DE3916863A1 - Verriegelbare elektrische steckvorrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine aus zwei, einen Stecker und eine Buchse bildenden Kupplungsteilen bestehende elektrische Steckvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei elektrischen Steckvorrichtungen besteht infolge von Vibrationen und dergleichen das Problem, daß der Stecker aus der zugehörigen Buchse herausrutscht, so daß die elektrische Leitungsverbindung unterbrochen wird. Diese Gefahr besteht vor allem bei nicht sta­ tionären Anlagen, insbesondere im Automobilbau bei der Fahrzeugelektrik und -elektronik.

Aus der US-PS 47 09 976 ist eine Steckvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Stecker und Buchse lassen sich mittels einer lösbaren Rastvorrichtung miteinander verriegeln. Die Rastvorrichtung wird von einem als winkelförmige Wippe ausgebildeten Arretier­ element gebildet, das schwenkbeweglich an der Buchse befestigt ist und mit einer Rastschulter des Steckers zusammenwirkt. An seinem einen Endbereich weist das Arretierelement einen Handhabungsabschnitt und an seinem anderen Endbereich ein mit der Rastschulter zusammmenwirkendes Gegenrastmittel auf. Die Befesti­ gung des Arretierelements erfolgt mit einer einstük­ kig von diesem ausgehende, federnde Haltezunge, die in einen Aufnahmeschacht der Buchse eingeschoben ist und das Arretierelement in seine Verriegelungsstel­ lung drängt. Zur Herbeiführung der Lösestellung muß der Handhabungsabschnitt beaufschlagt werden, wodurch eine Schwenkverlagerung erfolgt, bei der sich der die Schwenkachse bildende Winkelscheitel des Arretier­ elements an einer Anlagefläche der Buchse abstützt. Das Arretierelement dieser bekannten Steckvorrichtung ist als Spritzteil aus Kunststoff gefertigt. Nachtei­ lig ist, daß sich im Arretierelement bei seiner Schwenkverlagerung relativ große innere Spannungen einstellen, so daß eine starke Werkstoffbeanspruchung vorliegt, die zu einem Bruch führen kann, so daß die Lagesicherung zwischen Stecker und Buchse aufgehoben wäre. Hinzu tritt, daß infolge von Alterungser­ scheinungen und durch Temperaturspiel eine Versprö­ dung des Kunststoffs eintritt, die das Auftreten eines Bruchs begünstigt.

Aus der DE-PS 35 31 925 ist ein verriegelbarer, elek­ trischer Steckverbinder bekannt, auf den eine bügel­ artig geformte Stahldrahtfeder aufgeklemmt ist. Beim Niederdrücken von abgespreizten Endbereichen der Fe­ der werden Rastschultern eines Kupplungselements freigegeben, so daß das Kupplungselement von dem Steckverbinder getrennt werden kann. Nachteilig ist, daß je nach Anzahl der Steckkontakte unterschiedlich breite Steckverbinder stets eine individuell auf die Breite angepaßte Stahldrahtfeder benötigen, so daß eine Vielzahl unterschiedlicher Typen hergestellt und gelagert werden müssen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen hat demgegenüber den Vorteil, daß bei der Herbeiführung der Lösestel­ lung vergleichsweise nur relativ geringe innere Span­ nungen in dem Arretierelement auftreten und dennoch in der Verriegelungsstellung ein sicheres Halten des Gegenkupplungsteils erfolgt. Die relativ geringe Werkstoffbeanspruchung reduziert die Gefahr eines Bruchs des Arretierelements, so daß über eine lange Lebensdauer eine funktionsfähige Rastvorrichtung be­ steht. Bei der Schwenkverlagerung zur Einnahme der Lösestellung legt sich das Arretierelement im Bereich seines Winkelschenkels an eine konvex gewölbte Anla­ gefläche des zugehörigen Kupplungsteils an. Zumindest besteht in Verriegelungsstellung ein Abstand zwischen dem Winkelscheitel und der Anlagefläche, so daß bei der Schwenkbewegung auf jeden Fall im anfänglichen Schwenkbereich keine Verlagerung erfolgt, bei der der Winkelscheitel die Schwenkachse bildet. Mithin wird lediglich der benachbart zum Winkelscheitel liegende Materialabschnitt des elastischen Arretierelements einer Biegebeanspruchung ausgesetzt, wobei der Bie­ geradius durch die Krümmung der Anlagefläche vorgege­ ben ist. Der Krümmungsradius steuert demgemäß die Größe der auftretenden inneren Spannungen des Arre­ tierelements, die - in Abstimmung zum gewählten Mate­ rial - zur Vermeidung von Überlastungen entsprechend eingestellt werden können. Vorzugsweise ist die Steckvorrichtung derart ausgebildet, daß auch in Lö­ sestellung noch ein Abstand zwischen Anlagefläche und Winkelscheitel verbleibt. Somit bildet sich über dem gesamten Schwenkwinkelbereich an dem Arretierelement eine entsprechend große Biegezone aus, so daß es nicht - wie beim Stand der Technik - zu einer konzen­ trierten Kraftbeanspruchung des der Winkel­ scheitellinie zugeordneten Materials kommt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung geht die Anla­ gefläche stetig in eine Lagerfläche über, an der sich das Arretierelement in Verriegelungsstellung ab­ stützt. Der stetige - also stufenfreie - Übergang zwi­ schen Lagerfläche und Anlagefläche führt zu einer schonenden Verformungskrafteinleitung am Arretierele­ ment. Vorzugsweise ist der Übergang von der Lagerflä­ che zur Anlagefläche knickfrei ausgebildet, so daß punkt- oder linienförmige Abstützungen vermieden sind.

