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Die Erfindung betrifft ein kompaktes selbstfindendes Stecksystem, aufweisend einen Kontaktkammern für Kontaktpartner aufweisenden Kontaktträger und einen damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Es sind Steckverbindungen bekannt, die einen Steckverbinder und einen damit zusammensteckbaren Gegensteckverbinder umfassen, die jeweils an einem Ende einer (Einzel)Leitung oder eines Kabels (mit mehreren Leitungen) angeordnet sind. Nachdem der Steckverbinder in den Gegensteckverbinder eingesteckt worden ist, besteht zwischen diesen beiden Elementen eine starre Verbindung, so auch für die Kontaktpartner des Steckverbinders und die damit in Verbindung gebrachten Kontaktpartner des Gegensteckverbinders. Ein Spiel bzw. ein Toleranzausgleich zwischen diesen beiden Elementen der Steckverbindung bzw. deren Kontaktpartner ist nicht gegeben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung, auch als Stecksystem bezeichnet, bereitzustellen, bei der zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder ein Spiel bzw. ein Toleranzausgleich möglich ist.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kontaktträger auf seiner dem vorderen Ende abgewandten Seite eine mit dem Kontaktträger verbundene Abdeckkappe aufweist, wobei eine Basis der Abdeckkappe auf Abstand zu dem Kontaktträger sowie zwischen dem Kontaktträger und der Basis der Abdeckkappe zumindest ein Federelement angeordnet ist, so dass der Kontaktträger und die Abdeckkappe durch ihre Verbindung untereinander begrenzt relativ zueinander bewegbar sind. Aufgrund dieses Aufbaus ist ein Spiel bzw. Toleranzausgleich zwischen dem Kontaktträger, der der Steckverbinder sein kann oder der ein Bestandteil eines Steckverbinders ist, und dem Gegensteckverbinder möglich, wenn diese beiden Elemente ineinandergesteckt worden sind. Das Federelement ermöglicht eine relative Bewegbarkeit zwischen dem Kontaktträger und der Abdeckkappe. Die Abdeckkappe wird vorzugsweise raumfest, zum Beispiel innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses eines Gerätes, montiert, sodass durch diese ortsfeste Anbindung trotzdem das Spiel bzw. der Toleranzausgleich ermöglicht ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktträger und die Abdeckkappe über zumindest eine Rastverbindung miteinander verbunden sind. Dadurch können die beiden Elemente auf Abstand unter Zwischenlegung des zumindest einen Federelementes gehalten werden und sich nicht vollständig voneinander wegbewegen. Hierzu ist die Rastverbindung derart ausgestaltet, dass ein Trennen der beiden Elemente voneinander nicht möglich ist, sie trotzdem auf Abstand gehalten werden und eine relative Bewegbarkeit zwischen diesen beiden Elementen möglich ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktträger und die Abdeckkappe über zumindest ein Führungselement geführt begrenzt relativ zueinander bewegbar sind. Durch dieses zumindest eine Führungselement werden die beiden Elemente, nämlich Kontaktträger und Abdeckkappe, zueinander geführt während ihrer begrenzten relativen Bewegung zueinander. So kann beispielsweise die Abdeckkappe ortsfest montiert sein, sodass der Kontaktträger relativ dazu bewegbar ist. Auch umgekehrt ist es denkbar, dass der Kontaktträger ortsfest angeordnet ist (zum Beispiel durch sein Einstecken in einen ebenfalls ortsfest montierten Gegensteckverbinder) und dadurch die Abdeckkappe relativ zu dem Kontaktträger bewegbar ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckkappe in Wirkverbindung mit einem Halter steht. Hierdurch kann es ermöglicht werden, dass der Kontaktträger und die Abdeckkappe relativ zueinander bewegbar sind und gleichzeitig die Abdeckkappe durch Anordnung in einem Halter ortsfest montiert werden kann. Dadurch erhöht sich die Montagefreundlichkeit und die Montagemöglichkeit, wenn die Abdeckkappe ortsfest und nicht bewegbar in Bezug auf diesen Montageort bewegt werden soll.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Halter zumindest ein Führungselement zur Aufnahme und Führung der Abdeckkappe aufweist. Für den Fall, dass der Halter relativ in Bezug auf die Abdeckkappe (oder umgekehrt) bewegbar sein soll, ist dieses zumindest eine Führungselement zur Aufnahme und Führung der Abdeckkappe vorgesehen. Es kann jedoch auch daran gedacht werden, dass das Führungselement nur für die Montage der Abdeckkappe zur Anwendung kommt und nach der Montage, d. h., nach der bestimmungsgemäßen Anordnung der Abdeckkappe an dem Halter, eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Elementen nicht mehr möglich ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Führungselement als zumindest eine Führungsschiene ausgebildet ist. Dadurch kann die Abdeckkappe sehr schnell, sehr einfach und vor allen Dingen lagerichtig an dem Halter durch ein Einführen in die zumindest eine Führungsschiene eingesetzt werden.
