DE19961591A1 - Mehrpolige elektrische Steckvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es ist eine mehrpolige elektrische Steckvorrichtung (11) so auszubilden, daß das axiale Verriegeln von Kontaktelementen (19) eines Steckverbinders (12) in fertigungstechnisch einfacher Weise erfolgen kann. DOLLAR A Ein an dem Steckverbinder (12) verschiebbar gelagertes Verriegelungselement (23) weist ein Umlenkglied (26) auf, das beim Koppeln des Steckverbinders (12) mit einem Gegensteckverbinder (13) durch diesen aus seiner Lage auslenkbar ist. Bei ordnungsgemäß montierten Kontaktelementen (19) des Steckverbinders (12) führt dies zu einer axialen Überdeckung der Kontaktelemente (19) durch das Verriegelungselement (23). Andernfalls findet nur eine Relativbewegung zwischen dem Umlenkglied (26) und den blockierenden anderen Teilen des Verriegelungselements (23) ohne axiale Überdeckung der Kontaktelemente (19) statt. DOLLAR A Diese Steckvorrichtung (12) ist vorzugsweise für den Einsatz in der Automobilindustrie vorgesehen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer mehrpoligen elektrischen Steckvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1. Eine solche Steckvorrichtung mit einem Steckverbinder und einem damit koppelbaren Gegensteckverbinder ist aus der DE 40 39 239 A1 bekannt.

Der Steckverbinder weist ein als Griffschale ausgebildetes Gehäuse und einen darin gelagerten Kontaktträger auf. Der Kontaktträger enthält entsprechend der Polzahl der Steckvorrichtung Aufnahmekammern, die in Reihen angeordnet sind und in denen je ein Kontaktelement eingesetzt ist.

Die axiale Sicherung dieser Kontaktelemente erfolgt durch ein Verriegelungselement, das in Schächten im Kontaktträger, die die Aufnahmekammern schneiden, quer zur Montagerichtung der Kontaktelemente in die Aufnahmekammern einschiebbar ist und das in Verriegelungsabschnitte der Kontaktelemente eingreift.

Die Axialsicherung der Kontaktelemente unter den vorgenannten Umständen hat den Nachteil, daß das Einschieben des Verriegelungselements in die Schächte ein genau ausgerichtetes Verriegelungselement erfordert und die Durchführung dieses Einschiebens einen zusätzlichen Arbeitsgang erforderlich macht. Dadurch ist in unerwünschter Weise der Fertigungsaufwand für die Herstellung der Steckvorrichtung erhöht und durch die Fehlermöglichkeiten bei einem manuell durchgeführten Arbeitsschritt eine vermehrte Fertigungskontrolle erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten vermieden werden. Dazu weist die Steckvorrichtung ein Verriegelungselement mit einem Umlenkglied auf, welches Umlenkglied in einer Ausgangsstellung bei geöffneter Steckvorrichtung in einen Aufnahmeraum des Steckverbinders für den Gegensteckverbinder ragt.

Mit dem Zusammenfügen des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders zum Schließen der Steckvorrichtung ist das Umlenkglied zur Überführung des Verriegelungselements in die Schließstellung durch den Gegensteckverbinder aus dem Aufnahmeraum verlagerbar. Damit erfolgt die Axialsicherung von in den Steckverbinder vollständig eingesetzten Kontaktelementen durch das axiale Hintergreifen des Verriegelungselements an den Kontaktelementen automatisch beim ohnehin vorzunehmenden Schließen der Steckvorrichtung, so daß die Überprüfung der. Lage der montierten Kontaktelemente und deren Axialsicherung keinen separaten Arbeits- und Prüfschritt erfordert. Dadurch läßt sich der Fertigungsaufwand für die Herstellung der Steckvorrichtung gering halten.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die Realisierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in sehr vereinfachter Form, die Fig. 1, 2 die Steckvorrichtung in einer Montageausgangsposition, die Fig. 3, 4 die Steckvorrichtung in einer Montageendposition, die Fig. 5, 6 die Steckvorrichtung in einer Montagezwischenposition bei einem fehlerhaft montierten Kontaktelement. Die Fig. 1, 3, 5 sind als Längsschnitte und die Fig. 2, 4, 6 als zugeordnete Querschnitte dargestellt. In der Fig. 7 ist die Steckvorrichtung in der Montageausgangsposition in einer Seitenansicht gezeigt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine mehrpolige elektrische Steckvorrichtung 11 weist einen Steckverbinder 12 auf, der mit einem Gegensteckverbinder 13 in lösbarer Form koppelbar ist. In den Fig. 1 und 2 ist die Steckvorrichtung 11 in einer Montageausgangsposition zu Beginn des Kopplungsvorgangs dargestellt.

