DE19814108A1 - Elektrischer Steckverbinder zur Montage in einem Ausschnitt in einer Wandung - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektrischer Steckverbinder zur Montage in einem Ausschnitt in einer Wandung angegeben, der aus einer ersten Steckerhälfte, die schwimmend in dem Ausschnitt befestigbar ist und aus einer zweiten komplementären Steckerhälfte (15), die sich durch Selbstfindung in die erste Steckerhälfte stecken läßt, besteht, wobei die erste und zweite Steckerhälfte (18) ein erstes beziehungsweise zweites Gehäuse (2, 19) mit zueinander komplementären elektrischen Kontakten aufweisen, wobei die erste Steckerhälfte in einem Außenrahmen (19) schwimmend befestigt ist, der mit der Wandung fest verbindbar ist und wobei der Außenrahmen (1) und das erste Gehäuse (2) der ersten Steckerhälfte einteilig ausgebildet und über Anordnungen (4) von Blattfedern (5, 6) miteinander verbunden sind, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen eine Bewegung des ersten Gehäuses (2) parallel zur Wandung ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder zur Montage in einem Ausschnitt in einer Wandung, bestehend aus einer ersten Steckerhälfte, die schwimmend in dem Ausschnitt befestigbar ist und einer zweiten komplementären Steckerhälfte, die sich durch Selbstfindung in die erste Steckerhälfte stecken lässt, wobei die erste beziehungsweise die zweite Steckerhälfte jeweils ein erstes beziehungsweise zweites Gehäuse mit zueinander komplementären elektrischen Kontakten aufweist.

Aus der US 4,812,133 ist eine erste schwimmende elektrische Steckerhälfte mit einer Vielzahl von Kontakten bekannt, die schwimmend innerhalb eines Ausschnittes in einer Wandung befestigbar ist. Die Befestigung ist dabei wieder lösbar und erfolgt durch einen Rahmen, der von der gegenüberliegenden Seite der Wandung auf die Steckerhälfte aufgeschoben ist und dort verrastet. Bei der ersten Steckerhälfte handelt es sich um eine Stiftwanne mit einem umlaufenden Kragen, der zwei halbzylindrische Öffnungen aufweist. Die komplementäre Steckerhälfte weist entsprechende halbzylindrische an ihrem freien Ende sich konisch verjüngende Zapfen auf, die eine Selbstfindung der beiden Steckerhälften beim Stecken ermöglichen.

Die in der US 4,812,133 vorgeschlagenen Steckerhälften ermöglichen ein leichtes Zusammenfügen der beiden Steckerhälften, entweder durch eine axiale Bewegung oder durch eine Bewegung der beiden Steckerhälften aufeinander zu unter einem geringen Winkel.

In vielen Situationen, insbesondere auch im Automobilbau ergeben sich Montagesituationen, in denen eine Selbstfindung von Steckerhälften notwendig ist. Oftmals muss dabei eine Möglichkeit zum Ausgleich von Montagespiel geschaffen werden. Die Verwendung möglichst weniger einzelner Steckerkomponenten ist dabei oft vorteilhaft.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Steckverbinder anzugeben, mit dem ein grosses Montagespiel ausgeglichen werden kann und der selbstfindend steckbar ist, aber keine zusätzlichen Teile benötigt. Die Aufgabe wird ist gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist besonders vorteilhaft, dass das Gehäuse der ersten Steckerhälfte in einem Aussenrahmen schwimmend befestigt ist und dabei das erste Gehäuse und der Aussenrahmen einteilig ausgebildet sind. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Aussenrahmen und das erste Gehäuse über Blattfedern miteinander verbunden sind. Es wird dabei gewährleistet, dass die Blattfedern eine Bewegung des ersten Gehäuses im Aussenrahmen in zwei zueinander senkrechten Richtungen ermöglichen. Es ist weiter besonders vorteilhaft, dass zwischen dem Aussenrahmen und dem ersten Gehäuse zumindest zwei gegenüberliegende Anordnungen von Blattfedern angeordnet sind. Dies gewährleistet eine gute Befestigung des ersten Gehäuses am Aussenrahmen und eine gleichmässige Bewegung.