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Zur weiteren Vereinfachung der lagerichtigen und schnellen Montage der Abdeckkappe an bzw. in dem Halter ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass zwei zueinander beabstandete Führungsschienen an einer Basis des Halters angeordnet sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Ende der Basis der Abdeckkappe in diese Führungsschienen einsetzbar sind.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zumindest eine Federelement als eine Druckfeder ausgebildet ist. Hierdurch steht ein kostengünstig und wirksames Federelement zur Verfügung, welches den Kontaktträger gegenüber der Abdeckkappe (oder umgekehrt) vorspannt und unter Federwirkung auf Distanz hält. In Betracht kommen können auch zwei, drei, vier oder mehr als vier Druckfedern, die an oder in dem Kontaktträger und/oder an oder in der Abdeckkappe angeordnet und festgelegt sind. Diese Anordnung von zwei, drei, vier oder mehr als vier Druckfedern kann zum Beispiel im Quadrat, im Rechteck, im Kreis, im Oval oder dergleichen erfolgen. Eine solche symmetrische Anordnung der mehreren Druckfedern zueinander hat den Vorteil, dass eine gleichmäßige Vorspannung des Kontaktträgers in Bezug auf die Abdeckkappe bewirkt wird, um im Betrieb des Kontaktträgers (bzw. des Steckverbinders) einen Verschleiß während der Relativbewegung zu minimieren.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktträger einen Aufnahmeraum für die zumindest eine Druckfeder aufweist. Alternativ oder ergänzend kann auch die Abdeckkappe einen Aufnahmeraum für die zumindest eine Druckfeder aufweisen. Dadurch lässt sich die zumindest eine Druckfeder sehr einfach und schnell in dem Aufnahmeraum montieren, indem sie dort einfach eingelegt wird. Anschließend kann der Kontaktträger mit der Abdeckkappe in Wirkverbindung gebracht und verrastet werden, sodass dadurch das Spiel bzw. der Toleranzausgleich ermöglicht wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktträger und/oder die Abdeckkappe zumindest ein Führungselement zur Führung der Abdeckkappe in Bezug auf den Kontaktträger aufweist. Dadurch wird eine gezielte Führung des Kontaktträgers in Bezug auf die Abdeckkappe während des Betriebes des Kontaktträgers bzw. des Steckverbinders realisiert. In einfachster Ausführungsform ist das zumindest eine Führungselement als Stift ausgebildet, welches an dem einen Element (zum Beispiel dem Kontaktträger) angeordnet ist und in eine entsprechende Ausnehmung in dem anderen Element (im Beispielfall in der Abdeckkappe) eingreift.
