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Die
Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere eine Steckdose,
aber auch einen Stecker, für eine mehrpolige elektrische
Verbindung von Fahrzeug und Anhänger, wobei die elektrische
Verbindung insbesondere 5- oder 7-polig ausgeführt sein
kann. Der Steckverbinder weist ein Gehäuse auf, in dem
Kontaktkammern mit an eine mehradrige Anschlussleitung angeschlossen
Kontakten vorgesehen sind, wobei insbesondere jeweils eine Ader
der Anschlussleitung an einen in einer Kontaktkammer aufgenommenen
Kontakt angeschlossen ist. Aus dem Gehäuse des Steckverbinders
ist eine Anschlussleitung durch eine Anschlusskappe ausgeführt.
Die für die Kontakte vorgesehenen Kontaktkammern können
in einem separaten, in das Gehäuse der Steckverbinder einsetzbaren
Kontakteinsatz ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass
die Kontaktkammern direkt in dem Gehäuse des Steckverbinders
ausgebildet sind, bspw. in einem Spritzgussverfahren, in dem das
Gehäuse und der Kontakteinsatz einteilig gebildet werden.
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Derartige
Steckverbinder sind in Form von Steckdosen bekannt, die dem Herstellen
einer elektrischen Verbindung insbesondere eines Lastkraftwagens
an einen Anhänger dienen. Die elektrische Verbindung kann
sowohl der elektrischen Versorgung des Anhängers als auch
dem Anschluss von Sicherheitssystemen in dem Anhänger,
insbesondere einem ABS/EBS-System, dienen, wobei in letzterem Fall
ein oder mehrere Kontakte zur Ansteuerung von Magnetventilen vorgesehen
sind und einen höheren Strom führen. Andere Kontakte
dienen der Übertragung von Steuersignalen mit einer erheblich
niedrigeren Leistung.
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Bei
den bekannten Lösungen besteht jedoch das Problem, dass
durch die Energieversorgung des Fahrzeugs auf bestimmten Polen eine
gewisse Leistung angeboten wird und die Querschnitte der Adern für
diese Pole entsprechend ausgelegt sind. Auch wenn ein Anhänger
die grundsätzlich angebotenen Leistung in Normalfall überhaupt
nicht abruft, ist es aus Sicherheitsgründen jedoch notwendig,
die Querschnitte der Adern auf Seiten des Anhängers entsprechend
auszulegen und die für die konkrete Anwendung viel zu großen
Querschnitte zu verwenden.
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Aus
der
US 2003/0020331
A1 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem Schaltkreise
innerhalb des Gehäuses durch Sicherungen gegen Überlastung
abgesichert sind. In ähnlicher Weise offenbart die
US 6,259,170 B1 als
Schutzschalter aufgenommene Sicherungselemente. In der
US 2002/0111073 A1 und
der
US 3,601,660 sind
jeweils eine Steckdose mit Schutzschaltern zum Schutz der Leitungen
vor Überlast beschrieben, die im inneren des Gehäuses angeordnet
sind. Entsprechend zeigt die
US 1,743,821 einen
Stecker mit einer in einer Kontaktzuleitung angeordneten Sicherung,
die Teil des im dem Steckergehäuse aufgenommenen Kontakteinsatzes ist.
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In
der
US 5,419,719 ist
eine gesicherte elektrische Steckverbindung beschrieben, bei der
eine Sicherung in den offenen Kontaktbereich der Steckverbindung
eingesteckt werden kann. In ähnlicher Weise offenbart die
GB 1,166,763 einen Stecker
mit sich rückwärtig durch die Gehäusewand
erstreckenden Kontaktstiften, die dort eine Aufnahme für
eine Sicherung bilden. Die
JP 2005243541 A (Patent Abstracts of Japan)
offenbart einen Stecker mit einer im Kontaktbereich ausgebildeten
Ausnehmung, in die eine Sicherung eingesteckt werden kann.
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Aus
der
DE 1 911 069 A ist
ein elektrischer Stecker mit einem an den Kontaktbereich anschließenden
Sicherheitsteil bekannt, in das eine Sicherung aufgenommen ist,
die durch eine an dem Sicherheitsteil mittels eines Bügels
festgelegte Kappe fixiert wird. Die Kappe weist eine Durchbrechung
auf, um einen Zugang zur Sicherung mittels Prüfspitze zu ermöglichen.
