindbar, dass ein Bewegen des Steckermoduls quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement, insbesondere entlang einer Querachse (y) des Gehäuses bzw. ersten Gehäuseteils, gesperrt ist, das Steckermodul aber durch die Einschuböffnung in den Steckermodulaufnahmeraum lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement zum und in den Steckermodulplatz schiebbar ist. Mit anderen Worten ist zum Bewegen des Steckermoduls zum und in den Steckermodulplatz mittels der zusammenwirkenden Linearführungselemente ein Schubgelenk zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Steckermodul gebildet. Aufgrund der geraden bzw. linearen Gestalt des gehäuseseitigen Linearführungselements definiert es eine Einschubrichtung, entlang derer beim Zusammenbauen des Steckverbindungselements das Steckermodul in das erste Gehäuseteil eingeschoben bzw. eingesetzt wird.
• Insbesondere fallen die Längsachse (x), die Querachse (y) und die Hochachse (z) des Gehäuses und des modularen Steckverbindungselements zusammen. Die Hochachse (z) des Gehäuses bzw. des modularen Steckverbindungselements und eine Ein- oder Aufsteckachse, entlang derer das modulare Steckverbindungselement in bzw. auf ein damit korrespondierendes Gegensteckverbindungselement gesteckt wird, sind dabei identisch. Insoweit wird das Gehäuse entlang der Hochachse (z) bewegt, wenn das Steckverbindungselement in Ein- oder Aufsteckrichtung in bzw. auf das Gegensteckverbindungselement gesteckt wird. Die Einschubrichtung kann dabei achsparallel zur Längsachse (x) oder Querachse (y) verlaufen. Insbesondere verlaufen die Einschubrichtung und die Hochachse (z) achsparallel zueinander.
• Zudem weist das erste Gehäuseteil eine Arretiereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, ein Steckermodul gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse zu arretieren bzw. zu sichern, sobald das Steckermodul in das Gehäuse eingesetzt ist. So ist das Herstellen des modularen Steckverbindungselements - und infolgedessen das Herstellen eines Kabelbaums, der ein modulares Steckverbindungselement oder mehr modulare Steckverbindungselemente aufweist - in vorteilhafter Weise besonders einfach. Denn das erste Gehäuseteil kann innerbetrieblich bzw. während des Herstellens des Gehäuses oder des modularen Steckverbindungselements transportiert und/oder anderweitig gehandhabt werden, ohne dass das Steckermodul aus dem Gehäuse herausfällt.
• In weiterer Ausgestaltung weist das erste Gehäuseteil, nämlich die Arretiereinrichtung, je Steckermodulplatz ein gehäuseseitiges Arretierelement auf. Eine Anzahl der Arretierelemente und eine Anzahl der Steckermodulplätze entsprechen also einander. Das jeweilige Arretierelement ist dazu ausgebildet, in dessen entspannter Arretierstellung das im Steckermodulplatz sitzende Steckermodul individuell gegen ein Bewegen entlang des gehäuseseitigen Linearführungselements zu arretieren. Anders ausgedrückt ist ein Steckermodul, wenn es in den zugehörigen Steckermodulplatz vollständig eingesetzt ist, mittels des entspannten, also in die Arretierstellung verstellten Arretierelements in dem Steckermodulplatz positionell gegen ein Bewegen entlang des Linearführungselements gesichert. Das gehäuseseitige Arretierelement ist ferner aus der Arretierstellung elastisch (das heißt zerstörungsfrei reversibel) in eine Freigabestellung spannbar, in der das Arretierelement das Linearführungselement für ein lineargeführtes Bewegen eines Steckermoduls freigibt. Demnach ist das jeweilige Arretierelement mittels einer Spannkraft aus der entspannten Arretierstellung in die Freigabestellung spannbar. Das Arretierelement wird mittels der Spannkraft in der Freigabestellung gehalten, wobei bei einem Wegfallen der Spannkraft das Arretierelement entspannt wird und so automatisch wieder die Arretierstellung einnimmt. Bei dem gehäuseseitigen Arretierelement kann es sich zum Beispiel um einen spannbar gelagerten Rastkeil oder dergleichen handeln, der in einem einfachen Fall mit einer Kante des Steckermoduls korrespondiert.
• Indem das Gehäuse, das heißt dessen Arretiereinrichtung, so viele Arretierelemente wie Steckermodulplätze aufweist, ist das Herstellen des modularen Steckverbindungselements - und infolgedessen das Herstellen eines Kabelbaums, der ein modulares Steckverbindungselement oder mehr modulare Steckverbindungselemente aufweist - in vorteilhafter Weise besonders einfach. Denn das erste Gehäuseteil kann innerbetrieblich bzw. während des Herstellens des Gehäuses oder des modularen Steckverbindungselements transportiert und/oder anderweitig gehandhabt werden, ohne dass eines oder mehr der Steckermodule, die in den Steckermodulplätzen sitzen, in unerwünschter Weise aus dem ersten Gehäuseteil herausfallen. Dabei ist es unerheblich, ob das jeweilige Steckermodul an ein weiteres Steckermodul angrenzt oder nicht. Genauso unerheblich ist es, ob das jeweilige Steckermodul an das zweite Gehäuseteil angrenzt oder nicht. Bereits ein einziges Steckermodul, das bestimmungsgemäß in das erste Gehäuseteil eingesetzt ist, ist - unabhängig vom zweiten Gehäuseteil - im/am ersten Gehäuseteil gegen ein Bewegen in Bezug auf alle Raumrichtungen (x, y, z) an/in seinem Steckermodulplatz gesichert. Dabei wirken das gehäuseseitige Arretierelement und ein steckermodulseitiges Arretierelement kraft- und/oder formschlüssig zusammen. Das modulare Steckverbindungselement ist so besonders einfach, insbesondere teil- oder vollautomatisch, etwa mittels eines Industrieroboters etc., herstellbar, da beim Einsetzen des jeweiligen Steckermoduls in das erste Gehäuseteil das Steckermodul zum einen mittels des gehäuseseitigen Linearführungselements gerade geführt wird und zum anderen individuell mittels des Arretierelements oder mittels eines der Arretierelemente positionell fixiert wird/ist. Ferner wird das Steckermodul unter dem Einschieben in das erste Gehäuseteil in gewünschter Position angeordnet; ein Einschieben und ein davon separat durchzuführendes Positionieren oder Feinpositionieren entfällt. Das erste Gehäuseteil kann mehrteilig ausgebildet sein, etwa zwei spiegelbildlich ausgebildete Gehäuseschalen aufweisen, die separat voneinander hergestellt und dann zusammengefügt sind.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Arretiereinrichtung das zweite Gehäuseteil auf, das - wie bereits weiter oben dargelegt - generell dazu eingerichtet ist, die Einschuböffnung des ersten Gehäuseteils zu blockieren, sodass bei zusammengesetztem Gehäuse und wenn ein Steckermodul im Steckermodulplatz sitzt, es mittels des zweiten Gehäuseteils gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse arretiert ist. Mit anderen Worten ist die Arretiereinrichtung zumindest teilweise durch das zweite Gehäuseteil gebildet. Das in das Gehäuse bzw. in das erste Gehäuseteil eingesetzte Steckermodul wird also mittels des zweiten Gehäuseteils daran gehindert, aus dem Gehäuse herauszufallen. Sind in das Gehäuse zwei oder mehr Steckermodule eingesetzt, stützen diese sich entlang des gehäuseseitigen Linearführungselements gegenseitig ab, wobei ein erstes und ein letztes der gemeinsam entlang des gehäuseseitigen Linearführungselements angeordneten Steckermodule innenseitig an das erste bzw. an das zweite Gehäuseteil angrenzen. Dadurch sind die Steckermodule positionell in ihrem jeweiligen Steckermodulplatz gesichert.
• Einer weiteren möglichen Ausführungsform zufolge weist das Gehäuse ein weiteres (zweites) gehäuseseitiges Linearführungselement auf, das an dem ersten Gehäuseteil oder an dem zweiten Gehäuseteil ausgebildet ist. Das bedeutet, dass das zweite gehäuseseitige Linearführungselement ein Bestandteil des ersten Gehäuseteils oder ein Bestandteil des zweiten Gehäuseteils sein kann. Das Steckermodul weist demnach ein erstes steckermodulseitiges Linearführungselement auf, das mit dem ersten gehäuseseitigen Linearführungselement korrespondiert, sowie ein zweites steckermodulseitiges Linearführungselement, das mit dem zweiten gehäuseseitigen Linearführungselement korrespondiert. Dadurch ist das Einsetzen des Steckermoduls in das Gehäuse noch einfacher, denn - im Falle, dass das weitere bzw. zweite gehäuseseitige Linearführungselement am ersten Gehäuseteil ausgebildet ist - das Steckermodul, das in das erste Gehäuseteil eingeführt wird, wird besonders zuverlässig entlang der Einschubrichtung geführt und besonders zuverlässig quer zur Einschubrichtung gesichert. Generell kann bei dem Gehäuse vorgesehen sein, dass ein Gehäusekörper des ersten Gehäuseteils sowie eines oder beide der gehäuseseitigen Linearführungselemente einstückig miteinander ausgebildet oder anderweitig stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Im Falle, dass das weitere bzw. zweite gehäuseseitige Linearführungselement am zweiten Gehäuseteil ausgebildet ist, ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, unter einem Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile zu dem Gehäuse die Befestigung des Steckermoduls oder der Steckermodule am/im Gehäuse zu verstärken. Das jeweilige Steckermodul kann am zweiten gehäuseseitigen Linearführungselement, das heißt am zweiten Gehäuseteil, vormontiert werden und dann in den Steckermodulaufnahmeraum des ersten Gehäuseteils eingeschoben werden, indem die beiden Gehäuseteile zu dem Gehäuse verbunden werden. Ein Gehäusekörper des zweiten Gehäuseteils und das zweite gehäuseseitige Linearführungselement können einstückig miteinander ausgebildet oder anderweitig stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