Vorzugsweise ist die Lagerfläche eben ausgebildet, so daß das Arretierelement in Verriegelungsstellung großflächig abgestützt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Arretierelement als Blechteil ausgebil­ det.Insbesondere ist der Einsatz von Federblech vor­ gesehen. Derartige Blechteile haben eine sehr lange Lebensdauer, da sie so gut wie keiner Versprödung un­ terliegen. Erfindungsgemäß ist sichergestellt, daß der durch Abkantung des Blechteils gebildete Winkel­ scheitel bei der Herbeiführung der Lösestellung kei­ ner extremen Kraftbeaufschlagung unterliegt, so daß dieser bereits bei der Herstellung zur Bildung der Winkelrippe verformte und somit möglicherweise bis zu einem gewissen Grade verhärtete Bereich nur mäßiger Spannungsbeaufschlagung unterliegt. Bei der Schwenk­ bewegung wird somit ein nicht verformter Bereich de­ formiert (reversibel gebogen), so daß eine lange Haltbarkeit gewährleistet ist.

Das Arretierelement weist nach einer Weiterbildung der Erfindung im Grundriß die Form eines Gabelkopfes mit drei parallelen Fingern auf, wobei die beiden äußeren Finger als Haltezungen ausgebildet sind und der mittlere Finger einen das Gegenrastmittel aufwei­ senden Arretierarm bildet. Die Haltezungen sind vor­ zugsweise in Lagertaschen des zweiten Kupplungsteils befestigt. Mithin erfolgt eine beidseitige Lagerung des Arretierelements, was geringe Toleranzen und überdies hohe Rückstellkräfte bei relativ geringer Materialbeanspruchung mit sich bringt.

Von den Haltezungen können freigeschnittene Rastlap­ pen abgebogen sein, die in der Endphase des Einschie­ bens der Haltezungen in die Lagertaschen in Hinter­ griff zu dort ausgebildeten Anschlägen treten.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß von den Haltezungen freigeschnittene Rückhaltelappen abgebo­ gen sind, deren freie, scharfkantige Enden in Rich­ tung auf den Handhabungsabschnitt weisen und im Klemmsitz an den Innenwänden der Lagertaschen anlie­ gen. Nach dem Einschieben der Haltezungen in die zu­ gehörigen Lagertaschen ist ein Herausrutschen dadurch verhindert, daß die - insbesondere bei Blechstanztei­ len - scharfen, freien Schneidenden in den Werkstoff der Lagertaschen eindringen und nach der Art eines Widerhakens eine Lagesicherung vornehmen.

