DE19544631A1 - Elektrische Steckverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung mit einem an einem drehbaren Bauelement gehaltenen, zumindest ein Steckkontaktelement aufweisenden Steckverbindungsteil und mit einem an dem einem Bauteil angeordneten, zumindest ein Gegen-Steckkontaktelement aufweisendes Gegen-Steckverbindungsteil.

Anwendungsgebiet der Erfindung sind elektrische Geräte, bei denen einem drehbaren Bauteil eine elektrische Steckverbindung zugeordnet ist. Dieses gilt insbesondere für den elektrischen Anschluß der im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs vorhandenen elektrischen Einrichtungen.

Die US-PS 4 422 699 beschreibt eine Signalübertragungsvorrichtung in Form einer Wickelbandkassette mit einem spiralig aufgewickelten Bandkabel oder dergleichen zur Signalübertragung in das gegenüber der Fahrzeugkarosserie drehbare Lenkrad. Das erste Gehäuseteil der Wickel­ bandkassette ist mit der Lenkspindel verbunden und dreht sich somit entsprechend der Drehung des Lenkrades. Das zweite Gehäuseteil der Wickelbandkassette ist karosseriefest angeordnet, normalerweise am Mantelrohr der Lenkspindel. Innerhalb des Lenkrades befindet sich ein einsteckbarer Bedienungsblock mit elektrischen Steckverbindern. Da der Bedienungsblock nachgiebig im Lenkrad sitzt und auch das Lenkrad eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist, werden Kräfte in axialer oder Ein­ steckrichtung über die Steckverbindung auf das erste Gehäuseteil der Wickelbandkassete übertragen. Dies führt zu einer unerwünschten Ge­ räuschbildung und Hemmung der Drehbewegung der Wickelbandkassette.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung der Steckverbin­ dung, daß das ineinanderstecken der Steckverbindungsteile und das Ein­ setzen des Bedienungsblocks zwangsläufig in einem gekoppelten Arbeits­ gang möglich ist und daß das an dem Bedienungsblock sitzende Steckverbindungsteil in eingestecktem Zustand weitgehend mechanisch von dem Bedienungsblock entkoppelt ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gegensteckverbindungsteil in einem mit dem Bauteil fest verbundenen Träger in Steckrichtung verschieblich derart gehalten ist, daß bei voneinander getrennten Steckverbindungsteilen ein Form- und Kraft­ schluß zwischen dem Träger und dem Gegen-Steckverbindungsteil vorhan­ den und in zusammengefügtem Zustand der beiden Steckverbindungsteile der Form- und Kraftschluß zwischen dem Träger und dem Gegen-Steckverbindungsteil aufgehoben ist.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als das Gegen-Steckverbindungsteil fest in dem Träger sitzt. In einge­ stecktem Zustand der Steckverbindung, wenn das Gegen-Steckverbindungsteil mit dem Steckverbindungsteil verriegeit ist, wird dieser Sitz aufgehoben und der Träger ist in axialer Richtung mecha­ nisch entkoppelt, so daß keinerlei Kräfte in Aufsteckrichtung von Sei­ ten des Trägers auf die Steckverbindung einwirken. Die Steckverbindung ist somit in eingestecktem Zustand mechanisch von dem Bedienungsblock getrennt oder abgekoppelt.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Steckverbindung zeich­ net sich dadurch aus, daß der Träger an einem in das Lenkrad einsetz­ baren Bedienungsblock sitzt und das als Steckhülsengehäuse ausgebil­ dete Gegen-Steckverbindungsteil zwischen in Einsteckrichtung ausgerichteten Haltearmen hält, wobei eine in nicht eingestecktem Zu­ stand wirksame Verriegelung vorgesehen ist.

Eine symmetrische Verteilung der Entriegelungskraft wird dadurch gewährleistet, daß jeder Haltearm zwei durch einen Spalt getrennte Stege mit Verriegelungsprofilen umfaßt, die lösbar in Aufnahmen des Steckhülsengehäuses eingreifen.

Eine gleitende und leichtgängige Entrieglung wird dadurch er­ zielt, daß die Aufnahmen an Mitnehmerarmen des Steckhülsengehäuses sitzen und entsprechend den Verriegelungsprofilen profiliert sind.