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Nach der Erfindung wird somit im Speziellen folgende Anforderung erfüllt: Selbstfindendes Stecken nach Vormontage am Gehäusedeckel, zum Beispiel +/-1,5mm Toleranzausgleich in mehreren, vorzugsweise allen drei Raumachsen, Montierbarkeit am Gehäusedeckel ohne weitere Zusatzelemente
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Im Detail stellt die Erfindung somit ein selbstfindendes Stecksystem bereit, aufweisend einen Kontaktträger, in den zumindest ein Kontakt einsetzbar ist, wobei der Kontaktträger mit zumindest einer Druckfeder, insbesondere mehreren Druckfedern, bestückt wird, die über zumindest eine Abdeckkappe vorgespannt wird/werden, wobei die Druckfedern zum Toleranzausgleich und Entkoppelung in der Kontaktierungsrichtung dienen, da die notwendige technische Kontaktüberdeckung aufgrund der auftretenden Abweichungen nicht über die Kontaktlänge (zum Beispiel Stiftkontakt) abgefangen werden können, wobei die Baugruppe dann weiter in einen Halter, insbesondere einen Kunststoffhalter, eingesetzt, insbesondere eingeclipst, wird, der mit Aufnahme- und Positionierelementen versehen ist, wodurch die schwimmende Aufnahme in dem Halter/Kunststoffhalter den Toleranzausgleich in den restlichen vorzugsweise zwei Raumachsen gewährleistet.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stecksystemes (Steckverbindung) ist in den 1 bis 3 gezeigt und wird im Folgenden beschrieben.
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Während in der 1 die einzelnen Elemente des Stecksystemes in ihrer jeweiligen Ansicht vor dem Zusammenbauen dargestellt sind, ist in den 2 und 3 das zusammengebaute Stecksystem in zwei verschiedenen dreidimensionalen Ansichten gezeigt.
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In 1 ist mit der Bezugsziffer 1 ein Stecksystem nach der Erfindung bezeichnet. Dieses Stecksystem 1 umfasst einen Kontaktträger 2, Druckfedern 3 sowie eine Abdeckkappe 4. Ein Halter 5 kann, muss aber nicht vorhanden sein. Außerdem ist ein Gegensteckverbinder 6 gezeigt, der zusammenwirkt mit dem Kontaktträger 2 bzw. einem aus dem Kontaktträger 2, den Druckfedern 3 und der Abdeckkappe 4 (optional auch dem Halter 5) gebildeten Steckverbinder.
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Der Gegensteckverbinder 6 weist einen Aufnahmeraum 7 für das vordere Ende des Kontaktträgers 2 auf. Außerdem ist ein Aufnahmeraum 8 für die Aufnahme eines nicht weiter dargestellten Steckverbinders vorhanden. Mittels eines Befestigungsarmes 9, der hier Bestandteil des Gegensteckverbinders 6 ist, wird dieser ortsfest zum Beispiel an einem Gehäuse eines Gerätes festgelegt. Die ortsfeste Festlegung des Gegensteckverbinders 6 kann auch auf andere Art und Weise und/oder unter Weglassung des Befestigungsarmes 9 erfolgen. Weiterhin kann, muss aber nicht, der Gegensteckverbinder 6 eine umlaufende Nut 10 aufweisen. In dieser umlaufenden Nut 10 kann beispielsweise ein Dichtelement (wie zum Beispiel ein O-Ring) eingesetzt werden, der das Gehäuse des Gegensteckverbinders 6 bei seiner Gehäusedurchführung G durch eine Öffnung in dem Gehäuse des Gerätes abdichtet.
