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Elektrischer' Verbindungsstecker
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbindungsstecker,
bestehend aus einem mit einem quadratischen oder rechteckigen Durchgang für ein
Kontaktelement und gegen dessen Stirnseite zur Anlage kommenden Anschlägen zur Begrenzung
des Einschubweges sowie im Bereich des Durchganges angeordneten, das eingeschobeneKontaktelement
als Auszugssicherung hintergreifenden Haltemitteln versehenen Steckergehäuse aus
isolierendem Kunststoffmaterial und einem durch ein Blechfaltteil gebildeten, im
Anschluß an federnde Kontaktzungen einen einen rechteckigen oder quadratischen Profilquerschnitt
sowie einseitig eine nach aussen und gegen die Einschubrichtung abgestellten Gegenrastzunge
aufweisenden Körper aufweisenden Kontaktelement.
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Elektrische Verbindungsstecker dieser Art werden als Massenartikel
in- Form von Einzelsteckern, weit häufiger aber in Form von Mehrfachsteckern hergestellt
und insbesondere auch im Automobilbau zur Herstellung lösbarer elektrischer Leitungsverbindungen
angewandt, wobei sie an meist vieladrige Kabelbäume angeschlossen werden müssen.
Als in großen Stückzahlen herzustellende Massenartikel müssen diese elektrischen
Verbindungsstecker einerseits mit einem geringstmöglichen Aufwand an Material und
Montagezeit, insbesondere für den Anschluß an den Kabelbaum herstellbar sein, sind
aber auf der anderen Seite gerade im Automobilbau extremen Belastungen ausgesetzt,
die einmal aus den ständigen, im Fahrbetrieb auftretenden Erschutt.erungen des Fahrzeuges
herrühren und zum anderen dadurch bedingt sind, daß sie häufig an schwer zugänglichen
Stellen, insbesondere innerhalb des Motor-Raumbereiches angeordnet werden müssen
und daher das Lösen der elektrischen. Steckverbindung meist durch Ziehen an dem
Kabel
bzw. dem entsprechenden Ast eines Kabelbaumes erfolgt.
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Besonders bei der Verwendung im Automobilbau müssen elektrische Verbindungsstecker
so gestaltet sein, daß zwar einerseits ein ungewolltes selbs.tttätiges Lösen vom
Kabel bzw. Kabelbaum mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen ist, andererseits aber
erforderlichenfalls, mittels eines Werkzeuges die eine oder andere Ader des Kabelbaumes
in einfacher Weise vom Verbindungsstecker gelöst werden kann, beispielsweise um
schadhaft gewordene Kontaktelemente auswechseln zu können.
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Durch die DE-AS 1 615 629 ist ein Gehäuse für einen elektrischen Verbindungsstecker
mit einem rechteckigen Durchgang für ein dessen Profilquerschnitt nicht voll ausfüllendes,
einschiebbares Kontaktelement bekannt geworden, bei dem ein an der oberen oder unteren
Wandung des Durchganges angeordneter, mit dem Steckergehäuse einteilig ausgebildeter
und mit einer Rastnase versehener Federarm mit der Sperrfläche der Rastnase eine
quer zur Einschubrichtung gerichtete Kange des Kontaktelementes hintergreift, derart,
daß das eingeschobene Kontaktelement bei eingerasteter Rastnase des Federarmes gegen
ein Herausziehen entgegen der Einschubrichtung gesichert sein soll. Die Sicherungswirkung
der Rastnase des Federarmes beruht dabei darauf, daß das Kontaktelement durch den
Federarm selbst gegen die gegenüberliegende Gehäusewandung gepreßt wird und gleichzeitig
die Rastnase des Federarmes durch dessen eigene Federkraft am Kontaktelement in
Anlage gehalten ist. Aus Kunststoffmaterial bestehende Steckergehäuse für solche
elektrischen Verbindungsstecker werden allgemein im Spritzgußverfahren und damit
unvermeidlicherweise mit erheblichen Toleranzabweichungen hergestellt , so daß die
Vorspannung des Federarmes selbst bei Verwendung gleicher Kontaktelemente von Fall
zu Fall unterschiedlich groß ist.
