DE102022118880A1

DE102022118880A1 - Steckeranordnung

Info

Publication number: DE102022118880A1
Application number: DE102022118880.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kosmalski; Maximilian Veihl; Florin Spataru; Markus Eckel
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2024-02-01
Also published as: US20240039212A1; KR20240015602A; CN117477282A; EP4312323A1; JP2024019056A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckeranordnung (1) aus einem elektrischen Steckverbinder (100) und einem Gegensteckverbinder (200), wobei der elektrische Steckverbinder (100) ein Steckergehäuse (101) und ein Gehäuseverriegelungselement (109) zur Sicherung der Anordnungsverbindung des Steckergehäuses (101) am Gegensteckverbinder (200) aufweist, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) in Bezug auf das Steckergehäuse (101) zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung beweglich ist, wobei der Gegensteckverbinder (200) ein Aufnahmeelement (211) für das Gehäuseverriegelungselement (209) aufweist. Das Gehäuseverriegelungselement (109) weist ein Schaltelement (131) auf, welches so ausgebildet und angeordnet ist, dass die Kontaktierung der zwei elektrischen Kontakte (219a, 219b) lediglich dann stattfindet, wenn sich das Gehäuseverriegelungselement (109) in der Endraststellung befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckeranordnung aus einem elektrischen Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder.
Es sind Steckeranordnungen aus einem elektrischen Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder zur elektrischen Stromübertragung bekannt, in denen ein Gehäuseverriegelungselement, auch genannt Connector Position Assurance (CPA), die Verbindung zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder sichert. Dadurch wird ein ungewolltes Lösen der Verbindung verhindert. In Fahrzeuganwendungen beispielsweise können Steckeranordnungen einer hohen Vibrationsbelastung unterworfen sein, sodass Gehäuseverriegelungselemente dazu beitragen, die erforderliche Verbindungsverlässlichkeit zu erreichen.
Insbesondere ist es bekannt, Gehäuseverriegelungselemente an einem elektrischen Steckverbinder beweglich zwischen einer Vorraststellung, in der die Anordnungsverbindung ungesichert ist, und einer Endraststellung, in der die Anordnungsverbindung gesichert ist, anzuordnen. In der Vorraststellung, in der bevorzugterweise der elektrische Steckverbinder geliefert wird, blockiert typischerweise das Gehäuseverriegelungselement durch zusätzlichen Formschluss eine falsche Anordnungsverbindung. In der Endraststellung verhindert typischerweise das Gehäuseverriegelungselement eine unbeabsichtigte Entkopplung der Steckeranordnung.
Ferner ist es insbesondere bei Hochspannungsanwendungen, in Automobilanwendungen beispielsweise bei einer Gleichspannung von über 60 V, bekannt, die Stromübertragung anhand eines Verriegelungsschaltkreises, auch genannt Interlock-Loop oder High-Voltage-Interlock-System (HVIL), abzusichern. Der Verriegelungsschaltkreis erlaubt es, anhand eines voreilenden Signalkontakts die elektrische Kopplung des elektrischen Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder zu signalisieren, so dass ein Relay eines zugeordneten Schaltsystems auf Gegensteckverbinderseite die elektrische Stromübertragung aktiviert.
Zum Beispiel wird zu diesem Zweck zusätzlich zu den Stromübertragungskontakten ein vergleichsweise kürzerer Signalkontakt in einem Steckverbinder angeordnet. Der kürzere Signalkontakt schließt den Verriegelungsschaltkreis erst, wenn die Steckeranordnung bis zum Anschlag zusammengefügt ist.
Allerdings ist in bekannten Lösungen der Verriegelungsschaltkreis auch dann schon geschlossen und die Stromübertragung freigegeben, wenn die Steckeranordnung noch nicht vollständig verriegelt und abgesichert ist. Dabei kann die Gefahr entstehen, dass ein Lichtbogen voreilig oder in einer schlecht verbundenen Steckeranordnung fälschlicherweise dem Schaltsystem das Einschalten des Verriegelungsschaltkreises signalisiert. Dies kann zu Unfällen oder einer verringerten Vorrichtungsverfügbarkeit führen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbessert gesicherte Steckeranordnung bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Steckeranordnung aus einem elektrischen Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei weist der elektrische Steckverbinder ein Steckergehäuse und ein Gehäuseverriegelungselement zur Sicherung der Anordnungsverbindung des Steckergehäuses am Gegensteckverbinder auf, wobei das Gehäuseverriegelungselement in Bezug auf das Steckergehäuse zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung beweglich ist, wobei der Gegensteckverbinder ein Aufnahmeelement für das Gehäuseverriegelungselement aufweist. Die Steckeranordnung ist gekennzeichnet dadurch, dass das Aufnahmeelement zwei elektrische Kontakte für einen elektrischen Verriegelungsschaltkreis aufweist, und das Gehäuseverriegelungselement ein Schaltelement aufweist, welches so ausgebildet und angeordnet ist, dass die Kontaktierung der zwei elektrischen Kontakte lediglich dann stattfindet, wenn das Gehäuseverriegelungselement sich in der Endraststellung befindet.
Gemäß der Erfindung ist das Schaltelement so im Gehäuseverriegelungselement integriert, dass die elektrische Verriegelungsschaltkreis-Funktion mit der mechanischen Gehäuseverriegelungsfunktion verbunden ist. Somit kann die elektrische Stromübertragung erst dann aktiviert werden, wenn die Steckeranordnung anhand des Gehäuseverriegelungselements abgeriegelt abgesichert ist. Außerdem wird ermöglicht, dass der Verriegelungsschaltkreis sich öffnet und die elektrische Stromübertragung abgebrochen wird, wenn das Gehäuseverriegelungselement aus einer Endraststellung wegbewegt wird und die Steckeranordnung sich in einem ungesicherten Zustand befindet.
Dabei kann der Zustand der Gehäuseverriegelung auch über den Zustand des Verriegelungsschaltkreises - offen oder geschlossen - erkannt werden. Folglich kann bei der Montage der Steckeranordnung auf einen Schritt zur Überprüfung des Zustands der mechanischen Gehäuseverriegelung verzichtet werden. Somit kann die Montage der Steckeranordnung schneller und einfacher erfolgen. Weiter kann man auf die Anbringung und die Bestätigung einer nur in der Endraststellung des Gehäuseverriegelungselements sichtbaren Beschriftung, üblicherweise in Form eines DataMatrix-Codes, verzichten. Dies vereinfacht das Design der Bauteile und somit die Herstellung der Steckeranordnung.
In einer Ausführungsform kann das Aufnahmeelement einen Schalter umfassen und das Schaltelement so ausgebildet sein, dass bei der Bewegung in die Endraststellung der Schalter geschlossen wird, welcher die zwei elektrischen Kontakte kurzschließt. Somit benötigt das Schaltelement keine elektrisch leitenden Elemente für den Kurzschluss der elektrischen Kontakte und das Gehäuseverriegelungselement ist besonders einfach ausgebildet. In einer Ausführungsform kann das Schaltelement ein elektrisch leitendes Element umfassen, welches die Kontaktierung der zwei elektrischen Kontakte in der Endraststellung bereitstellt. In dieser Ausführungsform kann der Verriegelungsschaltkreis über das elektrisch leitende Element des Gehäuseverriegelungselements geschlossen werden. Somit kann eine weiter erhöhte Sicherheit der Verriegelungsschaltkreisabfrage erreicht werden.
