Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder bestehend aus einem
z. B. quaderförmigen Sicherungsträgergehäuse aus Kunststoff mit
im Sicherungsträgergehäuse nebeneinander angeordneten eingeform
ten Steckelementkammern, in denen die etwa quaderförmigen Flach
gehäuse von Stecksicherungen lagern, deren Steckkontaktzungen
mit ihren Steckkontaktbereichen aus Öffnungen in der Steckge
sichtebene des Sicherungsträgergehäuses herausragen.
Die in den Steckelementkammern lagernden Stecksicherungen sind
z. B. aus der EP 0 171 863 B1, EP 0 259 926 B1 oder dem GM 83 23
440 bekannt.
Sie weisen in der Regel ein Flachgehäuse aus einem
elektrisch isolierenden, temperaturbeständigen Material auf, das
einen Schmelzleiter umgibt, der zwischen zwei aus jeweils einem
Blechstanzteil bestehenden Flachsteckkontaktzungen angeordnet
und mit letzteren verbunden ist, wobei der Kontaktbereich der
beiden Flachsteckkontaktzungen aus der unteren Schmalseite des
Flachgehäuses herausragt. Die Kontaktbereiche außerhalb des
Flachgehäuses sind gleich lang und in einer Ebene sowie auf
parallelem Abstand voneinander angeordnet; sie sind z. B. mehrere
Millimeter breit und das Blechmaterial hat eine Dicke von z. B.
etwa 0,5 mm.
Die Stecksicherungen dienen z. B. als Motorsicherungen in einem
Kraftfahrzeug. Für diese oder eine gleiche Verwendung werden
mehrere zusammenwirkende Stecksicherungen in einem Sicherungs
trägergehäuse gruppiert untergebracht, das als sogenanntes Si
cherungsmodul in ein im Kraftfahrzeug fest montiertes Modulträ
gergehäuse gesteckt wird. Im Modulträgergehäuse lagern in ent
sprechenden Kontaktelementkammern an elektrische Leitungen ge
crimpte oder gelötete, aus Blechstanzteilen geformte Gabelfeder
kontakte, zwischen deren Federarme die Kontaktbereiche der
Steckkontaktzungen der Stecksicherungen geschoben werden, wenn
das Sicherungsmodul in das Modulträgergehäuse gesteckt wird.
Aufgrund der erheblichen Breite und Dicke der Kontaktbereiche
der Flachsteckkontaktzungen und der hohen Federkraft der Gabel
federkontakte sowie der Vielzahl der Stecksicherungen im Siche
rungsmodul sind hohe Steckkräfte beim Stecken des Sicherungs
moduls zu überwinden, die die Montage erheblich erschweren.
Um eine druckvolle Anlage zwischen den Federarmen der Gabelfe
derkontakte und den Flachsteckkontaktzungen der Stecksicherungen
zu gewährleisten, ist die hohe Federkraft der Gabelfederkontakte
notwendig. Denn nur eine druckvolle Anlage ermöglicht einen
flächigen Berührungsbereich, der einen auf Dauer geringen elek
trischen Widerstand sicherstellt. Dies ist insbesondere bei der
Anwendung als Motorsicherung von Bedeutung, denn derartige Si
cherungen sind für Ströme bis z. B. 30 Ampere ausgelegt, so daß
eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes einen beträchtlichen
Spannungsabfall und damit auch einen beträchtlichen Leistungs
verlust erzeugt.