• In einer möglichen Weiterbildung erstreckt das zweite gehäuseseitige Linearführungselement sich mittig durch den Steckermodulaufnahmeraum hindurch, wodurch in dem Steckermodulaufnahmeraum entlang der Querachse (y) des Gehäuses zwei Steckermodule nebeneinander (spaltenweise) anordenbar sind, die jeweils einerseits mittels des ersten gehäuseseitigen Linearführungselements mit dem ersten Gehäuseteil verbindbar sind. Dabei sind die Steckermodule zugleich andererseits mittels des zweiten gehäuseseitigen Linearführungselements mit dem Gehäuse verbindbar. Die Steckermodule sind so besonders zuverlässig an/in ihrem jeweiligen Steckermodulplatz gehaltert, und das Gehäuse ist besonders vielseitig bzw. flexibel mit Steckermodulen bestückbar.
• Generell ist das erste und/oder das zweite gehäuseseitige Linearführungselement eine Linearführungsnut oder eine Linearführungsfeder. Dementsprechend ist das erste steckermodulseitige Linearführungselement und/oder das zweite steckermodulseitige Linearführungselement eine korrespondierende Linearführungsnut oder eine korrespondierende Linearführungsfeder, sodass das jeweilige gehäuseseitige Linearführungselement und das jeweilige steckermodulseitige Linearführungselement nach Art eines Schubgelenks miteinander zusammenwirken können.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform weist das jeweilige Linearführungselement eine Schwalbenschwanzschiene auf. Das bedeutet, dass das erste und/oder das zweite gehäuseseitige Linearführungselement eine konkav ausgebildete Schwalbenschwanzschiene (eine Schwalbenschwanznut) oder eine konvex ausgebildete Schwalbenschwanzschiene (eine Schwalbenschwanzfeder) aufweisen/aufweist. Dementsprechend weisen/weist das erste steckermodulseitige Linearführungselement und/oder das zweite steckermodulseitige Linearführungselement korrespondierende Schwalbenschwanzfeder bzw. eine korrespondierende Schwalbenschwanzfeder auf, sodass das jeweilige gehäuseseitige Linearführungselement und das jeweilige steckermodulseitige Linearführungselement nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung ineinandergreifen können. Die jeweilige Schwalbenschwanzschiene weist dabei entlang ihrer Längserstreckungsrichtung eine einzige Querschnittsfigur auf, sodass die entsprechende Schwalbenschwanznut und die eingreifende Schwalbenschwanzfeder relativ zueinander translatorisch bewegbar sind, wodurch das Einschieben des Steckermoduls in das Gehäuse gewährleistet ist. Mittels der Schwalbenschwanzverbindung ist das Steckermodul besonders stabil am ersten Gehäuseteil translatorisch verschiebbar befestigt oder befestigbar. Zudem ist die Schwalbenschwanzschiene an sich besonders stabil und einfach herstellbar.
• In einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Gehäuseseite des Gehäuses mit der Einschuböffnung rechtwinklig zu einer die Steckverbindungsseite bildenden Gehäuseseite des Gehäuses bzw. modularen Steckverbindungselements angeordnet ist. Die Steckverbindungsseite des Gehäuses, und infolgedessen die Steckverbindungsseite des modularen Steckverbindungselements, zeichnet sich jedenfalls dadurch aus, dass sie senkrecht von der Hochachse (z) bzw. von der Ein- oder Aufsteckrichtung durchstoßen wird. Dementsprechend verläuft die Einschubrichtung in dieser Ausgestaltung entlang der Querachse (y) oder entlang der Längsachse (x) des Gehäuses bzw. des modularen Steckverbindungselements. Das jeweilige gehäuseseitige Linearführungselement ist in diesem Fall achsparallel zur Quer- oder Längsachse angeordnet.
• In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das erste Gehäuseteil als ein Steckermodulsetzkasten ausgebildet ist, wobei die Gehäuseseite mit der Einschuböffnung und die Steckverbindungsseite parallel zueinander und entlang einer Hochachse (z) des Gehäuses bzw. Steckverbindungselements voneinander beabstandet sind. Die Hochachse (z) trifft also sowohl die Steckverbindungsseite als auch die Gehäuseseite mit der Einschuböffnung senkrecht. Das erste Gehäuseteil ist so dazu eingerichtet, dass das Steckermodul oder die Steckermodule entlang der Hochachse (z) in den Steckermodulsetzkasten eingesetzt wird bzw. werden. Das jeweilige gehäuseseitige Linearführungselement ist in diesem Fall achsparallel zur Hochachse (z) angeordnet. Gemäß den beiden vorgenannten möglichen Ausgestaltungen erfolgt zum Zusammenbauen bzw. Herstellen des Steckverbindungselements das Einsetzen der Steckermodule geradlinig, und zwar entlang des entsprechend angeordneten gehäuseseitigen Linearführungselements, wodurch mittels einer Bestückungsmaschine nach dem Aufnehmen des einzusetzenden Steckermoduls lediglich eine geradlinige Bewegung ausgeführt werden muss, um das Steckermodul zum und in den Steckermodulplatz zu schieben. Dadurch ist das Bestücken des Gehäuses mit dem Steckermodul oder den Steckermodulen besonders einfach und/oder aufwandsarm. Bei der zweitgenannten Ausgestaltung kommt hinzu, dass das Bestücken des Steckermodulsetzkastens mittels einer einfachen Pick-and-Place-Maschine erfolgen kann.
• Der Vorteil der effizienten Nutzung der Pick-and-Place-Maschine zum Herstellen des modularen Steckverbindungselements wird noch weiter verstärkt, wenn - wie in einer ersten Alternative einer weiteren möglichen Ausgestaltung vorgesehen - der das erste Gehäuseteil bildende Steckermodulsetzkasten und das zweite Gehäuseteil dazu eingerichtet sind, miteinander verbunden werden, indem der Steckermodulsetzkasten und das zweite Gehäuseteil entlang der Hochachse (z) aufeinander zu bewegt werden. In einer zweiten Alternative dieser Ausgestaltung sind das erste Gehäuseteil bildende Steckermodulsetzkasten und das zweite Gehäuseteil dazu eingerichtet, miteinander verbunden werden, indem der Steckermodulsetzkasten und das zweite Gehäuseteil entlang der Längsrichtung (x) aufeinander zu bewegt werden. Damit ein Aufnahme- und/oder Manipulatorglied einer bei der Herstellung des Steckverbindungselements eingesetzten Maschine (zum Beispiel ein mit einem Greifer ausgerüstetes Endglied des Industrieroboters) das zweite Gehäuseteil besonders zuverlässig und sicher aufnehmen und dann bewegen kann, kann in einer oder beiden der Alternativen vorgesehen sein, dass das zweite Gehäuseteil ein Zentrierelement aufweist, das mit einer Zentrierelementaufnahme des Aufnahme- und/oder Manipulatorglieds korrespondiert.
• Das Gehäuse weist einer weiteren Ausführungsform zufolge ein gehäuseseitiges Codierelement auf, das dazu eingerichtet ist, mit einem steckermodulseitigen Codierelement des Steckermoduls zusammenzuwirken, derart, dass ein Einsetzen des Steckermoduls nur dann bestimmungsgemäß zerstörungsfrei möglich ist, wenn das steckermodulseitige Codierelement mit dem gehäuseseitigen Codierelement korrespondiert. Generell kann es sich bei dem gehäuseseitigen Codierelement zum Beispiel um eine Nutanordnung handeln, wobei es sich dann bei dem steckermodulseitigen Codierelement um eine mit der Nutanordnung korrespondierende Federanordnung handelt. Beim Einsetzen des Steckermoduls in das erste Gehäuseteil greift die Federanordnung passend in die Nutanordnung ein, wenn das Steckermodul an/in den dafür vorgesehenen Steckermodulplatz gesetzt wird. Wird versucht, es an einen nicht dafür vorgesehenen Steckermodulplatz zu setzen, passen die Nutanordnung und die Federanordnung nicht zusammen, sodass das Steckermodul nicht ohne übermäßige oder missbräuchliche Kraft in den Steckermodulplatz gesetzt werden kann. Ein (menschlicher) Monteur bemerkt den höheren Widerstand und erkennt dadurch, dass er im Begriff war, das Steckermodul an einen falschen Platz zu setzen. Bei einer zumindest teilautomatischen Fertigung kann der höhere Widerstand mittels einer Sensorik erfasst werden und basierend darauf eine Fehlermeldung bereitgestellt werden. So ist eine Sicherheitseinrichtung des Gehäuses, insbesondere des ersten Gehäuseteils, geschaffen, welche verhindert, dass beim Zusammenbauen des Steckverbindungselements ein Steckermodul an einen falschen Steckermodulplatz im Gehäuse gesetzt wird.
• In einer möglichen Weiterbildung ist das gehäuseseitige Codierelement als Teil des gehäuseseitigen Linearführungselements gebildet. So muss für das gehäuseseitige Codierelement in vorteilhafter Weise kein separater Bauraum vorgesehen werden. Das gehäuseseitige Linearführungselement hat dann eine Doppelfunktionalität. Es dient nämlich zum einen der Linearführung des Steckermoduls bei dessen Bewegung in den Steckermodulplatz. Zum anderen dient es als das Codierelement.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung weisen die Gehäuseteile ein jeweiliges Rastverbindungselement auf, wobei die Rastelemente zum Bilden einer zerstörungsfrei reversibel lösbaren Rastverbindung miteinander korrespondieren, mittels derer die beiden Gehäuseteile miteinander verbindbar oder verbunden sind. Auf diese Weise ist das Gehäuse besonders einfach und aufwandsarm öffenbar, sodass die darin angeordneten Steckermodule besonders einfach demontiert und wieder montiert werden können, etwa aufgrund einer fälligen Reparatur oder aufgrund einer Erweiterung des Steckverbindungselements mit wenigstens einem weiteren Steckermodul.
• Zudem weist das Gehäuse in einer weiteren möglichen Ausführungsform ein umlaufendes Kragenelement auf, das von einer Außenseite des Gehäuses - das heißt von dem ersten Gehäuseteil und/oder von dem zweiten Gehäuseteil - hervorspringt und dazu eingerichtet ist, einen Rand des Gegensteckverbindungselements zu überdecken. Durch das Kragenelement ist einen Schutzelement gebildet, das verhindert, dass Feuchtigkeit und Schmutz zwischen das Steckverbindungselement und das Gegensteckverbindungselement geraten und dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbindungselement und dem Gegensteckverbindungselement beeinträchtigen.
