DE60035463T2

DE60035463T2 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE60035463T2
Application number: DE60035463T
Authority: DE
Inventors: Guntram May; Steffen Müller
Original assignee: FCI SA; Framatome Connectors International SAS
Current assignee: FCI SA
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 2000-08-14
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2020-08-15
Also published as: BR0003686A; BRPI0003686B1; EP1077512B1; ES2288820T3; ATE367005T1; EP1077512A2; DE60035463D1; EP1077512A8; US6325647B1; EP1077512A3; DE19938930C1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein derartiger elektrischer Steckverbinder ist aus der US 5,628,642 vorbekannt.
Derartige elektrische Steckverbinder werden zum Beispiel für Kraftfahrzeuge verwendet, wo sie häufig an Stellen verwendet werden, die nur schwer zugänglich sind, wie zum Beispiel an der Rückseite des Armaturenbretts. Aus Raumgründen kann das Gehäuse des Verbinders häufig nur zu so einem geringen Umfang von dem Gehäuse des Gegenverbinders hervorstehen, wenn der Steckverbinder in Eingriff ist, dass er nicht ausreichend gut gefasst werden kann, um ihn einfach herausziehen zu können.
Ein derartiger Steckverbinder wurde in dem Dokument EP 0 273 999 A2 offenbart, welcher Verbinder ein Steckergehäuse und ein Buchsengehäuse aufweist, wobei zumindest eine Zahnstange an einem der zwei Gehäuse angeordnet ist, welche Zahnstange im rechten Winkel zu der Einsteckrichtung bewegt werden kann und mit einem Zahnradbereich an einem drehbaren Bedienhebel in Eingriff ist, welcher so montiert ist, dass er um die Zahnradwelle, zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position, verschwenken kann.
Darüber hinaus wurde in dem Dokument EP 0 692 846 A2 eine verriegelbare Steckverbindung offenbart, die ebenfalls ein Verbindergehäuse hat, um welches ein Hebel an der Seite zur Verriegelung angelenkt ist. Das Verbindergehäuse und der Hebel haben darüber hinaus eine Rastzunge und eine Rastöffnung, um sie in der vorverrasteten Position zu fixieren.
In diesem Fall ist es nachteilig, dass in dem früheren Fall keine Verrastungselemente vorgesehen sind, um den drehbaren Bedienhebel in einer Vorrastposition zu fixieren, so dass er derart in Eingriff gelangen kann, dass er in die Zahnstange passt. In dem zweiten Fall sind die Verrastungszungen und die Verrastungsöffnungen nicht groß genug, wodurch ermöglicht wird, dass der drehbare bzw. schwenkbare Hebel während des Transports freikommt. In diesem Fall muss der Anwender den drehbaren Hebel zurück in seine Vorverrastungsposition bringen. Wenn der Verbinder in den Gegenverbinder eingesteckt wird, muss der Anwender außerdem die Verrastungselemente des Verriegelungsbügels zusätzlich zu dem Einsteckwiderstand überwinden.
Das Ziel der Erfindung ist es, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der einen Verriegelungsbügel aufweist, der zum einen in seiner Vorrastposition fixiert ist und andererseits bei Bedarf aus dieser Position herausschwenkbar ist.