Aufgabe der Erfindung ist, die Steckkraft für die Montage eines
Sicherungsmoduls bzw. Sicherungsträgergehäuses zu vermindern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unter
ansprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfin
dung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Sicherungsträger
gehäuses;
Fig. 2 eine vordere Stirnansicht des Sicherungsträgergehäuses
aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Sicherungsträgergehäuse aus
Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht von unten auf das Sicherungsträgergehäuse
aus Fig. 1;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Deckels für das Si
cherungsträgergehäuse aus Fig. 1;
Fig. 6 eine Seitenansicht des Deckels aus Fig. 5;
Fig. 7 eine Ansicht von der hinteren Stirnseite auf den
Deckel aus Fig. 5;
Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie A-A aus Fig. 5;
Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie B-B aus Fig. 5;
Fig. 10 eine Draufsicht auf ein Sicherungsmodul umfassend ein
Sicherungsträgergehäuse nach Fig. 1, einen Deckel nach
Fig. 5 und mehrere Stecksicherungen;
Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie C-C aus Fig. 10;
Fig. 12 einen Querschnitt längs der Linie D-D aus Fig. 10;
Fig. 13 einen Querschnitt längs der Linie E-E aus Fig. 10;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Modulträgergehäu
ses;
Fig. 15a bis 15c jeweils eine Draufsicht auf ein Modulträger
gehäuse mit mehreren Kodiervarianten;
Fig. 16a bis 16c je eine Draufsicht auf ein Sicherungsträger
gehäuse mit mehreren zu den Modulträgerge
häusen aus Fig. 15a bis 15c korrespondieren
den Kodiervarianten.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder umfaßt ein als Steckelement
trägergehäuse dienendes quaderförmiges Sicherungsträgergehäuse
1 aus Kunststoff mit einer Anzahl (beispielsweise fünf) im Si
cherungsträgergehäuse 1 nebeneinander angeordneten eingeformten
Steckelementekammern 2, in denen Steckelemente, insbesondere
Stecksicherungen 3, lagern. Das quaderförmige Sicherungsträger
gehäuse 1 hat zwei lange Seitenwandungen 4, 4 und eine schmale
vordere Stirnseitenwandung 5 und eine schmale hintere Stirnsei
tenwandung 6 (Fig. 1 bis 6).
Parallel zu den Stirnseitenwandungen 5, 6 sind innen im Siche
rungsträgergehäuse mehrere Kontaktelementekammer-Wandungen 7 zur
Bildung der Steckelementkammern 2 angeordnet. Die Kontaktele
mentekammer-Wandungen 7 schließen etwa bündig auf Höhe der Ober
kante 8 der vorderen Stirnseitenwandung 5 ab. Die hintere Stirn
seitenwandung 6 und die Seitenwandungen 4, 4 erstrecken sich
dagegen nach oben über die Oberkante 8 der vorderen Stirnseiten
wandung 5 hinaus. An den Oberkanten 9 der Seitenwandungen 4, 4
sind seitlich nach außen abstehende Stege 10 vorgesehen, die mit
den Seitenwandungen 4, 4 einen rechten Winkel einschließen und
zum Halten eines Deckels 11 vorgesehen sind (Fig. 12, 13).
Die Kontaktelementekammern 2 sind nach unten hin offen, wobei an
Unterkanten 12 der Kontaktelementekammer-Wandungen 7 eine Ab
stützleiste 13 quer zu den Kontaktelementekammer-Wandungen 7
verlaufend und nach unten zeigend angebunden ist. Die Unterseite
des Sicherungsträgergehäuses 1 bildet somit ein Steckgesicht 14
mit durch die Abstützleiste 13, den Kontaktelementekammer-Wan
dungen 7 und den Gehäusewandungen 4, 5, 6 begrenzten Steckge
sichtöffnungen 15. Die Abstützleiste 13 ist in der Längsmitte
des Steckgesichts 14 angeordnet, so daß jede Kontaktelementekam
mer 2 nach unten hin zwei Steckgesichtöffnungen 15 aufweist.
Die Stecksicherungen 3 bestehen aus einem quaderförmigen Flach
gehäuse 16 mit einer oberen Schmalseite 17 und einer unteren
Schmalseite 18, in dem die jeweils zwei als Steckkontaktmittel
dienenden Steckkontaktzungen 19 lagern, deren Kontaktbereiche 20
aus der unteren Schmalseite 18 des Flachgehäuses 16 herausragen
(Fig. 11 bis 12). Die obere Schmalseite 17 kann entweder durch
eine Wandung abgeschlossen oder aber auch nach oben hin offen
sein, so daß das Sicherungselement der Stecksicherung 3, im
allgemeinen ein Schmelzleiter 21, frei- liegt und sein Zustand
kontrolliert werden kann.
Die Stecksicherungen 3 durchgreifen mit den Steckkontaktzungen
19 die Steckgesichtöffnungen 15 am Sicherungsträgergehäuse 2, so
daß die Kontaktbereiche 20 nach außen vom Steckgesicht 14 vor
stehen. Die Stecksicherungen 3 sind in den Kontaktelementekam
mern 2 zueinander parallel angeordnet, wobei sie gegen ein Her
ausfallen nach unten durch die Abstützleiste 13 gesichert sind,
auf der die untere Schmalseite 18 des Flachgehäuses 16 mit ihrem
zwischen den beiden Steckkontaktzungen 19 liegenden mittigen
Bereich 22 aufliegt.