• Das Gehäuse weist - wie eine Weiterbildung vorsieht - ein gehäuseseitiges Steckcodierungselement auf, das dazu eingerichtet ist, mit einem gegensteckverbindungselementseitigen Steckcodierungselement eines Gegensteckverbindungselements zusammenzuwirken, derart, dass ein Einstecken des Gehäuses in das Gegensteckverbindungselement nur dann bestimmungsgemäß zerstörungsfrei möglich ist, wenn das Steckcodierungselement des Gegensteckverbindungselements mit dem gehäuseseitigen Steckcodierungselement korrespondiert. Das gehäuseseitige Steckcodierungselement kann dabei an dem ersten und/oder an dem zweiten Gehäuseteil, insbesondere an dem Kragenelement, angeordnet bzw. ausgebildet sein.
• Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform weist das Gehäuse eine an einem der Gehäuseteile angebrachte Spanneinheit auf, die zwischen einer Montagestellung, in welcher ein Eingriffsbereich der Spanneinheit zum Einführen eines Gegenspannelements des Gegensteckverbindungselements entlang der Hochachse (z) bzw. entlang der Steckrichtung freigegeben ist, und einer Spannstellung, in welcher der Eingriffsbereich gegen ein Einführen des Gegenspannelements entlang der Hochachse (z) bzw. Steckrichtung gesperrt ist, verstellbar ist. Zum Beispiel weist die Spanneinheit einen Spannhebel auf, der mit einer Spannkulisse fest verbunden ist, in die beim Ein- und/oder Aufstecken des Steckverbindungselements in bzw. auf das Gegensteckverbindungselement das Gegenspannelements (beispielsweise in Form eines Spannzapfens) einrückt. Unter einem Rotieren des Spannhebels wird die Spannkulisse gedreht, wodurch das Gegenspannelement innenseitig an der Spannkulisse abgleitet. Dadurch werden eine Drehachse des Spannhebels bzw. der Spannkulisse und das Gegenspannelement zueinander hingezogen. So wird das Ein- bzw. Aufstecken des Steckverbindungselements in/auf das Gegensteckverbindungselement erleichtert. Es kann zudem vorgesehen sein, dass der Spannhebel in einer Endposition, in der das Steckverbindungselement und das Gegensteckverbindungselement bestimmungsgemäß miteinander verbunden sind, an dem Gehäuse einrastet, sodass eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Verstellen der Spanneinheit in deren Montagestellung gegeben ist.
• In Weiterbildung weist das erste Gehäuseteil an dessen Steckverbindungsseite einen materialfreien Bereich auf, der mit einer eine Kontaktkammeranordnung umgreifenden und an einer Steckseite des Steckermoduls angeordneten Kontaktkammerkontur des Steckermoduls korrespondiert. Das jeweilige Steckermodul weist also die zumindest eine Kontaktkammer umfassende Kontaktkammeranordnung auf. Es ist an der Steckverbindungsseite des ersten Gehäuseteils nicht je Kontaktkammer eine separate Durchgangsöffnung vorgesehen, sondern allenfalls je Steckermodul eine Durchgangsöffnung, wobei die eine Durchgangsöffnung alle Kontaktkammern des in dem entsprechenden Steckermodulplatz sitzenden Steckermoduls überdeckt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die die Steckverbindungsseite aufweisende Gehäuseseite vollständig materialfrei ausgebildet ist. Das jeweilige Steckermodul hängt dabei mittels des steckermodulseitigen Linearführungselements und des gehäuseseitigen Linearführungselements in dem Gehäuse. Das Gehäuse weist so eine besonders einfache Struktur bzw. Geometrie auf und ist unter Einsatz von besonders wenig Material und damit ressourcenschonend herstellbar.
• In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Steckermodul für ein modulares Steckverbindungselement vorgeschlagen, wobei das Steckermodul dazu eingerichtet ist, in ein gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildetes Gehäuse eingesetzt und darin fixiert zu werden. Das Steckermodul weist ein steckermodulseitiges Linearführungselement auf, das an der das Steckermodul außenseitig begrenzenden Steckermodulgleitfläche angeordnet ist. Das steckermodulseitiges Linearführungselement ist mit dem gehäuseseitigen Linearführungselement formschlüssig derart verbindbar, dass ein Bewegen des Steckermoduls quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement - also quer zur Einschubrichtung - gesperrt ist, wobei das Steckermodul durch die Einschuböffnung des ersten Gehäuseteils in den Steckermodulaufnahmeraum des Gehäuses lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement in den korrespondierenden Steckermodulplatz schiebbar ist. Dabei gleiten die Steckermodulgleitfläche und eine Einsetzgleitfläche des Steckermodulaufnahmeraums direkt aneinander ab. Insbesondere weist das Steckermodul ein mit einem gehäuseseitigen Arretierelement korrespondierendes steckermodulseitiges Arretierelement auf, wobei es sich bei dem steckermodulseitigen Arretierelement in einem einfachen Fall um die Kante des Steckermoduls handeln kann, die mit dem beispielsweise als Rastkeil ausgebildeten gehäuseseitigen Arretierelement korrespondiert. Das Steckermodul weist überdies die Kontaktkammeranordnung auf, die die Kontaktkammer oder mehr solcher Kontaktkammern aufweist, wobei die (jeweilige) Kontaktkammer das Steckermodul entlang der Hochachse (z) durchdringt. Die jeweilige Kontaktkammer ist dazu eingerichtet, ein elektrisches Kontaktierungselement aufzunehmen. Ein solches Kontaktierungselement kann als Pin bezeichnet werden und ist dazu ausgebildet, mit einem mantelfreien Ende einer elektrisch leitfähigen Seele eines Kabels, elektrisch leitend bzw. leitfähig kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden zu werden. Weiter weist das Steckermodul ein Verriegelungselement auf, das in dessen entspannter Verriegelungsstellung in die Kontaktkammer hineinragt und aus der Verriegelungsstellung in eine Einsetzstellung elastisch spannbar ist, in der das Verriegelungselement die Kontaktkammer für ein Einführen des Kontaktierungselements freigibt.
• Indem das Gehäuse und das Steckermodul derart aufeinander abgestimmt sind, ist die Herstellung des Steckverbindungselements, und infolgedessen die Herstellung des Kabelbaums, maßgeblich vereinfacht. Durch das steckermodulseitige Linearführungselement korrespondiert das Steckermodul mit dem ersten Gehäuseteil und kann besonders einfach und aufwandsarm in das erste Gehäuseteil eingesetzt werden. Die für das Steckermodul hierin dargelegten Ausführungen bzw. Merkmale gelten analog für das Steckermodulersatzstück, wobei sich das Steckermodul und das Steckermodulersatzstück voneinander unterscheiden, indem das Steckermodulersatzstück keine oder eine pinfreie Kontaktkammeranordnung aufweist.
• In weiterer Ausgestaltung des Steckermoduls springt das Verriegelungselement in dessen gespannter Einsetzstellung von der außenseitigen Steckermodulgleitfläche des Steckermoduls hervor, wodurch das Schieben des Steckermoduls zu und in einen Steckermodulplatz des Gehäuses lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement blockiert ist. Das bedeutet, dass - solang das Kontaktierungselement bzw. der Pin nicht vollständig/korrekt in die entsprechende Kontaktkammer eingesetzt ist - das Verriegelungselement mittels des Pins in der Einsetzstellung gehalten ist, wobei in diesem Zustand das Verriegelungselement an einer Kante der Einsetzgleitfläche des Steckermodulaufnahmeraums anstößt, wenn versucht wird, das Steckermodul in Richtung hin zu dessen Steckermodulplatz zu schieben.
• Das Anstoßen verhindert ein Entlanggleiten der Steckermodulgleitfläche an der Einsetzgleitfläche. Ohne Aufbringen einer übermäßig bzw. missbräuchlich hohen Kraft ist so das Einsetzen des Steckermoduls mit dem nicht vollständig bzw. nicht korrekt eingesetzten Pin verhindert. Ein (menschlicher) Monteur bemerkt die höhere Kraft, die er aufzuwenden hat, um, das Steckermodul weiterzubewegen und erkennt dadurch, dass das Steckermodul nicht korrekt mit den Pins bestückt ist. Bei einer zumindest teilautomatischen Fertigung kann die höhere Kraft mittels einer Sensorik erfasst werden und basierend darauf eine Fehlermeldung bereitgestellt werden.
• Das Steckermodul weist einer weiteren möglichen Ausführungsform zufolge ein entlang der Längsrichtung (x) ausgebildetes Reihenkopplungselement auf, das dazu eingerichtet ist, formschlüssig mit einem Reihenkopplungselement eines weiteren Steckermoduls zusammenzuwirken, wodurch zwei oder mehr Steckermodule zu einer Steckermodulreihe (zeilenweise) koppelbar sind. Das jeweilige Reihenkopplungselement kann zum Beispiel als ein Zapfen bzw. als eine Zapfenaufnahme ausgeführt sein. Es ist beispielsweise denkbar, dass das jeweilige Steckermodul entlang der Längsachse (x) an einer Seite einen Zapfen und an einer gegenüberliegenden Seite eine Zapfenaufnahme aufweist. So sind bei der Betrachtung von zwei in Reihe bzw. zeilenweise direkt zueinander benachbarten Steckermodulen jeweils eine Zapfenaufnahme und ein damit korrespondierender Zapfen einander zugewandt, sodass beim Zusammenbauen des Steckverbindungselements der Zapfen in die Zapfenaufnahme einrücken kann, bis die Seiten der benachbarten Steckermodule plan aneinanderliegen. So kann aus zwei oder mehr miteinander korrespondierenden Steckermodulen eine Steckermodulzeile oder -reihe vormontiert werden, und diese Steckermodulzeile kann dann mittels eines einzigen Arbeitsschritts in das Gehäuse eingesetzt werden.
• In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass je nach zu fertigendem Steckverbindungselement die Reihenkopplungselemente, also zum Beispiel die Zapfen und die Zapfenaufnahmen, nur dann so miteinander korrespondieren, dass die die Seiten der benachbarten Steckermodule plan aneinanderliegen, wenn zwei bestimmte Steckermodule oder Steckermodulvarianten entsprechend aufgereiht werden. Dies kann durch eine positionelle Anordnung der Reihenkopplungselemente durch eine Länge/Tiefe der Reihenkopplungselemente und/oder durch eine Kontur der Reihenkopplungselemente beeinflusst werden. Passen die Reihenkopplungselemente zweier Steckermodule, die in fehlerhafter Weise aufgereiht werden sollen, nicht zusammen, können die Steckermodule nicht zu der Reihe oder Zeile zusammengesetzt werden.
• Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein modulares Steckverbindungselement, das ein gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildetes Gehäuse aufweist, in das ein gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildetes Steckermodul eingesetzt ist. Vorteile und mögliche Ausführungsformen des modularen Steckverbindungselements ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung.
• Zudem wird ein Baukasten zum Herstellen eines solchen Steckverbindungselements offenbart. Der Baukasten umfasst unterschiedliche Steckermodulvarianten, wobei die Steckermodule jeweils eine variantenspezifisch ausgeführte Kontaktkammeranordnung und jeweils eine variantenübergreifend gleich ausgebildete Außengestalt aufweisen. Insbesondere weisen die Steckermodule jeweils ein variantenübergreifend gleich ausgebildetes steckermodulseitiges Linearführungselement auf. In Weiterbildung weisen die Steckermodule jeweils ein variantenspezifisch ausgeführtes steckermodulseitiges Linearführungselement, ein variantenspezifisch ausgeführtes steckermodulseitiges Arretierelement, ein variantenspezifisch ausgeführtes steckermodulseitiges Codierelement und/oder ein variantenspezifisch ausgeführtes Reihenkopplungselement auf.
• Der Baukasten weist in weiterer Ausgestaltung auf:
• - unterschiedliche Varianten von ersten Gehäuseteilen, insbesondere mit einem variantenspezifisch ausgeführten ersten gehäuseseitigen Linearführungselement, einem variantenspezifisch ausgeführten zweiten gehäuseseitigen Linearführungselement, einem variantenspezifisch ausgeführten Steckermodulaufnahmeraum (zum Beispiel mit variantenspezifischen Steckermodulplätzen), einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Arretierelement, einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Codierelement, einem variantenspezifisch ausgeführten Kragenelement (oder eines Teils desselben), einer variantenspezifisch ausgeführten Spanneinheit (oder eines Teils derselben) und/oder einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Steckcodierungselement;
• - unterschiedliche Varianten von zweiten Gehäuseteilen, insbesondere mit einem variantenspezifisch ausgeführten zweiten gehäuseseitigen Linearführungselement, einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Codierelement, einem variantenspezifisch ausgeführten Kragenelement (oder eines Teils desselben), einer variantenspezifisch ausgeführten Spanneinheit (oder eines Teils derselben) und/oder einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Steckcodierungselement;
• - unterschiedliche Varianten von Steckermodulersatzstücken.
• Bei dem Verfahren zum Herstellen des modularen Steckverbindungselements wird ein Steckermodul oder werden mehrere Steckermodule in das Gehäuse eingesetzt und darin fixiert. Hierzu werden das steckermodulseitige Linearführungselement und das wenigstens eine gehäuseseitige erste Linearführungselement formschlüssig nach Art eines Schubgelenks miteinander verbunden. Das Steckermodul wird durch die Einschuböffnung in den Steckermodulaufnahmeraum des Gehäuses lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement in den korrespondierenden Steckermodulplatz geschoben, wobei ein Bewegen des Steckermoduls quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement gesperrt wird. Unter dem Einschieben des Steckermoduls in Richtung hin zu dessen Steckermodulplatz und in den Steckermodulplatz gleiten die Steckermodulgleitfläche und die Einsetzgleitfläche des Steckermodulaufnahmeraums direkt aneinander ab. Dadurch - das heißt zum Beispiel mittels des bewegten bzw. geschobenen Steckermoduls selbst - wird das gehäuseseitige Arretierelement elastisch, also zerstörungsfrei reversibel, in dessen Freigabestellung gespannt. Das gehäuseseitige Arretierelement wird unter einem Entspannen desselben wieder in dessen Arretierstellung entspannt, wenn das Steckermodul seine Endposition erreicht hat, also vollständig in den entsprechenden Steckermodulplatz eingerückt ist/wurde. Dann rückt das gehäuseseitige Arretierelement in das korrespondierende steckermodulseitige Arretierelement ein oder umgreift dieses.
• Danach, währenddessen oder davor wird in die jeweilige Kontaktkammer der Kontaktkammeranordnung ein Pin eingesetzt, wodurch das Verriegelungselement, das in dessen entspannter Verriegelungsstellung in die Kontaktkammer hineinragt, aus der Verriegelungsstellung in die Einsetzstellung elastisch gespannt wird. Beispielsweise gleitet der Pin an dem Verriegelungselement ab und drückt es elastisch aus der Kontaktkammer heraus, indem der Pin mit einer ausreichend starken Pineinsetzkraft bewegt wird. Dadurch wird die Kontaktkammer für das (weitere) Einführen des Kontaktierungselements freigegeben. Sobald der Pin in seine designierte Endposition, also vollständig in die Kontaktkammer, eingerückt ist, wird das Verriegelungselement entlastet, wodurch es wieder in die Kontaktkammer einrückt und den Pin darin positionell sichert.
• Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Kabelbaum vorgeschlagen, der ein modulares Steckverbindungselement aufweist, das gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgeführt ist.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Kurze Figurenbeschreibung
• Die Zeichnung zeigt in:
• 1 eine perspektivische Ansicht einer Steckverbindung, die aus einem modularen Steckverbindungselement und einem damit korrespondierenden Gegensteckverbindungselement hergestellt ist;
• 2 eine perspektivische Ansicht eines ersten Gehäuseteils eines Gehäuses des Steckverbindungselements mit zwei darin eingesetzten Steckermodulen;
• 3 eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils, das eine Steckverbindungsseite aufweist;
• 4 eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils, das eine Einschuböffnung aufweist;
• 5 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses;
• 6 eine perspektivische Ansicht des zweiten Gehäuseteils;
• 7 eine perspektivische Ansicht einer von zwei Gehäusehalbschalen, die miteinander das erste Gehäuseteil bilden;
• 8 eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils, das als ein Steckermodulsetzkasten ausgeführt ist;
• 9 eine perspektivische Ansicht eines Steckermoduls;
• 10 eine perspektivische Ansicht des als der Steckermodulsetzkasten ausgeführten ersten Gehäuseteils, in das Steckermodule eingesetzt sind;
• 11 zur Verdeutlichung eines Zusammensetzvorgangs des modularen Steckverbindungselements eine schematische Ansicht davon; und
• 12 eine schematische und geschnittene Ansicht des Steckermoduls mit einem Verriegelungselement.
• Im Folgenden werden ein Gehäuse 1 für ein modulares Steckverbindungselement 2, ein Steckermodul 3 für das modulare Steckverbindungselement 2, das modulare Steckverbindungselement 2 an sich sowie ein insbesondere für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) vorgesehenen Kabelbaum 4 (siehe 11) mit dem Steckverbindungselement 2 in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. Zudem gehen aus der folgenden Beschreibung die Merkmale eines Baukastensystems zum Herstellen des modularen Steckverbindungselements 2 sowie die Schritte eines Verfahrens zum Herstellen des modularen Steckverbindungselements 2 hervor. Überdies wird eine Steckverbindung 5 beschrieben, die das Steckverbindungselement 2 und ein Gegensteckverbindungselement 6 aufweist, welche bestimmungsgemäß zusammengesteckt sind. Zur besseren Übersicht wird ein Koordinatensystem in den Figuren festgelegt, wobei eine X-Raumachse und eine Längsachse des Gehäuses 1, eine Längsachse des Steckverbindungselements 2 und eine Längsachse des Steckermoduls 3 zusammenfallen. Eine Y-Raumachse, eine Querachse des Steckverbindungselements 2 und eine Querachse des Steckermoduls 3 fallen ebenso zusammen. Zudem fallen eine Z-Raumachse, eine Hochachse des Steckverbindungselements 2 und eine Hochachse des Steckermoduls 3 zusammen. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichem Bezugszeichen versehen.
• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Steckverbindung 5, die aus dem modularen Steckverbindungselement 2 und dem damit korrespondierenden Gegensteckverbindungselement 6 hergestellt ist. Es ist zu erkennen, dass das Steckverbindungselement 2 das Gehäuse 1 aufweist, das wiederum aus einem ersten Gehäuseteil 7 und einem davon separat hergestellten, zweiten Gehäuseteil 8 gebildet ist, die weiter unten noch genauer beschrieben werden. Bei der Steckverbindung 5 ist eine zerstörungsfrei reversibel lösbare und wiederherstellbare elektrisch leitende Verbindung zwischen Kabeln 9 des Kabelbaums 4 (siehe 11) und einem Schaltungsträger (nicht dargestellt) und/oder einem anderen Kabelbaum (nicht dargestellt) hergestellt. Die Verbindung ist insbesondere werkzeugfrei herstellbar und lösbar. Das Gegensteckverbindungselement 6 ist Bestandteil des Schaltungsträgers bzw. des anderen Kabelbaums oder mit dem Schaltungsträger bzw. dem anderen Kabelbaum elektrisch leitend verbunden. Das Gegensteckverbindungselement 6 weist eine Steckkontaktanordnung 10 mit einem Steckkontakt 11 oder - wie vorliegend - mit einer Vielzahl von Steckkontakten 11. Die Steckkontakte 11 sind einerseits elektrisch leitend mit zum Beispiel einer Leiterbahn des Schaltungsträgers oder einer Seele eines Kabels des anderen Kabelbaums verbunden (nicht dargestellt). Andererseits enden die Steckkontakte 11 in einem Steckraum 12 des Gegensteckverbindungselements 6, wo sie mit Kontaktierungselementen 13 (siehe 11) des modularen Steckverbindungselements 2 elektrisch kontaktiert sind, sodass mittels des Gegensteckverbindungselements 6 zwischen dem Steckkontakten 11 und den Kabeln 9 eine elektrisch leitfähige Verbindung hergestellt ist.