Jede Anordnung von Blattfedern besteht dabei aus einem U- förmigen Teil, dessen Schenkel als erste und zweite Blattfedern und dessen Grund steif ausgebildet ist, und aus einer dritten Blattfeder, die senkrecht zur ersten und zweiten Blattfeder federt und am Grund angebunden ist. Durch diese besondere Anordnung wird gewährleistet, dass eine Bewegung des ersten Gehäuses in zwei zueinander senkrechten Federrichtungen ermöglicht wird und dass die Anordnung in anderen Richtungen ausreichend biegesteif beziehungsweise knick- und zugfest ist.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der Grund des U- förmigen Teils durch Rippen versteift ist, um eine Biegung des Grundes zu verhindern.

Eine besonders gleichmässige Lagerung des ersten Gehäuses im Aussenrahmen wird dadurch ermöglicht, dass vier Anordnungen von Blattfedern jeweils an den Ecken des Gehäuses zwischen erstem Gehäuse und Aussenrahmen vorgesehen sind.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, dass das erste und das zweite Gehäuse Vorrichtungen zur Zentrierung der beiden Gehäuse zueinander aufweisen. Eine Vorzentrierung der beiden Steckerhälften kann mittels zweier Fangtrichter an dem einen Gehäuse und entsprechender konisch ausgebildeter Zapfen am anderen Gehäuse durchgeführt werden. Die Feinzentrierung erfolgt dann durch an beiden Gehäusen vorgesehenen Fasen.

Es ist weiter von besonderem Vorteil, wenn das erste Gehäuse als Aufnahmerahmen ausgebildet ist, in dem modulare Gehäuse einbringbar sind. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das erste Gehäuse mit Aussenrahmen für unterschiedliche Anwendungen einsetzbar ist. Die modularen Gehäuse können dabei beispielsweise als Buchsengehäusemodule ausgebildet sein. Das zweite Gehäuse weist dann entsprechende Stiftwannen auf, in die die Buchsengehäusemodule aufgenommen werden. Die Stiftwannen wiederum weisen Kragen mit Einführungsfasen auf. Diese Einführungsfasen dienen zur Feinzentrierung der beiden Gehäuse zueinander.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweise geschnitten dargestellten Aussenrahmen mit einer ersten Steckerhälfte mit Buchsengehäusemodulen in Explosionsdarstellung,

Fig. 2 die zweite Steckerhälfte mit Stiftwannen,

Fig. 3 den Aufnahmerahmen mit der ersten Steckerhälfte mit eingebrachten Buchsengehäusemodulen,

Fig. 4 eine Ansicht der elektrischen Steckverbindung in montiertem Zustand und

Fig. 5 die elektrische Steckverbindung im montierten Zustand in einer geschnittenen Darstellung.

In Fig. 1 ist ein Aussenrahmen 1, der einteilig mit einem ersten Gehäuse 2 einer ersten Steckerhälfte ausgebildet ist, dargestellt. Ausserdem sind vier Buchsengehäusemodule 3 zu erkennen. Zwischen dem Aussenrahmen 1 und dem ersten Gehäuse 2 befinden sich vier Anordnungen 4 von Blattfedern 5, 6. Die Anordnungen 4 befinden sich jeweils in den Ecken zwischen dem Aussenrahmen 1 und dem ersten Gehäuse 2. Die Anordnungen bestehen jeweils aus einem U-förmigen Teil mit einem Grund 7 und zwei Schenkeln, die als erste und zweite Blattfeder 6 ausgebildet sind. Diese Blattfedern 6 ermöglichen eine Bewegung des ersten Gehäuses 2 im Aussenrahmen 1 in der Richtung I. Am Grund 7 des U-förmigen Teiles ist eine dritte Blattfeder 5 angebunden. Mit der dritten Blattfeder 5 wird eine Bewegung des ersten Gehäuses 2 relativ zum Rahmen in der Richtung II ermöglicht. Der Grund 7 des U-förmigen Teiles weist Verstärkungsrippen 8 auf, die verhindern, dass auch der Grund 7 sich wie eine Blattfeder verhält und für eine entsprechende Steifigkeit dieses Teiles sorgen.

