DE19932113B4

DE19932113B4 - Elektrische Steckverbindung

Info

Publication number: DE19932113B4
Application number: DE1999132113
Authority: DE
Inventors: Paul Bayer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2019-07-10
Also published as: DE19932113A1

Abstract

Ein elektrischer Stecker (1) hat ein mit einer Rastnase (8) versehenes Rastmittel (7), welches zur Fixierung des Steckers (1) einen Randbereich (9) eines Ausschnittes (3) umgreift. Um ein unerwünschtes Lösen des Steckers (1) zu verhindern, blockiert ein quer zu dem Rastmittel (7) verschiebbarer Verriegelungskörper (10) die Einwärtsbewegung des Rastmittels (7). Ein Kontaktelement (2) kann dabei ausschließlich in der Fixierstellung des Verriegelungskörpers (10) an den Stecker (1) angeschlossen werden, so daß eine fehlerhafte Fixierung des Steckers (1) ausgeschlossen ist. Nach dem Entfernen des Kontaktelementes (2) verbleibt der Verriegelungskörper (10) in seiner Fixierstellung, so daß sich der so ausgeführte Stecker (1) auch zum lediglich vorübergehenden Anschluß des Kontaktelementes (2) eignet.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung für ein Kraftfahrzeug.
Im modernen Kraftfahrzeugbau werden zunehmend zur elektrischen Kontaktierung Stecksysteme verwendet, die aus einem in dem hierfür vorbereiteten Ausschnitt fixierten Stecker und dem daran anzuschließenden Kontaktelement bestehen. Die Steckverbindung zeichnet sich dabei vor allem durch ihre mühelose Handhabbarkeit aus, die insbesondere eine Montage ohne Werkzeug gestattet und eine Wiederverwendung nach einer gegebenenfalls erforderlichen Demontage ermöglicht.

Um den Einsatz der Steckverbindung auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen zu ermöglichen, wie sie beispielsweise aufgrund der unvermeidlichen Fahrzeugvibrationen und schwankenden thermischen Belastungen auftreten, sind bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Rastmittel entwickelt worden.

Beispielsweise zeigt die DE 196 25 601 A1 eine Steckverbindung, bei der zunächst der Stecker und das Kontaktelement ineinander gefügt und anschließend durch einen beide Teile durchstoßenden Passstift gesichert werden. Einen vergleichbaren Aufbau offenbart auch eine Steckverbindung gemäß der DE 37 09 461 C2 , bei der das Kontaktelement und der Stecker durch einen mit beiden Teilen zusammenwirkenden Keilkörper gegeneinander verspannt werden, und dabei zugleich den Randbereich der Ausschnitts einschließen. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass sich eine derart ausgeführte Steckverbindung wenig für solche Anwendungen eignet, bei denen das Kontaktelement häufig gelöst wird oder lediglich vorübergehend mit dem Stecker verbunden wird, da der in dem Ausschnitt zurückbleibende Stecker ohne das entsprechende Gegenstück nicht zuverlässig fixiert ist.

Um diesem Problem entgegenzutreten, zeigt die DE 196 08 899 A1 bereits einen Stecker, dessen federnde Rasthaken den Randbereich des Ausschnitts zur Fixierung umgreifen. Das Kontaktelement hat dabei Vorsprünge, mit denen die Rasthaken blockiert werden. Das Kontaktelement und der Stecker werden anschließend mittels eines Schiebers gegeneinander verspannt. Auch dieser Lösungs vorschlag konnte den Anforderungen nicht gerecht werden, da der Stecker zwar selbst die zur Fixierung in dem Ausschnitt erforderlichen Rastmittel aufweist, eine zuverlässige Verbindung jedoch lediglich bei angeschlossenem Stecker gewährleistet werden kann.

Aus der US 5,279,507 ist ein Steckverbinder für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem ein mit einem elektrischen Stecker und einem Kontaktelement zusammenwirkender Verriegelungskörper vorgesehen ist, durch den eine Fixierung des elektrischen Steckers bewirkt und ein Stecken des Kontaktelements ohne eingesetzten Stecker verhindert wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Wirkungsweise und Handhabung der elektrischen Steckverbindung auf einfache und vorteilhafte Weise zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer elektrischen Steckverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist eine elektrische Steckverbindung vorgesehen, bei der das Kontaktelement an den Stecker nur dann anschließbar ist, wenn sich der Verriegelungskörper in der Fixierstellung befindet. Dabei ist der Stecker unabhängig von dem Kontaktelement in dem Ausschnitt fixierbar und kann auch bei einem lediglich vorübergehenden Anschluss des Kontaktelements oder bei Verwendung eines nicht speziell auf den Stecker abgestimmten Kontaktelements eingesetzt werden. Die Handhabung des Steckers wird erleichtert, da das Kontaktelement von dem Stecker gelöst werden kann, ohne dass hierzu zunächst die Ruhestellung des Verriegelungskörpers eingestellt werden muss. Das Entfernen des Steckers aus dem Ausschnitt erfordert demnach einen manuellen Eingriff, um den Verriegelungskörper von seiner Fixierstellung in seine Ruhestellung zu bewegen, wodurch zugleich ein unbeabsichtigtes Lösen des Steckers vermieden werden kann.