• An dem ersten Gehäuseteil 7 ist ein Spannhebel 14 einer Spanneinheit 15 um die Querachse y schwenkbar gelagert. Zudem weist das Gegensteckverbindungselement 6 ein Gegenspannelement 16 auf, das vorliegend als ein Spannzapfen von einem Rahmen 17 des Gegensteckverbindungselements 6 hervorspringt. Die Spanneinheit 15 ist - vorliegend mittels Verschwenkens des Spannhebels 14 - zwischen einer Montagestellung, in welcher ein Eingriffsbereich 18 der Spanneinheit 15 zum Einführen des Gegenspannelements 16 entlang der Hochachse z bzw. entlang einer Steckrichtung a freigegeben ist, und einer Spannstellung, in welcher der Eingriffsbereich 18 gegen ein Einführen des Gegenspannelements 16 entlang der Hochachse z bzw. Steckrichtung a gesperrt ist, verstellbar ist. Der Spannhebel 14 ist vorliegend mit einer Spannkulisse 19 drehfest verbunden, in die beim Ein- und/oder Aufstecken des Steckverbindungselements 2 in bzw. auf das Gegensteckverbindungselement 6 das Gegenspannelement 16 einrückt. Unter einem Rotieren des Spannhebels 14 wird die Spannkulisse 19 um die Querachse y gedreht, wodurch das Gegenspannelement 16 innenseitig an der Spannkulisse 19 abgleitet, wobei die Drehachse des Spannhebels 14 bzw. der Spannkulisse 19 und das Gegenspannelement 16 zueinander hingezogen werden.
• 1 ist des Weiteren zu entnehmen, dass das Gehäuse 1 ein umlaufendes Kragenelement 20 aufweist, das von einer Außenseite 21 des Gehäuses 1 - das heißt von dem ersten Gehäuseteil 7 und/oder von dem zweiten Gehäuseteil 8 - hervorspringt. Im vorliegenden Beispiel ist das Kragenelement 20 aus einem an dem ersten Gehäuseteil 7 ausgebildeten, ersten Kragenanteil 22 und einem an dem zweiten Gehäuseteil 8 ausgebildeten, zweiten Kragenanteil 23 gebildet. Bei der hergestellten Steckverbindung 5 überdeckt das Kragenelement 20 den Steckraum 12, sodass dieser gegen ein Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit geschützt ist. Dabei umgreift das Kragenelement 20 einen Rand des Gegensteckverbindungselements 6.
• Das Gehäuse 1 weist ferner ein an dem Kragenelement 20 angeordnetes gehäuseseitiges Steckcodierungselement 24 auf, das hier beispielhaft eine Codierungsbalkenaufnahme aufweist. Dabei weist das Gegensteckverbindungselement 6 an dessen Rahmen 17 ein gegensteckverbindungselementseitiges Steckcodierungselement 25 auf, das einen Codierungsbalken aufweist. Wie dargestellt korrespondieren die Steckcodierungselemente 24, 25 miteinander, derart, dass ein Ein- und/oder Aufstecken des Gehäuses 1 (und infolgedessen des Steckverbindungselements 2) in und/oder auf das Gegensteckverbindungselement 6 nur dann bestimmungsgemäß zerstörungsfrei möglich ist, wenn die Steckcodierungselemente 24, 25 hinsichtlich Geometrie und Lage zueinander passen. Es können jeweils zwei oder mehr Steckcodierungselemente 24, 25 vorgesehen sein.
• Die Gehäuseteile 7, 8 weisen ein jeweiliges Rastelement 26, 27 auf, die zwischen den Gehäuseteilen 7, 8 eine Rastverbindung 28 vermitteln, über welche die beiden Gehäuseteile 7, 8 miteinander verbunden sind. So sind das erste Gehäuseteil 7 und das zweite Gehäuseteil 8 mittels der Rastverbindung 28 bzw. mittels der Rastelemente 26, 27 reversibel zerstörungsfrei miteinander verbunden.
• Das erste Gehäuseteil 7 weist einen Steckermodulaufnahmeraum 29 auf, der über eine Einschuböffnung 30 in eine Umgebung des Gehäuses 1 mündet. Der Steckermodulaufnahmeraum 29 weist einen Steckermodulplatz 31 oder, wie vorliegend, eine Vielzahl von Steckermodulplätzen 31 auf, wobei der jeweilige Steckermodulplatz 31 dazu eingerichtet - das heißt ausgebildet und angeordnet - ist, ein Steckermodul 3 oder ein Steckermodulersatzstück 32 (siehe 11) aufzunehmen bzw. zu beherbergen. In 1 ist in diesem Zusammenhang zu erkennen, dass in das Gehäuse 1 weniger Steckermodule 3 oder Steckermodulersatzstücke 32 eingesetzt sind als Steckermodulplätze 31 vorhanden sind. Wie im Folgenden noch beschrieben wird, sind die in 1 dargestellten Steckermodule 3 an/in ihrem Steckermodulplatz 31 individuell gegen ein Bewegen gesichert.
• 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 7 des Gehäuses 1 des Steckverbindungselements 2 mit zwei darin eingesetzten Steckermodulen. Das erste Gehäuseteil 7 weist ein erstes gehäuseseitiges Linearführungselement 33 auf, das an einer den Steckermodulaufnahmeraum 29 innenseitig begrenzenden Einsetzgleitfläche 34 angeordnet ist. Zudem weist das erste Gehäuseteil 7 vorliegend ein zweites gehäuseseitiges Linearführungselement 35 auf, wobei die Linearführungselemente 33, 35 zum Beispiel stoffschlüssig mit dem ersten Gehäuseteil 7 verbunden sind. Beispielsweise sind die Linearführungselemente 33, 35 einstückig mit dem ersten Gehäuseteil 7 ausgebildet bzw. gemeinsam mit dem ersten Gehäuseteil 7 urgeformt.
• Das jeweilige Steckermodul 3 und gegebenenfalls das jeweilige Steckermodulersatzstück 32 weist ein erstes steckermodulseitiges Linearführungselement 36 und ein zweites steckermodulseitiges Linearführungselement auf, das an einer das Steckermodul 3 außenseitig begrenzenden Steckermodulgleitfläche 38 angeordnet ist. Die Linearführungselemente 33, 35, 36, 37 sind jeweils gerade ausgebildet. Dabei erstrecken sich die Linearführungselemente 33, 35, 36, 37 achsparallel zum Beispiel zu der jeweiligen Längsachse x des Gehäuses 1 bzw. des Steckermoduls 3. Das jeweilige gehäuseseitige Linearführungselement 33, 35 und das jeweilige steckermodulseitige Linearführungselement 36, 37 sind miteinander formschlüssig verbindbar, sodass zwischen dem jeweiligen Steckermodul 3 (oder Steckermodulersatzstück 32) und dem ersten Gehäuseteil 7 mittels der Linearführungselemente 33, 35, 36, 37 zunächst ein Schubgelenk mit einem einzigen Freiheitsgrad gebildet ist. Der Freiheitsgrad charakterisiert eine rein translatorische Verschiebbarkeit des Steckermoduls 3 in Bezug zu dem ersten Gehäuseteil 7 entlang des gehäuseseitigen Linearführungselements 33, 35. Dadurch ist ein Bewegen des Steckermoduls 3 quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement 33, 35 gesperrt, und das Steckermodul 3 wird zum Einsetzen in das Gehäuse 1 durch die Einschuböffnung 30 in den Steckermodulaufnahmeraum 29 lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement 33, 35 zum und in den Steckermodulplatz 31 geschoben. Dabei gleiten die Steckermodulgleitfläche 38 und die Einsetzgleitfläche 34 direkt aneinander ab.
• Das Steckermodul (3) oder die Steckermodule (6) wird bzw. werden mittels einer Arretiereinrichtung gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse (1) gesichert. Zum Beispiel wird das entsprechende Steckermodul 3 an/in dessen Steckermodulplatz 31 vollständig gegen ein Bewegen gesichert, indem der letzte Freiheitsgrad mittels eines gehäuseseitigen Arretierelements 39 (erstmals in 7 dargestellt) gesperrt wird, wenn das Steckermodul 3 vollständig in dessen Steckermodulplatz 31 eingerückt ist. Hierzu weist das erste Gehäuseteil 7 zum Beispiel je Steckermodulplatz 31 ein gehäuseseitiges Arretierelement 39 auf, das dazu ausgebildet ist, in dessen entspannter Arretierstellung das in einem der Steckermodulplätze 31 sitzenden Steckermoduls 3 individuell gegen ein Bewegen entlang eines oder mehr der Linearführungselemente 33, 35, 36, 37 zu arretieren bzw. zu blockieren. Das gehäuseseitige Arretierelement 39 wird zum Einsetzen oder Einschieben des Steckermodul zum und in den Steckermodulplatz 31 aus der Arretierstellung durch eine Spannkraft elastisch in eine Freigabestellung gespannt, in der das Arretierelement 39 das Linearführungselement gehäuseseitige Linearführungselement 33 für ein lineargeführtes Bewegen des Steckermoduls 3 freigibt. Beispielsweise ist das jeweilige Arretierelement 39 als ein Rastkeil 40 ausgebildet, wobei die Spannkraft zum Spannen des Arretierelements 39 aufgebracht werden kann, indem das Steckermodul 3 unter einem translatorischen Bewegen entlang des Linearführungselements 33, 35, 36, 37 auf dem Rastkeil 40 abgleitet und diesen dadurch spannt. Das Arretierelement 39 bzw. der Rastkeil 40 wird mittels demnach mittels des Steckermoduls 3 in der Freigabestellung gehalten, wobei bei einem Wegfallen der Spannkraft das Arretierelement 39 entspannt wird und so automatisch wieder die Arretierstellung einnimmt.
• Alternativ oder zusätzlich weist das Gehäuse (1), insbesondere dessen Arretiereinrichtung das zweite Gehäuseteil (8) auf, mittels dessen - bei zusammengesetztem Gehäuse (1) - die Einschuböffnung (30) des ersten Gehäuseteils (7) blockiert ist, sodass das im Steckermodulplatz (31) sitzende Steckermodul (3) mittels des zweiten Gehäuseteils (8) gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse (1) arretiert ist.
• Das zweite gehäuseseitige Linearführungselement 35 erstreckt sich vorliegend mittig durch den Steckermodulaufnahmeraum 29 hindurch. Zudem sind in dem Steckermodulaufnahmeraum 29 entlang der Querachse y des Gehäuses 1 zwei Steckermodule 3 (oder Steckermodulersatzstücke 32) nebeneinander (spaltenweise) angeordnet, Dabei sind die Steckermodule 3 jeweils mittels des ersten gehäuseseitigen Linearführungselements 33 in Verbindung mit dem jeweiligen ersten steckermodulseitigen Linearführungselement 36 mit dem ersten Gehäuseteil 1 verbunden, wobei die Steckermodule 3 darüber hinaus mittels des zweiten gehäuseseitigen Linearführungselements 35 in Verbindung mit dem jeweiligen zweiten steckermodulseitigen Linearführungselement 37 mit dem ersten Gehäuseteil 1 verbunden sind.