In einer Ausführungsform kann das Gehäuseverriegelungselement in der Endraststellung formschlüssig so im Aufnahmeelement aufgenommen sein, dass eine Relativbewegung des Steckverbinders bezogen auf den Gegensteckverbinder blockiert ist, und in der Vorraststellung des Gehäuseverriegelungselements die Blockierung aufgehoben sein. In dieser Ausführungsform können in der Endraststellung des Gehäuseverriegelungselements Relativbewegungen zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder blockiert und somit die Verriegelung der Steckeranordnung verbessert sein.
In einer Ausführungsform kann das Gehäuseverriegelungselement einen stiftförmigen Körper aufweisen, welcher entlang einer Steckrichtung, entlang derer der Steckverbinder auf den Gegensteckverbinder aufsteckbar ist, ausgebildet ist, wobei das Gehäuseverriegelungselement an einem ersten, in Steckrichtung weisenden Ende des stiftförmigen Körpers mindestens einen quer zur Steckrichtung vorstehenden Vorsprung aufweist, insbesondere wobei das elektrisch leitende Element den Vorsprung ausbildet, wobei der Vorsprung in der Endraststellung in eine quer zur Steckrichtung angeordnete Aushöhlung im Aufnahmeelement aufnehmbar ist, um die formschlüssige Blockierung entgegen der Steckrichtung zu bewirken. Durch die formschlüssige Blockierung des Steckverbinders kann die Steckeranordnungsverbindung zusätzliche mechanische Kräfte aufnehmen. Dadurch kann die Steckeranordnung für größere Vibrationsbelastungen ertüchtigt werden.
In einer Ausführungsform kann das Aufnahmeelement und/oder das Gehäuseverriegelungselement so ausgestaltet sein, dass ein Zusammenführen des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders nur ermöglicht ist, wenn sich das Gehäuseverriegelungselement in der Vorraststellung befindet. Somit wird verhindert, dass die Kupplung der Steckeranordnung nur dann stattfindet, wenn das Gehäuseverriegelungselement in einem Zustand ist, in dem es den Verriegelungsschaltkreis versehentlich oder ungewollt schließt.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen elektrischen Steckverbinder für eine Steckeranordnung nach einer der obig beschriebenen Ausführungsformen gelöst. Der Steckverbinder weist ein Steckergehäuse und ein Gehäuseverriegelungselement zur Sicherung der Anordnungsverbindung des Steckergehäuses an einem Gegensteckverbinder auf, wobei das Gehäuseverriegelungselement in Bezug auf das Steckergehäuse zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung beweglich ist und das Gehäuseverriegelungselement ein elektrisch leitendes Element aufweist. Mit einem derart ausgebildeten Steckverbinder können die Vorteile der oben beschriebenen Steckeranordnung realisiert werden.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann mit den folgenden, jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kombinierbaren Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen weiter verbessert werden.
In einer Ausgestaltung kann das Gehäuseverriegelungselement ferner einen stiftförmigen Körper aufweisen, welcher entlang einer Steckrichtung im Steckergehäuse ausgestaltet ist, wobei die Steckrichtung eine Richtung ist, in der der Steckverbinder auf den Gegensteckverbinder aufsteckbar ist. Der stiftförmige Körper des Verriegelungselements kann somit, von ungewollter äußerer Einwirkung geschützt, in einer Aufsteckbewegung gemeinsam und parallel zu den Stromübertragungskontakten des Steckverbinders in den Gegensteckverbinder eingeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Gehäuseverriegelungselement im Steckergehäuse um eine parallel zur Steckrichtung und durch den stiftförmigen Körper verlaufenden Drehachse von einer ersten Drehstellung zu einer zweiten Drehstellung drehbar sein, wobei die erste Drehstellung der Vorraststellung und die zweite Drehstellung der Endraststellung entspricht. Auf diese Weise kann die Bewegung von Vorraststellung zu Endraststellung durch eine raumsparende Rotationsbewegung bewerkstelligt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das elektrisch leitende Element einen quer zur Steckrichtung durch das Gehäuseverriegelungselement verlaufenden metallischen Stift aufweisen.
Ein solch ausgeartetes elektrisch leitendes Element kann sich als Kontaktbrücke für das Schlie-ßen des Verriegelungsschaltkreises eignen, welches anhand der Rotation des stiftförmigen Körpers in die gewollte Position gebracht wird. Insbesondere kann es durch zusätzliche Form- und Reibschlüsse die Kraftaufnahme bei der Verbindung erhöhen und die Steckeranordnung zusätzlich stabilisieren. Somit ist die Steckeranordnung resistenter gegen Vibrationsbelastung und das Risiko von Erscheinen von Passungsrost bei Hochspannungs-Stromübertragung ist reduziert.
In einer weiteren Ausgestaltung kann mindestens ein Ende des elektrisch leitenden Elements einen in Bezug auf den stiftförmigen Körper quer zur Steckrichtung vorstehenden Vorsprung ausbilden.
Mit einem derart hervorstehenden elektrisch leitenden Element können eine formschlüssige Blockierung des Steckverbinders ermöglicht und zusätzliche mechanische Kräfte aufgenommen werden. Zusätzlich können die elektrischen Kontakte des Verriegelungsschaltkreises tiefer im Gegensteckverbinder, insbesondere von den Stromübertragungskontakten entfernt, angeordnet werden. Somit ist die elektromagnetische Isolierung zwischen Verriegelungsschaltkreis und Stromkreisen erhöht.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Gehäuseverriegelungselement ferner ein Betätigungselement zur manuellen Bewegung des Gehäuseverriegelungselements zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung aufweisen, insbesondere wobei das Betätigungselement an einem zweiten, dem Ersten entgegengesetzten Ende mit dem stiftförmigen Körper verbunden ist und an einer äußeren, entgegen der Steckrichtung weisenden Fläche des Steckergehäuses angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung kann die manuelle Betätigung des Gehäuseverriegelungselements durch das Montagepersonal erleichtert werden, da die entgegen der Steckrichtung weisende Fläche leichter zugänglich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Steckergehäuse ferner einen Hebel aufweisen, welcher so ausgebildet ist, dass sein Verschwenken ausgehend von einer ersten Hebelstellung in eine zweite Hebelstellung die Anordnungsverbindung zusammenfügt. Anhand des Hebels dann das Zusammenfügen des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder unterstützt und erleichtert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Hebel so in den Gegenstecker greifen, dass eine Bewegung, insbesondere eine Rotation, des Hebels aus der ersten Hebelstellung in die zweite Hebelstellung eine Schubkraft in die Steckrichtung erzeugt. Der Hebel kann auf diese Weise die mechanische Kopplung des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder unterstützen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Betätigungselement so angeordnet sein, dass das Verschwenken des Hebels aus der ersten Hebelstellung in die zweite Hebelstellung lediglich ermöglicht ist, wenn das Betätigungselement in der ersten Drehstellung angeordnet ist. Damit wird gewährleistet, dass eine vollendete mechanische Kopplung der Steckeranordnung nur ermöglicht wird, wenn sichergestellt ist, das beim vollständigen Aufschieben der elektrische Schaltkreis nicht ungewollt geschlossen wird. Ferner kann das Montagepersonal eine Fehlmontierung vereinfacht visuell an der Hebelstellung erkennen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das Betätigungselement in der zweiten Drehstellung das Verschwenken des Hebels aus der zweiten Hebelstellung in die erste Hebelstellung, insbesondere durch eine formschlüssige Verbindung, blockieren. Somit kann die Steckeranordnung nicht getrennt werden, ohne dass das Gehäuseverriegelungselement aus der Endraststellung zurück in die Vorraststellung gebracht wird, wobei gleichzeitig der Verriegelungsstromkreis geöffnet wird.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Hebel ein elastisches Sicherungselement aufweisen, welches, in der zweiten Hebelstellung, das Betätigungselement des Gehäuseverriegelungselements durch eine formschlüssige Verbindung in der zweiten Drehstellung lösbar blockiert. Eine ungewollte oder fehlerhafte Rückführung eines Gehäuseverriegelungselements aus der Endraststellung zurück in die Vorraststellung ist somit blockiert und die Steckeranordnung ist vollständig abgesichert. Gleichzeitig kann das Montagepersonal durch manuelles Bewegen des Sicherungselements entgegen der elastischen Rückstellkraft die Verbindung werkzeuglos wieder trennen.
