DE19540247C2

DE19540247C2 - Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE19540247C2
Application number: DE19540247A
Authority: DE
Inventors: Andreas Sikora; Dirk Koburg; Harald Fischer
Original assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Current assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Priority date: 1995-10-28
Filing date: 1995-10-28
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2015-10-29
Also published as: US6234848B1; EP0800712B1; WO1997015962A2; DE59606549D1; WO1997015962A3; DE19540247A1; EP0800712A2; ES2154852T3

Description

Die Erfindung geht aus von einem mehrpoligen elektrischen Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein solcher elektrischer Steckverbinder ist aus der DE 41 31 768 A1 bekannt. Der Steckverbinder besteht aus einem Gehäuse und einer Verriegelungseinrichtung. In dem Gehäuse angeordnete Kontaktteilkammern werden in Steckrichtung mit Kontaktteilen bestückt, die mittels elastischer an den Innenwänden der Kontaktteilkammern angeformter Finger erstverriegelt werden. Die endgültige Verriegelung der Kontaktteile erfolgt durch eine quer zur Steckrichtung der Kontaktteile in eine Öffnung des Gehäuses einschiebbaren Verriegelungseinrichtung. Die Kontaktteilkammern enden im Steckbereich an einer gelochten Frontwand des Gehäuses. Jeder Kontaktteilkammer sind zwei Öffnungen in der Frontwand zugeordnet. Eine Stecköffnung dient zur Aufnahme von Gegenkon taktteilen, und eine Entriegelungsöffnung ermöglicht ein Auslen ken des Fingers mittels eines klingenartigen Werkzeuges zur Freigabe des Kontaktteiles.

Die Gestaltung des Steckbereiches richtet sich nach den spritz technischen Möglichkeiten bei derartig kleinen Konstruktionen. Die Stecköffnung und die Entriegelungsöffnung sind so angeord net, daß keine Hinterschneidungen entstehen. Demzufolge sind das Spritzwerkzeug bzw. dessen Kerne einfach ausgebildet. Die dem Querschnitt des Gegenkontaktteiles angepaßte Stecköffnung schützt das Kontaktteil in der Kontaktteilkammer scheinbar vor unsachgemäßen Manipulationen. Die benachbarte Einstecköffnung ist jedoch aufgrund der spritztechnischen Rahmenbedingungen größer als notwendig und sowohl vor als auch nach der Bestückung und Zweitverriegelung des Verbinders ungeschützt und ständig zugänglich. Infolgedessen besteht die Gefahr der Beschädigung der Kontaktteile und der Finger während der Bestückung und auch nach der Montage am Einbauort.

Aus der US 4557542 ist ein gattungsfremder Steckverbinder bekannt, dessen Kontaktteile ausschließlich mittels in Kontakt teilkammern hineinragender elastischer Finger verrastet werden. Die Verrastungsposition der Finger wird mit einer in die Frontseite des Gehäuses einschiebbaren Blockierleiste gewährlei stet. Auch hier sind nach der Bestückung des Gehäuses mit den Kontaktteilen bis zur endgültigen Montage der Blockierleiste Beschädigungen der Kontaktteile bzw. der Finger möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder mit einer Doppelverriegelung der Kontaktteile nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so zu gestalten, daß das Gehäuse variabel mit Kontaktteilen bestückbar ist und im Steckbereich gegen Beschädigungen geschützt ist und daß deren Realisierung fertigungs- und montagetechnisch mit geringem Aufwand möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Der Gegenstand des Anspruches 1 weist den Vorteil auf, daß die Verbindung eines Verriegelungskammes und einer Abdeckplatte zu einem einstückigen vormontierbaren Schubelement die Kontaktteilkammern und folglich auch die Kontaktteile vor unsachgemäßem Zugang schützt. Die Trennung der Abdeckplatte vom Isolierstoffgehäuse ermöglicht die Beibehaltung der bewährten Zweitverriegelung und erlaubt eine Bestückung des Isolierstoffgehäuses sowohl von der Frontseite als auch von der Rückseite. Die einstückige Zuordnung der Abdeckplatte und des Verriegelungskammes gewährleistet einen folgerichtigen Bewegungsablauf. Erst bei Erreichen der korrekten Zweitverriegelungsposition ist durch die Ausrichtung der Kontaktteile zu den Stecköffnungen die Verbindung mit den entsprechenden Gegenkontaktteilen möglich. Durch die Kopplung der Abdeckplatte an den Verriegelungskamm besteht der Steckverbinder nur aus zwei Einzelteilen. Die gerade bei derartig kleinen Anwendungen außerordentlich hohen Werkzeugkosten sinken. Die Kontaktteilkammern können umkompliziert ohne spritztechnisch aufwendige Hinterschneidungen realisiert werden, so daß die Spritzkernanordnung und deren Entformung denkbar einfach ist.