• 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 7, das eine Steckverbindungsseite 41 aufweist, die einen materialfreien Bereich 42 aufweist, der mit einer eine Kontaktkammeranordnung 43 umgreifenden und an einer Steckseite 44 des Steckermoduls 3 angeordneten Kontaktkammerkontur 45 des Steckermoduls 3 korrespondiert. Innerhalb der Kontaktkammerkontur 45 münden alle Kontaktkammern 46 des jeweiligen Steckermoduls 3 über die jeweilige Kontaktkammeranordnung 43 in die Umgebung.
• 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 7, das die Einschuböffnung 30 aufweist. Zur Verdeutlichung der Lage der Kontaktkammerkontur 45 ist diese mit Bezugszeichen 45` an einer der Steckseite 44 des Steckermoduls 3 gegenüberliegenden Pinaufnahmeseite 47 angedeutet. Zudem geht aus 4 hervor, dass der mit der Kontaktkammeranordnung 43 oder den Kontaktkammeranordnungen 43 korrespondierende materialfreie Bereich 42 auch gebildet sein kann, indem die Steckverbindungsseite 41 des ersten Gehäuseteils 7 vollständig materialfrei ausgeführt wird. Darüber hinaus ist in 4 gezeigt, dass das jeweilige Linearführungselement 33, 35, 36, 37 eine Schwalbenschwanzschiene 48 aufweisen kann oder als Schwalbenschwanzschiene 48 ausgeführt sein kann. Dabei ist die jeweilige Schwalbenschwanzschiene 48 der gehäuseseitigen Linearführungselemente 33, 35 vorliegend als Schwalbenschwanzfeder 49 ausgeführt, wobei die jeweilige Schwalbenschwanzschiene 48 der der steckermodulseitigen Linearführungselemente 36, 37 vorliegend als Schwalbenschwanznut 50 ausgeführt sind. Eine umgekehrte und/oder gemischte Ausführung der Schwalbenschwanzschienen 48 ist ebenso denkbar. Aus 4 geht zudem hervor, dass der Steckermodulaufnahmeraum 29 sowohl über die Einschuböffnung 30 als auch über die Steckverbindungsseite 41 in die Umgebung mündet.
• 5 zeigt eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht des Gehäuses 1, wobei das zweite gehäuseseitige Linearführungselement 35 und das zweite Gehäuseteil 8 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet, insbesondere miteinander urgeformt sind. Es ist zu erkennen, dass das jeweilige Steckermodul 3 einerseits mittels der ersten Linearführungselemente 33, 36 an dem ersten Gehäuseteil 7 und andererseits mittels der zweiten Linearführungselemente 35, 37 an dem zweiten Gehäuseteil 8 befestigt ist.
• 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Gehäuseteils 8, das das zweite gehäuseseitige Linearführungselement 35 in Form einer Doppelschwalbenschwanzschiene 51 aufweist. Für das Zusammenbauen des Steckverbindungselements 2 kann in diesem Fall vorgesehen sein, dass das Steckermodul 3 (bzw. das Steckermodulersatzstück 32) zunächst auf das zweite gehäuseseitige Linearführungselement 35 aufgeschoben wird, wodurch das Steckermodul 3 also zunächst an dem zweiten Gehäuseteil 8 vormontiert wird. Hiernach wird das zweite Gehäuseteil 8 mitsamt den daran befestigten Steckermodulen 3 in das erste Gehäuseteil 7 eingeschoben, wobei zum einen das Gehäuse aus dem ersten 7 und dem zweiten Gehäuseteil 8 zusammengesetzt wird und zum anderen die Steckermodule 3 in das Gehäuse 1 eingesetzt werden.
• 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer von zwei Gehäusehalbschalen 7a, die miteinander das erste Gehäuseteil 7 bilden. Anders ausgedrückt kann das erste Gehäuseteil 7 mehrteilig ausgeführt sein. In 7 sind besonders gut die steckermodulplatzindividuellen Arretierelemente 39 bzw. die Rastkeile 40 zu erkennen, die unter dem Einschieben des Steckermoduls in das Gehäuse 1, insbesondere in das erste Gehäuseteil 7, in die Freigabestellung gespannt werden und in die Arretierstellung zurückfedern, sobald das Steckermodul 3 an dem entsprechenden Steckermodulplatz 31 sitzt. Die individuelle positionelle Arretierung erfolgt dabei unabhängig davon, ob das Steckermodul 3 ohne dem zweiten Gehäuseteil 8 oder an dem zweiten Gehäuseteil 8 befestigt in das erste Gehäuseteil eingeschoben wird. Demnach ist es möglich, dass das jeweilige Steckermodul 3 an/in einem der Steckermodulplätze 31 arretiert ist, ohne dass das zweite Gehäuseteil in irgendeiner Weise mit dem betreffenden Steckermodul 3 zusammenwirkt.
• Das Gehäuse 1 weist zudem vorliegend ein gehäuseseitiges Codierelement 52 auf, wobei das Steckermodul 3 bzw. das Steckermodulersatzstück 32 ein steckermodulseitiges Codierelement 53 aufweist. Die Codierelemente 52, 53 wirken derart zusammen, dass ein Einsetzen eines Steckermoduls 3 oder eines Steckermodulersatzstücks 32 nur dann bestimmungsgemäß zerstörungsfrei möglich ist, wenn das steckermodulseitige Codierelement 53 mit dem gehäuseseitigen Codierelement 52 korrespondiert. Das gehäuseseitige Codierelement 52 ist zum Beispiel als Teil des gehäuseseitigen Linearführungselements 33, 35 gebildet, indem eine Querschnittsfigur des entsprechenden gehäuseseitigen Linearführungselements 33, 35 so gestaltet ist, dass sie nur mit einer Querschnittsfigur des steckermodulseitigen Linearführungselements 36, 37 eines bestimmten Steckermoduls 3 oder einer bestimmten Steckermodulvariante geometrisch zusammenpasst.
• Die Gehäuseseite mit der Einschuböffnung 30 kann rechtwinklig zu der Steckverbindungsseite 41 angeordnet sein. Die Steckrichtung a und eine Einschubrichtung b, entlang derer die Steckermodule 3 in das Gehäuse 1 eingeschoben werden, verlaufen dann insbesondere quer zueinander. In diesem Fall werden die Gehäuseteile 7, 8 zu dem Gehäuse 1 zusammengesetzt, indem das erste Gehäuseteil 7 und das zweite Gehäuseteil 8 entlang der Längsrichtung x - also quer zur Hochachse z bzw. Steckrichtung a - aufeinander zu bewegt werden.
• Das erste Gehäuseteil 7 kann ferner als ein Steckermodulsetzkasten 54 ausgebildet sein, wobei die Gehäuseseite mit der Einschuböffnung 30 und die Steckverbindungsseite 41 parallel zueinander und entlang der Hochachse z voneinander beabstandet sind, wodurch das erste Gehäuseteil 7 dazu eingerichtet ist, dass das Steckermodul 3 entlang der Hochachse z in den Steckermodulsetzkasten 54 eingesetzt wird. Das bedeutet, dass die Steckrichtung a und die Einschubrichtung b, entlang derer die Steckermodule 3 in das erste Gehäuseteil 7 eingeschoben werden, parallel zueinander und gleichgerichtet verlaufen. In diesem Fall werden die Gehäuseteile 7, 8 zu dem Gehäuse 1 zusammengesetzt, indem der das erste Gehäuseteil 7 bildende Steckermodulsetzkasten 54 und das zweite Gehäuseteil 8 beispielsweise entlang der Hochachse z aufeinander zu bewegt werden.
• 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten Gehäuseteils 7, das als der Steckermodul-setzkasten 54 ausgeführt ist. Die gehäuseseitigen Linearführungselemente 33, 35 sind hierbei zum Beispiel als gerade Balkenaufnahmen 55 ausgeführt, von denen in 8 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht alle mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen sind.
• 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Steckermoduls 3 in einer Ausgestaltung, die mit dem Steckermodulsetzkasten 54 bestimmungsgemäß eingesetzt werden kann. Zu erkennen ist das gerade Balken 56 aufweisende steckermodulseitige Linearführungselement 36, wobei die Balken 56 und die Balkenaufnahmen 55 des Steckermodulsetzkastens 54 miteinander in Form und Lage korrespondieren, sodass beim Einsetzen des Steckermoduls 3 in den Steckermodulsetzkasten 54 die Balken 56 in die Balkenaufnahmen 55 eingreifen und an diesen abgleiten. Hierdurch ist eine Linearführung für die Bewegung des Steckermoduls 3 gegeben. Dabei streicht ein steckermodulseitiges Arretierelement 57 über den Rastkeil 40 und spannt so das gehäuseseitige Arretierelement 39, bis das Steckermodul 3 vollständig in den entsprechenden Steckermodulplatz 31 eingerückt ist. Denn dann federt der Rastkeil 40 zurück, wodurch das gehäuseseitige Arretierelement 39 in die Arretierstellung verstellt wird, in der der Rastkeil 40 das steckermodulseitige Arretierelement 57 hintergreift, wodurch alle Bewegungsfreiheitsgrade des Steckermoduls 3 in Bezug zu dem Gehäuse 1 blockiert sind - das Steckermodul 3 ist individuell positionell in dem Steckermodulsetzkasten 54 fixiert.
• 10 zeigt eine perspektivische Ansicht des als der Steckermodulsetzkasten 54 ausgeführten ersten Gehäuseteils 7, in das Steckermodule 3 unterschiedlicher Varianten eingesetzt sind. Einige der Kontaktkammern 46 der Steckermodule 3 sind mit Kontaktierungselementen bzw. Pins 13 bestückt. Die Gehäuseteile 7, 8 können zu dem Gehäuse 1 zusammengesetzt werden, indem der das erste Gehäuseteil 7 bildende Steckermodulsetzkasten 54 und das zweite Gehäuseteil 8 beispielsweise entlang der Längsachse x aufeinander zu bewegt werden, wobei der Steckermodulsetzkasten 54 nach Art einer Schublade in das zweite Gehäuseteil 8 eingeschoben wird. Hierzu weist der Steckermodulsetzkasten 54 zum Beispiel außenseitige Linearführungsschienen 58 auf, die mit Linearführungsschienen (nicht dargestellt) des zweiten Gehäuseteil 8 korrespondieren. Die Linearführungsschienen 58 können analog zu den Linearführungselementen 33, 35, 36, 37 ausgebildet sein.