Eine vorzeitige Entriegelung wird dadurch verhindert, daß in den Spalt zwischen den Stegen eine Freigabezunge hineinragt, die senkrecht zur Ebene des Haltearms beweglich ist und jeweils mit einem Nocken des Stiftgehäuses zusammenwirkt.

Eine sichere Entriegelung wird dadurch sichergestellt, daß die Nocken der Freigabezungen in Verbindung mit den Nocken des Stiftgehäu­ ses in der Endphase der Einsteckbewegung eine Ausrückung der Frei­ gabezungen bewirken, so daß sich die Stege gegeneinander bewegen kön­ nen und eine Entriegelung zwischen Steckhülsengehäuse und Träger mög­ lich ist.

Die Montage des Steckhülsengehäuses in dem Träger wird dadurch ermöglicht, daß Montagefahnen des Steckhülsengehäuses auf die Frei­ gabezungen ausgerichtet sind und dieselben bei der Montage des Steck­ hülsengehäuses in den Halter aus dem Spalt zwischen den Stegen heraus­ drücken.

Eine sichere Verrastung wird dadurch erzielt, daß Rastprofile des Steckhülsengehäuse in Durchbrüche des Steckerstiftgehäuses einrastbar sind.

Ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Steckverbindung für eine erste Phase des Einsteckens,

Fig. 2 eine Umklappung zu Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt für eine zweite Phase des Einsteckens,

Fig. 4 eine Umklappung zu Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt für eine dritte Phase des Einsteckens,

Fig. 6 eine Umklappung zu Fig. 5,

Fig. 7 einen Schritt für eine vierte Phase des Einsteckens,

Fig. 8 eine Umklappung zu Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt für die Endphase des Einsteckens und

Fig. 10 eine Umklappung zu Fig. 9.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das an einer nicht dargestellten Lenk­ spindel sitzende, drehbare, erste Gehäuseteil 1 einer Signalübertra­ gungsvorrichtung z. B. einer Wickelbandkassette mit einem spiralig auf­ gewickelten Bandkabel. Das nicht dargestellte zweite Gehäuseteil der Signalübertragungsvorrichtung sitzt fest und undrehbar an einem Man­ telrohr oder dergleichen der Lenkvorrichtung.

An dem ersten Gehäuseteil 1 sitzt als Steckverbindungsteil ein Stiftgehäuse 2 mit rechtkantiger oder beliebig anderer Außenkontur, das Steckerstifte 3 in der notwendigen Vielzahl und Konfiguration auf­ nimmt. In den Seitenwänden 9 des Stiftgehäuses 2 sind Durchbrüche 4 für die Rastung des komplementären Gegen-Steckverbindungsteils in Form eines Steckhülsengehäuses 5 vorgesehen. Das Stiftgehäuse 2 ragt in einen Durchbruch 6 des Lenkrades 7 hinein. An den Deckwänden 10 des Stiftgehäuses 2 sitzen etwa auf der Mittelachse Nocken 11 mit zur Ein­ steckrichtung geneigten Profilflächen 23 und 24.

In dem Kopfteil des Lenkrades befindet sich ein nur schematisch durch eine Grundplatte dargestellter, einsteckbarer Bedienungsblock 26 mit Bedienelementen z. B. für Signalhorn, für Programmiertasten eines Bordcomputers und andere Funktionen. In den Bedienungsblock 26 ist auch der Airbag integriert. An dem Bedienungsblock 26 sitzt ein Träger 8 mit dem Steckhülsengehäuse 5. Das Steckhülsengehäuse 5 ist in nichteingestecktem Zustand starr mit dem Träger 8 verbunden. In einge­ stecktem Zustand ist diese starre Verbindung gelöst, da das Steckhül­ sengehäuse 5 mit dem Stiftgehäuse 2 verrastet ist, jedoch in Ein­ steckrichtung leicht beweglich in dem Träger 8 geführt ist. Damit kön­ nen von dem Bedienungsblock bzw. von dem Träger 8 keine Kräfte auf das Steckhülsengehäuse 5 einwirken. Die Steckverbindung ist somit mecha­ nisch von dem Bedienungsblock und dem Lenkrad entkoppelt. Dieses wird im folgenden in Einzelheiten erläutert.