Vorzugsweise weist der Arretierarm einen Durchbruch zum Einfangen der Rastschulter auf. Bevorzugt bildet der dem freien Ende des Arretierarms gegenüber­ liegende Seitenrand des Durchbruchs einen aus dessen Öffnungsebene herausgebogenen Anschlaglappen aus. Hierdurch ist der Hintergriffbereich zwischen Rast­ schulter und Gegenrastmittel vergrößert.

Um beim Zusammenstecken der elektrischen Steckvor­ richtung eine automatische Verlagerung des Arretier­ elements herbeizuführen, bildet dessen freier Endbe­ reich eine Auflaufschräge aus. Überdies oder alterna­ tiv kann auch die Rastschulter mit einer Auflauf­ schräge versehen sein.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht - teilweise im Schnitt - auf einen Stecker einer elektrischen Steckvorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Steckers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht sowie zwei Schnittansichten eines als Federblechteil ausgebildeten Arretierele­ ments,

Fig. 4 eine Frontansicht auf das Steckergehäuse des Steckers,

Fig. 5 ein Schnitt durch das Steckergehäuse entlang der Linie C-C in Fig. 4,

Fig. 6 eine Rückansicht des Steckergehäuses,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Steckergehäuse, teilweise im Schnitt und

Fig. 8 eine Ansicht des Steckergehäuses in Richtung des Pfeils x in Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 weist die elektrische Steckvorrichtung 1 einen Stecker 2 sowie eine Buchse 3 auf, von der jedoch nur ein Teilbereich dargestellt ist.

Der Stecker 2 weist ein Steckergehäuse 4 auf, das mit einem Zuleitungsstutzen 5 für ein elektrisches Kabel versehen ist. Der Zuleitungsstutzen 5 wird von einer elastischen Schutzkappe 6 überfangen, die eine Ab­ dichtfunktion gegen Schmutz und Feuchtigkeit ausübt. Im Bereich der beiden Seitenwandungen 7 sind Rastvor­ richtungen 8 vorgesehen, die den Stecker 2 und die Buchse 3 lösbar miteinander verriegeln. In das Stek­ kergehäuse 4 ist ein Dichtring 9 eingelegt, gegen den im zusammengesteckten Zustand das freie Ende der Buchse 3 tritt, so daß die innerhalb der Steckvor­ richtung 1 angeordneten Kontakte sowie Gegenkontakte vor Schmutz und Feuchtigkeit geschützt sind.

Die Fig. 2 zeigt die Seitenansicht des mit Rastvor­ richtung 8 bestückten Steckergehäuses 4 bei abge­ nommener Schutzkappe 6.

Jede Rastvorrichtung 8 weist ein Arretierelement 10 auf, das als Blechstanzteil ausgebildet ist und ins­ besondere aus Federblech 11 besteht.

Das Arretierelement besitzt im Grundriß die Form ei­ nes Gabelkopfes mit drei parallelen Fingern 12, 13 und 14 (insbesondere Fig. 3). Die beiden äußeren Finger 12 und 14 bilden Haltezungen 15. Der mittlere Finger 13 stellt einen Arretierarm 16 dar. Die Finger 12 bis 14 verlaufen parallel zueinander; der Finger 13 ist durch Einschnitte 17 von den Fingern 12 und 14 mit Abstand angeordnet.

Jede Haltezunge 15 ist mit einem freigeschnittenen, abgebogenen Rastlappen 18 versehen, dessen freies Ende in die entgegengerichtete Richtung zum freien Ende der Haltezunge 15 weist.

Nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel können anstelle der Rastlappen 18 auch entsprechend ausgebildete Rückhaltelappen vorgesehen sein, die mit scharfkantigen Enden versehen sind.

Das Arretierelement 10 ist als winkelförmige Wippe ausgebildet, so daß es einen Winkelscheitel 19 auf­ weist. An seinem einen Endbereich 20 ist ein Handhabungsabschnitt 21 vorgesehen und an seinem an­ deren Endbereich 22 ist ein Gegenrastmittel 23 ausge­ bildet, das mit einer Rastschulter 24 der Buchse 3 zusammenwirkt.

