DE19807936A1 - Elektrische Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe, mit folgenden Merkmalen: Es ist ein erster Stecker mit einem ersten isolierenden Steckverbindergehäuse vorgesehen, es ist ein zweiter Stecker mit einem zum ersten Steckverbindergehäuse komplementären isolierenden Steckverbindergehäuse vorgesehen, es ist eine Kupplungshilfe zur steckbaren Aufnahme des ersten Steckverbindergehäuses und des zweiten Steckverbindergehäuses vorgesehen, das erste Steckverbindergehäuse und das zweite Steckverbindergehäuse weisen Steuernocken auf, die mit jeweiligen Steuerflächen der Kupplungshilfe derart beweglich zusammenwirken, daß eine Bewegung des ersten Steckverbindergehäuses in die Steckrichtung eine Relativbewegung der Kupplungshilfe steuert, wobei die Relativbewegung der Kupplungshilfe eine Bewegung des zweiten Steckverbindergehäuses entgegen der Steckrichtung des ersten Steckverbindergehäuses steuert.

Elektrische Verbinderanordnungen, die aus zwei komplementären Steckerhälften bestehen, wobei die Steckerhälften auf zwei gegenüberliegenden Seiten einer Zwischenwand angeordnet sind und durch eine Montageöffnung in der Zwischenwand lösbar miteinander verbunden werden, sind bekannt. Vor allem im Automobilbau werden solche Verbinderanordnungen eingesetzt, um elektrische Signale aus den Motorenraum in dem Fahrgastraum mittels eines lösbaren Steckverbinders hinüber zu leiten. Die Steckverbinderanordnungen sind lösbar, um beispielsweise bei einer Reparatur einzelne Teile, sei es im Motorenraum oder im Fahrgastraum, ausbauen zu können. Um den Verbindungs- beziehungsweise Trennvorgang der Steckverbinderanordnung zu erleichtern, werden oft Kupplungshilfen eingesetzt.

Eine bekannte Kupplungshilfe ist die Bajonettanordnung. Hierbei ist an einer Steckerhälfte ein bewegbares, drehbares Teil vorgesehen, daß beim Zusammenführen der zwei komplementären Steckerhälften dafür sorgt, daß die zwei komplementären Steckerhälften gleichmäßig und ohne Abweichungen von der Steckrichtung zusammengefügt werden können. Der Bajonettring weist Steuerflächen oder Steuernocken auf, die mit komplementären Steuernocken oder Steuerflächen des Steckverbinders zusammenwirken und den Steckvorgang steuern. Am Ende des Steckvorgangs rastet der Steuernocken des Steckverbinders im Bajonettring ein um die Steckverbindung vor unbeabsichtigter Trennung zu sichern.

Eine weitere bekannte Kupplungshilfe ist der sogenannte Kulissenschieber. Der Kulissenschieber ist im wesentlichen ein rahmenförmiges oder U-förmiges Teil mit Steuerflächen oder Steuernocken, das beim Steckvorgang der beiden Steckverbinderhälften eine Bewegung quer zur Steckrichtung ausführt.