Der Träger 8 ist etwa gabelförmig ausgebildet und weist parallel zueinander ausgerichtete Haltearme 12 auf. Jeder Haltearm 12 umfaßt zwei durch einen Spalt getrennte, parallel zueinander verlaufende Ste­ ge 13 mit nach außen vorstehenden Verriegelungsprofilen 14. In dem Spalt zwischen den Stegen 13 jedes Haltearmes 12 befindet sich eine einen Nocken 25 aufweisende Freigabezunge 15, die den Spalt im wesent­ lichen ausfüllt und die Stege 13 in gerader Ausrichtung blockiert. Die Freigabezunge 15 ist senkrecht zur Ebene des Haltearms 12 beweglich und ermöglicht in ausgeschwenktem Zustand die Bewegung der Stege 13 gegeneinander.

Das Steckhülsengehäuse 5 weist entsprechend der Konfiguration der Steckerstifte 3 mehrere Steckhülsen 16 und gegebenenfalls Kurzschluß­ federn 17 auf. An die Steckhülsen 16 sind Leiteradern 18 angeschlos­ sen. Seitlich sind an dem Steckhülsengehäuse 5 Rastprofile 19 ange­ formt, die mit den Durchbrechen 4 zusammenwirken und eine Verrastung der Steckverbindung in eingestecktem Zustand bewirken. In Mitnehmerar­ men 20 des Steckhülsengehäuses 5 sind Aufnahmen 21 für die Verriegelungsprofile 14 geformt. Die Aufnahmen 21 und die Verriegelungsprofile 14 sind abgestuft, damit das Steckhülsengehäuse 5 in dem Träger 8 ver­ kantungsfrei aufgenommen ist. Außerdem sind die Aufnahmen 21 und die Verriegelungsprofile 14 in Einsteckrichtung profiliert. Montagefahnen 23 des Steckhülsengehäuses 5 ragen zwischen die Stege 13. Diese Montagefahnen 23 dienen als Montagehilfe für den Einbau des Steckhülsenge­ häuses 5 in den Träger 8.

Die Funktion der Steckverbindung ist Folgende: Nachdem in dem Steckhülsengehäuse 5 die Leiteradern angeschlossen sind, wird das Steckhülsengehäuse 5 in dem Träger 8 montiert. Beim Einschieben des Steckhülsengehäuses 5 in den Träger 8 drücken die Montagefahnen 22 die Freigabezuungen 15 auseinander, so daß jeweils der Spalt zwischen den Stegen 12 frei ist und die Stege 13 sich gegeneinander bewegen können. Damit können die Verriegelungsprofile 14 in die Aufnahmen 21 eingrei­ fen und das Stiftgehäuse 5 in dem Halter 8 starr verriegeln. Nach vollständigem Einschieben kehren die Freigabezungen 15 in die Grund­ stellung zurück und füllen jeweils den Spalt zwischen den Stegen 13 aus. Damit können sich die Stege 13 bzw. die Verrieglungsprofile 14 nicht mehr gegeneinander bewegen. Dadurch wird das Steckhülsengehäuse 5 verkantungsfrei in dem Träger 8 fixiert.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die erste Phase des Einsteckens. Der Be­ dienungsblock 26 mit dem Halter 8 wird in die nicht dargestellte Einstecköffnung des Lenkrades eingesteckt bzw. eingeführt. Das Steckhül­ sengehäuse 5 tritt in das Stiftgehäuse 2 ein. Die Haltearme 12 bzw. die Freigabezungen 15 liegen auf den Nocken 11 auf.

Auch in der zweiten Phase des Einsteckens nach den Fig. 3 und 4 ist das Steckhülsengehäuse 5 noch starr mit dem Träger 8 gekoppelt, so daß die Steckhülsen 16 auf die Steckerstifte 3 aufgeschoben werden. Die Nocken 25 kommen jetzt mit den Profilflächen 23 in Eingriff.

In der dritten Phase des Einsteckens nach den Fig. 5 und 6 treten die Rastprofile 19 des Steckhülsengehäuses 5 in die Durchbrüche 4 des Stiftgehäuses 2 ein. Damit ist das Steckhülsengehäuse 5 in dem Stift­ gehäuse 2 verrastet. Gleichzeitig werden die Nocken 25 durch die Pro­ filflächen 23 angehoben und gleiten auf die Nocken 11, so daß die Freigabzunge 15 aus dem Spalt zwischen den Stegen 13 herausgehoben wird.