Bei der Bestückung des Isolierstoffgehäuses mit Kontaktteilen in der Montagestellung des Schubelementes und beim Einführen der Gegenkontaktteile in der Verriegelungsstellung des Schubelementes ist der Zugang den Kontaktteilkammern nur durch exakt definierte Stecköffnungen möglich. Erst die Orientierung des Schubweges quer zur Steckrichtung der Kontaktteile ermöglicht durch das ständige und direkte Aufliegen der Abdeckplatte an der Frontseite des Isolierstoffgehäuses einen vollständigen Schutz der Kontaktteilkammern bereits nach der Vormontage des Schubelementes.

Im Rahmen der zunehmenden Verkleinerung aller Bauteile ist ein exaktes und nahezu toleranzfreies Zusammenarbeiten einzelner Elemente erforderlich. Die Abdeckplatte und der Verriegelungs kamm sind über Querstege miteinander verbunden, wodurch dem Schubelement eine hinreichende Eigenstabilität gegeben wird. Innerhalb des Isolierstoffgehäuses nimmt eine entsprechende Profilöffnung die Querstege und den Verriegelungskamm des Schubelementes auf und dient als Führungskanal. Infolgedessen sind auch die Bewegungen der Abdeckplatte an der Frontseite definiert. Zusätzliche Führungsmittel an den Kanten der Abdeck platte erleichtern die Montage und erhöhen die Paßgenauigkeit. Sowohl die Montage- als auch die Verriegelungsstellung des Schubelementes sind durch komplementäre Rastmittel definiert, die optisch und auch hörbar zu unterscheiden sind.

In der Abdeckplatte ist ein Längsschlitz ausgebildet, der mit der Profilöffnung im Steckbereich fluchtet, so daß ein Stift des Gegensteckers einführbar ist. Der Stift dient der Sicherung der Erstverriegelung und kann zusätzlich als Codierung oder Zentrie rung des Gegensteckers wirken. Der Längsschlitz weist außerdem einwärts gerichtete Ränder auf, die die Kontaktteilkammern somit vollständig verkapseln.

Die axiale Ausrichtung des Steckers und des Gegensteckers erfolgt über deren komplementäre Außenformen, so daß eine Fehlsteckung nicht möglich ist. In maximalen Toleranzbereichen ist jedoch ein anfängliches Ineinanderkippen, d. h. ein winkliges Ansetzen, möglich. Derartige Verbindersysteme können mit einzelnen Kontaktteilen ausgestattet sein, die vor der Mehrzahl der Kontaktteile mit ihren Gegenkontaktteilen in Eingriff kommen müssen, damit vorab ein definierter Schaltungszustand geschaffen wird. Um zu vermeiden, daß diese vorstehenden Kontaktteile beim winkligen Zusammenführen nicht abknicken, sind an den entsprechenden Stecköffnungen in der Abdeckplatte Aussparungen vorgesehen.

Im Reparaturfall wird nach Trennung von Stecker und Gegen stecker, das Schubelement vollständig aus der Profilöffnung entfernt und anschließend die Erstverriegelung des fehlerhaften Kontaktteiles von der nun zugänglichen Kontaktteilkammer mittels eines geeigneten Werkzeuges gelöst.

Die erfindungsgemäßen Merkmale lassen sich sowohl an dem Stecker und dessen Kontaktteilen als auch an dem Gegenstecker und dessen Gegenkontaktteilen realisieren.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht auf die Frontseite eines unbestückten Steckverbinders mit in ein Isolierstoffgehäuse eingeführten Schubelement in Verriegelungsstellung.

Fig. 2 eine Seitenansicht des Steckverbinders nach Fig. 1.

Fig. 3 eine weitere Seitenansicht des Steckverbinders nach Fig. 1 in Längsrichtung L.