Aus der DE 40 40 748 C2 ist eine elektrische Verbinderanordnung mit einer weiteren Kupplungshilfe bekannt. Die Kupplungshilfe wird mit Schrauben an einer Zwischenwand befestigt und nimmt auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwand zwei komplementäre Steckerhälften auf. Die Kupplungshilfe weist auf einer Innenwand, die die Steckerhälften umgibt, an zwei gegenüberliegenden Enden anschließende Führungsnuten auf, die mit Nocken der beiden Steckerhälften zusammenwirken. Beim Steckvorgang führen die beiden Steckerhälften sowohl eine Bewegung in der Steckrichtung aufeinander zu als auch eine Bewegung relativ zur Kupplungshilfe aus. Die bekannten Kupplungshilfen sind für den Einsatz an schwer zugänglichen Stellen, beispielsweise am Getriebe oder am Motorblock schlecht geeignet, weil, wie beispielsweise beim Bajonett, eine einhändige Bedienung nicht möglich ist oder mehrere lose Teile nacheinander befestigt oder gleichzeitig zusammengeführt werden müssen. Die Kulissenschieber brauchen für die Bewegung quer zur Steckrichtung einen entsprechenden Platz am Montageort.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine elektrische Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe anzugeben, die an nicht oder nicht gut zugänglichen Stellen einfach verbunden und getrennt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe, mit folgenden Merkmalen: Es ist ein erster Stecker mit einem ersten isolierenden Steckverbindergehäuse vorgesehen, es ist ein zweiter Stecker mit einem zum ersten Steckverbindergehäuse komplementären isolierenden Steckverbindergehäuse vorgesehen, es ist eine Kupplungshilfe zur steckbaren Aufnahme des ersten Steckverbindergehäuses und des zweiten Steckverbindergehäuses vorgesehen, das erste Steckverbindergehäuse und das zweite Steckverbindergehäuse weisen Steuernocken auf, die mit jeweiligen Steuerflächen der Kupplungshilfe derart beweglich zusammenwirken, daß eine Bewegung des ersten Steckverbindergehäuses in die Steckrichtung eine Relativbewegung der Kupplungshilfe steuert, wobei die Relativbewegung der Kupplungshilfe eine Bewegung des zweiten Steckverbindergehäuses entgegen der Steckrichtung des ersten Steckverbindergehäuses steuert, die Kupplungshilfe zur Aufnahme des ersten Steckverbindergehäuses und des zweiten Steckverbindergehäuses weist einen im wesentlichen rohrförmigen Querschnitt mit einer Längsachse in der Steckrichtung auf, und die Relativbewegung der Kupplungshilfe ist eine Drehbewegung um die eigene Längsachse.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Es ist von Vorteil, daß die Kupplungshilfe unabhängig vom Steckverbindungsvorgang am Montageort verbleibt und nicht verloren gehen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kupplungshilfe drehbar um die Längsachse in eine Montageöffnung einer Montageplatte einbringbar ist.

Es ist auch von Vorteil, daß zum Trennen oder Verbinden der zwei komplementären Steckerhälften lediglich einer der beiden Steckerhälften betätigt werden muß. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kupplungshilfe für das erste Steckverbindergehäuse und für das zweite Steckverbindergehäuse jeweilige Steuerflächen aufweist, die zur Längsachse der Kupplungshilfe schraubenlinienförmig aufeinander zu laufend angeordnet sind.

Es ist von Vorteil, daß die Kontakte der Steckverbinderanordnung beim Steckvorgang vor Beschädigung geschützt sind. Dies wird dadurch erreicht, daß benachbart zum ersten Steckverbindergehäuse und benachbart zum zweiten Steckverbindergehäuse in der Steckrichtung parallel zum jeweiligen Steckverbindergehäuse Führungssäulen angeordnet sind, die mit komplementären Führungsmittel der Montageplatte zur Führung der Steckverbindergehäuse in der Steckrichtung zusammenwirken.

Es ist auch von Vorteil, daß die elektrische Verbinderanordnung einfach abgedichtet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß das erste Steckverbindergehäuse und das zweite Steckverbindergehäuse zumindest im Steckbereich einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dies wird auch dadurch erreicht, daß Dichtungsmittel zur Abdichtung zwischen dem ersten Steckverbindergehäuse und der Montageplatte angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe,

Fig. 2 eine weitere perspektivische Explosionsdarstellung der Verbinderanordnung von Fig. 1 während dem Zusammenbau,

Fig. 3 eine perspektivisch teilweise geschnittene Darstellung der Verbinderanordnung von Fig. 2 während dem Steckvorgang,

Fig. 4 eine perspektivische teilweise geschnittene Darstellung der Verbinderanordnung von Fig. 3 im vollständig gesteckten Zustand, und

Fig. 5 ein vergrößerte perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von Fig. 4.

In Fig. 1 sind die wichtigsten Elemente einer elektrischen Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Von oben nach unten sind folgende Elemente dargestellt: Ein erster Stecker 1 mit einem ersten isolierenden Steckverbindergehäuse 2, eine Kupplungshilfe 3 zur steckbaren Aufnahme des ersten Steckverbindergehäuses 2 und eines zweiten Steckverbindergehäuses 6, einen Ausschnitt aus einer Montageplatte 4, ein zweiter Stecker 5 mit einem zweiten zum ersten Steckverbindergehäuse 2 komplementären isolierenden Steckverbindergehäuse 6 und eine Grundplatte 7 mit Führungszapfen 27 zur Aufnahme des zweiten Steckers 5 im nicht-gesteckten Zustand.