Nach oben hin sind die Stecksicherungen 3 in dem Sicherungsträ
gergehäuse 1 durch den aufschiebbaren Deckel 11 gesichert (Fig.
5 bis 9). Das Sicherungsträgergehäuse 1 bildet zusammen mit den
darin eingebrachten Stecksicherungen 3 und mit dem Deckel 11 ein
Sicherungsmodul 23 (Fig. 10 bis 13), das mit dem Steckgesicht 14
des Sicherungsträgergehäuses 1 voran in ein Modulträgergehäuse
24 gesteckt wird.
Das Modulträgergehäuse 24 hat Kontaktelementekammern 25 zur
Aufnahme von an elektrischen Leitungen gecrimpte oder gelötete,
aus Blechstanzteilen geformte Gabelfederarmkontakte (Fig. 14,
15a bis 15c). Zwischen deren Federarme werden die Kontaktberei
che 20 der Steckkontaktzungen 19 geschoben, wenn das Sicherungs
modul 23 in das Modulträgergehäuse 24 gesteckt wird. Das Modul
trägergehäuse 24 hat ein zum Steckgesicht 14 des Sicherungsträ
gergehäuses 1 korrespondierendes Steckgesicht 26 mit einem
längsmittig verlaufenden Schlitz 27 zur Aufnahme der Abstützlei
ste 13. Das Modulträgergehäuse 24 ist im allgemeinen fest in
einem Kraftfahrzeug eingebaut, und dient zur austauschbaren
Aufnahme von Sicherungsmodulen 23.
Der Deckel 11 hat eine rechteckige Form, wobei er an seinen
Längskanten 28 in der Art einer umgebördelten Kante einen sich
nach unten und innen erstreckenden Kragen 29 bildet, der den
Steg 10 des Sicherungsträgergehäuses 1 umgreift.
Der Kragen 29 ist im Querschnitt etwa L-förmig mit einem Kragen
seitenbereich 30 und einem Kragenbodenbereich 31 ausgebildet
(Fig. 8). Die nach innen zeigende Kante 31a des Kragenbodenbe
reichs 31 ist etwas nach oben gebogen, so daß sie von unten
gegen den Steg 10 des Sicherungsträgergehäuses 1 anliegt, und
der Deckel 11 mit nur einem geringen vertikalen Spiel am Steg 10
geführt wird. Die vordere Stirnseite des Deckels 11 ist etwa im
Bereich des Kragens 29 durch Stirnwandungen 32 abgeschlossen, so
daß der Deckel 11 beim Aufschieben auf das Sicherungsträgerge
häuse 1 nicht durchgeschoben, sondern nur bis zum Anschlag der
Stirnwandungen 32 an das Sicherungsträgergehäuse 1 geschoben
werden kann (Fig. 5, 9, 13). Der Deckel 11 nimmt somit auf dem
Sicherungsträgergehäuse 1 eine definierte Stellung ein, die
durch Rastmittel, nämlich jeweils eine an jeder Unterseite des
Stegs 10 angeordnete Rastnase 33, die in korrespondierende, am
Kragenbodenbereich 31 eingebrachte Rastöffnungen 34 eingreifen,
festgelegt ist. Zusätzlich ist an einem der Stege 10 eine U-
förmig freigeschnittene und etwas nach unten gebogene und zur
hinteren Stirnseite zeigende Federzunge 35 vorgesehen, die bei
eingerastetem Deckel 11 in eine Aussparung 36 am Kragenbodenbe
reich 31 rastend eingreift. Die Federzunge 35 ist ein dünner
Materialstreifen, der beim Abziehen des Deckels 11 von dem
Stecksicherungsgehäuse 1 abbricht, so daß ein Austauschen der
Stecksicherungen 3 im Sicherungsmodul 23 nachträglich an der
fehlenden Federzunge 35 festgestellt werden kann.