Das Gegenrastmittel 23 weist einen Durchbruch 25 auf, der einen rechteckigen Grundriß besitzt und im Endbe­ reich des Arretierarms 16 angeordnet ist. Der dem freien Ende 26 des Arretierarms 16 gegenüberliegende Seitenwand 27 des Durchbruchs 25 wird von einem An­ schlaglappen 28 gebildet, der aus der Ebene des Arre­ tierarms 16 herausgebogen ist. Der freie Endbereich 29 des Arretierarms 16 ist derart umgebogen, daß eine Auflaufschräge 30 gebildet wird. Der Arretierarm 16 ist in seinem mittleren Bereich entlang einer Biege­ linie 31 umgebogen, so daß der den Durchbruch 24 auf­ weisende Abschnitt etwa parallel zum Handhabungsab­ schnitt 21 verläuft (Schnitt A-A der Fig. 3).

Der Zuleitungsstutzen 5 weist gemäß Fig. 5 einen Ka­ belkanal 32 auf, der zu Federkontakt-Aufnahmekammern 33 des Steckergehäuses 4 führt.

Insbesondere aus den Fig. 2, 6 und 7 ist zu ent­ nehmen, daß im Bereich der Seitenwandungen 7 des Steckergehäuses 4 Lagertaschen 34 vorgesehen sind, die der Aufnahme der Haltezungen 15 dienen. Zwischen den Lagertaschen 34 jeder Seitenwandung 7 ist eine Lagerfläche 35 vorgesehen, die in eine konvexe Anla­ gefläche 36 übergeht, welche den Öffnungen der Lager­ taschen 34 vorgelagert ist und sich über eine Länge erstreckt, die mindestens der Breite des Arretierele­ ments 10 entspricht. Zwischen Lagerfläche 35 und An­ lagefläche 36 besteht ein stufen- und knickfreier Übergang. Die Anlagefläche 36 besitzt vorzugsweise einen konstanten Krümmungsradius r, der von einer Mittelpunktslinie 36′ ausgeht, die senkrecht zu der Längserstreckung der Finger 12 - 14 verläuft.

Bei der Montage der erfindungsgemäßen Steckvorrich­ tung 1 wird jeweils ein Arretierelement 10 mit seinen beiden Haltezungen 15 in die Lagertaschen 34 einge­ schoben. Ein Herausrutschen aus den Lagertaschen 34 ist durch dort vorhandene Anschläge verhindert, gegen die die Rastlappen 18 treten. Im montierten Zustand liegt ein zwischen dem Winkelscheitel 19 und der Bie­ gelinie 31 befindlicher Abschnitt des Arretierarms 16 auf der ebenen Lagerfläche 35 auf. Das Arretierele­ ment 11 nimmt dabei seine Verriegelungsstellung ein, die in der Fig. 1 mit durchgezogenen Linien darge­ stellt ist. Wird der Handhabungsabschnitt 21 beauf­ schlagt, so führt das Arretierelement 10 eine Schwenkbewegung aus, bei der Bereiche der Haltezungen 15 entsprechend der konvex gewölbten Anlagefläche 36 durchgebogen werden. Demgemäß passen sich diese Be­ reiche der Kontur der Anlagefläche 36 an. Die ver­ schwenkte Stellung des Arretierelements 10 ist in Fi­ gur 1 gestrichelt dargestellt, sie entspricht der Lö­ sestellung der Rastvorrichtung 8.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Winkelschei­ tel 19 einen Abstand zur Anlagefläche 36 beläßt. Dies ist deutlich der Fig. 1, jedoch auch der Fig. 2 zu entnehmen. Ein Abstand bleibt vorzugsweise bestehen, auch wenn das Arretierelement 10 in seine Lösestel­ lung verschwenkt wird (vergleiche Fig. 1).