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Aus
der
DE 20 2004
009 662 U1 ist eine Steckverbindung mit einem Gehäuse
bekannt, in dem ein Kontakteinsatz aufgenommen ist. Das Gehäuse
ist rückwärtig durch eine Abschlusskappe verschlossen,
in deren Mitte das Anschlusskabel aus dem Gehäuse des Steckverbinders
ausgeführt wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine sichere Lösung abzubieten, die
eine Anpassung der Verkabelung von Fahrzeug und Anhänger
erlaubt und die Sicherheit durch Vorsehen einer Sicherung bei elektrischen
Steckverbindern generell erhöht, wobei die Sicherung vor
mechanischen Einflüssen und Feuchtigkeit geschützt
werden soll.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist insbesondere vorgesehen,
dass mindestens ein Kontakt über eine in dem Steckverbinder
aufgenommene Sicherung an die Anschlussleitung angeschlossen ist.
Dazu ist die Sicherung für einen Kontakt vorzugsweise innerhalb
des Gehäuses des Steckverbinders elektrisch zwischen eine
Ader der nach außen aus dem Steckverbinder herausführenden
Anschlussleitung und den Kontakt zwischengeschaltet. Insbesondere
ist es sinnvoll, eine derartige Sicherung bei allen stromführenden
Polen des Steckverbinders vorzusehen, die einen elektrischen Verbraucher
mit Energie versorgen. Hierdurch lässt sich unabhängig
von möglichen Sicherungen in dem Fahrzeug und dem Anhänger
eine zusätzliche, auf den konkreten Anwendungsfall abgestimmte
Absicherung im Verbindungspunkt erreichen. Dies ist insbesondere
wichtig, wenn der Anhänger keine eigene Sicherung aufweist.
Hierdurch wird das elektrische Bordsystem des Anhängers
besser geschützt und die Sicherheit insgesamt erhöht.
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Besonders
vorteilhaft ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Sicherung, wenn sich der Querschnitt einer Ader in den zusammenwirkenden Steckverbindern (Steckdose
und Stecker) ändert. Häufig kommt es beispielsweise
vor, dass bestimmte Anhänger mit einer geringeren Leistung
auskommen, als die Energieversorgung des Fahrzeugs potentiell zur
Verfügung stellt. Angepasst an das hohe Leistungsangebot
weist die stromführende Ader des Steckverbinders in dem
Fahrzeug also einen entsprechend großen Querschnitt auf.
Die Verkabelung in dem Anhänger käme dagegen mit
einem niedrigeren Querschnitt für diese Ader aus. Allerdings
besteht bei einem Wechsel des Querschnitts die Gefahr, dass in einem
Ausnahmefall, bspw. aufgrund einer Fehlfunktion, mehr Leistung auf
den Anhänger übertragen wird als es die Auslegung
der Verkabelung zulässt. Dann kommt es im Bereich des Übergangs
zwischen der Verkabelung mit dem größeren Querschnitt
und der Verkabelung mit dem kleineren Querschnitt der Adern, d.
h. im Bereich der Steckverbinder, zu einer Erwärmung, die
im Falle einer Überhitzung ggf. sogar zu einem Brand führen
kann. Diese Gefahr wird durch das erfindungsgemäße
Vorsehen der Sicherung an genau diesem Übergangspunkt ausgeschlossen.
Damit erlaubt die Erfindung einen gefahrlosen Wechsel des Querschnitts
in den Adern der Verkabelung von Fahrzeug und Anhänger.
Dies bringt nicht nur Vorteile bei den Herstellungskosten, da Kabel
mit großem Querschnitt der Adern angesichts derzeit stark
steigender Kupferpreise immer teurer werden, sondern führt
auch zu einer Gewichtsersparnis, die sich positiv im Verbrauch des
Fahrzeugs auswirkt bzw. hierzu beiträgt. Bei lediglich
einer Signalübertragung mit geringen Strömen bzw. Spannungssignalen
sind derartige Sicherungen dagegen erfindungsgemäß nicht
unbedingt notwendig.
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Um
eine einfache Handhabung bei einem notwendigen Tausch einer defekten
Sicherung zu erreichen, ist die Sicherung von außen zugänglich
an dem Steckverbinder angeordnet. Als Sicherungen werden gerade
im Kraftfahrzeug häufig Steck- oder Schraubsicherungen
eingesetzt, die auf diese Weise einfach getauscht werden können.
Aber auch Sicherungsautomaten, die nach Ansprechen der Sicherung
durch einen Tastendruck, eine Schalterbetätigung oder dgl.
Maßnahme wieder zurückgesetzt werden, können
so einfach bedient werden, ohne den Steckverbinder auseinanderbauen
zu müssen.