Die Erfindung umfasst ferner einen Gegensteckverbinder für eine Steckeranordnung nach einer der obig beschriebenen Ausführungsformen, wobei der Gegensteckverbinder ein Aufnahmeelement für ein Gehäuseverriegelungselement aufweist, wobei das Aufnahmeelement zwei elektrische Kontakte für einen elektrischen Verriegelungsschaltkreis aufweist. Ein derart ausgebildeter Gegensteckverbinder ist geeignet, die Vorteile der oben beschriebenen Steckeranordnung zu bewerkstelligen.
In einer Ausgestaltung des Gegensteckverbinders ist das Aufnahmeelement zu einer formschlüssigen Aufnahme entlang einer Steckrichtung eines stiftförmigen Körpers ausgestaltet, wobei die Steckrichtung eine Richtung ist, in der der Steckverbinder auf den Gegensteckverbinder aufsteckbar ist. Durch die formschlüssige Aufnahme eines entsprechenden stiftförmigen Körpers des Gehäuseverriegelungselementes können zusätzliche mechanische Kräfte des Steckverbinders aufgenommen und Vibrationsbelastungen besser entgegengewirkt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand vorteilhafter Ausgestaltungen mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Dabei dargestellte vorteilhafte Weiterentwicklungen oder Ausgestaltungen sind jeweils voneinander unabhängig und können beliebig miteinander kombiniert werden, je nachdem, wie dies im Anwendungsfall notwendig ist.

1A stellt eine Steckeranordnung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dar, in der ein Steckverbinder und ein Gegensteckverbinder sich in einem noch nicht aufgesteckten Zustand befinden.
1B stellt die Steckeranordnung aus 1A in einem gekoppelten und gesicherten Endzustand dar.
1C stellt den Gegensteckverbinder der Steckeranordnung alleine dar, mit einer Detailansicht eines Aufnahmeelements für das Gehäuseverriegelungselement.
2A zeigt einen ersten Querschnitt der Steckeranordnung in dem Endzustand entlang der Schnittachse A der 1 B.
2B zeigt einen zweiten Querschnitt der Steckeranordnung in dem Endzustand entlang der Schnittachse B der 1B
3A zeigt die Steckeranordnung in einem aufgesteckten, ungekoppelten Zustand.
3B zeigt eine Detailansicht des Aufnahmeelements 211 im Zustand der 3A.
4A zeigt die Steckeranordnung in einem aufgesteckten, gekoppelten Zustand.
4B zeigt eine Detailansicht des Aufnahmeelements 211 im Zustand der 4A.
5A zeigt die Steckeranordnung in einem aufgesteckten, gekoppelten und gesicherten Zustand.
5B zeigt eine Detailansicht des Aufnahmeelements 211 im Zustand der 5A.

Identische Referenznummer auf den Figuren beziehen sich auf identische Elemente der Erfindung. Die abgebildeten Figuren dienen lediglich der Illustration der Erfindung und sind weder in Bezug auf die Dimensionen noch auf die Proportionen limitierend zu interpretieren.
Detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform
1A und 1B zeigen eine Steckeranordnung 1 aus einem elektrischen Steckverbinder 100 und einem Gegensteckverbinder 200 nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung. Die Steckeranordnung 1 ist ein Automobil-Stromübertragungsstecker für elektrische Spannungen von über 60V.
Der Steckverbinder 100 umfasst ein Steckergehäuse 101, eine hintere Gehäuseabdeckung 103, einen Hebel 105 und ein Gehäuseverriegelungselement 109 bzw. im Englischen genannt Connector Position Assurance (CPA). Ein im Wesentlichen flächig ausgebildetes Betätigungselement 111 des Gehäuseverriegelungselements 109 ist auf einer äußeren, entgegen der Steckrichtung x gewendeten Oberfläche 113 des Steckverbinders 100 um eine erste, parallel zur Steckrichtung x verlaufende Drehachse D1 drehbar angeordnet. Dieses Betätigungselement 111 dient zur manuellen Betätigung des Gehäuseverriegelungselements 109.
Die Gehäuseabdeckung 103 deckt eine Öffnung 115 in einem ersten, vom einem Steckbereich abgewandten Bereich 117 des Steckergehäuses 101 des Steckverbinders 100 ab. Der erste Bereich 117 des Steckergehäuses 101 ist entlang einer orthogonal zur Steckrichtung x verlaufenden Körperrichtung y ausgebildet. Die Öffnung 115 dient der Aufnahme von mindestens zwei Kabeln für isolierte Stromleiter 119a, 119b. Die Gehäuseabdeckung 103 umschließt die aufgenommenen Kabel 119a, 119b und deckt die Öffnung 115 bevorzugt wasserdicht ab. Innerhalb des Steckergehäuses 101 und auf 1A, 1B nicht sichtbar sind Stromübertragungskontakte angeordnet, an denen die durch die Öffnung 115 aufgenommenen Enden der Stromleiter in den Kabeln 119a, 119b leitend befestigt, beispielsweise gecrimpt, sind.
Der erste Bereich 117 ist mit einem zweiten Bereich 121 des Gehäuses 101 im Wesentlichen rechtwinklig angeordnet. In dieser Ausführungsform ist der Steckverbinder 100 ein rechtwinkliger, sogenannter 90°-Exit-Stecker. Sowohl der erste Bereich 117 wie auch der zweite Bereich 121 haben in dieser Ausführungsform einen rechteckigen Querschnitt. Der zweite Bereich 121 hält die Kontaktterminale der Stromübertragungskontakte und ist geeignet, auf den Gegensteckverbinder 200 zur Kopplung der Steckeranordnung 1 aufgesteckt zu werden. Andere Ausgestaltungen der Steckergeometrie sind jedoch ebenfalls möglich.