Der Deckel 11 ist deshalb im Bereich oberhalb der Federzunge 35
mit einer Öffnung 37 versehen, so daß man die als Plombe wirken
de Federzunge 35 von außen erkennen kann (Fig. 5, 12, 13). Am
Sicherungsträgergehäuse ist im Bereich der Federzunge 35 ein
weiterer Steg 38 parallel zum Steg 10 angeordnet, der eine Mani
pulation beim Abziehen des Deckels 11 durch Hochdrücken der
Federzunge 35 verhindert, so daß die Funktion als Plombe der
Rastfederzunge gewährleistet ist.
Der zentrale Bereich des Deckels 11 ist in der Art eines sich
nach unten erstreckenden Podestes all quaderförmiger Block 39
ausgebildet (Fig. 7 bis 9, 11). Der Block 39 erstreckt sich in
Längsrichtung etwa von der vorderen Stirnseite bis zur hinteren
Stirnseite des Deckels 11. Der Block 39 ist in Querrichtung
mittig am Deckel 11 ausgerichtet und erstreckt sich über den
Bereich zwischen den Seitenwandungen 4,4 derart, daß er die
Kontaktelementekammern 2 abdeckt und der oberen Schmalseite 17
der Stecksicherungen 3 ein Widerlager bietet.
Der Block 39 besteht aus mehreren Querwandungen 40, die parallel
zueinander angeordnet sind und in der Draufsicht auf das Siche
rungsmodul den Blick auf die oberen Schmalseiten 17 der Stecksi
cherungen 3 freigeben (Fig. 10). In jedem zweiten Zwischenraum
41 zwischen je zwei Querwandungen 40 sind zur Erhöhung der Fe
stigkeit je zwei Verstärkungsstege 42 vorgesehen. Die Zwischen
räume 41, in denen keine Verstärkungsstege 42 eingebracht sind,
sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie über den mittigen Be
reichen der oberen Schmalseiten 17 der Stecksicherungen 3 lie
gen, so daß bei Verwendung von nach oben hin offenen Stecksiche
rungen 3 mit freiliegendem Schmelzleiter 21 dieser gut von außen
eingesehen werden kann.
Die Unterseite des Blocks 39 ist derart konturiert, daß die mit
vertikalem Spiel in den Steckelementkammern 2 lagernden Stecksi
cherungen 3 in unterschiedlicher Höhe zur Anlage am Deckel 11
kommen (Fig. 6, 9, 11). Die Unterseite des Blocks 39 weist des
halb mit über die Breite des Blocks 39 sich erstreckende Rippen
43 und entsprechende dazwischenliegende Anlagebereiche 44 auf.
Die Rippen 43 begrenzen das Spiel der Stecksicherungen 3 in den
Kontaktelementekammern 2 in vertikaler Richtung weiter unten,
als die zwischen den Rippen 43 liegenden Anlagebereiche 44.
Beim Stecken des Sicherungsmoduls 23 in das Modulträgergehäuse
24 werden die Kontaktbereiche 20 zwischen Federarmen der im
Modulträgergehäuse 24 lagernden Gabelfederarmkontakte geschoben.
Die Kontaktbereiche 20, deren Stecksicherungen 3 mit ihren obe
ren Schmalseiten 17 jeweils an einer Rippe 43 an der Unterseite
des Deckels 11 anliegen, werden zuerst zwischen die Federarme
eingedrückt, da die Kontaktbereiche 20, deren Stecksicherungen
3 mit ihren oberen Schmalseiten 17 in den zwischen den Rippen 43
gelegenen Anlagebereichen 44 an der Unterseite des Deckels 11
anliegen, nach oben weiter nachgeben, bis sie in Berührung mit
den im Vergleich zu den Rippen 43 höhergelegenen Bereichen 44
kommen und sich erst dann zwischen die Federarme der im Modul
trägergehäuse 24 lagernden Gabelfederarmenkontakte eindrücken.
Somit werden beim Einstecken des Sicherungsmoduls 23 in das
Modulträgergehäuse 24 die Kontaktbereiche 20 der Stecksicherun
gen 3 zeitlich versetzt in die korrespondierenden Gabelfederarm
kontakte geschoben, wodurch sich die hierbei auftretenden Steck
kräfte zeitlich über den Einsteckvorgang verteilen und die maxi
male Steckkraft deutlich verringert. Das Sicherungsmodul 23 kann
somit ohne großen Kraftaufwand in das Modulträgergehäuse 24
eingeführt werden.