Das Ziel der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der elektrische Steckverbinder gemäß der Erfindung umfasst einen u-förmigen Verriegelungsbügel, der zwei zueinander parallel verlaufende Schenkel und eine im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende Basis aufweisen kann. Darüber hinaus kann dieser elektrische Steckverbinder ein Verbindergehäuse aufweisen, welches zwei Stifte hat, die an zwei gegenüberliegenden Seitenoberflächen integral angeformt sind und entlang einer Drehachse nach außen weisen, wobei die freien Enden der Schenkel angelenkt sind, sowie ein Gegensteckergehäuse, welches eine Schürze umfasst, wobei der Verriegelungsbügel und das Gegensteckergehäuse komplementäre Eingriffselemente zum Einführen des Verbindergehäuses in das Gegenverbindergehäuse aufweisen. Darüber hinaus können der Bügel und das Gegenverbindergehäuse komplementäre Eingriffselemente zum Einführen des Verbindergehäuses in das Gegenverbindergehäuse aufweisen. In diesem Fall kann zumindest einer der zwei Schenkel einen elastischen Hebelarm aufweisen, der um eine Drehachse schwenkbar ist, wobei die Drehachse im Wesentlichen mit der Längsachse des Schenkels zusammenfällt. Die mechanische Verbindung kann zwischen dem Kopfende des Hebelarms und einem Rastelement gelöst werden, dass an der entsprechenden Seitenoberfläche des Verbindergehäuses angebracht ist, in dem die Schürze sich bis auf das Fußende des Hebels erstreckt, wenn das Verbindergehäuse in das Gegenverbindergehäuse eingesteckt ist.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass einerseits der Verriegelungsbügel fest in seiner Vorrastposition an dem Steckergehäuse fixiert ist und andererseits diese Fixierung durch ein einfaches Einstecken des Verbindergehäuses in den Gegenverbinder gelöst wird. Bei diesem Vorgang wird der Verriegelungsbügel sogar automatisch etwas geschwenkt, so dass der Anwender diesen besser greifen kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird detaillierter in dem folgenden Text unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt ist, wobei:
1 eine schräge Ansicht von oben auf die Seite des erfindungsgemäßen Steckerverbinders im teilweise eingeschobenen Zustand ist;
2 eine schräge Ansicht auf den Verriegelungsbügel ist;
3 einen Schnitt entlang der Ebene E in 1 zeigt; und
4 eine schräge Ansicht wie in 1 zeigt, die in dem Bereich des Hebels teilweise weggeschnitten ist.
1 zeigt den Steckverbinder gemäß der Erfindung in einem teilweise eingesteckten Zustand, wobei die Längsseitenwand des Gegenverbindergehäuses 2 zur besseren Deutlichkeit teilweise weggeschnitten ist. Dieses im Wesentlichen rechteckige Gegenverbindergehäuse 2 weist eine Bodenplatte 3 auf, an der eine senkrecht in Steckrichtung verlaufende und eine Aufnahme 5 umrahmende Schürze 4 angeformt ist. Diverse Führungsschultern 6, 7 und 8 sind integral an der Schürze 4 angeformt und erstrecken sich in die Aufnahme 5 hinein, wobei die Führungsschultern 6, 7 und 8 sich in Steckrichtung über die gesamte Höhe der Schürze 4 erstrecken. Darüber hinaus weist der Gegenverbinder 2 eine Löseschulter 16 auf, die ebenso in die Aufnahme 5 hineinreicht, und entlang der Einsteckrichtung verläuft und am Anfang der Schürze angeschränkt ist. Eine Zahnstange 11, die einen Zahn 12 aufweist, ist ebenso integral ausgebildet, so dass sie sich in die Aufnahme 5 erstreckt und in der Einsteckrichtung verläuft und integral an der Schürze 4 angeformt ist. Diverse Führungsstege 13, 14 und 15 sind im Wesentlichen im Zentrum der Aufnahme 5 entlang der Einsteckrichtung integral angeformt, aber ihre Höhe ist geringer als die der Schürze 4.
In der Aufnahme 5 des Gegenverbinders 2 ist ein Verbinder 1 teilweise eingesteckt. Sein Steckgesicht ist komplementär zur Aufnahme 5 geformt und weist ferner Aussparungen für die Führungsschultern 6, 7 und 8 und für die Führungsstege 13, 14 und 15 auf. Integral an den Seitenoberflächen 18 und 19 des Gehäuses 1 sind Stifte 21 und 22 angeformt, die nach außen hervorstehen und mit einer Drehachse 20 ausgerichtet sind, wobei die Stifte als Gelenk für einen Verriegelungsbügel 30 dienen. An der Oberseite des Verbindergehäuses 1 ist eine Lösezunge 23 mit einem Verriegelungshaken 24 angebracht, so dass der Verriegelungsbügel 30 dort in seiner Endraststellung fixiert wird.
2 zeigt eine schräge Ansicht eines Verriegelungsbügels 30 mit einer Basis 31 und im rechten Winkel dazu integral angeformten Schenkeln 32 und 33. Jeder Schenkel 32 und 33 weist an seinem freien Ende eine Bohrung 34 und 35 zur Aufnahme der Stifte 21 und 22 des Verbindergehäuses auf. Darüber hinaus ist ein Zahn 38 und 39 radial zur Bohrung 34 und 35 an diesen freien Enden 36 und 37 integral angeformt, um mit dem Zahn 12 an der Zahnstange 11 zusammenwirken zu können. Der Verriegelungsbügel ist durch ein flaches, breites, elastisches Band gebildet, welche sich rechtwinkelig zu der Basis 31 und im rechten Winkel zu den Schenkeln 32 und 33 erstreckt.