Der Hebel 105 setzt sich zusammen aus zwei Hebelarmen 123a, 123b und einem zur Bedienung geeigneten, insbesondere flächig ausgestalteten, Querbalken 125. Der Querbalken 125 weist eine Ausnehmung 137 auf. Die Hebelarme 123a, 123b sind jeweilig an ihrem ersten, zumindest teilweise in Körperrichtung y weisenden Ende mit dem Querbalken 125 verbunden. Am ihrem zweiten, zumindest teilweise entgegen der Körperrichtung y weisenden Ende sind die Hebelarme 123a, 123b um jeweilige Gelenkstifte 127 drehbar angeordnet. Die Gelenkstifte 127 sind entlang einer zweiten, quer zur Steckrichtung x durch das Steckergehäuse 101 verlaufenden Drehachse D2 angeordnet.
An dem zweiten, um Gelenkstifte 127 angeordneten Ende der Hebelarme 123a, 123b sind auch Einrastnasen 129 auswärtig weisend ausgebildet. Die Einrastnasen 129, auf 1B nicht sichtbar, sind geeignet zum Eingreifen in entsprechende Hebelgriffeinkerbungen 225 im Gegensteckerbinder 200 angeordnet. Bei Rotation des Hebels 105 um Gelenkstift 127 kann der Eingriff der Einrastnasen 129 in entsprechende Hebelgriffeinkerbungen 225 eine Schubkraft in die Steckrichtung x erzeugen und die Kopplung der Steckanordnung fördern.
In der 1A befindet sich die Steckeranordnung 1 in einem noch nicht aufgesteckten Zustand. Der Steckverbinder 100 ist dem Gegensteckverbinder 200 lediglich in einer Steckrichtung x angenähert und noch nicht gekoppelt. Das Betätigungselement 111 befindet sich einer ersten Drehstellung, welche der Vorraststellung des Gehäuseverriegelungselements 109 entspricht. In der ersten Drehstellung ist das Betätigungselement 111 in einem ersten Winkel α1 positioniert (siehe 1B). Der Winkel α1 beträgt bevorzugterweise zwischen 10° und 40° in Bezug auf die Körperrichtung y. Der Hebel 105 befindet sich in einer ersten Hebelstellung, oder offenen Hebelstellung. In der ersten Hebelstellung kann die Kopplung zwischen Steckverbinder 100 und Gegensteckverbinder 200 eingeleitet werden. In dieser Position sind die Hebelarme 123a, 123b im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung x ausgerichtet. Insbesondere sind die Hebelarme 123a, 123b so ausgebildet, dass die Einrastnasen 129 an den Hebelgriffeinkerbungen 225 vorbeigeführt werden können, ohne die Kopplung der Steckeranordnung 1 zu blockieren.
1A zeigt ferner ein auf der Oberfläche 113 angeordnetes Anschlagselement 139. Das Anschlagselement 139 blockiert eine Verdrehung des Betätigungselements 111 in entgegengesetzter Drehrichtung der Drehachse D1 über den Winkel α1 hinaus.
1B stellt die Steckeranordnung aus 1A in einem gekoppelten und gesicherten Endzustand dar. Der Steckverbinder 100 ist vollständig auf den Gegensteckverbinder 200 aufgesteckt. Das Steckergehäuse 101 ist dabei formschlüssig auf das Gegensteckverbindergehäuse 201 aufgesteckt. Der Hebel 105 befindet sich in einer zweiten, oder geschlossenen Hebelstellung. In der zweiten Hebelstellung sind die Hebelarme 123a, 123b im Wesentlichen parallel zur Körperrichtung y ausgerichtet. Das Betätigungselement 111 des Gehäuseverriegelungselements 109 wurde um die Drehachse D1 geschwenkt und befindet sich in einer zweiten Drehstellung, welche der Endraststellung des Gehäuseverriegelungselements 109 entspricht.
In der zweiten Drehstellung ist das Betätigungselement 111 in einem zweiten Winkel α2 in Bezug auf die Körperrichtung y positioniert. Bevorzugterweise hat der zweite Winkel α2 denselben Betrag wie der erste Winkel α1 in entgegengesetzter Drehrichtung um D2. 1B zeigt, dass das Betätigungselement 111 in der zweiten Drehstellung die Bewegung des Querbalkens 125 formschlüssig blockiert. 1 B zeigt ferner, dass der Steckverbinder 100 auch ein Rastelement 141, ein Stützelement 143 und ein Sicherungselement 145 aufweist. Das Rastelement 141 sowie das Stützelement 143 sind auf der äußeren Oberfläche 113 des Steckverbinders 100 angeordnet. Das Sicherungselement 145 ist auf dem Querbalken 125 des Hebels 105 mittig und von der Oberfläche des Querbalkens 125 hervorstehend angeordnet. Insbesondere ist das Sicherungselement 145 elastisch in Bezug auf den Querbalken 125 angebracht, so dass es manuell beweglich ist, beispielsweise entlang der Steckrichtung x. In der auf 1B dargestellten Endraststellung ist das Betätigungselement 111 durch das Sicherungselement 145 formschlüssig blockiert.
Das Rastelement 141 hält formschlüssig das Betätigungselement 111 entlang der Verdrehung um D2 in der y-z Ebene fest und blockiert eine Verbiegung entgegen der Steckrichtung x. Das Stützelement 143 stützt in der ersten Drehstellung ein Ende des Betätigungselements 111 in der y-z Ebene und verhindert eine Verbiegung des Betätigungselements 111 in Steckrichtung x.
Die 1C zeigt den Gegensteckverbinder 200. Eine rechteckige Basis 201 trägt ein Gegensteckverbindergehäuse 203, sowie zwei Kontaktterminale 205a, 205b für eine Stromübertragung, welche von jeweiligen Stützkörpern 207a, 207b umringt sind. An den vier jeweiligen Ecken sind Schrauben 209 zur Fixierung des Gegensteckverbinders 200 an einer Vorrichtung angeordnet. Die Hebelgriffeinkerbungen 225 im Gegensteckverbindergehäuse 203 sind zur Aufnahme der Einrastnasen 129 des Hebels 105 ausgebildet.
Ein Aufnahmeelement 211 ist innerhalb des Gegensteckverbindergehäuses 203 in der x-y Ebene angeordnet, hier beispielsweise zwischen den beiden Kontaktterminalen 205a, 205b. Das Aufnahmeelement 211 ist mit einem Führungskörper 213 mit einer Öffnung 215 für das Aufnehmen und Einführen des Gehäuseverriegelungselements 109 bereitgestellt. Der Führungskörper213 ist entlang der Steckrichtung x rohrförmig ausgebildet, und mit zwei entlang der Steckrichtung x verlaufenden Einkerbungen 217a, 217b ausgestattet. Die Einkerbungen 217a, 217b sind Nuten für die Führung des Gehäuseverriegelungselements 109, insbesondere wie später in Bezug auf 2A, 2B im Detail erklärt, für die Führung von vorspringenden Enden 135a, 135b eines als elektrisch leitendes Element 131 ausgebildeten Schaltelements.