In dem in den Zeichnungen dargestelltem Ausführungsbespiel sind
fünf Stecksicherungen 3 vorgesehen, wobei die beiden äußeren und
die mittige Stecksicherung 3 jeweils an einem Vorsprung 43 an
liegen und die beiden anderen Stecksicherungen 3 an den Anlage
bereichen 44 anliegen. Die Konturierung der Unterseite des Dec
kels 11 ist somit abwechselnd zur Begrenzung des vertikalen, Spiels
der Stecksicherungen 3 hoch bzw. tief abgestuft, so daß sich
die auftretenden Steckkräfte beim Steckvorgang über die Unter
seite des Blocks 41 bzw. dessen untere Gesamtfläche verteilen.
Statt der hier dargestellten zwei Abstufungen zwischen den Vor
sprüngen 43 und den Anlagebereichen 44 kann der Deckel auch mit
mehreren Abstufungen konturiert sein, beispielsweise mit drei
oder vier, so daß die Steckkräfte über einen größeren Zeitraum
beim Steckvorgang verteilt werden.
An eine Seitenwandung 4 des Sicherungsträgergehäuses 1 sind zwei
Rippen 45 vertikal verlaufend angeordnet, die als Kodierelemente
dienen. Beim Einstecken des Sicherungsmoduls 23 in das Modul
trägergehäuse 24 werden die Rippen in entsprechende Kodiernuten
46 am Modulträgergehäuse 24′ eingeschoben. Mit diesen Kodiermit
teln, bestehend aus Rippen 45 und Nuten 46, können Bestückungs
varianten mit vorbestimmten Sicherungstypen kodiert werden. Die
Kodierung gewährleistet eine eindeutige Zuordnung zwischen dem
Sicherungsmodul 23 und dem Modulträgergehäuse 24. In Verbindung
mit einer Plombiereinrichtung, beispielsweise der Federzunge 35,
wird sichergestellt, daß nur in vorbestimmter Weise zusammenge
stellte Stecksicherungen 3 in einem Sicherungsmodul 23 in ein
dafür vorgesehenes Modulträgergehäuse 24 gesteckt werden und
eine nachträgliche Manipulation erkannt werden kann.
Um die Sicherungsmodule 23 fest aber lösbar am Modulträgergehäu
se 24 zu halten, ist eine Rasteinrichtung vorgesehen. Die Rast
einrichtung umfaßt einen an der vorderen Stirnwandung 5 des
Sicherungsträgergehäuses 1 angebundenen U-förmigen und nach
unten gebogenen Rastbügel 47, der im zusammengesteckten Zustand
eine am Modulträgergehäuse 24 vorgesehene Rastnase 48 umgreift.
Innen an den Seitenwandungen 4, 4 können Führungsbacken 49 vor
gesehen werden, die das seitliche Spiel der Stecksicherungen 3
begrenzen (Fig. 3, 12). Ferner kann als seitliche Begrenzungen
der Steckgesichtsöffnungen 15 am unteren Bereich der Seitenwan
dungen 4 eine schmale Stegkante 50 vorgesehen werden, die der
unteren Schmalseite 18 der Stecksicherungen 3 an ihrem seitli
chen Randbereich eine Auflage bietet. Ferner sind am Steg 10 des
Sicherungsträgergehäuses 1 Öffnungen 51 eingebracht, die unmit
telbar oberhalb der Kodierrippen 45 angeordnet sind.
Ein Steckverbinder mit einem konturierten Widerlager für die
darin lagernden Steckelemente zum zeitlichen Versetzen der
Steckvorgänge der einzelnen Kontaktelemente kann auch bei Steck
verbindern angewandt werden, die andere Typen von Kontaktelemen
ten beinhalten (beispielsweise Buchse oder Stift). Gleichermaßen
ist es möglich, ein konturiertes Widerlager an den korrespondie
renden Kontaktelementen, beispielsweise an den Gabelfederkon
takten vorzusehen, um so die erwünschte Wirkung des zeitlich
versetzten Auftretens der Steckkräfte zu erreichen.
Es ist auch möglich, ein konturiertes Widerlager sowohl am
Steckverbinder (z. B. dem Sicherungsmodul) als auch gleichzeitig
an einem entsprechenden Gegenstecker (z. B. dem Modulträgerge
häuse) vorzusehen.