Der Stecker und der Verriegelungskörper bilden eine Baueinheit, so dass der Verriegelungskörper mit dem Stecker unverlierbar verbunden ist. Neben der Reduzierung des zur Montage erforderlichen Aufwands können so zugleich Fehler durch eine unsachgemäße oder fehlerhafte Anordnung des Verriegelungskörpers an dem Stecker weitgehend ausgeschlossen werden. Dadurch wird zugleich auch die Wiederverwendung erleichtert, wobei die Montage auch von Laien durchgeführt werden kann.

Der Verriegelungskörper kann durch den Fixiervorgang des Steckers in dem Ausschnitt von der Ruhestellung in die Fixierstellung bewegbar ausgeführt sein. Hierdurch wird die Fixierstellung automatisch bei dem Montagevorgang des Stecker in dem Ausschnitt ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang erreicht. Der Verriegelungskörper hat hierzu beispielsweise eine keilförmige Anlagefläche, die gegen den Randbereich des Ausschnitts anliegt und bei der Montage quer zu dem Rastmittel in die Fixierstellung bewegt wird. Denkbar ist auch ein gegen die Federkraft eines Federelements vorgespannter Verriegelungskörper, der dadurch bei der Montage des Steckers zuverlässig in die Fixierstellung bewegt wird.

Weiterhin ist der Stecker zum Anschluss des Kontaktelements ausschließlich in der Fixierstellung des Verriegelungskörpers ausgeführt. Hierdurch wird zuverlässig verhindert, dass das Kontaktelement mit dem Stecker verbunden wird, wenn dieser in dem Ausschnitt nicht ordnungsgemäß fixiert ist oder der Verriegelungskörper seine vorbestimmte Fixierstellung nicht erreicht hat. Beim Anschluss des Kontaktelements an den Stecker erfolgt demnach eine automatische Kontrolle der Fixierung, so dass ein Fehler zuverlässig erkannt und die Ursache unmittelbar behoben werden kann.

Insbesondere kann der Verriegelungskörper durch das Kontaktelement beim Anschluss an dem Stecker in die Fixierstellung bewegt werden. Die Fixierstellung wird daher durch den Anschluss des Kontaktelements bewirkt, wobei das Kontaktelement eine geneigte Nut aufweist, in die ein entsprechend ausgeführter Vorsprung des Verriegelungskörpers eingreift. Die Nut ist hierzu derart ausgeführt, dass eine zuvor manuell vorgenommene Einstellung der Fixierstellung den Anschluss des Kontaktelements nicht behindert.

Der Stecker kann vorteilhafterweise von einer Vorderseite der elektrischen Steckverbindung an einem Bauelement des Kraftfahrzeugs montiert werden, wobei der Stecker hierdurch auch in einen Ausschnitt eingesetzt werden kann, dessen rückwärtiger Bereich unzugänglich ist. Der Stecker wird hierzu zunächst mit einer von seiner später fixierten Position abweichenden Orientierung durch den Ausschnitt hindurch geführt und anschließend nach der Korrektur der Ausrichtung in Richtung der Vorderseite gezogen. Der Stecker ermöglicht so einen weiten Einsatzbereich, der insbesondere auch eine Nachrüstung bei bereits bestehenden Systemen ermöglicht.

Vorzugsweise weist der Stecker zur visuellen Unterscheidbarkeit der Ruhestellung von der Fixierstellung des Verriegelungskörpers eine Markierung auf. Eine solche insbesondere im ständigen Blickfeld angebrachte Markierung ermöglicht eine schnelle und effektive Kontrolle der Fixierung. Daher können auch Beschädigungen der Bauelemente der elektrischen Steckverbindung (insbesondere von Stecker und Verriegelungskörper) unmittelbar erkannt werden.

Hierbei kann die Markierung durch jeweils einen mit dem Verriegelungskörper und einen mit dem Stecker verbundenen und in der Fixierstellung fluchtenden Vorsprung gebildet werden. Die in der richtigen Stellung fluchtenden Vorsprünge sind dabei selbsterklärend und ermöglichen das Erkennen eines Fehlers, ohne die Funktionsweise der elektrischen Steckverbindung im Einzelnen kennen zu müssen.