Ein Gehäuse 14 aus Kunststoff des Steckverbinders 12 enthält in einer Reihe angeordnete Aufnahmekammern 16, die das Gehäuse, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, längs einer axial verlaufenden Steckrichtung des Steckverbinders 12 in den Gegenstecker 13, wie durch ein Pfeil 17 gekennzeichnet ist, durchdringen. In den dem Gegensteckverbinder 13 benachbarten Endbereichen der Aufnahmekammern 16 weisen diese jeweils einen Anschlag 18 auf, der die lichte Weite der zugeordneten Aufnahmekammer 16 einschränkt. In jede der Aufnahmekammern 16 ist ein Kontaktelement 19 in Richtung des Pfeiles 17 soweit einsetzbar, daß es stirnseitig in der vorbestimmten Endposition an dem Anschlag 18 auftrifft. In den Fig. 1 bis 6 ist jeweils nur in einer Aufnahmekammer 16 ein Kontaktelement 19 eingezeichnet, das in einem Kontaktabschnitt 21 mit rahmenförmiger Querschnittsfläche zwei sich gegenüberliegende, nach außen abstehende Ausbuchtungen 22 aufweist.

In dem Steckverbinder 12 ist ein in der Grundform rahmenförmiges Verriegelungselement 23 querverschieblich zur Steckrichtung gelagert. Dieses Verriegelungselement 23 wird auch als ein Sekundärverriegelungselement bezeichnet. Es ist dazu bestimmt, die bis zu der Endposition in die Aufnahmekammern 16 eingeschobenen Kontaktelemente 19 dort als axiale Auszugssicherung zu verriegeln, um ein unkontrolliertes Herausziehen der Kontaktelemente 19 aus den Aufnahmekammern 16 entgegen der Richtung des Pfeiles 17 und damit den Funktionsverlust der Steckvorrichtung 11 zu verhindern.

Das Verriegelungselement 13 weist als wesentliche Bestandteile einen Grundkörper 24, ein Umlenkglied 26 und eine der Polzahl der Steckvorrichtung 11 entsprechende Anzahl von Verriegelungsgliedern 27 auf.

Benachbart zu einer ersten Längsseite 28 des Grundkörpers 24 ist das Umlenkglied 26 über einen Fußabschnitt 29 mit dem Grundkörper 24 verbunden. An den Fußabschnitt 29 schließt sich ein Umlenkabschnitt 31 an, der mit einer Neigung von etwa 30° zum Fußabschnitt 29 von der ersten Längswand 28 absteht und teilweise in einen zeichnerischen nur angedeuteten Aufnahmeraum 32 am Steckverbinder 12 für eine Führungshülse 33 des Gegensteckverbinders 13 ragt.

Die Verriegelungsglieder 27 mit rechteckiger Querschnittsfläche sind innenseitig an dem Grundkörper 24 angebracht und ragen in die Aufnahmekammern 16 hinein. An dem Grundkörper 24 sind mit rechteckförmiger Querschnittsfläche umfangsseitig nach außen offene Nuten 34 ausgebildet, die den Codierrippen 36 des Gegensteckverbinders 13 zugeordnet werden können.

In der Montageausgangsposition der Steckvorrichtung 11 nach den Fig. 1, 2 befindet sich das Verriegelungselement 21 in einer Entriegelungsstellung. In dieser Entriegelungsstellung liegt die Führungshülse 33 des Gegensteckverbinders 13 an dem Umlenkglied 26 und damit an dem Verriegelungselement 23 an, ohne daß dieses aus dem Aufnahmeraum 32 für die Führungshülse 33 radial herausgeschoben ist. Somit sind die Verriegelungsglieder 27 gegenüber den zugeordneten Ausbuchtungen 22 noch axial und radial versetzt, so daß über das Verriegelungselement 23 noch keine Axialsicherung der Kontaktelemente 19 erfolgt ist. Durch diese Lage des Verriegelungselements 23 ist auch eine fluchtende Zuordnung von den Codierrippen 36 zu den Nuten 34 noch nicht gegeben.

In einer Montageendposition der Steckvorrichtung 11 nach den Fig. 3, 4 befindet sich das Verriegelungselement 23 in einer Verriegelungsstellung. Diese Verriegelungsstellung wurde dadurch erreicht, daß der Steckverbinder 12 vollständig in den Gegensteckverbinder 13 eingesteckt und dabei die Führungshülse 33 bis zu einer Endlage, in der sie eine am Gehäuse 14 des Steckverbinders 12 gelagerte Radialdichtung 37 überdeckt, in den Aufnahmeraum 32 eingebracht wurde.