• 11 zeigt zur Verdeutlichung eines Zusammensetzvorgangs des modularen Steckverbindungselements 2 bzw. des Kabelbaums 4 eine schematische Ansicht davon in einer Explosionsdarstellung. Zum Herstellen bzw. Zusammensetzen oder Zusammenbauen des modularen Steckverbindungselements 2 werden vorliegend mehrere Steckermodule 3 in das Gehäuse 1 eingesetzt und darin fixiert. Hierzu werden das steckermodulseitige Linearführungselement 36, zum Beispiel der Balken 56, und das wenigstens eine gehäuseseitige erste Linearführungselement 33, zum Beispiel die Balkenaufnahme 55, formschlüssig und schubgelenkartig miteinander verbunden. Das Steckermodul 3 wird durch die Einschuböffnung 30 in den Steckermodulaufnahmeraum 29 des ersten Gehäuseteils 7 lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement 33 in den korrespondierenden Steckermodulplatz 31 geschoben. Aufgrund des schubgelenkartigen Formschlusses zwischen dem Steckermodul 3 und dem ersten Gehäuseteil 7 ist dabei ein Bewegen des Steckermoduls 3 quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement 33 gesperrt. Unter dem Einschieben des Steckermoduls 3 in Richtung hin zu dessen Steckermodulplatz 31 und in den Steckermodulplatz 31 hinein gleiten die Steckermodulgleitfläche 38 und die Einsetzgleitfläche 34 direkt aneinander ab. Vorliegend mittels des bewegten bzw. geschobenen Steckermoduls 3 wird das gehäuseseitige Arretierelement 39, zum Beispiel der Rastkeil 40, elastisch in die Freigabestellung gespannt. Das gehäuseseitige Arretierelement 39 bzw. der Rastkeil 40 wird wieder in die Arretierstellung entspannt, wenn das Steckermodul 3 seine Endposition in dem Steckermodulplatz 31 erreicht hat. Dann rückt das gehäuseseitige Arretierelement 39 in das korrespondierende steckermodulseitige Arretierelement 57 ein oder umgreift dieses zum Beispiel hinterschnittig. Danach, währenddessen oder davor wird in die jeweilige Kontaktkammer 46 der Kontaktkammeranordnung 43 ein Pin bzw. ein Kontaktierungselement 13 eingesetzt.
• Damit ein Aufnahme- und/oder Manipulatorglied einer bei der Herstellung des Steckverbindungselements eingesetzten Maschine (nicht dargestellt) das zweite Gehäuseteil 8 besonders zuverlässig und sicher aufnehmen und dann bewegen kann, weist das zweite Gehäuseteil 8 vorliegend ein Zentrierelement 63 auf, das mit einer Zentrierelementaufnahme des Aufnahme- und/oder Manipulatorglieds korrespondiert. Zudem weist das erste Gehäuseteil 7 (siehe zum Beispiel 1) oder das zweite Gehäuseteil 8 (siehe zum Beispiel 6) eine Kabeldurchgangsöffnung 64 auf, durch welche hindurch die Kabel 9 des Kabelbaums 4 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt werden.
• 12 zeigt eine schematische und entlang einer Schnittebene XII-XII (siehe 11) geschnittene Ansicht des Steckermoduls 3 mit einem Verriegelungselement 59, mittels dessen das Kontaktierungselement 13 gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen aus dem Steckermodul 3 gesichert wird. Vorliegend springt das Verriegelungselement 59 in dessen gespannter Einsetzstellung von der außenseitigen Steckermodulgleitfläche 38 hervor - siehe 12 a), wodurch das Schieben des Steckermoduls 3 zu und in den Steckermodulplatz 31 des ersten Gehäuseteils 7 blockiert ist. Solang das Kontaktierungselement 13 bzw. der Pin 13 nicht vollständig/korrekt in die entsprechende Kontaktkammer 46 eingesetzt ist, wird das Verriegelungselement 59 mittels des Pins 13 in der Einsetzstellung gehalten. In diesem Zustand stößt das Verriegelungselement 59 an einer Kante der Einsetzgleitfläche 34 an, wenn versucht wird, das Steckermodul 3 mit dem nicht korrekt eingesetzten Kontaktierungselement 13 in Richtung hin zu dem Steckermodulplatz 31 zu schieben. Bei korrekt eingesetztem Kontaktierungselement 13 schließen das Verriegelungselement 59 und die Steckermodulgleitfläche 38 bündig miteinander ab, siehe 12 b). Dann ist das Einschieben des Steckermoduls 3 zu und in den Steckermodulplatz 31 des ersten Gehäuseteils 7 freigegeben. Beispielsweise gleitet der Pin 13 an dem Verriegelungselement 59 ab und drückt es elastisch aus der Kontaktkammer 46 heraus, indem der Pin 13 mit einer ausreichend starken Pineinsetzkraft bewegt wird. Dadurch wird die Kontaktkammer 46 für das (weitere) Einführen des Kontaktierungselements 13 freigegeben. Sobald der Pin 13 vollständig in die Kontaktkammer, eingerückt ist, wird das Verriegelungselement 59 entlastet, wodurch es wieder in die Kontaktkammer 46 einrückt und den Pin 13 darin positionell sichert.
• Wie aus einer Zusammenschau der 2 mit 6 hervorgeht, weist das jeweilige Steckermodul 3 ein entlang der Längsrichtung x ausgebildetes Reihenkopplungselement 60 auf, mittels dessen zwei oder mehr Steckermodule 3 zu einer Steckermodulreihe (zeilenweise) koppelbar sind. Das jeweilige Reihenkopplungselement kann zum Beispiel als ein Zapfen 61 (siehe 6) bzw. als eine Zapfenaufnahme 62 (siehe 2) ausgeführt sein. Das jeweilige Steckermodul 3 weist hier im Beispiel entlang der Längsachse x an einer Seite zwei oder mehr Zapfen 61 und an einer gegenüberliegenden Seite zwei oder mehr Zapfenaufnahmen 62 auf. Dabei korrespondieren die Zapfen 61 und die Zapfenaufnahmen hinsichtlich Geometrie und Lage miteinander. Bei Betrachtung von zwei in Reihe bzw. zeilenweise direkt zueinander benachbarten Steckermodulen 3 jeweils eine Zapfenaufnahme 62 und ein damit korrespondierender Zapfen 61 einander zugewandt, sodass beim Zusammenbauen des Steckverbindungselements 2 der Zapfen 61 in die Zapfenaufnahme 62 einrückt, bis die Seiten der benachbarten Steckermodule 3 plan aneinanderliegen.
• Der Baukasten zum Herstellen des Steckverbindungselements 2 umfasst unterschiedliche Steckermodulvarianten, wobei die Steckermodule 3 jeweils eine variantenspezifisch ausgeführte Kontaktkammeranordnung 43 (siehe 10) und jeweils eine variantenübergreifend gleich ausgebildete Außengestalt aufweisen. Insbesondere weisen die Steckermodule 3 jeweils ein variantenübergreifend gleich ausgebildetes steckermodulseitiges Linearführungselement 36, 37 auf. Vorliegend weisen die Steckermodule 3 jeweils ein variantenspezifisch ausgeführtes steckermodulseitiges Linearführungselement 36, 37, ein variantenspezifisch ausgeführtes steckermodulseitiges Arretierelement 57, ein variantenspezifisch ausgeführtes steckermodulseitiges Codierelement 53 (siehe 10: Abstand zwischen den Balken 56) und/oder ein variantenspezifisch ausgeführtes Reihenkopplungselement 60 auf. Der Baukasten umfasst ferner unterschiedliche Varianten von Steckermodulersatzstücken 32, die - abgesehen von der Kontaktkammeranordnung 43 - analog zu den Steckermodulvarianten ausgebildet sein können.
• Des Weiteren weist der Baukasten im vorliegenden Beispiel unterschiedliche Varianten von ersten Gehäuseteilen 7, insbesondere mit einem variantenspezifisch ausgeführten ersten gehäuseseitigen Linearführungselement 33, einem variantenspezifisch ausgeführten zweiten gehäuseseitigen Linearführungselement 35, einem variantenspezifisch ausgeführten Steckermodulaufnahmeraum 29 (zum Beispiel mit variantenspezifischen Steckermodulplätzen 31), einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Arretierelement 39, einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Codierelement 52, einem variantenspezifisch ausgeführten Kragenelement 20 (oder Kragenanteil 22), einer variantenspezifisch ausgeführten Spanneinheit 15 und/oder einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Steckcodierungselement 24. Zudem umfasst der Baukasten vorliegend unterschiedliche Varianten von zweiten Gehäuseteilen 8, insbesondere mit einem variantenspezifisch ausgeführten zweiten gehäuseseitigen Linearführungselement 35, einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Codierelement 52, einem variantenspezifisch ausgeführten Kragenelement (oder Kragenanteil 23), einer variantenspezifisch ausgeführten Spanneinheit 15 und/oder einem variantenspezifisch ausgeführten gehäuseseitigen Steckcodierungselement 24.
• Insgesamt ist durch das Gehäuse 1, durch das Steckermodul 3, durch das modulare Steckverbindungselement 2, durch den Kabelbaum 4, durch das Baukastensystem sowie durch das Verfahren zum Herstellen des modularen Steckverbindungselements 2 eine jeweilige Möglichkeit aufgezeigt, um eine Herstellung eines Kabelbaums 4 - insbesondere im Serienfahrzeugbau - weiter zu vereinfachen. Durch eine Aufteilung der Kabel 9 des Kabelbaums 4 auf kleine eigenständige Module, nämlich die Steckermodule 3 ergibt sich unter anderem der Vorteil, dass die Steckermodule 3 mittels einer Maschine, etwa einem Industrieroboter oder einer Pick-and-Place-Maschine, einfach und aufwandsarm mit den Kontaktierungselementen 13 bzw. Pins 13 bestückt werden. Die Module werden bestückt, also vorgefertigt, in das Gehäuse 1, insbesondere in den ersten Gehäuseteil 7, geschoben und bilden damit einen für eine Endmontage notwendigen Leitungssatzstecker mit allen erforderlichen Funktionen wie Verschlusshebel (Spanneinheit 15), CPA (Connector Position Assurance: Steckerpositionssicherung), Codierung für die Steckverbindung 5 zwischen dem Steckverbindungselement 2 und dem zugehörigen Gegensteckverbindungselement 6 etc. Damit das Steckverbindungselement 2 automatisiert zusammengebaut werden kann, ist eine Positionssicherung und Codierung für die Steckermodule 3 erforderlich. Zusätzlich wird eine geschlossene Sekundärverriegelung zwischen den Pins 13 und den Steckermodulen 3 abgeprüft.
• Eine besonders sichere Montage der Steckermodule 3 in dem Gehäuse 1 ist ebenso ermöglicht, wie ein automatisiertes Stecken der Kontaktierungselemente 13, indem die Steckermodule 3 einen besonders einfachen Aufbau haben. Eine für die automatisierte Herstellung problematische Materialvielfalt wird eingeschränkt aufgrund des Baukastens. Herkömmliche Steckverbindungselemente werden auf einzelne Anwendungen zugeschnitten und passen oft nur auf ein spezielles Gegensteckverbindungselement, etwa auf genau einen Steckplatz eines Steuergeräts etc. Der Baukasten kann einfach für unterschiedlichen Anwendungen angepasst werden, wodurch ein Entwicklungsaufwand maßgeblich reduziert ist. Zudem können einzelne Steckermodule 3 eines fertig hergestellten Steckverbindungselements 2 einfach getauscht werden, ohne dass das Gehäuse 1 angepasst werden muss. Hieraus ergibt sich eine vorteilhaft besonders hohe Flexibilität, falls eine elektrische Belegung eines Steckplatzes geändert werden muss, etwa im Rahmen einer Modellpflege etc. Zusätzlich kann auf nicht notwendige Module verzichtet werden, was einen ökologischen und ökonomischen Vorteil mit sich bringt.
• BEZUGSZEICHENLISTE