In der Detailansicht von 1C zeigt das Aufnahmeelement 211 in einem Querschnitt entlang der x-z Ebene normal zur Steckrichtung x, auf Höhe der Basis 201. An der Öffnung 215 des Aufnahmeelements 211 sind zwei elektrischer Kontakte 219a, 219b eines Verriegelungsschaltkreises, auch genannt Interlock-Loop oder High-Voltage-Interlock-System (HVIL), angeordnet. Ein geschlossener Verriegelungsschaltkreis erlaubt es, anhand eines voreilenden Signalkontakts die korrekte elektrische Kopplung des elektrischen Steckverbinders 100 mit dem Gegensteckverbinder 200 zu signalisieren, so dass ein Relay eines zugeordneten Schaltsystems auf Gegensteckverbinderseite die elektrische Stromübertragung über die Kabel 119a, 119b aktiviert. Die beiden Kontakte 219a, 219b sind einander gegenüberliegend in der x-y Ebene an der Öffnung 215 so angeordnet, dass die Enden wie auf 1C gezeigt in die Öffnung 215 vorstehen.
Ferner zeigt die Detailansicht von 1C im Querschnitt die Abgrenzungen der Einkerbungen 217a, 217b, sowie die Abgrenzungen des Führungskörpers 213 auf der Basis 201. Die Einkerbungen 217a, 217b im Führungskörper 213 befinden sich um die Öffnung 215 einander gegenüberliegend auf einer Achse angeordnet, welche in dieser Ausführungsform gegenüber der Körperrichtung y um 45° versetzt ist. Ein verdickter Teil 221 des Führungskörpers 213 erlaubt, wie in 2A, 2B sichtbar, die Bildung einer Drehaushöhlung 229, welche einen Bewegungsraum und einen Formschluss entgegen der Steckrichtung x für die später beschriebenen Enden 135a, 135b des elektrisch leitenden Elements 131 schafft. Der verdickte Teil 221 schafft einen Raum, welcher im Querschnitt die Einkerbungen 217a, 217b mit den entlang der Körperrichtung y angeordneten elektrischen Kontakten 219a, 219b verbindet.
Die 2A und 2B zeigen Querschnittsansichten der Steckeranordnung 1 im Endrastzustand entsprechend der 1 B. Die 2A zeigt den zweiten Bereich der Anordnung 1 in einer Querschnittsansicht entlang der Schnittachse A der 1 B. Die 2B zeigt die Anordnung in einer Querschnittsansicht entlang der Schnittachse B der 1B.
Die 2A und 2B zeigen wie bereits in Bezug auf 1A und 1B beschrieben das Gehäuse 101 des Steckverbinders 100, den Hebel 105 und das Gehäuseverriegelungselement 109. Der Gegensteckverbinder 200 umfasst die Basis 201, das Gegensteckverbindergehäuse 203, die Stützkörper 207a, 207b für die Stromübertragungskontakte und das Aufnahmeelement 211. Gezeigt sind weiterhin die Schrauben 209 zum Fixieren des Gegensteckverbinders 200 an einer Vorrichtung.
Die 2A und 2B zeigen insbesondere den Aufbau des Gehäuseverriegelungselement 109. Dieses umfasst neben des Betätigungselements 111 einen stiftförmigen Körper 107 und ein elektrisch leitendes Element 131.
Der stiftförmige Körper 107 ist dabei an seinem ersten der Steckrichtung x entgegengesetzten Ende mit dem äußerlich am Gehäuse 101 angeordneten Betätigungselement 111 fest verbunden, insbesondere einteilig ausgebildet. Der stiftförmige Körper 107 erstreckt sich entlang der parallel zur Steckrichtung x verlaufenden Drehachse D2. In dieser Ausführungsform ist der stiftförmige Körper 107 kreissymmetrisch um seine Achse D2 ausgebildet. In alternativen Ausgestaltungen ist der stiftförmige Körper 107 nicht kreissymmetrisch, beispielsweise aufgrund von zusätzlichen, auf der Oberfläche des stiftförmigen Körpers 107 ausgebildeten Formschlusselementen.
Das elektrisch leitende Element 131 ist an dem zweiten, in Steckrichtung x weisenden Ende des stiftförmigen Körpers 107 angeordnet, beispielsweise über eine formschlüssige Verbindung. Das elektrisch leitende Element 131 weist einen metallischen Stift 133 mit zwei Enden 135a, 135b auf. Die Enden 135a, 135b stehen in Bezug auf den stiftförmigen Körper 107 quer zur Steckrichtung x vor und sind als Vorsprünge ausgebildet. Der metallische Stift 133 verläuft mittig durch den stiftförmigen Körper 107 des Gehäuseverriegelungselementes 109 hindurch. Die elektrischen Kontakte 219a, 219b des Gegensteckverbinders 200 erstrecken sich entlang der Steckrichtung x durch die Basis 201. Insbesondere erstrecken sie sich entlang einer die Öffnung 215 ausbildenden Innenfläche des Aufnahmeelements 211 bis auf Höhe der Enden 135a, 135b. Auf 2A ist das Gehäuseverriegelungselement 109 im Endrastzustand und die Enden 135a, 135b sind in elektrisch leitendem Kontakt mit den Enden der elektrischen Kontakte 219a, 219b des Gegensteckverbinders 201.
Anstatt eines den stiftförmigen Körper 107 durchlaufenden Stift 133 können auch anders ausgeformte elektrische Elemente zum Einsatz kommen, beispielsweise ein außen am stiftförmigen Körper 107 verlaufender Ringabschnitt, der sich über einen Winkelabschnitt von 180° erstreckt.
Das Steckverbindergehäuse 101 ist so auf das Gegensteckverbindergehäuse 203 aufgesteckt, dass der stiftförmige Körper 107 des Gehäuseverriegelungselements 109 in das Aufnahmeelement 211 eingeführt ist. Gleichzeitig empfangen die Stützkörper 207a, 207b für die Kontaktterminale 205a, 205b (siehe 1c) jeweilige Hülsen 147a, 147b für die in der Figur nicht sichtbaren Stromübertragungskontakte, welche den Kabeln 119a und 119b des Steckverbinders 100 zugeordnet sind.
Auf den 2A und 2B ist die Steckeranordnung 1 in einem Endrastzustand gezeigt. Der Hebel 105 ist in der zweiten Hebelstellung geschlossen. In der zweiten Hebelstellung liegt der Hebel 105 auf der äußeren Gehäuseoberfläche 113 parallel zur Körperrichtung y an. Das Gehäuseverriegelungselement 109 ist in der zweiten Drehstellung, in welcher das elektrisch leitende Element 131 parallel zur x-y Ebene ausgerichtet ist. Insbesondere befinden sich die Enden 135a, 135b des elektrisch leitenden Elements 131 in der Drehaushöhlung 229 im Führungskörper 213 des Aufnahmeelements 211.
Eine Querschnittsicht entlang der Schnittachse S der 2A und 2B zeigt den Aufnahme- und Kontaktbereich des Gehäuseverriegelungselements 109 in vergrößertem Detail. Wie obig erläutert ist ersichtlich, dass in dem Endrastzustand die Enden 135a, 135b an den Enden der elektrischen Kontakte 219a, 219b des Verriegelungsschaltkreises in dem Aufnahmeelement 211 anliegen. Somit wird ein elektrischer Kontakt erstellt, womit der Verriegelungsschaltkreis geschlossen wird.