Der Aussenrahmen 1 besteht im wesentlichen aus einem rechteckigen Rahmen mit Befestigungsmöglichkeiten 9 zur Befestigung an einer Wandung beispielsweise mittels Schrauben. Ausserdem weist der Aussenrahmen 1 U-förmig angeordnete Wandungen 10 auf, die sich jeweils um 3 Seiten einer Anordnung 4 von Blattfedern erstrecken. Die Wandungen 10 an benachbarten Anordnungen 4 sind spiegelsymmetrisch angeordnet, derart, dass die Öffnungen des U's gegenüberliegen. Die Fig. 1 ist teilweise geschnitten dargestellt, um eine klare Sicht auf die Anordnungen 4 von Blattfedern 5, 6 zu ermöglichen. Aufgrund dieser Wandungen 10, die jeweils aus zwei gegenüberliegenden Wandungen 11 und einer Wandung 12 beziehungsweise 13 bestehen, sind die Anordnungen 4 von Blattfedern besonders geschützt.

Die maximale Beweglichkeit des ersten Gehäuses 2 im Aussenrahmen 1 wird durch den Freiraum vorbestimmt, der dem Gehäuse 2 im Rahmen 1 gegeben ist. Dieser Spielraum ist besonders deutlich in Fig. 3 zu erkennen. Er ist in der einen Richtung mit X und in der anderen mit Y gekennzeichnet.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auch zwei Fangtrichter 14 zu erkennen, die Teil des ersten Gehäuses 2 sind. Diese halbkreisförmig ausgestalteten Trichter, von denen einer teilsweise geschnitten dargestellt ist, um eine bessere Sicht auf eine Anordnung 4 zu ermöglichen, sind ebenfalls in Fig. 2 deutlich zu erkennen.

Weiter ist in Fig. 1 dargestellt, dass das erste Gehäuse 2 als Aufnahmerahmen mit Öffnungen 15 ausgebildet ist, in die mehrere modulare Gehäuse, die Buchsengehäusemodule 3, einbringbar sind. Die Buchsengehäusemodule 3 werden im ersten Gehäuse 2 verrastet. Die Buchsengehäusemodule 3 weisen jeweils Kammern 16 auf, zur Aufnahme von elektrischen Buchsenkontakten. Am ersten Gehäuse 2 ist ausserdem eine Öffnung 17 zur Aufnahme einer Schraube vorgesehen, mit der das Gehäuse 2 an einem komplementären Gehäuse verriegelbar ist.

In Fig. 2 ist eine zweite Steckerhälfte 18 dargestellt. Die zweite Steckerhälfte 18 weist ein zweites Gehäuse 19 auf. In dem Gehäuse 19 sind Stiftwannen 20 vorgesehen. Die Stiftwannen 20 dienen zur Aufnahme der Buchsengehäusemodulen 3 der ersten Steckerhälfte. Die Stiftwannen 20 weisen Kragen 21 auf, die jeweils mit einer Einführungsfase 22 versehen sind. Weiterhin weist das zweite Gehäuse 19 eine Öffnung 23 zur Aufnahme einer Schraube, zur Verriegelung der beiden Steckerhälften miteinander, auf. Weiter weist das zweite Gehäuse 19 an gegenüberliegenden Enden zwei jeweils am Ende konisch ausgebildete Zapfen 24 auf. Diese Zapfen 24 sind jeweils halbzylindrisch ausgebildet und verjüngen sich an ihrem freien Ende. Sie dienen zur Grobzentrierung des zweiten Gehäuses 19 zum ersten Gehäuse 2. Dies erfolgt indem die Zapfen 24 in die Fangtrichter 14 eingreifen. Zur Feinzentrierung dienen die Einführungsfasen 22 an den Kragen 21 der Stiftwannen 20, sowie die Fasen 25 an den Halterungen der Buchsengehäusemodulen 3. Die Fasen 25 sind in Fig. 3 dargestellt.