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Zum
Schutz der Sicherung vor mechanischen Einflüssen und Feuchtigkeit
bspw. durch Spritzwasser ist die Sicherung in eine Ausnehmung des
Gehäuses, zu dem neben einem Gehäusekörper auch
die Anschlusskappe gehört, einsetzbar und die Ausnehmung
ist durch eine Kappe abdichtend verschließbar.
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Besonders
vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, dass die Kappe auf einen
an dem Gehäuse ausgebildeten Flansch aufsteckbar ist, wobei der
Flansch einen mit der Kappe dichtend zusammenwirkenden Wulst aufweist.
In dieser Ausgestaltung kann der Wulst gleichzeitig als Fixiermittel
für die Kappe bspw. durch Klemmen oder Verrasten dienen.
Damit die Kappe beim Austausch einer Sicherung oder deren Zurücksetzen
nicht verloren geht, kann die Kappe zusätzlich über
einen Sicherungssteg an dem Steckverbinder gesichert sein. Dieser Sicherungssteg
kann einfacher Weise einteilig mit einer ohnehin aus einem gummielastischen
Material hergestellten Kappe ausgebildet sein, wobei das freie Ende
des Sicherungsstegs bspw. an einem Noppen des Gehäuses
festgelegt ist.
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Um
die Sicherung einfach zwischen der jeweiligen Ader der Anschlussleitung
und dem Kontakt anzuschließen, können an der Sicherung
zwei als Steck- oder Schraubanschluss ausgebildete Kontaktierungsmittel
vorgesehen sein, mit denen die Ader der Anschlussleitung auf der
einen Seite der Sicherung und die mit dem in eine Kontaktkammer
aufgenommenen Kontakt verbundene Ader auf der anderen Seite der
Sicherung elektrisch leitend verbunden werden. Damit kann die Kontaktkammer
wie üblich mit den an die einzelnen Adern der Anschlussleitung angeschlossenen
Kontakten bestückt werden, wobei die Kontak te, die über
eine Sicherung abgeschlossen werden sollen, mit einem kurzen, insbesondere
einadrigen, Zwischenkabel ausgestattet sind, das an dem dem Kontakt
entgegensetzten Ende ein Kontaktierungsmittel zum Anschließen
an die Sicherung aufweist. Das Kontaktierungsmittel kann ein blankes Drahtende,
ein Crimpkontakt, ein als Buchse oder Pin ausgebildeter Stecker
oder ein sonstiges fachübliches Anschlussmittel sein.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Sicherung in
der Anschlusskappe selbst angeordnet sein, durch die auch die Anschlussleitung
in den Steckverbinder eingeführt wird. Dies ermöglicht
eine besonders einfache Montage.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass
die Anschlusskappe als ein einen zylinderförmigen Gehäusekörper
des Gehäuses rückwärtig, d. h. auf der
der Kontaktierungsseite des Steckverbinders entgegensetzten Seite,
abschließender Deckel ausgebildet ist, der einfacher Weise bspw.
unter gleichzeitiger axialer Fixierung eines separaten Kontakteinsatzes
insbesondere mittels eines Bajonettverschlusses an dem Gehäusekörper
zur Bildung des Gehäuses festlegbar ist.
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In
diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ausführung
(Kabelabgang) der Anschlussleitung und die Sicherung in bzw. auf
der rückwärtigen Deckeloberfläche angeordnet
sind, vorzugsweise derart, dass der Durchmesser des zylinderförmigen
Gehäusekörpers bzw. des Deckels durch den mit der
Ausführung und der Sicherung versehenen Deckel nicht vergrößert
wird. Dann liegen die Sicherung und die Ausführung der
Anschlussleitung innerhalb der Flucht des Gehäuses bzw.
des Gehäusekörpers. Unter Flucht ist in diesem
Fall insbesondere der sich in Axialrichtung nach hinten von dem
Umfangsrand des Gehäuses bzw. Gehäusekörpers
erstreckende Bereich zu verstehen. Die Sicherung und die Ausführung
der Anschlussleitung stehen (abgesehen von einem möglichen Abknicken
der Anschlussleitung) seitlich nicht über das Gehäuse
vor, bleiben also innerhalb der verlängerten Kulisse des
Gehäuses.
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Dies
ist insbesondere sinnvoll, wenn der Steckverbinder als Steckdose
ausgebildet ist.
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Der
als Steckdose ausgebildete Steckverbinder ist dann einfach in einer Öffnung
einer Montagefläche festlegbar. Dazu kann er einen sich
seitlich von dem insbesondere zylinderförmigen Gehäusekörper erstreckenden
Anschlussflansch aufweisen. Diese Art der Befestigung kann ohne
Schwierigkeiten bei der Montage insbesondere dann genutzt werden, wenn
die Ausführung der Anschlussleitung und die Sicherung in
der rückwärtigen Deckeloberfläche seitlich
von dem Gehäuse keinen Bauraum benötigen.