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Des weiteren sind solche Verbindungsstecker oft über viele Jahre hin
erheblichen, aus dem Motor- und insbesondere dem Fahrbetrieb resultierenden Erschütterungen
ausgesetzt, die zu einem Erlahmen des Federarmes führen können, so daß eine absolute
Sicherung des Kontaktelementes im Steckergehäuse gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen
aus demselben, insbesondere dann, wenn der Stecker, wie das häufig vorkommt, durch
Ziehen am entsprechenden Strang des Kabelbaumes abgezogen wird, nicht gegeben ist.
Dies resultiert insbesondere auch daraus, daß bei dem bekannten Gehäuse eines elektrischen
Verbindungssteckers
das Kontaktelement mit einer glatten Unterfläche
dem Federarm gegenüberliegend an einer gleichfalls glatten Gehäusefläche aniiegz
und dort ausschließlich durch die Pressung des Federarmes gehalten werden soll Bei
einer anderen bekannten Bauart eines elektrischen Verbindungssteckers ist im Bereich
des rechteckigen Durchganges für das Kontaktelement an der einen Gehäuseseitenwand
eine quer und senkrecht zur Einschubrichtung gerichtete Widerlagerfläche ausgebildet,
an welcher ein am Kontaktelement angeordneter Federarm zur Anlage kommt, wenn das
Kontaktelement vollständig in das Steckergehäuse eingeschoben ist Der am Kontaktelement
ausgebildete Federarm soll dabei dieses einerseits an die gegenüberliegende Gehäusefläche
anpressen und andererseits durch Verhaken mit der Widerlagerfläche ein Herausziehen
des Kontaktelementes aus dem Steckergehäuse entgegen der Einschubrichtung verhindern.
Auch bei dieser Bauart ergibt sich eine große Unsicherheit einmal aus den unvermeidlichen
Toleranzen bei der Herstellung des Steckergehäuses selbst und zum anderen in Folge
der bei der Herstellung der Kontaktelemente gleichfalls unvermeidlichen Toleranzen
und nicht zuletzt aus der Möglichkeit eines Verbiegens oder Erlahmens des Federarmes
selbst. Ausserdem haftet den mit den Kontaktelementen einteilig ausgebildeten Federarmen
noch der Nachteil an, daß sie möglicherweise bereits vor der Montage verbogen werden
können. Weiterhin können in Steckergehäusen der letztgenannten Bauart lediglich
solche Kontaktelemente festgelegt werden, die mit einem Federarm versehen sind,
was sich insbesondere bei Reperaturarbeiten nachteilig bemerkbar macht, da Kontaktelemente
mit- und ohne Federarm in einer sehr großen Anzahl von Ausführungsformen gebräuchlich
sind und daher der Reparaturbetrieb Jeweils eine große Anzahl unterschiedlicher
Kontaktelemente vorrätig haben mußte, wobei noch nicht einmal sicher ist, daß die
Federarmlänge und die Spreizung des Federarmes eines mit einem solchen ausgerüsteten
Kontaktelementes auch für Jedes für solche Kontaktelemente bestimmtes Gehäuse passend
sind.
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Zur Beseitigung der diesen bekannten Verbindungssteckerausbildungen
anhaftenden Nachteile ist durch die Patentanmeldung P 31 20 040 bereits ein elektrischer
Verbindungsstecker vorgeschlagen worden, welcher aus einem mit einem rechteckigen
Durchgang für ein Kontaktelement und gegen die
Stirnseite des Kontaktelementes
zur Anlage kommenden Anschlägen zur Begrenzung des Einschubweges des Kontaktelementes
sowie im Bereich des Durchganges einander gegenüberliegend angeordneten Haltemitteln,
dessen eines aus einem mit einer Rastnase versehenen Federarm und dessen anderes
aus einem eine Widerlagerfläche bildenden Absatz besteht, versehenen Steckergehäuse
aus isolierendem Kunststoffmaterial sowie einem durch ein Blechfaltteil gebildeten
Kontaktelement mit quer zur Einschubrichtung gerichteten Stirn- bzw. Widerlagerkanten
besteht. Diese Gestaltung eines Steckergehäuses für einen elektrischen Verbindungsstecker
gewährleistet zwar mit absoluter Sicherheit, daß das Kontaktelement nicht ungewollt
aus dem Steckergehäuse herausgezogen werden kann, ist aber hinsichtlich der Fertigung
von Kabelbäumen noch mit dem Nachteil behaftet, daß das Kontaktelement nur in einer
einzigen Lage in das Steckergehäuse eingeschoben werden kann.