a

Steckrichtung

b

Einschubrichtung

x

Längsachse

y

Querachse

z

Hochachse

1

Gehäuse

2

Steckverbindungselement

3

Steckermodul

4

Kabelbaum

5

Steckverbindung

6

Gegensteckverbindungselement

7

erstes Gehäuseteil

7a

Gehäusehalbschale

8

zweites Gehäuseteil

9

Kabel

10

Steckkontaktanordnung

11

Steckkontakt

12

Steckraum

13

Kontaktierungselement

14

Spannhebel

15

Spanneinheit

16

Gegenspannelement

17

Rahmen

18

Eingriffsbereich

19

Spannkulisse

20

Kragenelement

21

Außenseite

22

Kragenanteil

23

Kragenanteil

24

gehäuseseitiges Steckcodierungselement

25

gegensteckverbindungselementseitiges Steckcodierungselement

26

Rastelement

27

Rastelement

28

Rastverbindung

29

Steckermodulaufnahmeraum

30

Einschuböffnung

31

Steckermodulplatz

32

Steckermodulersatzstück

33

erstes gehäuseseitiges Linearführungselement

34

Einsetzgleitfläche

35

zweites gehäuseseitiges Linearführungselement

36

erstes steckermodulseitiges Linearführungselement

37

zweites steckermodulseitiges Linearführungselement

38

Steckermodulgleitfläche

39

gehäuseseitiges Arretierelement

40

Rastkeil

41

Steckverbindungsseite

42

materialfreier Bereich

43

Kontaktkammeranordnung

44

Steckseite

45

Kontaktkammerkontur

46

Kontaktkammer

47

Pinaufnahmeseite

48

Schwalbenschwanzschiene

49

Schwalbenschwanzfeder

50

Schwalbenschwanznut

51

Doppelschwalbenschwanzschiene

52

gehäuseseitiges Codierelement

53

steckermodulseitiges Codierelement

54

Steckermodulsetzkasten

55

Balkenaufnahme

56

Balken

57

steckermodulseitiges Arretierelement

58

Linearführungsschiene

59

Verriegelungselement

60

Reihenkopplungselement

61

Zapfen

62

Zapfenaufnahme

63

Zentrierelement

64

Kabeldurchgangsöffnung

Claims (17)

1. Gehäuse (1) für ein modulares Steckverbindungselement (2) mit einem ersten Gehäuseteil (7) und einem separat davon hergestellten, zweiten Gehäuseteil (8), wobei das erste Gehäuseteil (7) aufweist: - einen Steckermodulaufnahmeraum (29), welcher über eine Einschuböffnung (30) des ersten Gehäuseteils (7) und über eine Steckverbindungsseite (41) des ersten Gehäuseteils (7) offen ist, wobei der Steckermodulaufnahmeraum (29) einen mit einem Steckermodul (3) korrespondierende Steckermodulplatz (31) aufweist; - ein gehäuseseitiges Linearführungselement (33), - das an einer den Steckermodulaufnahmeraum (29) innenseitig begrenzenden Einsetzgleitfläche (34) angeordnet ist, - das mit einem steckermodulseitigen Linearführungselement (36) formschlüssig derart verbindbar ist, dass ein Bewegen des Steckermoduls (3) quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement (33) gesperrt ist, und das Steckermodul (3) durch die Einschuböffnung (30) in den Steckermodulaufnahmeraum (29) lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement (33) zum und in den Steckermodulplatz (31) schiebbar ist, wobei eine Steckermodulgleitfläche (38) und die Einsetzgleitfläche (34) aneinander abgleiten; - eine Arretiereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, wenn ein Steckermodul (3) im Gehäuse (1) sitzt, jenes Steckermodul (3) gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse (1) zu arretieren.
2. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung je Steckermodulplatz (31) ein gehäuseseitiges Arretierelement (39) aufweist, das dazu ausgebildet ist, in dessen entspannter Arretierstellung und wenn ein Steckermodul (3) im Steckermodulplatz (31) sitzt, es individuell gegen ein Bewegen entlang des gehäuseseitigen Linearführungselements (33) zu arretieren, wobei das gehäuseseitige Arretierelement (39) aus der Arretierstellung elastisch in eine Freigabestellung spannbar ist, in der das Arretierelement (39) das Linearführungselement (33) für ein lineargeführtes Bewegen eines Steckermoduls (3) freigibt.
3. Gehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinrichtung das zweite Gehäuseteil (8) aufweist, das dazu eingerichtet ist, die Einschuböffnung (30) des ersten Gehäuseteils (7) zu blockieren, sodass bei zusammengesetztem Gehäuse (1) und wenn ein Steckermodul (3) im Steckermodulplatz (31) sitzt, es mittels des zweiten Gehäuseteils (8) gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse arretiert ist.
4. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres gehäuseseitiges Linearführungselement (35) an dem ersten Gehäuseteil (7) oder an dem zweiten Gehäuseteil (8) ausgebildet ist.
5. Gehäuse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere gehäuseseitige Linearführungselement (35) sich mittig durch den Steckermodulaufnahmeraum (29) hindurcherstreckt, wodurch in dem Steckermodulaufnahmeraum (29) entlang einer Querachse (y) des Gehäuses (1) zwei Steckermodule (3) nebeneinander anordenbar sind, die jeweils einerseits mittels des gehäuseseitigen Linearführungselements (33) mit dem ersten Gehäuseteil (7) verbindbar sind, wobei die Steckermodule (3) andererseits mittels des weiteren gehäuseseitigen Linearführungselements (35) mit dem Gehäuse (1) verbindbar sind.
6. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Linearführungselement (33, 35, 36, 37) eine Schwalbenschwanzschiene (48) aufweist.
7. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäuseseite mit der Einschuböffnung (30) rechtwinklig zu einer die Steckverbindungsseite (41) bildenden Gehäuseseite angeordnet ist.
8. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (7) als ein Steckermodulsetzkasten (54) ausgebildet ist, wobei die Gehäuseseite mit der Einschuböffnung (30) und die Steckverbindungsseite (41) parallel zueinander und entlang einer Hochachse (z) des Gehäuses (1) voneinander beabstandet sind, wodurch das erste Gehäuseteil (7) dazu eingerichtet ist, dass das Steckermodul (3) entlang der Hochachse (z) in den Steckermodulsetzkasten (54) eingesetzt wird.
9. Gehäuse (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der das erste Gehäuseteil (7) bildende Steckermodulsetzkasten (54) und das zweite Gehäuseteil (8) dazu eingerichtet sind, miteinander verbunden werden, indem der Steckermodulsetzkasten (54) und das zweite Gehäuseteil (8) entlang der Hochachse (z) oder entlang einer Längsrichtung (x) aufeinander zu bewegt werden.
10. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein gehäuseseitiges Codierelement (52), das dazu eingerichtet ist, mit einem steckermodulseitigen Codierelement (53) des Steckermoduls (3) zusammenzuwirken, derart, dass ein Einsetzen eines Steckermoduls (3) nur dann bestimmungsgemäß zerstörungsfrei möglich ist, wenn das steckermodulseitige Codierelement (53) mit dem gehäuseseitigen Codierelement (52) korrespondiert.
11. Gehäuse (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäuseseitige Codierelement (52) als Teil des gehäuseseitigen Linearführungselements (33, 35) gebildet ist.
12. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an einem der Gehäuseteile (7) angebrachte Spanneinheit (15), die zwischen einer Montagestellung, in welcher ein Eingriffsbereich (18) der Spanneinheit (15) zum Einführen eines Gegenspannelements (16) entlang der Hochachse (z) freigegeben ist, und einer Spannstellung, in welcher der Eingriffsbereich (18) gegen ein Einführen des Gegenspannelements (16) entlang der Hochachse (z) gesperrt ist, verstellbar ist.
13. Gehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (7) an dessen Steckverbindungsseite (41) einen materialfreien Bereich (42) aufweist, der mit einer eine Kontaktkammeranordnung (43) umgreifenden und an einer Steckseite (44) des Steckermoduls (3) angeordneten Kontaktkammerkontur (45) des Steckermoduls (3) korrespondiert.
14. Steckermodul (3) für ein modulares Steckverbindungselement (2), wobei das Steckermodul (3) dazu eingerichtet ist, in ein nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildetes Gehäuse (1) eingesetzt und darin fixiert zu werden, wobei das Steckermodul (3) aufweist: - ein steckermodulseitiges Linearführungselement (36), - das an einer das Steckermodul (3) außenseitig begrenzenden Steckermodulgleitfläche (38) angeordnet ist, - das mit dem gehäuseseitigen Linearführungselement (33) formschlüssig derart verbindbar ist, dass ein Bewegen des Steckermoduls (3) quer zum gehäuseseitigen Linearführungselement (33) gesperrt ist, und das Steckermodul (3) durch die Einschuböffnung (30) in den Steckermodulaufnahmeraum (29) des Gehäuses (1) lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement (33) in den korrespondierenden Steckermodulplatz (31) schiebbar ist, wobei die Steckermodulgleitfläche (38) und die Einsetzgleitfläche (34) des Steckermodulaufnahmeraums (29) aneinander abgleiten; - eine Kontaktkammeranordnung (43), die eine das Steckermodul (3) entlang der Hochachse (z) durchdringende Kontaktkammer (46) aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein elektrisches Kontaktierungselement (13) aufzunehmen; - ein Verriegelungselement (59), das in dessen entspannter Verriegelungsstellung in die Kontaktkammer (46) hineinragt und aus der Verriegelungsstellung in eine Einsetzstellung elastisch spannbar ist, in der das Verriegelungselement (59) die Kontaktkammer (46) für ein Einführen des Kontaktierungselements (13) freigibt.
15. Steckermodul (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (59) in dessen gespannter Einsetzstellung von der außenseitigen Steckermodulgleitfläche (38) hervorspringt, wodurch das Schieben des Steckermoduls (3) zu und in einen Steckermodulplatz (31) des Gehäuses (1) lineargeführt am gehäuseseitigen Linearführungselement (33) blockiert ist.
16. Modulares Steckverbindungselement (2) mit einem nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildeten Gehäuse (1), in das ein nach einem der Ansprüche 14 oder 15 ausgebildetes Steckermodul (36) eingesetzt ist.
17. Kabelbaum (4) für ein Kraftfahrzeug, der an einem seiner Enden ein nach Anspruch 16 ausgebildetes Steckverbindungselement (2) aufweist.

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