Der Stecker der elektrischen Steckverbindung kann vorteilhafterweise zur Anordnung eines ergänzenden Steckkörpers vorbereitet sein. Der Stecker kann so zum Anschluss weiterer Leitungen durch den Steckkörper erweitert werden, so dass eine individuelle Anpassung der elektrischen Steckverbindung an den jeweiligen Verwendungszweck problemlos möglich ist. Ein modularer Aufbau des Steckers ermöglicht zugleich auch dessen nachträgliche Anpassung an verschiedene Kontaktelemente, ohne dass der Stecker hierzu aus dem Ausschnitt gelöst werden muss.

Weiterhin kann der Stecker eine Aufnahme für eine Dichtung aufweisen, wodurch ein Einsatz der elektrischen Steckverbindung auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen ermöglicht wird. Die Dichtung schützt den Stecker vor Umwelteinflüssen und ermöglicht neben einer Abdichtung des Steckers gegenüber dem Randbereich des Ausschnitts auch die Abdichtung des Kontaktelements gegenüber dem Stecker.

Diese Dichtung kann vorteilhafterweise gemeinsam mit dem Stecker an einem Bauelement des Kraftfahrzeugs fixiert werden. Der Montageaufwand wird dadurch weiter reduziert, wobei zugleich eine fehlerhafte Montage der Dichtung weitgehend ausgeschlossen werden kann.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt jeweils in einer perspektivischen Ansicht in
1 die elektrische Steckverbindung mit Stecker und Kontaktelement,
2 einen Abschnitt der in 1 gezeigten elektrische Steckverbindung in einer vergrößerten Darstellung aus einem anderen Blickwinkel.
In 1 ist eine elektrische Steckverbindung mit einem Stecker 1 und einem an den Stecker 1 anschließbaren Kontaktelement 2 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Der Stecker 1 ist dabei in einem Ausschnitt 3 eines lediglich strichpunktiert skizzenhaft und abschnittsweise dargestellten Bauelements 4 fixiert. Hierzu hat der Stecker 1 zwei Haken 5, 6 und ein elastisch verformbares Rastmittel 7 mit einer Rastnase 8. Diese Rastnase 8 und die Haken 5, 6 umgreifen an einander gegenüberliegenden Seiten des Steckers 1 einen Randbereich 9 des Ausschnitts 3. Zur Sicherung ist das Rastmittel 7 mittels eines Verriegelungskörpers 10 derart blockierbar, dass ein unerwünschtes Lösen des Rastmittels 7 nach der Montage und das damit verbundene mögliche Herausfallen des Steckers 1 aus dem Ausschnitt 3 verhindert wird. Zur visuellen Kontrolle der Stellung des Verriegelungskörpers 10 hat dieser eine mit einem Vorsprung 11 versehene Markierung 12, die in der dargestellten Fixierstellung mit einem an dem Stecker 1 angeordneten Vorsprung 13 fluchtend ausgerichtet ist. Zum Einstellen der Ruhestellung des Verriegelungskörpers 10 ist lediglich eine Querverschiebung in Richtung des Pfeils R erforderlich. Der Stecker 1 ist weiterhin mit einer Aufnahme 14 für einen nicht dargestellten, weiteren Steckkörper ausgestattet, der so die Nachrüstung des Steckers 1, insbesondere zum Anschluss zusätzlicher, über die Aufnahmefähigkeit des Kontaktelements 2 hinausgehenden Leitungen, erlaubt. Zum Anschluss des Kontaktelements 2 wird dieses in den Stecker 1 eingesetzt, wobei ein Vorsprung 15 des Verriegelungskörpers 10 in eine an einer Stirnfläche 16 des Kontaktelements 2 angeordnete Nut 17 eingreift. Die Nut 17 ist dabei derart ausgeführt, dass der Vorsprung 15 nur in der Fixierstellung des Verriegelungskörpers 10 mit dem Stecker 1 verbunden werden kann und in der Ruhestellung den Anschluss des Kontaktelements 2 blockiert. Dabei wird eine geringfügige Abweichung des Verriegelungskörpers 10 von der Fixierstellung durch eine Schrägfläche 18 der Nut 17 korrigiert, so dass eine Zentrierung des Vorsprungs 15 und damit eine Korrektur der vom Sollwert abweichen den Stellung erreicht wird. Eine Bewegung des Verriegelungskörpers 10 in die Ruhestellung bei angeschlossenem Kontaktelement 2 ist dabei zugleich ausgeschlossen.
Die Funktionsweise des Verriegelungskörpers 10 wird anhand der 2 näher dargestellt. Diese zeigt den lediglich abschnittsweise dargestellten Stecker 1 in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht aus einem veränderten Blickwinkel. In der abweichend von der 1 dargestellten Ruhestellung des Verriegelungskörpers 10 sind die Vorsprünge 11, 13 gegeneinander versetzt, so dass die mangelhafte Fixierung des Steckers 1 auch ohne eine Funktionskontrolle unmittelbar auffällt. Der Verriegelungskörper 10 ist mit zwei Aussparungen 19, 20 versehen, die in der dargestellten Ruhestellung mit entsprechenden, nicht dargestellten Ausformungen des Rastmittels 7 fluchtend ausgerichtet sind und dadurch eine Einwärtsbewegung des Rastmittels 7 und der Rastnase 8 erlauben, so dass der Stecker 1 aus dem in 1 gezeigten Ausschnitt 3 entnommen werden kann. Zum Einstellen der Fixierstellung des Verriegelungskörpers 10 wird dieser in Richtung des Pfeils F verschoben. Hierzu ist der Verriegelungskörper 10 in einer Führung 21 des Steckers 1 beweglich und unverlierbar geführt.
Die Fixierung des Steckers 1 in dem Ausschnitt 3 ist aufgrund des Verriegelungskörpers 10 im wesentlichen nur in dessen Fixierstellung möglich, wobei eine selbsttätige Bewegung des Verriegelungskörpers 10 mittels der speziellen Ausformung der Nut 17 des Kontaktelements 2 die Zuverlässigkeit weiter erhöht. Zusätzlich ermöglicht die Markierung 12 eine schnelle optische Zustandskontrolle des Verriegelungskörpers 10. Dieser bleibt auch nach dem Entfernen des Kontaktelements 2 unverändert in seiner Fixierstellung, so dass eine zuverlässige Fixierung unter allen auftretenden Betriebsbedingungen erreicht wird. Zum Entnehmen des Steckers 1 aus seinem Ausschnitt 3 ist dabei ein manueller Eingriff erforderlich, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen des Steckers 1 ausgeschlossen ist.