Die Enden 135a, 135b stehen in Körperrichtung y quer zur Steckrichtung x vom stiftförmigen Körper 107 ab. Somit sind sie geeignet, beim Aufstecken des Steckverbinders 100 in die Einkerbungen 217a, 217b eingefügt zu werden und beim Einführen des stiftförmigen Körpers 107 im Führungskörper 213 die Drehausrichtung des Gehäuseverriegelungselements 109 im Aufnahmeelement 211 zu bewahren. Wie aus 2A ersichtlich sind die vorstehenden Enden 135a, 135b, geeignet, in die quer zur Steckrichtung x verlaufende Drehaushöhlung 229 im Führungskörper 213 des Aufnahmeelements 211 aufgenommen zu werden. Somit ist eine formschlüssige Blockierung des Steckverbinders 100 entgegen der Steckrichtung x erwirkt, wenn das Gehäuseverriegelungselement 109 im Aufnahmeelement 211 wie im Folgenden beschrieben aus der ersten Drehstellung herausgedreht ist.
Anhand der 3A bis 5B wird erklärt, wie der elektrische Steckverbinder 100 mit dem Gegensteckverbinder 200 vollständig gekoppelt wird um schließlich den in den 2A und 2B beschriebenen Endrastzustand zu erreichen.
Die 3A, 4A und 5A der Steckeranordnung 1 zeigen aufeinanderfolgende Schritte der Kupplung der Steckeranordnung 1. Die 3B, 4B, 5B zeigen jeweilige Detailansichten der Position des Gehäuseverriegelungselements 109 in Bezug auf das Aufnahmeelement 211 in den jeweiligen Schritten der 3A, 4A und 5A. Die Detailansichten 3B, 4B, 5B entsprechen Querschnittsansichten entlang der auf 2A und 2B eingetragenen Schnittachse S.
In der 3A befinden sich der Hebel 105 in der ersten Hebelstellung und das Gehäuseverriegelungselement 109 in der Vorraststellung. Das Steckergehäuse 101 ist teilweise auf das Gegensteckergehäuse 201 aufgesteckt. Die Steckeranordnung 1 befindet sich aber noch in einem elektrisch ungekoppelten Zustand. Der Hebel 105 ist in der ersten, offenen Hebelstellung, in der die Einrastnasen 129 noch nicht in den Hebelgriffeinkerbungen 225 des Gegensteckverbindergehäuses 203 eingeführt sind.
Nur in dieser Stellung des Gehäuseverriegelungselements 109 kann der Steckverbinder 100 auf den Gegensteckverbinder 200 aufgeschoben werden. Nur wenn das Gehäuseverriegelungselement 109 sich in der Vorraststellung befindet, sind die Kontaktarme 135a, 135b in einer Winkellage um Drehachse D2 in Bezug auf die Körperrichtung y, in der sie in den jeweiligen Einkerbungen 217a, 217b des Führungskörpers 213 des Aufnahmeelements 211 aufgenommen werden können.
3B zeigt eine Sicht in der y-z Ebene des Aufnahmeelements 211, in der die Kontaktarme 135a, 135b in den Einkerbungen 217a, 217b liegen. Wenn die Kontaktarme 135a, 135b in den Einkerbungen 217a, 217b liegen, sind sie entlang der Steckrichtung x nicht blockiert, sondern können, wie beispielsweise beim Einführen des stiftförmigen Körpers 107 im Aufnahmeelement 211, entlang der Einkerbungen 217a, 217b gleiten. Die Einkerbungen 217a, 217b sind in dieser Ausführungsform im Führungskörper 213 in Bezug auf die Körperrichtung y um den Winkel α3 von 45° um die Drehachse D2 versetzt angeordnet. Somit kann das Gehäuseverriegelungselement 109 in das Aufnahmeelement 211 eingeführt werden, ohne dass der Führungskörper 213 die Kontaktarme 135a, 135b in Aufsteckrichtung blockiert.
In der 4A befindet sich die Steckeranordnung 1 in einem vollständig gekoppelten aber noch ungesicherten Zwischenzustand. Der Hebel 105 wurde von der ersten Hebelstellung der 3A in die zweite Hebelstellung, gebracht, beispielsweise durch manuelle Betätigung des Querbalkens 125. Dies ist möglich, da das Betätigungselement 111 des Gehäuseverriegelungselements 109 sich in der ersten Drehstellung befindet. Nur dann kann der Hebel 105 dank der Ausnehmung 137 im Querbalken 125 vollständig in die zweite Hebelstellung gebracht werden, ohne dass der Querbalken 125 vom Betätigungselement 111 blockiert wird.
Dank der Hebelkraft, welche durch die Einrastnasen 129 ausgeübt werden kann, wurden Steckverbinder 100 und Gegensteckverbinder 200 durch die Rotation des Hebels 105 vollständig gekoppelt. Durch Einrasten einer Nase am Federelement des Steckverbinders 100 in einer entsprechenden Vertiefung im Gegensteckverbinder 200 wird ein ungewolltes Lösen der Kopplung verhindert. In dieser Stellung erfolgt auch die Kupplung der Stromübertragungskontakte.
4B zeigt, wie auch 4A, dass die Kontaktarme 135a, 135b im Vorrastzustand noch nicht mit den Kontakten 219a, 219b des Aufnahmeelements 211 im Eingriff sind. Allerdings befinden sich die Kontaktarme 135a und 135b schon auf gleichem Niveau mit den Kontakten 219a, 219b, da die Steckeranordnung anhand des Schließens des Hebels 105 vollständig gekoppelt ist, so dass der stiftförmige Körper 107 des Gehäuseverriegelungselementes 109 vollständig in das Aufnahmeelement 211 eingeführt ist. Der Verriegelungsschaltkreis ist in diesem Zustand noch nicht geschlossen und die Stromübertragung für den Verriegelungsschaltkreis noch nicht aktiviert.
In diesem Zustand liegen die Kontaktarme 135a, 135b so im Aufnahmeelement 211, dass sie entlang der oben erwähnten Drehaushöhlung 229 im Aufnahmeelement 211 im verdickten Teil 221 des Führungskörper 213 im Kreis bewegt werden können. Der durch die Drehaushöhlung 229 geschaffene Bewegungsraum überbrückt die 45° Versetzung zwischen Einkerbungen 217a, 217b und den Kontakten 219a, 219b. Somit ist eine Rotationsbewegung der Kontaktarme 135a, 135b des Gehäuseverriegelungselements 109 nicht mehr in den Einkerbungen 217a, 217b des Aufnahmeelements 211 blockiert.
In der 5A befindet sich die Steckeranordnung 1 im gekoppelten und gesicherten Endzustand, in der der Hebel 105 in der zweiten Hebelstellung und das Gehäuseverriegelungselement 109 in der Endraststellung ist. Dazu wurde, im Anschluss an das Aufstecken des Steckerbinders 100 und der Rotation des Hebels 105 in die zweite Hebelstellung, das Gehäuseverriegelungselement 109 in die Endraststellung bewegt. Hierzu wurde das Betätigungselement 111 manuell im Kreis um die Drehachse D1 von der ersten in die zweite Drehstellung bewegt. Dabei wurde das Betätigungselements 111 teilweise über den Querbalkens 125 des Hebels 105 geschoben, so dass der Hebel 105 formschlüssig in der zweiten Hebelstellung blockiert ist.