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Ausserdem muß bei dieser Ausbildung des Steckergehäuses eine am Kontaktelement
vorgesehene, nach aussen abgestellte Rastzunge über den teilweise in den Durchgang
hineinragenden, den Absatz bildenden Vorsprung hinweggeschoben werden, wobei es
zu einem Verbiegen der Rastzunge kommen kann.
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Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbindungsstecker der eingangs genannten
Bauart derart zu gestalten, daß in sein Gehäuse Kontaktelemente verschiedener Bauart
und Ausführungsform ohne Jegliche Gefahr einer Verformung von Teilen derselben eingesetzt
werden können und dabei innerhalb des Gehäuses einerseits gegen ein unbeabsichtigtes
Herausziehen entgegen der Einschubrichtung mit absoluter Sicherheit festgelegt sind,
andererseits aber mit Hilfe eines einfachen Werkzeuges ohne großen Aufwand aus ihrer
Verankerung im Gehäuse gelöst werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Steckergehäuse
im Bereich des Durchganges mindestens bezüglich einer Schnittebene des Gehäuses
symmetrisch angeordnete, quer zur Einschubrichtung federnde und quer zur Einschubrichtung
gerichtete Haltekanten des eingeschobenen Kontaktelementes hintergreifende Haltemittel
angeordnet sind.
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Diese quer zUr Einschubrichtung federnden Haltemittel können zwar
grundsätzlich Jede geeignete Form oder Gestalt aufweisen, sind Jedoch vorteilhaft
durch mit dem Steckergehäuse einteilig ausgebildete und ån ihrem freien Ende mit
Rastnasen versehene Federzungen gebildet, welche mit ihren Rastnasen in den lichten
Profilquerschnitt des Durchganges hineinragen und zum rückwärtigen Ende des Steckergehäuses
hin mit in Einschubrichtung keilförmig ansteigenden Rampenflächen versehen sind.
Diese in wenigstens einer Richtung symmetrische Anordnung und quer zur Einschubrichtung
federnde Ausbildung der Haltemittel für das Kontaktelement gewährleistet, daß das
Kontaktelement auch bei einer rechteckigen Gestaltung dr Querschnittsform seines
Körpers in zwei Lagen in das Steckergehäuse eingeschoben werden kann, so daß bei
der Herstellung des Anschlußes der Adern eines Kabelbaumes an einen Mehrfach- Verbindungsstecker
im einzelnen auf die Lage der Kontaktelemente beim Einschieben in das Steckergehäuse
keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Darüber hinaus bringt-die symmetrische
Anordnung federnder Haltemittel den Vorteil mit sich, daß eine am Körper des Kontaktelementes
vorgesehene, entgegen der Einschubrichtung nach aussen abgestellte Rastzunge beim
Einschieben des Kontaktelementes in das Steckergehäuse nicht verformt werden kann.
Dies gewährleistet ein einwandfreies, gegen ungewolltes Herausziehen des Kontaktelementes
absolut sicheres Verrasten des Kontaktelementes innerhalb des Steckergehäuses. Der
Durchgang des Steckergehäuses weist in diesem einfachsten Falle ein rechteckiges
Querschnittsprofil auf und sind die durch mit Rastnasen versehene Federzungen gebildeten
Haltemittel einander gegenüberliegend an den Breitseiten des Durchganges angeordnet.