Fig. 4 einen Längsschnitt des Steckverbinders gemäß Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 5 einen Querschnitt des mit einem Kontaktteil bestückten Steckverbinders gemäß Linie B-B in Fig. 1 in Montage stellung während des Einschubs des Kontaktteiles.

Fig. 6 einen Querschnitt des Steckverbinders nach Fig. 5 in Verriegelungsstellung.

Fig. 7 einen Querschnitt des Steckverbinders nach Fig. 6 mit einem schematisch dargestellten Gegenstecker.

Die Figuren zeigen einen elektrischen Steckverbinder 1 und ein darin einsetzbares Kontaktteil 2 in einem vergrößerten Maßstab von etwa 5 : 1. Die Merkmale und Funktionsprinzipien der Kontaktteile 2 sind identisch, so daß ein Kontaktteil 2 exemplarisch näher erläutert wird. Ein schematisch dargestellter Gegenstecker 30 läßt sich mit diesem Steckverbinder 1 zu einer kompletten Steckverbindung zusammensetzen.

Der Steckverbinder 1 besteht aus einem länglichen Isolierstoff gehäuse 3, das von einer Frontseite 4 zu einer Rückseite 5 von in Längsrichtung L doppelreihig angeordneten Kontaktteilkammern 6 durchzogen ist. In jeder Kontaktteilkammer 6 ist zur Befestigung eines von der Rückseite 5 eingeführten Kontaktteiles 2 ein Finger 7 ausgebildet. Die reihenförmige Anordnung der Kontaktteilkammern 6 bedingt, daß gegenüberliegende Kontaktteilkammern 6 eine Innenwand 8 gemeinsam nutzen. Beidseitig dieser Innenwand 8 ragt je ein federelastischer Finger 7 in die jeweilige Kontaktteilkammer 6 hinein.

In Längsrichtung L durchzieht das Isolierstoffgehäuse 3 eine stempelförmige Profilöffnung 9, die der Aufnahme eines Schubele mentes 10 dient. Die Profilöffnung 9 schneidet alle Kontaktteil kammern 6 und schafft den Freiraum für die Auslenkung der Finger 7. Das Schubelement 10 läßt sich in der Profilöffnung 9 zwischen einer Montagestellung und einer Verriegelungsstellung verschie ben und besteht aus einem Verriegelungskamm 11 und einer Abdeckplatte 12, die durch Querstege 13 einstückig miteinander verbunden sind. Das Schubelement 10 ist doppel-T-träger-förmig ausgebildet, wobei der Verriegelungskamm 11 und die Querstege 13 im Querschnitt der Profilöffnung 9 entsprechen. Der Verriegelungskamm 11 ist mit Zähnen 14 ausgestattet, die in der Verriegelungsstellung in der Kontaktteilkammer 6 das Kontaktteil 2 verriegeln. Die Abdeckplatte 12 ist außerhalb des Isolierstoffgehäuses 3 an dessen Frontseite 4 angeordnet. In Längsrichtung L umgreift die Abdeckplatte 12 die Frontseite 4 mit Kanten 15, an denen innenseitig Nuten 16 eingelassen sind. Die Nuten 16 wirken mit entsprechenden Schienen 17 des Isolierstoffgehäuses 3 zusammen und führen die Abdeckplatte 12 längs des Isolierstoffgehäuses 3. In der Abdeckplatte 12 befinden sich doppelreihig angeordnete Stecköffnungen 18, die je einer Kontaktteilkammer 6 mit deren Kontaktteil 2 zugeordnet sind. Um das Einführen von Gegenkontaktteilen 31 zu erleichtern, sind die Stecköffnungen 18 mit Findungstrichtern 19 erweitert. Zwischen den Reihen der Stecköffnungen 18 ist in der Abdeckplatte 12 ein Längsschlitz 20 eingelassen, mit der Profilöffnung 9 fluchtet und einen einwärts gerichteten Rand 21 aufweist.

Die Montagestellung und die Verriegelungsstellung des Schubele mentes 10 werden mittels Rastnasen 22, 22', 22" und Rastöffnungen 23, 23', 23" gewährleistet, die am Isolierstoffgehäuse 3 oder an der Abdeckplatte 12 angeformt sind. Die in den Figuren dargestellten Formen und Anordnungen von Führungsmitteln 16, 17 und Rastmitteln 22, 23 am Isolierstoffgehäuse 3 bzw. am Schubelement 10 sind ein Beispiel, da vielfältige weitere Ausführungsformen möglich sind.