In Fig. 3 ist eine Ansicht des Aussenrahmens 1 mit erstem Gehäuse 2 und eingebrachtem Buchsengehäusemodulen 3 von der steckgesichtseitgen Seite her dargestellt. Deutlich zu erkennen ist das mögliche Spiel X, Y des ersten Gehäuses 2 im Aussenrahmen 1 und die Fasen 25 an den Halterungen für die Buchsengehäusemodulen 3, die zur Feinzentrierung in den Stiftwannen 20 des zweiten Gehäuses dienen. Die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Anordnungen 4 aus Blattfedern 5, 6 sowie die Einführungstrichter 14 sind hier ebenfalls zu erkennen. Auch die Öffnungen 9 zur Befestigung des Aussenrahmens 1 an einer Wandung sind dargestellt.

In den Fig. 4 und 5 sind die beiden Steckerhälften 18 gesteckt. In Fig. 5 ist ein Teilschnitt dargestellt. In Fig. 4 ist deutlich zu erkennen, dass die Zapfen 24 der zweiten Steckerhälfte 18 sich in den Einführungstrichtern 14 der ersten Steckerhälfte befinden. In Fig. 4 ist zu erkennen, dass sämtliche Anordnungen 4 von Blattfedern 5, 6 von Wandungen 10 umgeben sind, die die entsprechenden Anordnungen 4 schützen. Diese Anordnungen von Wandungen 10 wurden in Fig. 1 teilweise weggeschnitten, um eine klare Sicht auf die Anordnungen 4 von Blattfedern 5, 6 zu ermöglichen.

In Fig. 5 ist deutlich zu erkennen, wie das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse 19 ineinandergreifen. Die Öffnungen 23 und 17 zur Aufnahme einer Schraube und zum Verriegeln der beiden Gehäuse 2, 19 aneinander sind nun übereinander angeordnet.

Claims (10)

1. Elektrischer Steckverbinder zur Montage in einem Ausschnitt in einer Wandung, bestehend aus einer ersten Steckerhälfte, die schwimmend in dem Ausschnitt befestigbar ist und aus einer zweiten komplementären Steckerhälfte (15), die sich durch Selbstfindung in die erste Steckerhälfte stecken lässt, wobei die erste und zweite Steckerhälfte (18) ein erstes beziehungsweise zweites Gehäuse (2, 19) mit zueinander komplementären elektrischen Kontakten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steckerhälfte in einem Aussenrahmen (19) schwimmend befestigt ist, der mit der Wandung fest verbindbar ist und dass der Aussenrahmen (1) und das erste Gehäuse (2) der ersten Steckerhälfte einteilig ausgebildet und über Anordnungen (4) von Blattfedern (5, 6) miteinander verbunden sind, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen eine Bewegung des ersten Gehäuses (2) parallel zur Wandung ermöglichen.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei gegenüberliegende Anordnungen (4) von Blattfeder (5, 6) vorgesehen sind, und dass jede Anordnung (4) aus einem U-förmigen Teil, dessen Schenkel als erste und zweite Blattfeder (6) und dessen Grund (7) steif ausgebildet ist, besteht, dass eine dritte Blattfeder (5), die senkrecht zu der ersten und zweiten Blattfeder (6) federt, am Grund (7) angebunden ist und dass das erste Gehäuse (2) mit der dritten Blattfeder (5) und der Aussenrahmen (1) mit der ersten und zweiten Blattfeder (6) oder umgekehrt verbunden ist.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vier Anordnungen (4) von Blattfedern (5, 6) vorgesehen sind.

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse (2) zwei Fangtrichter (14) und das zweite Gehäuse (19) zwei entsprechende am Ende konisch ausgebildete Zapfen (24) aufweist.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangtrichter (14) und die Zapfen (24) der Vorzentrierung der Steckerhälften (18) dienen und dass an den beiden Gehäusen (2, 19) Fasen (22) zur Feinzentrierung vorgesehen sind.

6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Verriegelung (17) der beiden Steckerhälften (18) vorgesehen sind.

7. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse (2) als ein Aufnahmerahmen ausgebildet ist, in den mehrere modulare Gehäuse einbringbar sind.

8. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die modularen Gehäuse als Buchsengehäusemodule (3) ausgebildet sind.

9. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (19) den Buchsengehäusemodulen entsprechende Stiftwannen (20) aufweist.

10. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftwannen (20) Kragen (21) mit Einführungsfasen (22) zur Zentrierung aufweisen.