Beim Zusammenfügen von Stecker 2 und Buchse 3 trifft eine abgeschrägte Kante 37 der Rastschulter 24 gegen die Auflaufschräge 30 des Arretierarms 16, so daß eine entsprechende Auslenkung des Fingers 13 erfolgt. Ist die Endposition der Einsteckbewegung erreicht, so tritt die Rastschulter 24 in den Durchbruch 25 des Arretierarms 16 ein, wobei der Anschlaglappen 28 hin­ ter eine Haltekante 38 der Rastschulter 24 tritt. Hierdurch ist der zusammengesteckte Zustand von Stek­ ker 2 und Buchse 3 gesichert.

Zum Lösen der Rastvorrichtung 8 sind mit Daumen und Zeigefinger die Handhabungsabschnitte 21 der beiden Arretierelemente 10 zu beaufschlagen, wodurch jeweils die zuvor beschriebene Schwenkbewegung erfolgt.

In den Lösestellungen wird die jeweilige Rastschulter 24 der Buchse 3 freigegeben, so daß eine Trennung von Stecker 2 und Buchse 3 erfolgen kann.

Claims (12)

1. Aus zwei, einen Stecker und eine Buchse bildenden Kupplungsteilen bestehende elektrische Steckvorrich­ tung, welche im zusammengesteckten Zustand mittels einer lösbaren Rastvorrichtung miteinander verrie­ gelbar sind, die aus mindestens einer Rastschulter an dem einen, ersten Kupplungsteil und einem hinter die Rastschulter greifenden, als winkelförmige Wippe aus­ gebildeten Arretierelement besteht, das an seinem einen Endbereich einen Handhabungsabschnitt und an seinem anderen Endbereich ein mit der Rastschulter zusammenwirkendes Gegenrastmittel sowie dort minde­ stens eine einstückige, federnde Haltezunge aufweist, die an dem anderen, zweiten Kupplungsteil befestigt ist und das Arretierelement in seine Verriegelungs­ stellung drängt, das sich bei der Schwenkbewegung zur Herbeiführung der Lösestellung im Bereich seines Win­ kelscheitels an einer Anlagefläche des zweiten Kupp­ lungsteils abstützt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlagefläche (36) konvex gewölbt ist und daß der Winkelscheitel (19) zumindest in Verriegelungsstellung zur Anlagefläche (36) in ei­ nem Abstand angeordnet ist.

2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (36) stetig in eine Lagerfläche (35) übergeht, an der sich das Arretierelement (10) in Verriegelungsstel­ lung abstützt.

3. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (35) eben ist.

4. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierelement (10) als Blechteil ausgebil­ det ist.

5. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierelement (10) aus Federblech (11) be­ steht.

6. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierelement (10) im Grundriß die Form ei­ nes Gabelkopfes mit drei parallelen Fingern (12, 13, 14) aufweist, wobei die beiden äußeren Finger (12, 14) als Haltezungen (15) ausgebildet sind und der mittlere Finger (13) einen das Gegenrastmittel (23) aufweisenden Arretierarm (16) bildet.

7. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltezungen (15) in Lagertaschen (34) des zweiten Kupplungsteils (Stecker 2) befestigt sind.

8. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Haltezungen (15) freigeschnittene Rast­ lappen (18) abgebogen sind, die in Hintergriff zu innerhalb der Lagertaschen (34) liegenden Anschlägen treten.

9. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Haltezungen (15) freigeschnittene Rück­ haltelappen abgebogen sind, deren freie, scharfkan­ tige Enden in Richtung auf den Handhabungsabschnitt (21) weisen und im Klemmsitz an Innenwänden der La­ gertaschen (34) anliegen.

10. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Arretierarm (16) einen Durchbruch (25) zum Einfangen der Rastschulter (24) aufweist.

11. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der dem freien Ende (26) des Arretierarms (16) gegenüber1iegende Seitenrand (27) des Durch­ bruchs (25) von einem aus dessen Öffnungsebene her­ ausgebogenen Anschlaglappen (28) gebildet ist.

12. Steckvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Endbereich (29) des Arretierarms (16) eine Auflaufschräge (30) bildet, die beim Zusammen­ stecken der Kupplungsteile mit der Rastschulter (24) zusammenwirkt.