In Fig. 1 ist ersichtlich, wie der erste Stecker 1 und der zweite Stecker 5 auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Nontageplatte 4 steckbar zueinander angeordnet sind. Die Kupplungshilfe 3 ist drehbar um die Längsachse in einer Nontageöffnung 8 der Montageplatte 4 einbringbar. Die Kupplungshilfe 3 weist einen im wesentlichen rohrförmigen Querschnitt mit einer Längsachse in der Steckrichtung auf. Die Kupplungshilfe 3 weist im oberen und im unteren Teil aufeinander zu laufend Steuerflächen 9, 10 auf. Die Steuerflächen 9, 10 sind zur Längsachse der Kupplungshilfe 3 schraubenlinienförmig aufeinander zu laufend angeordnet. Am zweiten Steckverbindergehäuse 6 ist ein Steuernocken 11 ersichtlich, der mit der Steuerfläche 10 der Kupplungshilfe 3 zusammen beweglich ist. Das erste Steckverbindergehäuse 2 und das zweite Steckverbindergehäuse 6 weisen auf gegenüberliegenden Seiten Steuernocken 11, 11' auf, die mit jeweiligen Steuerflächen 9, 10 der Kupplungshilfe 3 derart beweglich zusammenwirken, daß eine Bewegung des ersten Steckverbindergehäuses 2 in die Steckrichtung eine Drehbewegung der Kupplungshilfe 3 zur Folge hat, wobei die Drehbewegung der Kupplungshilfe 3 eine Bewegung des zweiten Steckverbindergehäuses 6 entgegen der Steckrichtung des ersten Steckverbindergehäuses 2 zur Folge hat. Die Kupplungshilfe 3 wird mittels einer im wesentlichen U-förmigen Feder 12 in die Montageöffnung 8 in der Montageplatte 4 drehbar gelagert und gesichert. Die Montageplatte 4 ist nur ausschnittsweise dargestellt und kann beispielsweise ein Teil des Kastens der elektronischen Ventilsteuerung eines Automobil sein.

Benachbart zum ersten Steckverbindergehäuse 2 sind in der Steckrichtung parallel zum Steckverbindergehäuse 2 Führungssäulen 13, 14 angeordnet. Die Führungssäulen 13, 14 wirken beim Steckvorgang mit komplementären Führungsmitteln 15, 16 der Montageplatte 4 zur Führung des Steckverbindergehäuses 2 zusammen. Auf der Unterseite der Montageplatte 4 sind weitere Führungssäulen 17, 18 angeordnet, die mit komplementären Führungsmitteln 19, 20 des zweiten Steckverbindergehäuses in der Steckrichtung zusammenwirken. Die Führungssäulen 13, 14, 17, 18, die mit den komplementären Führungsmitteln 15, 16, 19, 20 zusammenwirken, bewirken eine Zwangsführung der zwei komplementären Steckverbindergehäuse 2, 6 und verhindern eine Drehung, die beim Zusammenstecken der Steckverbindergehäusen 2, 6 in der Kupplungshilfe 3 resultieren würde. Das erste Steckverbindergehäuse 2 weist in der Führungssäule 13 eine Rastöffnung 21 auf, in die in der vollständig gesteckten Stellung ein Rastmittel 22 eingreift.

In Fig. 2 ist die Steckverbinderanordnung von Fig. 1 während dem Zusammenbau dargestellt. Die Montageplatte 4 stellt eine Abgrenzung dar, zwischen einen oberen leicht zugänglichen Bereich und einem unteren nicht oder nicht gut zugänglichen Bereich im Automobil. Der erste Stecker 1 enthält beispielsweise elektronische Bauteile, die zur Auswertung, zur Steuerung oder zur Umwandlung von elektrischen Signalen eingesetzt werden kann. Das zweite Steckergehäuse 6 nimmt beispielsweise Kontakte auf, die mit Sensoren für unterschiedliche Motorendaten, wie beispielsweise Temperatur, Druck oder Erschütterungen verbunden sind. Die Grundplatte 7 ist beispielsweise die Außenseite des Motorblocks, benachbart zu einem Bereich, in dem die Motorendaten erfaßt werden.