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Die Abdeckkappe 4 besteht bei dieser Ausführungsform aus einer etwa rechteckförmigen Basis 11. Von der Basis 11 ebenfalls in Richtung des Kontaktträgers 2 zumindest ein Rasthaken 12 (vorzugsweise die zwei gezeigten gegenüberliegenden Rasthaken 12) ab. Von der Basis 11 steht außerdem in Richtung des Kontaktträgers 2 zumindest ein Stift 13 (gegebenenfalls auch mehr als ein Stift 13) ab. Mittels des zumindest einen Rasthakens 12 wird die Abdeckkappe 4 unverlierbar, jedoch relativ bewegbar zu dem Kontaktträger 2 an diesem festgelegt. Die relative Bewegung zwischen Abdeckkappe 4 und Kontaktträger 2 erfolgt unter Vorspannung mittels der zumindest einen Druckfeder 3 (hier bei diesem Ausführungsbeispiel vier Druckfedern 3), sodass dadurch ein Toleranzausgleich bzw. Spiel zwischen Kontaktträger 2 und Abdeckkappe 4 möglich ist. Dieser Toleranzausgleich bzw. das Spiel ist dann erforderlich, wenn der Gegensteckverbinder 6 ortsfest montiert ist und der Kontaktträger 2 sich relativ zu dem Gegensteckverbinder 6 bewegen soll. Alternativ oder ergänzend dazu kann das erfindungsgemäße Spiel bzw. der erfindungsgemäße Toleranzausgleich zwischen dem Kontaktträger 2 und dem Gegensteckverbinder 6 erfolgen, wenn der Kontaktträger 2 in den Halter 5 eingesetzt ist, wobei dieser Halter 5 ortsfest montiert ist. Ebenso kann ein Toleranzausgleich bzw. ein Spiel zwischen dem Kontaktträger 2 und dem Gegensteckverbinder 6 erfolgen, wenn sowohl der Gegensteckverbinder 6 als auch der Halter 5 ortsfest montiert sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn diese beiden letztgenannten Elemente nicht an ein und demselben Ort montiert sind und die beiden Befestigungselemente sich ebenfalls geringfügig zueinander bewegen können.
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Mittels des zumindest einen Stift des 13, vorzugsweise 2 gegenüber liegend angeordnete Stifte 13, wird die Abdeckkappe 4 geführt zu dem Kontaktträger 2, wenn sich diese beiden Elemente relativ mit oder gegen die Vorspannung der zumindest einen Druckfedern 3 zueinander bewegen.
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Der Halter 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel derart gestaltet, dass er eine rechteckförmige Basis 14 aufweist, wobei in Richtung der Abdeckkappe 4 zwei gegenüberliegende Führungsschienen 15 an der Basis 14 angeordnet sind. Die Größe der Basis 14 des Halters 5 und seiner Führungsschienen 15 ist so gewählt, dass zwei gegenüberliegende Enden der Basis 11 der Abdeckkappe 4 in die Führungsschienen 15 des Halters 5 eingeschoben werden können. Zu diesem Zweck sind der zumindest eine Rasthaken 12 sowie der zumindest eine Stift 13 der Abdeckkappe 4 derart an den beiden gegenüberliegenden Enden der Basis 11 zurückgesetzt, dass diese in die Führungsschienen 15 des Halters 5 eingeschoben werden kann. Außerdem weist der Halter 5 zumindest einen Stift 16 (bei diesem Ausführungsbeispiel zwei schräg gegenüberliegende Stifte 16) auf, die sich aus der Basis 14 heraus von der Abdeckkappe 4 wegweisend nach oben erstrecken. Mit diesem zumindest einen Stift 16 wird der Halter 5 an seinem Montageort entweder gezielt geführt (wenn er an seinem Montageort bewegbar festgelegt ist) oder gezielt lagerichtig festgelegt (wenn er an seinem Montageort unbewegbar festgelegt ist).
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In den 2 und 3 ist gezeigt, dass die Basis 11 der Abdeckkappe 4 in die Führungsschienen 15 des Halters 5 eingeschoben und bestimmungsgemäß festgelegt ist. Dieses Festlegen der Abdeckkappe 4 in dem Halter 5 kann beispielsweise durch eine (nicht gezeigte) Rastverbindung, eine Klebeverbindung, eine Presspassung oder dergleichen erfolgen. Bei der Darstellung gemäß 2 ist eine relative Bewegung zwischen dem Kontaktträger 2 und der Abdeckkappe 4 möglich, während der Halter 5 an seinem Montageort unbewegbar festgelegt ist. Gleiches gilt auch für die in den Halter 5 eingesetzte und befestigte Abdeckkappe 4.