Beim Schieben des Betätigungselements 111 über den Querbalken 125 hat das Betätigungselement 111 auch das von der Oberfläche des Querbalkens 125 hervorstehende elastische Sicherungselement 145 aus seiner Ruhelage verschoben. Wenn das Betätigungselements 111 am elastischen Sicherungselement 145 vorbei in die zweite Drehstellung gelangt, schnappt das Sicherungselement 145 zurück in seine Ruhelage und blockiert eine Rückführung des Betätigungselements 111. Auf diese Art ist das Gehäuseverriegelungselement 109 in der Endraststellung formschlüssig gesichert und die Steckeranordnung 1 ist verriegelt.
In der 5B ist der elektrische Kontakt der Kontaktarme 135a, 135b mit den Kontakten 219a, 219b ersichtlich. Der Verriegelungsschaltkreis ist über den metallischen Stift 133 geschlossen und die elektrische Stromübertragung ist aktiviert. Somit ist die Stromübertragung erst aktiviert, wenn der Hebel 105 in der zweiten Hebelstellung ist, in der die Kopplung der Steckeranordnung 1 vollständig ist. Zusätzlich befinden sich in dieser Stellung die von dem stiftförmigen Körper 107 vorspringenden metallischen Kontaktarme 135a, 135b in der Drehaushöhlung 229. Die formschlüssige Verbindung der vorspringenden metallischen Kontaktarme 135a, 135b in der Drehaushöhlung 229 blockiert eine Relativbewegung entgegen der Steckrichtung x des Gehäuseverriegelungselements 109 in Bezug auf das Aufnahmeelement 211. Somit ist die verriegelte Steckeranordnung erhöht mechanisch belastbar und gegen Vibrationen ertüchtigt. Auch kann auf diese Art das Risiko eines elektrischen oder mechanischen Unfalls bei der Verwendung der Steckeranordnung verringert werden.
Um die Steckeranordnung 1 zu lösen, muss erst das Gehäuseverriegelungselement 109 zurück aus der zweiten Drehstellung im Endrastzustand zurück in die erste Drehstellung im Vorrastzustand gedreht werden. In der ersten Drehstellung befinden sich die vom stiftförmigen Körper 107 vorspringenden Kontaktarme 135a, 135b nicht mehr in der Drehaushöhlung 229, sondern in den Einkerbungen 217a, 217b, und somit ist die Blockierung der metallischen Kontaktarme 135a, 135b entgegen der Steckrichtung x aufgehoben. Erst dann ist auch der Hebel 105 nicht mehr durch das Betätigungselement 111 blockiert, und der Hebel 105 kann betätigt werden um die Steckeranordnung 1 zu lösen.
Auf diese Art wird gleichzeitig und zusätzlich sichergestellt, dass der Verriegelungsschaltkreis sich öffnet und die elektrische Stromübertragung abgebrochen wird, bevor der Hebel 105 betätigt und die Steckeranordnung 1 entriegelt werden kann.
Bei der Montage der Steckeranordnung 1 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung ein weiterer Überprüfungsschritt des Zustands der Gehäuseverriegelung 109 obsolet, da der Verriegelungsschaltkreis nur in dem Endrastzustand geschlossen sein kann. Somit ist die Montage der Steckeranordnung schneller und einfacher, und der übliche DataMatrix-Code kann vollständig weggelassen werden.
In der obig beschriebenen Ausführungsform ist das Schaltelement der erfindungsgemäßen Steckeranordnung als das elektrisch leitende Element 131, umfassend den metallischen Stift 133 mit vorspringenden Enden 135a, 135b, ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform ist das Schaltelement ein auf der Oberfläche des stiftförmigen Körpers 107 geformter Vorsprung. Der Vorsprung befindet sich am in Steckrichtung x weisenden Ende des stiftförmigen Körpers 107 und steht quer zur Steckrichtung x hervor. Bevorzugterweise kann die Positionierung und geometrische Form des Vorsprungs am stiftförmigen Körper 107 der Positionierung und geometrischen Form des Endes 135a oder des Endes 135b der obig beschriebenen Ausführungsform entsprechen.
In dieser alternativen Ausführungsform umfasst das Aufnahmeelement 200 einen Schalter, wobei die elektrischen Kontakte des Gegensteckverbinders 200 so angeordnet sind, dass der Schalter sie kurzschließen kann. Bevorzugterweise befindet sich der Schalter auf Höhe der Drehaushöhlung 229 Somit kann mit der Bewegung des Gehäuseverriegelungselements aus der Vorraststellung in die Endraststellung, also der Rotation des stiftförmigen Körpers um die Achse D1, der Schalter durch den Vorsprung umgelegt werden, um die elektrischen Kontakte im Gegensteckverbinder kurzzuschließen. Bei einer rückwärtigen Bewegung aus der Endraststellung zurück in die Vorraststellung bewegt sich der Vorsprung zurück in die Ausgangslage. Somit wird der Kurzschluss der elektrischen Kontakte des Gegensteckverbinders gelöst und der Verriegelungsschaltkreis geöffnet, wie aus vorheriger Ausführungsform bekannt.
In dieser alternativen Ausführungsform können die zugrundeliegende Aufgabe ebenfalls gelöst und die Vorteile der Erfindung erreicht werden.
Referenznummern

1: Steckeranordnung
100: elektrischer Steckverbinder
101: Steckergehäuse
103: hintere Gehäuseabdeckung
105: Hebel
107: stiftförmiger Körper
109: Gehäuseverriegelungselement
111: Betätigungselement
113: äußere Oberfläche am Steckergehäuse
115: Öffnung im ersten Bereich
117: erster Bereich des Steckergehäuses
119a, 119b: Kabel
121: zweiter Bereich des Steckergehäuses
123a, 123b: Hebelarme
125: Querbalken
127: Gelenkstifte
129: Einrastnasen
131: elektrisch leitendes Element
133: metallischer Stift
135a, 135b: als Vorsprung ausgebildete Enden des metallischen Stifts
137: Ausnehmung im Querbalken
139: Anschlagselement
141: Rastelement
143: Stützelement
145: Sicherungselement
147a, 147b: Hülsen für die Stromübertragungskontakte
200: Gegensteckverbinder
201: Basis
203: Gegensteckverbindergehäuse
205a, 205b: Kontaktterminale
207a, 207b: Stützkörper für die Stromübertragungskontakte
209: Schrauben
211: Aufnahmeelement
213: Führungskörper des Aufnahmeelements
215: Öffnung des Aufnahmeelements
217a, 217b: Einkerbungen im Aufnahmeelement
219a, 219b: zwei elektrische Kontakte eines Verriegelungsschaltkreises
221: verdickter Teil des Führungskörpers
225: Hebelgriffeinkerbungen
227: elastisches Sicherungselement
229: Drehaushöhlung
X: Steckrichtung
Y: Körperrichtung
D1: erste Drehachse
D2: zweite Drehachse
A, B, S: Schnittachsen
α1: Winkel des Betätigungselements in der ersten Drehstellung
α2: Winkel des Betätigungselements in der zweiten Drehstellung
α3: Winkel der Anordnung der Einkerbungen im Führungskörper

Claims

Steckeranordnung (1) aus einem elektrischen Steckverbinder (100) und einem Gegensteckverbinder (200), wobei der elektrische Steckverbinder (100) ein Steckergehäuse (101) und ein Gehäuseverriegelungselement (109) zur Sicherung der Anordnungsverbindung des Steckergehäuses (101) am Gegensteckverbinder (200) aufweist, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) in Bezug auf das Steckergehäuse (101) zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung beweglich ist, wobei der Gegensteckverbinder (200) ein Aufnahmeelement (211) für das Gehäuseverriegelungselement (209) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (211) zwei elektrische Kontakte (219a, 219b) für einen elektrischen Verriegelungsschaltkreis aufweist, und das Gehäuseverriegelungselement (109) ein Schaltelement (131) aufweist, welches so ausgebildet und angeordnet ist, dass die Kontaktierung der zwei elektrischen Kontakte (219a, 219b) lediglich dann stattfindet, wenn das Gehäuseverriegelungselement (109) sich in der Endraststellung befindet.