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In Verbindung mit einer solchen Gestaltungsform des Steckergehäuses
sind am hinteren Ende eines ein rechteckiges Querschnittsprofil aufweisenden Körpers
des Kontaktelementes, an dessen einer Breitseite eine in der Wandungsebene liegende
Rastkante und an dessen anderer Breitseite eine der Wandungsebene gegenüber entgegen
der Einschubrichtung nach aussen abgestellte Rastzunge angeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein,
daß im Steckergehäuse im Bereich des Durchganges bezüglich zweier aufeinander senkrecht
stehender Schnittebenen symmetrisch
angeordnete, quer zur Einschubrichtung
federnde, das eingeschobene Kontaktelement hintergreifende Haltemittel angeordnet
sind, Auch bei dieser Ausgestaltungsform der Erfindung sind die Haltemittel zweckmäßig
durch mit dem Steckergehäuse einteilig ausgebildete, in den Durchgang hineinragende,
in Einschubrichtung keilförmig ansteigende Rampenflächen aufweisende Rastnasen besitzende
Federzungen gebildet. Die Haltemittel sind bei einem Steckergehäuse, dessen Durchgang
einen quadratischen, lichten Profilquerschnitt aufweist, einander paarweise gegenüberliegend
symmetrisch zur Achse des Durchganges angeordnet. Bei dieser Gestaltungsform des
Steckergehäuses kann das Kontaktelement in beliebiger Lage in das Steckergehäuse
eingeschoben werden und wird durch die federnden Haltemittel mit Sicherheit gegen
ein Herausziehen entgegen der Einschubrichtung verrastet. Dabei kann der Körper
des Kontaktelementes vorteilhaft einen rotationssymmetrischen, insbesondere einen
quadratischen Profilquerschnitt aufweisen und ist an seinem hinteren Ende umlaufend
mit quer zu seinen Wandungsebenen gerichteten Rastkanten versehen. Die mit einem
Gegensteckteil in Eingriff bringbaren Kontaktmittel eines in beliebiger Einschublage
in das Steckergehäuse einsetzbaren Kontaktelementes müssen dabei eine Lagen unabhängige
Form, beispielsweise Hülse, Stift oder dergl. aufweisen.
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Unabhängig von der Jeweils gewählten Ausführungsform des Steckergehäuses
sind die Rastflächen der Rastnasen der quer zur Einschubrichtung federnden Haltemittel
entgegen der Einschubrichtung geneigt, derart, daß ein Abgleiten der Rastnasen der
Haltemittel von den entsprechenden Rast kanten des Kontaktelementes mit Sicherheit
ausgeschlossen ist.
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Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung an Hand
zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.
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In der Zeichnung zeigt die Figur 1 eine Stirnansicht eines leeren
Steckergehäuses; Figur 2 einen Längsschnitt durch das Steckergehäuse entsprechend
der Linie II - II in Figur 1
Figur 3 einen Längsschnitt durch das
Steckergehäuse entsprechend der Linie III - III in Figur 1; Figur 4 eine Stirnansicht
einer zweiten Gestaltungsform eines Steckergehäuses Figur 5 einen Längsschnitt durch
das Steckergehäuse gemäß Figur 4 entlang der Linie V - V Figur 6 eie abschnittweise
Schnittdarstellung eines quer zur Einschubrichtung federnden Haltemittels im vergrößerten
Maßstab.
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Das Steckergehäuse 1 ist im Spritzgußverfahren aus einem einerseits
eine gewisse Eigensteifigkeit aufweisenden, andererseits aber im Bereich geringer
Wandungsstärke federnd elastischen Kunststoffmaterial hergestellt und weist eie
im allgemeinen rechteckige Querschnittsform auf. Das bei 2 stufenförmig abgesetzte
Steckergehäuse 1 besitzt eine obere 3 und eine untere Wandung 4 sowie Seitenwandungen
5, wobei im vorderen Bereich des Steckergehäuses 1 an den Innenflächen der oberen
3 und unteren Gehäusewandung 4 Stegleisten 6 und 7 für die Führung eines einzuschiebenden
Kontaktelementes vorgesehen sind. Mit ihren hinteren Kanten lo bilden die Steg leisten
6 und 7 Anschläge zur Begrenzung des Einschubweges für das einzuschiebende Kontaktelement.