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In 2 ist mit der Bezugsziffer 17 zumindest eine Kontaktkammer des Kontaktträgers bezeichnet. Gemäß des Ausführungsbeispieles in 2 sind zehn Kontaktkammern 17 vorhanden, wobei in der Praxis auch weniger als zehn oder mehr als zehn Kontaktkammern 17 zum Einsatz kommen können. In jeweils eine Kontaktkammer 17 ist ein nicht dargestellter Kontaktpartner in den Kontaktträger 2 (bzw. des Steckverbinders) eingesetzt, wobei ein jeder Kontaktpartner an einem Ende eines elektrischen Leiters eines Kabels angeordnet, elektrisch kontaktiert und befestigt ist. Das Kabel wird auf der den Kontaktkammern 17 gegenüberliegenden Seite des Kontaktträgers 2 durch die Abdeckkappe 4 und durch den Halter 5 herausgeführt.
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In 3 sind diese Ausnehmungen in der Basis 11 der Abdeckkappe 4 bzw. in der Basis 14 des Halters 5 dargestellt. Diese Ausnehmungen überdecken sich, sodass es dadurch ermöglicht wird, das Kabel oder alternativ einzelne elektrische Leitungen aus dem Stecksystem 1 herauszuführen. Zur Festlegung (unbewegbar) oder Führung (bewegbar) des Halters 5 an seinem Montageort weist seine Basis 14 den zumindest einen abstehenden Stift 16 (hier zwei schräg gegenüberliegend vorhandene Stifte 16) auf. Es können auch mehr als zwei dieser von der Basis 14 abstehenden Stifte 16 vorhanden sein. Außerdem weist die Basis 14 zumindest eine Öffnung 18 (hier zwei gerade gegenüberliegende Öffnungungen 18) auf. Zur unbewegbaren Festlegung des Halters 5 an seinem Montageort kann durch diese zumindest eine Öffnung 18 zum Beispiel eine Schraube oder allgemein ein gleichwirkendes Befestigungsmittel durchgeführt werden.
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Im Detail ist somit folgender detaillierter Aufbau gezeigt:
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Ein beispielsweise10-poliger Kontaktträger wird mit Druckfedern bestückt, die über zumindest eine Abdeckkappe vorgespannt wird. Die Druckfedern dienen zum Toleranzausgleich und Entkoppelung in der Kontaktierungsrichtung, da die notwendige technische Kontaktüberdeckung aufgrund der auftretenden Abweichungen nicht über die Kontaktlänge (zum Beispiel Stiftkontakt) abgefangen werden können. Die Baugruppe wird dann weiter in einen Halter, insbesondere einen Kunststoffhalter, eingesetzt, insbesondere eingeclipst, der mit Aufnahme- und Positionierelementen versehen ist. Die schwimmende Aufnahme in dem Halter/Kunststoffhalter gewährleistet den Toleranzausgleich in den restlichen vorzugsweise zwei Raumachsen. Danach werden noch die Leitungen bestückt und das Stecksystem kann an einem Gehäuse montiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stecksystem
- 2
- Kontaktträger
- 3
- Druckfeder
- 4
- Abdeckkappe
- 5
- Halter
- 6
- Gegensteckverbinder
- 7
- Aufnahmeraum
- 8
- Aufnahmeraum
- 9
- Befestigungsarm
- 10
- Umlaufende Nut
- 11
- Basis
- 12
- Rasthaken
- 13
- Stift
- 14
- Basis
- 15
- Führungsschiene
- 16
- Stift
- 17
- Kontaktkammer
- 18
- Öffnung