Die nachfolgende Beschreibung stellt die Funktionsweise des Steckverbinders 1 dar. Nach Fertigstellung der Elemente des Steckverbinders 1, d. h. dem Spritzen des Isolierstoffgehäuses 3 und des Schubelementes 10 und dem Stanzen und Formen des Kontaktteiles 2, wird das Schubelement 10 in die Profilöffnung 9 des Isolierstoffgehäuses 3 eingeführt und verrastend vormon tiert. In dieser sogenannten Montagestellung sind die Kontakt teilkammern 6 an der Frontseite 4 von Stegen 24 zwischen den Stecköffnungen 18 verschlossen, so daß hier keine Fremdkörper eindringen können. Das Kontaktteil 2 wird von der Rückseite 5 des Isolierstoffgehäuses 3 in die Kontaktteilkammer 6 einge führt. Dies ist nur in der Montagestellung möglich, da die Zähne 14 des Verriegelungskammes 11 eines zuweit verschobenen Schubelementes 10 ein Einführen des Kontaktelementes 2 blockieren würden. Das vollständig eingeführte Kontaktelement 2 stößt mit seinem Kontaktteilkasten 25 vorne an einen Steg 24 der Abdeckplatte 12 und mit einer Fahne 26 gegen einen Vorsprung 27 in der Kontaktteilkammer 6. Der während des Einführens ausgelenkte Finger 7 greift federelastisch in eine Ausnehmung 28 des Kontaktteiles 2 ein und stellt damit die Erstverriegelung dar.

Das Schubelement 10 wird in Längsrichtung L weitergeschoben und in der Verriegelungsstellung verrastet. Der Vorschub des Schubelementes 10 ist nur möglich, wenn das Kontaktteil 2 vollständig in die Kontaktteilkammer 6 eingeführt wurde, da anderenfalls die Zähne 14 des Verriegelungskammes 11 von einem Teil des Kontaktteilkastens 25 blockiert würden. In der Verriegelungsstellung hintergreifen die Zähne 14 des Verriegelungskammes 11 den Kontaktteilkasten 25 und schaffen so eine Zweitverriegelung des Kontaktteiles 2. Die Abdeckplatte 12 verschiebt sich ebenfalls. Die Stecköffnungen 18 sind über den Kontaktteilkammern 6 angeordnet, so daß die Gegenkontaktteile des Gegensteckers eingeführt und mit den Kontaktteilen 2 in Eingriff gebracht werden können.

Der Gegenstecker 30 weist mindestens einen Stift 32 auf, der in den Längsschlitz 20 und in die Profilöffnung 9 eingreift und die Erstverriegelung, d. h. die Finger 7, zusätzlich sichert. Gleichzeitig erfolgt eine Überprüfung der Erstverriegelung. Ein nicht vollständig einführbarer Stift 32 deutet darauf hin, daß eine unzureichende Rückfederung des Fingers 7 in die Ausnehmung 28 des Kontaktteiles 2 vorliegt. Je nach Ausgestaltung übernimmt dieser Stift 32 auch eine Zentrierung oder Codierung des Gegensteckers 30.

Aus schaltungstechnischen Gründen kann es erforderlich sein, den Gegenstecker 30 mit Gegenkontaktteilen 31, 31' unterschiedlicher Länge auszustatten. Aussparungen 29 an den entsprechenden Stecköffnungen 18 in der Abdeckplatte 12 verhindern, daß bei einem winkligen Ansetzen des Gegensteckers 30 die längeren Gegenkontaktteile 31 abknicken.

Vom Zeitpunkt der Vormontage des Schubelementes 10 bis zur Erstellung der Verriegelungsstellung wird die Kontaktteilkammer 6 bzw. das Kontaktteil 2 ständig vor Beschädigungen von außen geschützt. Der Sitz der Abdeckplatte 12 auf dem Isolierstoffge häuse 3 wird durch die einstückige Verbindung zum Verriegelungs kamm 11 und zusätzlich durch die Führungsmittel 16, 17 gewährleistet. Die einwärts gerichteten Ränder 21 des Längsschlitzes 20 verschließen die Kontaktteilkammer 6 nahezu lückenlos.