Steckeranordnung nach Anspruch 1, wobei das Aufnahmeelement (211) einen Schalter umfasst und das Schaltelement (131) so ausgebildet ist, dass bei der Bewegung in die Endraststellung der Schalter geschlossen wird, welcher die zwei elektrischen Kontakte (219a, 219b) kurzschließt.
Steckeranordnung nach Anspruch 1, wobei das Schaltelement (131) ein elektrisch leitendes Element (131) umfasst, welches die Kontaktierung der zwei elektrischen Kontakte (219a, 219b) in der Endraststellung bereitstellt.
Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) in der Endraststellung formschlüssig so im Aufnahmeelement (211) aufgenommen ist, dass eine Relativbewegung des Steckverbinders (100) bezogen auf den Gegensteckverbinder (200) blockiert ist, und wobei in der Vorraststellung des Gehäuseverriegelungselements (109) die Blockierung aufgehoben ist.
Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) einen stiftförmigen Körper (107) aufweist, welcher entlang einer Steckrichtung (x), entlang derer der Steckverbinder (100) auf den Gegensteckverbinder (200) aufsteckbar ist, ausgebildet ist und wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) an einem ersten, in Steckrichtung (x) weisenden Ende des stiftförmigen Körpers (107) mindestens einen quer zur Steckrichtung (x) vorstehenden Vorsprung (135a, 135b) aufweist, insbesondere wobei das Schaltelement (131) den Vorsprung ausbildet, wobei der Vorsprung in der Endraststellung in eine quer zur Steckrichtung (x) angeordnete Aushöhlung (229) im Aufnahmeelement (211) aufnehmbar ist, um die formschlüssige Blockierung entgegen der Steckrichtung (x) zu bewirken.
Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Aufnahmeelement (211) und/oder das Gehäuseverriegelungselement (109) so ausgestaltet ist, dass ein Zusammenführen des Steckverbinders (100) und des Gegensteckverbinders (200) nur ermöglicht ist, wenn sich das Gehäuseverriegelungselement (109) in der Vorraststellung befindet.
Elektrischer Steckverbinder für eine Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in Verbindung mit Anspruch 3, wobei der Steckverbinder (100) ein Steckergehäuse (101) und ein Gehäuseverriegelungselement (109) zur Sicherung der Anordnungsverbindung des Steckergehäuses (101) an einem Gegensteckverbinder (200) aufweist, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) in Bezug auf das Steckergehäuse (101) zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung beweglich ist und das Gehäuseverriegelungselement (109) ein elektrisch leitendes Element (131) aufweist.
Steckverbinder nach Anspruch 7, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) ferner einen stiftförmigen Körper (107) aufweist, welcher entlang einer Steckrichtung (x) im Steckergehäuse ausgestaltet ist, wobei die Steckrichtung (x) eine Richtung ist, in der der Steckverbinder (100) auf den Gegensteckverbinder (200) aufsteckbar ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) im Steckergehäuse (101) um eine parallel zur Steckrichtung (x) und durch den stiftförmigen Körper (107) verlaufenden Drehachse (D1) von einer ersten Drehstellung zu einer zweiten Drehstellung drehbar ist, wobei die erste Drehstellung der Vorraststellung und die zweite Drehstellung der Endraststellung entspricht.
Steckverbinder nach Anspruch 8 oder 9, wobei das elektrisch leitende Element (131) einen quer zur Steckrichtung (x) durch das Gehäuseverriegelungselement (109) verlaufenden metallischen Stift (133) aufweist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei mindestens ein Ende (135a, 135b) des elektrisch leitenden Elements (131) einen in Bezug auf den stiftförmigen Körper (107) quer zur Steckrichtung (x) vorstehenden Vorsprung (135a, 135b) ausbilden.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Gehäuseverriegelungselement (109) ferner ein Betätigungselement (111) zur manuellen Bewegung des Gehäuseverriegelungselements (109) zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung aufweist, insbesondere wobei das Betätigungselement (111) an einem zweiten, dem Ersten entgegengesetzten Ende mit dem stiftförmigen Körper (107) verbunden ist und an einer äußeren, entgegen der Steckrichtung (x) weisenden Fläche (113) des Steckergehäuses (101) angeordnet ist.
Steckverbinder nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Steckergehäuse (101) ferner einen Hebel (105) aufweist, welcher so ausgebildet ist, dass sein Verschwenken ausgehend von einer ersten Hebelstellung in eine zweite Hebelstellung die Anordnungsverbindung zusammenfügt.
Steckverbinder nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 12, wobei das Betätigungselement (111) so angeordnet ist, dass das Verschwenken des Hebels (105) aus der ersten Hebelstellung in die zweite Hebelstellung lediglich ermöglicht ist, wenn das Betätigungselement (111) in der ersten Drehstellung angeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 12 oder nach Anspruch 14, wobei das Betätigungselement (111) in der zweiten Drehstellung das Verschwenken des Hebels (105) aus der zweiten Hebelstellung in die erste Hebelstellung durch Formschluss blockiert.
Steckverbinder nach Anspruch 13 in Verbindung mit Anspruch 12 oder nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Hebel (105) ein elastisches Sicherungselement (227) aufweist, welches, in der zweiten Hebelstellung, das Betätigungselement (111) des Gehäuseverriegelungselements (109) durch Formschluss in der zweiten Drehstellung lösbar blockiert.
Gegensteckverbinder für eine Steckeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Gegensteckverbinder (200) ein Aufnahmeelement (211) für ein Gehäuseverriegelungselement (109) aufweist, wobei das Aufnahmeelement (211) zwei elektrische Kontakte (219a, 219b) für einen elektrischen Verriegelungsschaltkreis aufweist.
Gegensteckverbinder nach Anspruch 17, wobei das Aufnahmeelement (211) entlang einer Steckrichtung (x) zumindest teilweise rohrförmig für eine formschlüssige Aufnahme des Gehäuseverriegelungselements (109) ausgestaltet ist, wobei die Steckrichtung (x) eine Richtung ist, in der ein Steckverbinder (100) auf den Gegensteckverbinder (200) aufsteckbar ist.