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Der
erfindungsgemäß vorgeschlagene Steckverbinder
eignet sich insbesondere für eine Verwendung im Bereich
von Lastkraftwagen, bei denen neben Steuerleitungen auch elektrische
Versorgungsanschlüsse in dem Steckverbinder realisiert sind
und bei denen sich die aufzunehmende Leistung abhängig
von der Art des Anhängers ändert. Mit der vorliegenden
Erfindung ist es somit möglich, auch in dem Steckverbinder
selbst ohne die Gefahr von Schäden an den elektrischen
Systemen von Fahrzeug und Anhänger Anpassungen und Übergänge des
Querschnitts einzelner Adern der Anschlussleitungen vorzunehmen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbezügen.
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Es
zeigen:
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1 eine
dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen
Steckverbinders mit einer durch eine Kappe geschlossenen Ausnehmung
für eine Sicherung und
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2 eine
dreidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen
Steckverbinders mit geöffneter Kappe.
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In 1 ist
ein Steckverbinder 1 in einer rückwärtigen
Ansicht dargestellt, der als Steckdose ausgebildet ist. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf Steckdosen als Steckverbinder begrenzt. In
gleicher Weise lässt sich die Erfindung auch bei Steckern
umsetzen, die zur Herstellung einer elektrischen Verbindung von
Fahrzeug und Anhänger in eine geeignete Steckdose eingesteckt
werden.
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In
bekannter Weise weist die Steckdose 1 ein Gehäuse 2 auf,
in dem nicht dargestellte Kontaktkammern für die einzelnen
Kontakte ausgebildet sind. Die Kontaktkammern können in
einem in dem Gehäuse festlegbaren Kontakteinsatz oder unmittelbar
in einen Innenteil des Gehäuses ausgebildet sein. In den
Kontaktkammern sind Kontakte festgelegt, die in eine durch einen
Klappdeckel 3 verschließbare Einstecköffnung
hineinragen, um mit den entsprechenden Gegenkontakten eines in die
Steckdose 1 eingesteckten Steckers in eine elektrisch leitenden
Verbindung zu kommen.
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An
die Kontakte ist jeweils eine Ader einer mehradrigen Anschlussleitung 4 angeschlossen,
die durch eine Anschlusskappe 5 aus dem Gehäuse 2 der
Steckdose 1 herausgeführt wird. Die Anschlusskappe 5 wird
mittels eines nicht dargestellten Bajonettverschlusses an dem Gehäusekörper 6 befestigt und
legt dabei einen in dem Gehäuse 2 aufgenommenen
Kontakteinsatz in axialer Rich tung fest, sofern die Kontaktkammern
nicht ohnehin ummittelbar in dem Gehäuse ausgebildet sind.
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Die
Erfindung ist selbstverständlich nicht auf den dargestellten
Aufbau von Anschlusskappe 5 und zylinderförmigem
Gehäusekörper 6 mit darin aufgenommenen
Kontakteinsatz beschränkt, die im zusammengesetzten Zustand
das Gehäuse 2 der Steckdose 1 bilden.
So kann die Anschlusslappe 5 statt eines Bajonettanschlusses
auch einen Schraubanschluss, eine Verklemmung oder Verrastung oder ein
sonstiges geeignetes Befestigungsmittel zum Festlegen an dem Gehäusekörper 2 aufweisen.
Auch können der Gehäusekörper und die
Anschlusskappe bspw. durch Umspritzen eines Kontakteinsatzes einteilig
ausgebildet sein, was die Montage erleichtert, eine spätere Änderung
in der Zuordnung der einzelnen Pole zu Anschlussleitungen jedoch
verhindert. Auch völlig andere Gestaltungen einer Steckdose oder
eines Steckers sind geeignet, um die nachfolgend beschriebene Erfindung
umzusetzen, auch wenn die beschriebene Ausführungsform
eine besonders praktische Ausgestaltung beschreibt.
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Um
den in dem Steckverbinder 1 erfolgenden elektrischen Anschluss
abzusichern, ist mindestens ein insbesondere stromführender
Kontakt in einer Kontaktkammer über eine Sicherung 7,
die in 2 dargestellt und in 1 durch
eine Kappe 8 verdeckt ist, an die Anschlussleitung 4 bzw.
die dem Kontakt zugeordnete Ader der Anschlussleitung 4 angeschlossen.