Eine v-förmige Aussparung 40 und 41 ist im Wesentlichen in der Mitte eines jeden Schenkels 32 und 33 eingeformt, und umgibt ein Kopfende 51 eines Hebelarms 50. Eine nach innen hervorstehende Rastnase 52 ist integral an dem Kopfende 51 angeformt. Der Hebelarm 50 ist in dem flachen Band eingearbeitet und erstreckt sich im rechten Winkel zu der Längsrichtung der Schenkel 32 und 33, wobei das Fußende 53 des Hebelarms 50 durch eine nach unten gerichtete Wölbung derart erweitert wird, dass der Hebelarm die Form einer Linse hat. Der Hebelarm 50 und die Bereiche 54 und 55 sind mit den Schenkeln verbunden. Eine Drehachse 60 verläuft durch diese zwei Bereiche 54 und 55 und verläuft im Wesentlichen entlang der Längsrichtung der Schenkel. In diesem Fall kann der Hebelarm 50 um diese Drehachse 60 geneigt werden, da der Streifen, aus dem der Verriegelungsbügel gebildet wird, aus einem elastischen Material besteht. Ein Kragen 61, der nach außen weist, ist integral an der oberen Kante des Verriegelungsbügels 30 angeformt und verläuft von einem Ende 36 zu dem anderen Ende 37. Ein zweiter Kragen 62 ist gleichfalls an der unteren Kante angeformt und weist nach außen und verläuft über den gesamten Bügel, d.h. von einem Ende 36 zu dem anderen Ende 37 und ist in den Bereichen der Fußenden des Hebelarms 50 angeschrägt.
Die Funktionsweise dieses Verriegelungsbügels gemäß der Erfindung wird detaillierter mit Hilfe der 3 erläutert.
3 zeigt einen Schnitt entlang der Ebene E von 1.
Wie in 1 zu erkennen ist, wird der Verriegelungsbügel 30 derart um das Verbindergehäuse 1 angeordnet, dass der Schenkel 32 parallel zu der Seitenoberfläche 18 verläuft und der andere Schenkel 33 in entsprechender Weise parallel zu der Seitenoberfläche 19 verläuft, wobei sie in die entsprechenden Bohrungen 34 und 35 eingeführt sind. Der Verriegelungsbügel 30 muss derart an dem Verbindergehäuse 1 angelenkt sein, dass die zwei angeschrägten Fußenden 53 in der Vorraststellung zum Steckgesicht des Verbindergehäuses weisen. Zwei Rasthaken 25 und 26 sind integral und diametral gegenüberliegend voneinander an der Außenseite der Seitenoberflächen 18 und 19 derart angeformt, dass in der Vorraststellung, wie sie in den 1 und 3 gezeigt ist, die Rastnasen 52 an beiden Hebelarmen 50 gegen die Seitenoberflächen 18 und 19 ruhen und gegen diese Rasthaken 25 und 26 stoßen, wenn sie nach außen geschwenkt werden. Diese Rasthaken 25 und 26 verhindern somit effektiv, dass der Verriegelungsbügel unbeabsichtigt nach außen schwenkt. Die Rastnasen 52 sind von einer Rampe 71 umgeben, einem abgeflachten, parallel zum Schenkel verlaufenden First 72 und einer dazu senkrechten Fläche 73. Die Rasthaken 25 und 26 sind ebenso von einer Rampe 81, einem abgeflachten First 82, der parallel zu den Seitenflächen 18 und 19 verläuft, und einer rechtwinklig dazu angeordneten Oberfläche 83 eingerahmt. Wenn der Verriegelungsbügel 30 in der Vorrastposition ist, berührt der First 72 der Rastnase 52 die Seitenoberfläche 19, wobei die zwei vertikalen Oberflächen 73 und 83 gegenüberliegen und sich sogar berühren. Die untere Kante des Verriegelungsbügels 30 berührt eine Führungswand 27 des Verbindergehäuses 1.