Dabei wurde das Verriegelungselement 23 durch das Abgleiten der Führungshülse 33 an dem Umlenkglied 26 radial verschoben, bis der Grundkörper 24 mit einer zweiten Längsseite 38, die der ersten Längsseite 28 gegenüberliegt, an einer Innenseite 39 der Führungshülse 33 zur Anlage kam. Das Umlenkglied 26 ist in dieser Stellung in geringem Umfang gegen seine Rückfederkraft an der gegenüberliegenden Innenseite 39 der Führungshülse 33 angedrückt.

In der Verriegelungsstellung sind die Verriegelungsglieder 27 axial in Flucht mit den Ausbuchtungen 22, so daß dadurch das Verriegelungselement 23 eine Axialsicherung für die Kontaktelemente 19 bildet. Zudem ist in der Verriegelungsstellung eine lagerichtige Zuordnung und Einfügung der Codierrippen 36 bezüglich der Nuten 34 erfolgt.

Die Montageendposition der Steckvorrichtung 11 kann hingegen nicht erreicht werden, wenn wenigstens eines der Kontaktelemente 19 nicht vollständig in die zugeordnete Aufnahmekammer 16 des Steckverbinders 12 eingesetzt ist. Dieser Fall einer Blockierposition der Steckvorrichtung 11 ist in den Fig. 5, 6 dargestellt. Die Führungshülse 33 ist nur über eine Teillänge in den Aufnahmeraum 32 eingeschoben und kann die Radialdichtung 37 nicht abdecken. Die Führungshülse 33 hat jedoch das Umlenkglied 26 passiert und dieses dabei in radialer Richtung verdrängt. Diese radiale Verlagerung kann das Umlenkglied 26 jedoch nicht auf den Grundkörper 24 übertragen, da die Verriegelungselemente 23 an den Ausbuchtungen 22 anlaufen.

Um die Verschiebekraft für das Verriegelungselement 23 zu begrenzen und die Kontaktelemente 19 vor einer Deformierung zu bewahren, ist das Umlenkglied 26 so dimensioniert, daß es bei richtig montierten Kontaktelementen 19 die Verschiebekraft des Verriegelungselements 23 ohne nennenswerte Verformung aufbringt, jedoch bei falsch montierten Kontaktelementen 19 deren Deformation durch eigene Verformung verhindert. Die rückfedernde Verformung erfolgt an der Übergangsstelle zwischen Fußabschnitt 29 und Umlenkglied 26 in der Weise, daß der Neigungswinkel zwischen Fußabschnitt 29 und Umlenkglied 26 auf etwa 5° zurückgeht. Durch die nicht erfolgte radiale Verschiebung des Grundkörpers 24 ist eine lagerichtige Zuordnung der Codierrippen 36 des Gegensteckverbinders 13 zu den Nuten 34 des Verriegelungselements 23 nicht gegeben, so daß die Codierrippen 36 sich an dem Verriegelungselement 23, die weitere Kopplung des Steckverbinders 12 und des Gegensteckers 13 blockierend, abstützen.

Damit ist eine Ableitung der Steckkraft zum Schließen der Verriegelung 11 über die Codierrippen 36 und das Verriegelungselement 23 möglich, ohne daß eine Deformation der fehlerhaft eingesetzten Kontaktelemente 19 erfolgt.

In der Fig. 7 ist eine rechteckförmige Ausnehmung 41 an dem Verriegelungselement 23 gezeigt, in der ein Halteelement 42 des Gehäuses 14 der Steckvorrichtung 12 eingerastet ist. Das Halteelement 42 ist in seiner radialen Erstreckung gegenüber der Ausnehmung 41 so ausgeführt, daß der radiale Freiraum in der Ausnehmung 41 eine Verschiebung des Verriegelungselements 23 von der Montageausgangsposition in die Montageendposition ermöglicht. Durch die Kopplung des Halteelements 42 in der Ausnehmung 41 ist das Verriegelungselement 23 mit einer axialen Lagesicherung an dem Steckverbinder 12 radial verschieblich gelagert.

Zudem ist, wie aus der Fig. 7 ersichtlich, an dem Grundkörper 24 an einer radial gerichteten Oberseite 43 eine Rastnase 44 mit dreieckförmiger Querschnittsfläche ausgebildet. In der Montageausgangsstellung der Steckvorrichtung 11 ist diese Rastnase 44 überdrückbar in eine korrespondierende erste Rastaufnahme 46 an dem Gehäuse 14 eingerastet. In der Montageendposition der Steckvorrichtung 11 ist die Rastnase 44 hingegen überdrückbar in einer korrespondierenden zweiten Rastaufnahme 47 an dem Gehäuse 14 eingerastet. Diese Rastverbindungen der Rastnase 44 dienen der radialen Lagesicherung des Verriegelungselements 23 an dem Steckverbinder 12.