In Fig. 3 ist die Anordnung von Fig. 2 teilweise geschnitten dargestellt. In Fig. 3 ist ersichtlich wie zwischen dem ersten Steckverbindergehäuse 2 und der Öffnung 8 der Montageplatte 4 Dichtungsmittel 23 angeordnet sind. Weil das erste Steckverbindergehäuse 2 im wesentlichen einen runden Querschnitt aufweist, können als Dichtungsmittel an sich bekannte sogenannte O-Ringe 23 eingesetzt werden. In Fig. 3 ist auch ersichtlich, wie die Führungssäulen 13, 14 mit den komplementären Führungsmitteln 15, 16 zusammenwirken.

In Fig. 4 ist die elektrische Verbinderanordnung nochmals teilweise geschnitten dargestellt. In Fig. 4 befindet sich die elektrische Verbinderanordnung im vollständig gesteckten Zustand. Die Rastnocken 11, 11' des ersten und des zweiten Steckers 1, 5 wirken zusammen mit den Führungsflächen 9, 10, der Kupplungshilfe 3.

Die Kupplungshilfe 3 unterscheidet sich von einem bekannten Bajonettring dadurch, daß die Steuernocken 11, 11' sich im vollständig gesteckten Zustand nicht am Ende der Führungsflächen 9, 10 befinden und nicht, wie das bei einer Bajonettverbindung üblich ist, eingerastet sind. Die komplementären Rastmittel 21, 22 wirken zur Verrastung des ersten Steckers 1 mit der komplementären Führungssäule 15 der Nontageplatte 4 zur Sicherung des gesteckten Zustands zusammen. Hiermit wird erreicht, daß die elektrische Verbinderanordnung im vollständig gesteckten Zustand bleibt. Um die elektrische Verbinderanordnung zu trennen, wird das Rastmittel 22 nach innen aus der Rastöffnung 21 weggedrückt und der erste Stecker 1 kann nach oben weggenommen werden. Gleichzeitig bewegt der zweite Stecker 5 entlang den Führungssäulen 17, 18 und den komplementären Führungsmitteln 19, 20 nach unten. Der zweite Stecker 5 bleibt in einer definierten Stellung unter der Montageplatte 4. Die Führungsmittel 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 bewirken, daß der erste Stecker 1 und der zweite Stecker 5 zueinander in der richtigen Orientierung verbleiben. Hiermit wird erreicht, daß beim jeweiligen Steck- und Trennvorgang der erste Stecker 1 und der zweite Stecker 5 selbsttätig zueinander finden. Der zweite Stecker 5 kann auch wenn er an einer nicht zugänglichen Stelle angeordnet ist, nicht verloren gehen. Der erste Stecker 1 und der zweite Stecker 5 werden selbsttätig miteinander verbunden, ohne daß dabei Kontakte in den Steckerhälften beschädigt werden. Die Kupplungshilfe 3 führt beim Steck- und Trennvorgang lediglich eine Drehbewegung um die eigene Längsachse in oder gegen dem Uhrzeigersinn aus. Die Kupplungshilfe 3 wird durch die drehbare Lagerung und durch die Sicherung mit der U-förmigen Feder 12 in der Montageplatte 4 an Bewegungen in oder gegen der Steckrichtung gehindert.

In Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus Fig. 4 vergrößert dargestellt. Es sind zwei Steuerflächen 9, 10 sowie zwei Steuernocken 11, 11' dargestellt. Die Steuerflächen 9, 10 verlaufen von einem ersten Rand 24 und von einem zweiten Rand 25 der Kupplungshilfe 3 unter einem konstanten Steigungswinkel, beispielsweise 45°, schraubenlinienförmig am Umfang der Kupplungshilfe 3 zueinander. Um eine gleichmäßige Bewegung der beiden Stecker 1, 5 zu erreichen, sind auf der nicht sichtbaren Rückseite weitere Steuerflächen 9, 10 ausgebildet, die mit weiteren Steuernocken 11, 11' an den Steckergehäusen 2, 6 zusammenwirken. Die Steigungen der jeweiligen Steuerflächen 9, 10 können im oberen und unteren Teil der Kupplungshilfe unterschiedlich sein. Mit dem Steigungswinkel der Steuerflächen 9, 10 wird das Maß der Bewegung der beiden Stecker 1, 5 in der Steckrichtung bestimmt. Es ist beispielsweise denkbar, daß einer der beiden Stecker 1, 5 einen kleineren Weg in der Steckrichtung zurücklegt als der andere Stecker 1, 5. Hierzu wird der Steigungswinkel in dem Teil der Kupplungshilfe 3, in dem der Stecker 1, 5 den kleineren Weg zurücklegen muß, kleiner gewählt.

Claims (8)

1. Elektrische Verbinderanordnung mit Kupplungshilfe, mit folgenden Merkmalen:

• a) es ist ein erster Stecker (1) mit einem ersten isolierenden Steckverbindergehäuse (2) vorgesehen,
• b) es ist ein zweiter Stecker (5) mit einem zum ersten Steckverbindergehäuse (2) komplementären isolierenden Steckverbindergehäuse (6) vorgesehen,
• c) es ist eine Kupplungshilfe (3) zur steckbaren Aufnahme des ersten Steckverbindergehäuses (2) und des zweiten Steckverbindergehäuses (6) vorgesehen,
• d) das erste Steckverbindergehäuse (2) und das zweite Steckverbindergehäuse (6) weisen Steuernocken (11, 11') auf, die mit jeweiligen Steuerflächen (9, 10) der Kupplungshilfe (3) derart beweglich zusammenwirken, daß eine Bewegung des ersten Steckverbindergehäuses (2) in die Steckrichtung eine Relativbewegung der Kupplungshilfe (3) steuert, wobei die Relativbewegung der Kupplungshilfe (3) eine Bewegung des zweiten Steckverbindergehäuses (6) entgegen der Steckrichtung des ersten Steckverbindergehäuses (2) steuert,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• e) die Kupplungshilfe (3) zur Aufnahme des ersten Steckverbindergehäuses (2) und des zweiten Steckverbindergehäuses (6) einen im wesentlichen rohrförmigen Querschnitt mit einer Längsachse in der Steckrichtung aufweist, und daß
• f) die Relativbewegung der Kupplungshilfe (3) eine Drehbewegung um die eigene Längsachse ist.

2. Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steckverbindergehäuse (2) und das zweite Steckverbindergehäuse (6) zumindest im Steckbereich einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

3. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshilfe (3) drehbar um die Längsachse in eine Montageöffnung (8) einer Montageplatte (4) einbringbar ist.

4. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steckverbindergehäuse (2) und das zweite Steckverbindergehäuse (6) auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Montageplatte (4) steckbar zueinander angeordnet sind.

5. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshilfe (3) für das erste Steckverbindergehäuse (2) und für das zweite Steckverbindergehäuse (6) jeweilige Steuerflächen (9, 10) aufweist, die zur Längsachse der Kupplungshilfe (3) schraubenlinienförmig aufeinander zu laufend angeordnet sind.

6. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zum ersten Steckverbindergehäuse (2) und zum zweiten Steckverbindergehäuse (6) in der Steckrichtung parallel zum jeweiligen Steckverbindergehäuse (2, 6) Führungssäulen (13, 14, 17, 18) angeordnet sind, die zur Führung der Steckverbindergehäuse (2, 6) in der Steckrichtung mit komplementären Führungsmittel (15, 16, 19, 20) der Montageplatte (4) zusammenwirken.

7. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Steckverbindergehäuse (2) und an der Montageplatte (4) zueinander komplementäre Rastmittel (21, 22) zur Verrastung der Verbinderanordnung in der gesteckten Stellung angeordnet sind.

8. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest am ersten Steckverbindergehäuse (2) Dichtungsmittel (23) zur Dichtung zwischen dem ersten Steckverbindergehäuse (2) und der Montageplatte (4) angeordnet sind.