Zur Bildung einer Einschuböffnung für eine Kontaktzunge sind am vorderen Ende des
Steckergehäuses 1 dessen Öffnung teilweise verschließende, quer zur Einschubrichtung
des Kontaktelementes gerichtete Stege 9 angeordnet. In reinem rückwärtigen Bereich
weist das Steckergehäuse 1 eine Einschuböffnung für ein Kontaktelement auf, an welche
sich zum vorderen Ende des Steckergehäuses hin ein Durchgang 12 für das Kontaktelement
anschließt, welcher bei der Ausführungsform nach Figur 1 bis 3 einen rechteckigen
Profilquerschnitt besitzt. Der Durchgang 12 ist in dem in d-en Figuren 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel durch zwei einander gegenüberliegend angeordnete, quer zur Einschubrichtung
des Kontaktelementes federnd ausgebildete Haltemittel begrenzt. Die Haltemittel
sind durch am freien Ende Jeweils eines mit dem Gehäuse 1 einteilig ausgebildeten
Federarmes 13 angeordnete Rastnasen 14 gebildet, wobei die Rastnasen 14
in
das lichte Querschnittsprofil des Durchganges 12 hineinragen.
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Die Rastnasen 14 sind zum hinteren Ende des Steckergehäuses 1 hin
mit in Einschubrichtung keilförmig ansteigenden Rampenflächen 15 versehen. Die Federarme
sind, wie besonders aus der Darstellung der Figur 3 ersichtlich, in unmittelbarer
Verlängerung der Seitenwandungen 3 und 4 des abgesetzten vorderen Teiles des Steckergehäuses
1 ausgebildet. Wie weiterhin besonders aus der Darstellung der Figur 6 ersichtlich,
weisen die Rastnasen 14 der Federarme 13 eine quer zur Einschubrichtung gerichtete
Rastfläche 16 auf, welche entgegen der Einschubrichtung um einen gewissen Winkelbetrag,
beispielsweise loO geneigt ist, um ein ungewolltes Abgleiten der Rastnasen 14 von
den Rastkanten des Kontaktelementes zu vermeiden.
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über die einander paarweise gegenüberliegenden, aus Federarm 13 und
Rastnase 14 gebildeten Haltemittel wird das Kontaktelement in seiner eingeschobenen
Lage hintergriffen und gegen ein Herausziehen entgegen der Einschubrichtung absolut
sicher gehalten. Andererseits gestatten aber die in Einschubrichtung keilförmig
ansteigenden Rampen 15 der Rastnasen 14 die Rastnasen 14 mittels eines einfachen
Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubenziehers aus ihrem Eingriff mit den Rastkanten
des Kontaktelementes auszuheben und so erforderlichenfalls das Kontaktelement aus
dem Steckergehäuse zu lösen.
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Bei dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
einander paarweise gegenüberliegend vier das eingeschobene Kontaktelement hintergreifende
Haltemittel vorgesehen, wobei die Haltemittel ebenfalls aus Jeweils einem Federarm
13 und einer Rastnase 14 bestehen. Bei dem in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten
Steckergehäuse weist der Durchgang 12 zweckmäßigerweise ein quadratisches Querschnittsprofil
auf und gestattet die Anordnung der Haltemittel die sichere Festlegung eines Kontaktelementes,
dessen Körper eine beliebige, vorzugsweise rotationssymmetrische Querschnittsform
besitzen kann. Insbesondere kann mit Hilfe in zwei aufeinander senkrecht stehenden
Schnittebenen des Gehäuses einander paarweise gegenüberliegend angeordneten Haltemitteln
beispielsweise auch ein Kontaktelement festgelegt werden, dessen Körper einen kreisrunden
Profilquerschnitt aufweist.
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Besonders hinzuweisen ist auf die Tatsache, daß die Haltewirkung der
Rastnasen 14 nicht von einer Federvorspannung der Federarme 13 abhängig ist, sondern
die Federarme 13 lediglich ein Ausweichen der Rastnasen 14 beim Einschieben des
Kontaktelementes quer zur Einschubrichtung ermöglichen. Bei eingeschobenem Kontaktelement
sind die Federarme 13 entlastet.