Bezugszeichenliste

1

Steckverbinder

2

Kontaktteil

3

Isolierstoffgehäuse

4

Frontseite

5

Rückseite

6

Kontaktteilkammer

7

Finger

8

Innenwand

9

Profilöffnung

10

Schubelement

11

Verriegelungskamm

12

Abdeckplatte

13

Quersteg

14

Zahn

15

Kante

16

Nute

17

Schiene

18

Stecköffnung

19

Findungstrichter

20

Längsschlitz

21

Rand

22

Rastnase

23

Rastöffnung

24

Steg

25

Kontaktteilkasten

26

Fahnen

27

Vorsprung

28

Ausnehmung

29

Aussparung

30

Gegenstecker

31

Gegenkontaktteil

32

Stift
SSteckrichtung
LLängsrichtung

Claims

1. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder

1. mit einem Isolierstoffgehäuse (3),
- 1. das von einer Frontseite (4) zur Rückseite (5) von reihenförmig angeordneten Kontaktteilkammern (6) durchzo gen ist, wobei von deren Innenwänden (8) einwärts gerich tete elastische Finger (7) wegragen, und
- 2. das von einer Profilöffnung (9) durchsetzt ist, die die Kontaktteilkammern (6) senkrecht schneidet,
2. mit Kontaktteilen (2),
- 1. die in die Kontaktteilkammern (6) einführbar sind, und
- 2. die durch die in eine Ausnehmung (28) der Kontaktteile (2) eingreifende Finger (7) erstverriegelbar sind, und
3. mit einem zwischen einer Montagestellung und einer Verriege lungsstellung in der Profilöffnung (9) bewegbaren Schubele ment (10),
- 1. wobei die Kontaktteile (2) in der Montagestellung des Schubelementes (10) in die Kontaktteilkammern (6) einsetz bar sind, und
- 2. wobei an einem Verriegelungskamm (11) des Schubelementes (10) angeordnete Zähne (14) in der Verriegelungsstellung je eine Kante (25) der Kontaktteile (2) hintergreifen,

dadurch gekennzeichnet, daß
das Schubelement (10) aus einem Verriegelungskamm (11) und aus einer Abdeckplatte (12) besteht, die über angeformte Querstege (13) einstückig miteinander verbunden sind
und daß zwischen den reihenförmig angeordneten Stecköff nungen (18) in der Abdeckplatte (12) ein Längsschlitz (20) ausgebildet ist, durch den ein Stift (32) des Ge gensteckers (30) von der Frontseite (4) in die Profil öffnung (9) des Isolierstoffgehäuses (3) einführbar ist, der die Finger (7) in den Kontaktteilkammern (6) fi xiert.

2. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubelement (10) senkrecht zur Steckrichtung (S) des Isolierstoffgehäuses (3) verschiebbar ist, wobei die Abdeckplatte (12) auf der Frontseite (4) des Iso lierstoffgehäuses (3) angeordnet ist.

3. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (12) reihenförmig angeordnete, mit Findungstrichtern (19) ausgebildete Stecköffnungen (18) aufweist.

4. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stecköffnungen (18) Stege (24) ausge bildet sind, wobei die Stege (24) in der Montagestellung die Kontaktteilkammern (6) verschließen, und wobei die Stecköffnungen (18) in der Verriegelungsstellung so zu den Kontaktteilkammern (6) ausgerichtet sind, daß Gegen kontaktteile durch die Stecköffnungen (18) in die Kon taktteile (2) einführbar sind.

5. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stecköffnung (18) in der Abdeck platte (12) eine Aussparung (29) eingeformt ist.

6. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abdeckplatte (12) und an der Frontseite (4) des Isolierstoffgehäuses (3) Nuten (16) oder Schienen (17) ausgebildet sind, so daß die Abdeckplatte (12) am Isolierstoffgehäuse (3) führbar ist.

7. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (20) einen einwärts gerichteten Rand (21) aufweist.

8. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilöffnung (9) stempelförmig ausgebildet ist.

9. Mehrpoliger elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Isolierstoffgehäuse (3) und am Schubelement (10) komplementäre Rastmittel (22, 23) ausgebildet sind.