Mit dieser mehrpoligen elektrischen Steckvorrichtung 11 erfolgt eine Verriegelung der Kontaktelemente 19 des Steckverbinders 12 in fertigungstechnisch einfacher Weise, bei der ohnehin erforderlichen Kopplung des Steckverbinders 12 mit dem Gegensteckverbinder 13. Bei fehlerhaft montierten Kontaktelementen 19 des Steckverbinders 12 wird eine Deformation der Kontaktelemente 19 durch Steckkräfte des Steckverbinders 12 verhindert, so daß nach einer Lagekorrektur der fehlerhaft angeordneten Kontaktelemente 19 das Schließen der Steckvorrichtung 11 mit nun axial gesicherten Kontaktelementen 19 beim Kopplungsvorgang des Steckverbinders 12 mit dem Gegensteckverbinders 13 ohne Nacharbeit an den Kontaktelementen 19 erfolgen kann.

Claims (6)

1. Mehrpolige elektrische Steckvorrichtung, mit einem Steckverbinder (12), der in einer axial verlaufenden Steckrichtung mit einem Gegensteckverbinder (13) reversibel koppelbar ist, welcher Steckverbinder (12) ein Gehäuse (14) aus elektrischem Isolierstoff aufweist, in dem insbesondere axial verlaufende Aufnahmekammern (16) ausgebildet sind, in die in Steckrichtung jeweils ein Kontaktelement (19) einsetzbar ist und mit einem am Steckverbinder (12) lagerbaren Verriegelungselement (23), das bei vollständig in die Aufnahmekammern (16) eingesetzten Kontaktelementen (19) quer zur Steckrichtung verschiebbar ist und dabei in axiale Überdeckung zumindest mit Teilbereichen der Kontaktelemente (19) kommt und für diese eine axiale Auszugssicherung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (23) ein Umlenkglied (26) aufweist, das zu Beginn der Kopplung des Steckverbinders (12) mit dem Gegensteckverbinder (13) in einen Aufnahmeraum (32) des Steckverbinders (12) für den Gegensteckverbinder (13) ragt und das bei einem Zusammenfügen des Steckverbinders (12) mit dem Gegensteckverbinder (13) zum Schließen der Steckvorrichtung (11) von dem Gegensteckverbinder (13) aus dem Aufnahmeraum (32) zur Axialüberdeckung von Teilbereichen der Kontaktelemente (19) durch das Verriegelungselement (21) verlagerbar ist.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (26) in seiner Lage zu den anderen Teilen des Verriegelungselements (23) unter Krafteinwirkung durch das Zusammenfügen des Steckverbinders (12) mit dem Gegensteckverbinder (13) veränderbar ist.

3. Steckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (26) bei vollständig in die Aufnahmekammern (16) eingesetzten Kontaktelementen (19) unter Krafteinwirkung seine Lage zu den anderen Teilen des Verriegelungselements (23) im wesentlichen beibehält und eine Verschiebung des Umlenkgliedes (26) zu einer Verschiebung des Verriegelungselements (23) insgesamt derart führt, daß dieses die axiale Auszugssicherung für die Kontaktelemente (19) bildet.

4. Steckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (26) bei zumindest einem nicht vollständig in die zugeordnete Aufnahmekammer (16) eingesetzten Kontaktelement (19) seine Lage zu den anderen Teilen des Verriegelungselements (23) derart ändert, daß das Umlenkglied (26) durch den Gegensteckverbinder (13) aus dem Aufnahmeraum (32) herausgedrückt wird, die anderen Teile des Verriegelungselements (23) jedoch durch das fehlerhaft montierte Kontaktelement (19) in der Verschiebung blockiert sind und im wesentlichen ortsfest ohne axiale Überdeckung mit den Kontaktelementen (19) bleiben.

5. Steckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (26) um einen Fußabschnitt (29) des Verriegelungselements (23) schwenkbar ist, der starr mit einem Grundkörper (24) des Verriegelungselements (23) verbunden ist, an dem Verriegelungsglieder (27) zur axialen Überdeckung mit den Kontaktelementen (19) ausgebildet sind und diese Kraft zum Ausschwenken des Umlenkgliedes (26) aus dem Aufnahmeraum (32) geringer ist als eine Verformungskraft für ein Kontaktelement (19).

6. Steckvorrichtung nach einem vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gegensteckverbinder (13) Codierrippen (36) ausgebildet sind, die bei vollständig in die Aufnahmekammern (16) eingesetzten Kontaktelementen (19) durch zugeordnete Nuten (34) des Verriegelungselements (23) verschiebbar sind und die bei zumindest einem nicht vollständig in zugeordnete Aufnahmekammer (16) eingesetzten Kontaktelement (19) beim Koppeln des Steckverbinders (12) und des Gegensteckverbinders (13) auf das Verriegelungselement (23) blockierend auflaufen.