Es ist somit nicht möglich den Verriegelungsbügel 30 in eine der beiden Richtungen zu schwenken da, wenn der Verriegelungsbügel nach oben geschwenkt wird, die vertikale Oberfläche 73 der Rastnase 52 gegen die vertikale Oberfläche 83 des Rasthakens 26 anstößt und in der anderen Richtung die Führungswand 27 als ein Anschlag dient.
Wenn nun das Verbindergehäuse mit dem in Vorraststellung befindlichen Verriegelungsbügel 30 in das Gegenverbindergehäuse 2 eingeführt wird, so tauchen die zwei freien Enden 36 und 37 des Verriegelungsbügels in die Aufnahme 5 ein, so dass der Zahn 39 in der Nähe der Zahnstange 11 angeordnet ist.
Wenn das Verbindergehäuse weiter in das Gegenverbindergehäuse 2 eingesteckt wird, gelangt das Fußende 53 des Hebels 50 in Kontakt mit der Löseschulter 16, oder, wie es in 3 gezeigt ist, mit einem angeschrägten Lösevorsprung 28, so dass die Löseschulter 16, bzw. der Lösevorsprung 28, gegen den angeschrägten Kragen 62 an dem Fußende 53 des Hebels 50 presst, so dass sich der Hebelarm 50 um seine Drehachse 60 dreht, wobei die eine Rastnase 52 von der Seite 19 über den Rasthaken 26 angehoben wird. Dabei wird die andere Seitenfläche 18 bzw. 19 von dem Hebel 50 mittels eines Vorsprungs 74 gestützt, welcher auf der Höhe der Drehachse 60 angeordnet ist, wie es in den 2 und 4 gezeigt ist. Dies vermeidet die Biegung der Drehachse 60, wenn sie auf das Fußende des Hebels gepresst wird, was ein Lösen der Rastnase unmöglich machen würde. In einem alternativen Beispiel, welches nicht in den Rahmen von Anspruch 1 fällt, ist es ebenso möglich, dass der Vorsprung oder zwei Vorsprünge an den entsprechenden Seitenflächen 18 bzw. 19 angeordnet werden, in welchem Fall dafür Sorge getragen werden muss, sicherzustellen, das dies nicht die Rastnase 52 beeinträchtigt. Daher wird in diesem Fall eine an der Seite versetzte Anordnung benötigt. In entsprechender Weise wird die andere Rastzunge 52, die an der Seitenfläche 18 angeordnet ist, mit dem Rasthaken 25 angehoben. Es sollte angemerkt werden, dass in 3 das Fußende 53 über den Lösevorsprung 28 gleitet. Dies entspricht nicht der tatsächlichen Konstruktion. Einerseits wird der Hebel 50 in der entspannten Position gezeigt. Andererseits wird sichtbar, dass der Abstand zwischen den zwei Lösevorsprüngen 28 kleiner ist als der Abstand zwischen den zwei Fußenden, damit der Hebel 50 während des Einsteckens gekippt werden kann.
Nun können die Rastnasen 52 der beiden Schenkel 32 und 33 an den Rasthaken 25 und 26 vorbei gleiten. Ein weiteres Einstecken des Verbindergehäuses in das Gegenverbindergehäuse 2 bewirkt, dass die untere Kante 62 des Verriegelungsbügels 30 in dem Bereich der Basis 31 gegen die Schürze 4 gelangt und dementsprechend nach oben geschwenkt wird, so dass einerseits die beiden Rastnasen 52 an den beiden Schenkeln 32 und 33 über die Rasthaken 25 und 26 gelangen und andererseits die beiden Zähne 39 an den freien Enden 36 und 37 in die Zahnstange 11 eingreifen. Nun kann der Anwender den Verrieglungsbügel 30 nach oben schwenken, bis die Basis in den Verriegelungshaken 24 gelangt. Bei diesem Vorgang ziehen die beiden Zähne 39 das Verbindergehäuse in das Gegenverbindergehäuse hinein. Zur Öffnung des Steckverbinders braucht der Anwender nur auf die Zunge 23 zu drücken, so dass der Verriegelungshaken 24 die Basis 3 von dem Verrieglungsbügel 30 löst und den Verriegelungsbügel 30 in Vorrastrichtung schwenkt. Dementsprechend wird wegen des Zahns 38, 39 an den Schenkeln 32 und 33 das Verbindergehäuse 1 aus dem Gegenverbindergehäuse 2 gehoben. Wenn der Verriegelungsbügel 30 weiter nach oben geschwenkt wird, gerät die Rampe 71 an der Rastnase 52 in Kontakt mit der Rampe 81 an dem Rasthaken 26. Dabei wird der Hebel 50 wiederum um seine Drehachse 60 gekippt, bis die Rastnase 52 den Rasthaken 26 überwunden hat, so dass der abgeflachte First 72 in Kontakt mit der Seitenfläche 19 des Verbindergehäuses 1 gelangt. Der elektrische Steckverbinder ist nun für einen erneuten Einsatz bereit.