Somit können sich in der vierten Phase des Einsteckens nach den Fig. 7 und 8 die Stege 13 gegeneinander bewegen und die Verriegelungsprofile 14 aus den Aufnahmen 21 heraustreten. Das Steckhülsengehäuse 5 ist jetzt mechanisch von dem Träger 8 entkoppelt.

In der Endphase des Einsteckens, also in eingestecktem Zustand des Bedienungsblocks 26 nach den Fig. 9 und 10 haben sich die Nocken 25 völlig über die Nocken 11 bewegt. Der Träger 8 ist jetzt auf dem Steckhülsengehäuse 5 in Einsteckrichtung frei verschieblich, so daß von dem Träger bzw. dem Bedienungsblock keine Kräfte in Einsteckrich­ tung auf die Steckverbindung übertragen werden.

Beim Herausziehen des Bedienungsblocks und Trennen der Steckver­ bindung vollziehen sich die beschrieben Bewegungsabläufe in umgekehrter Richtung. Das Steckhülsengehäuse 5 wird in dem Träger 8 wieder verrie­ gelt.

Claims (9)

1. Elektrische Steckverbindung mit einem an einem drehbaren Bau­ element gehaltenen, zumindest ein Steckkontaktelement aufweisenden Steckverbindungsteil und mit einem an dem einem Bauteil angeordneten, zumindest ein Gegen-Steckkontaktelement aufweisendes Gegen-Steckverbindungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegen-Steckver­ bindungsteil (5) in einem mit dem Bauteil (7 bzw. 26) fest verbundenen Träger (8) in Steckrichtung verschieblich derart gehalten ist, daß bei voneinander getrennten Steckverbindungsteilen (2, 5) ein Form- und Kraftschluß zwischen dem Träger (8) und dem Gegen-Steckverbindungsteil (5) vorhanden und in zusammengefügtem Zustand der beiden Steckverbin­ dungsteile (2, 5) der Form- und Kraftschluß zwischen dem Träger (8) und dem Gegen-Steckverbindungsteil (5) aufgehoben ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) mit dem Lenkrad (7) fest verbundenen und daß das als Stiftgehäuse ausgebildete Steckverbindungsteil (2) an einem Gehäuse­ teil (1) wie einer Wickelbandkassette angeordnet ist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (8) an einem in das Lenkrad einsetzbaren Bedie­ nungsblock (26) sitzt und das als Steckhülsengehäuse (5) ausgebildete Gegen-Steckverbindungsteil zwischen in Einsteckrichtung ausgerichteten Haltearmen (12) hält, wobei eine in nicht eingestecktem Zustand wirk­ same Verriegelung vorgesehen ist.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Haltearm (12) zwei durch einen Spalt getrennte Stege (13) mit Verriegelungsprofiien (14) umfaßt, die lösbar in Aufnahmen (21) des Steckhülsengehäuses (5) eingreifen.

5. Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (21) an Mitnehmerarmen (20) des Steckhülsengehäuses (5) sitzen und komplementär zu den Verriegelungsprofilen (14) profiliert sind.

6. Steckverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Spalt zwischen den Stegen (13) eine Freigabezunge (15) hineinragt, die senkrecht zur Ebene des Haltearms (12) beweglich ist und jeweils mit einem Nocken (11) des Stiftgehäuses (2) zusammenwirkt.

7. Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (25) der Freigabezungen (15) in Verbindung mit den Nocken (11) des Stiftgehäuses (2) in der Endphase der Einsteckbewegung eine Ausrückung der Freigabezungen (15) bewirken, so daß sich die Stege (13) gegeneinander bewegen können und eine Entriegelung zwischen Steckhülsengehäuse (5) und Träger (8) möglich ist.

8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Montagefahnen (22) des Steckhülsengehäuses (5) auf die Freigabezungen (15) ausgerichtet sind und dieselben bei der Mon­ tage des Steckhülsengehäuses (5) in den Halter (8) aus dem Spalt zwi­ schen den Stegen (12) herausdrücken.

9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Rastprofile (19) des Steckhülsengehäuse (5) in Durchbrüche (4) des Stiftgehäuses (2) einrastbar sind.