Die Art, in der der elektrische Anschluss an die Sicherung 7 erfolgt,
liegt im Bereich des fachmännischen Könnens. Der
Fachmann wählt hierfür geeignete Anschlussarten
(Steckkontakt mit Pin und Buchse, Federkontakt, Schraubkontakt oder sonstige
Anschlüsse) aus. Dies muss vorliegend nicht näher
beschrieben werden.
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Das
Vorsehen einer Sicherung 7 in mindestens einer insbesondere
der Leistungsaufnahme dienenden Ader der Anschlussleitung 4 ermöglicht
es, im Rahmen des Steckverbinders bzw. der Steckdose 1 den
Querschnitt einer der bei den einander zugeordneten Adern der beiden
zusammenwirkenden Steckverbinder (Steckdose 1 und nicht
dargestellter Stecker) zu verringern, ohne dass die Gefahr einer Überhitzung
in der Steckdose 1 entsteht, wenn eine unvorhergesehen
hohe Leistung übertragen wird. In diesem Fall löst
die erfindungsgemäß vorgesehene Sicherung 7 aus
und verhindert Schäden in der angeschlossenen Elektronik
oder einen durch Überhitzung ausgelösten Brand.
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Wie 1 zu
entnehmen, ist die Sicherung 7 im Normalfall abdichtend
durch eine Kappe 8 abgedeckt, welche die Sicherung 7 vor
mechanischer Beanspruchung und Feuchtigkeit schützt.
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Dazu
ist die Sicherung 7 (vgl. 2) in eine Ausnehmung 9 in
der rückwärtigen Oberfläche 10 der deckelartig
ausgebildeten Anschlusskappe 5 eingesteckt und kann im
Bedarfsfall einfach getauscht werden. Um die Ausnehmung 9 herum
ist ein Flansch 11 mit einem nach außen vorstehenden
Wulst 12 angeordnet, auf den die aus einem elastischen
Material aufgebaute Kappe 8 abdichtend aufgesteckt und durch
Klemmen oder Verrasten festgelegt wird.
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Damit
die Kappe 8 in dem in 2 dargestellten
Zustand nicht verloren geht, ist an der Kappe 8 ein Sicherungssteg 13 vorgesehen,
der mittels einer Öse an einem Noppen 14 auf der
Anschlusskappe 5 festgelegt ist.
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Neben
der Ausnehmung 9 für die Sicherung 7 ist
auf der rückwärtigen Oberfläche 10 der
Anschlusskappe 5 die Ausführung 15 für
das Anschlusskabel 4 vorgesehen. Dabei sind die Ausführung 15 und
die Ausnehmung 9 mit der Sicherung 7 und der (Abdeck-)Kappe 8 so
angeordnet, dass sie seitlich nicht über den Umfangsrand
der Anschlusskappe 5 bzw. des zylinderförmigen
Gehäusekörpers 6 vorstehen. Dies ermöglicht
es, die Steckdose 1 einfach in einer Öffnung einer
Montagefläche zu montieren und durch den sich seitlich
von dem zylinderförmigen Gehäusekörper 6 vorstehenden
Anschlussflansch 16 mittels Schrauben festzulegen.
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Die
Ausführung 15 des Anschlusskabels 4 kann
sowohl geradlinig (wie dargestellt) oder abgewinkelt erfolgen.
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Die
erfindungsgemäß vorgesehene Sicherung 7 ermöglicht
es, eine elektrische Absicherung im Rahmen der Steckverbindung vorzusehen
und damit die Betriebssicherheit zu erhöhen. Insbesondere
ist somit im Rahmen der Steckverbindung auch ein Übergang
auf niedrigere Kabelquerschnitte in abgesicherter Form möglich.
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- 1
- Steckverbinder,
Steckdose
- 2
- Gehäuse
- 3
- Klappdeckel
- 4
- Anschlussleitung
- 5
- Anschlusskappe,
Deckel
- 6
- Gehäusekörper
- 7
- Sicherung
- 8
- Kappe
- 9
- Ausnehmung
- 10
- rückwärtige
Oberfläche der Anschlusskappe (des Deckels)
- 11
- Flansch
- 12
- Wulst
- 13
- Sicherungssteg
- 14
- Noppen
- 15
- Ausführung
- 16
- Anschlussflansch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2003/0020331
A1 [0004]
- - US 6259170 B1 [0004]
- - US 2002/0111073 A1 [0004]
- - US 3601660 [0004]
- - US 1743821 [0004]
- - US 5419719 [0005]
- - GB 1166763 [0005]
- - JP 2005243541 A [0005]
- - DE 1911069 A [0006]
- - DE 202004009662 U1 [0007]