1: Stecker
2: Kontaktelement
3: Ausschnitt
4: Bauelement
5: Haken
6: Haken
7: Rastmittel
8: Rastnase
9: Randbereich
10: Verriegelungskörper
11: Vorsprung
12: Markierung
13: Vorsprung
14: Aufnahme
15: Vorsprung
16: Stirnfläche
17: Nut
18: Schrägfläche
19: Aussparung
20: Aussparung
21: Führung
R: Pfeil in Richtung der Ruhestellung
F: Pfeil in Richtung der Fixierstellung

Claims

Elektrische Steckverbindung für ein Kraftfahrzeug, mit einem elektrischen Stecker (1) zur lösbaren Fixierung in einem Ausschnitt (3) des Kraftfahrzeugs (4), der einen Randbereich des Ausschnitts (3) umgreifende Rastmittel (7) aufweist, mit einem Verriegelungskörper (10), der von einer Ruhestellung (R) in eine Fixierstellung (F) verschiebbar ist, mit einem Kontaktelement (2), das zum Anschluss an den Stecker (1) in den Stecker (1) einsetzbar ist, wobei der mit dem Stecker (1) eine Baueinheit bildende Verriegelungskörper (10) so ausgebildet ist, dass nach dem Einrasten der Rastmittel (7) im Ausschnitt (3) und dem manuellen Verschieben des Verriegelungskörpers (10) in die Fixierstellung (F) die Rastmittel (7) durch Blockieren gegen unerwünschtes Lösen gesichert sind, dass durch Zusammenwirken eines Vorsprungs (15) des Verriegelungskörpers (10) mit einer an einer Stirnfläche (16) des Kontaktelements (2) angebrachten Nut (17) ein Anschluss des Kontaktelements (2) an den Stecker (1) nur in der Fixierstellung (F) des Verriegelungskörpers (10) möglich ist, und dass der Verriegelungskörper (10) bei eingesetztem und angeschlossenem Kontaktelement (2) nicht in die Ruhestellung (R) verschiebbar ist.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) zur visuellen Unterscheidbarkeit der Ruhestellung (R) von der Fixierstellung (F) des Verriegelungskörpers (10) eine Markierung (12) aufweist.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (12) durch jeweils einen mit dem Verriegelungskörper (10) und einen mit dem Stecker (1) verbundenen und in der Fixierstellung (F) fluchtenden Vorsprung (11, 13) gebildet ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) zur Anordnung eines ergänzenden Steckkörpers vorbereitet ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (1) eine Aufnahme für eine Dichtung hat.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung gemeinsam mit dem Stecker (1) an dem Kraftfahrzeug (4) fixierbar ist.