Die obige Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollte nicht als einschränkend angesehen werden, sondern lediglich beispielhaft.

Claims

Elektrischer Steckverbinder umfassend: einen U-förmigen Verriegelungsbügel (30), der zwei zueinander parallel verlaufende Schenkel (32, 33) und eine im Wesentlichen im rechten Winkel dazu verlaufende Basis (31) aufweist, ein Verbindergehäuse (1) an dem die freien Enden (36, 37) der Schenkel (32, 33) angelenkt sind; und ein Gegensteckergehäuse (2) mit einer Schürze (4), wobei der Bügel (30) und das Gegensteckergehäuse (2) komplementäre Eingriffelemente (39, 12) zum Einführen des Verbindergehäuses (1) in das Gegensteckergehäuse (2) aufweisen, wobei zumindest einer der beiden Schenkel (32, 33) einen elastisch um eine Drehachse (60) schwenkbaren Hebelarm (50) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (50) einen Vorsprung (74) auf der Höhe der Drehachse aufweist, welcher an der Seitenfläche (18 oder 19) ruht, wobei die Drehachse (60) im Wesentlichen mit der Längsachse des Schenkels (32, 33) zusammenfällt, und eine mechanische Verbindung zwischen Kopfende (51) des Hebelarms (50) und einem an den entsprechenden Seitenflächen (18, 19) des Steckergehäuses (1) angebrachten Rastelement (25, 26) lösbar ist, in dem die Schürze (4) auf das Fußende (53) des Hebelarms (50) gelangt, wenn das Verbindergehäuse (1) in das Gegensteckergehäuse (2) eingeführt ist.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfende (51) eine zum gegenüberliegenden Schenkel gerichtete Rastnase (52) aufweist, die durch eine Rampe (71), einen abgeflachten, parallel zum Schenkel verlaufenden First (72) und eine dazu senkrechte Fläche (73) eingerahmt ist, wobei der First (72) auf der Seitenfläche (18, 19) ruht.
Elektrischer Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (25, 26) ein nach außen gerichteter Rasthaken (25, 26) ist, der durch eine andere Rampe (81), einen anderen parallel zur Seitenfläche (18, 19) verlaufenden abgeflachten First (82) und durch eine andere dazu senkrechte Fläche (83) eingerahmt ist, wobei der Rasthaken (25, 26) derart an der Seitenfläche (18, 19) angeordnet ist, dass im ausgeschwenkten Zustand des Bügels (30) die senkrechte Fläche (73) der Rastnase (52) und die senkrechte Fläche (83) des Rasthakens (25, 26) aufeinander ruhen.
Elektrischer Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (4) mindestens eine in Einsteckrichtung verlaufende und nach innen ragende Löseschulter (16) aufweist, die derart angeordnet ist, dass beim Einstecken die Löseschulter (16) auf das Fußende (53) gelangt, wobei die Schulter (16) im Eingangsbereich eine nach innen gerichtete Nase (28) mit einer abgeschrägten Stirnseite (29) und einer quer zur Steckrichtung verlaufenden Rückseite (85) aufweist.
Elektrischer Steckverbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (30) als flaches, breites und aufrecht stehendes Band ausgebildet ist, wobei die Hebelarme (50) in diesem Band eingearbeitet sind.
Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band auf der Höhe beider Schenkel (32, 33) jeweils eine im wesentlichen V-förmige Aussparung (40) aufweist, die das Kopfende (51) einrahmt und zum Fußende (53) hin derart ausgewölbt ist, dass der Hebelarm (50) im Wesentlichen linsenförmig ist.
Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die obere äußere Kante des Bügels (30) einen Kragen (61) und die untere äußere Kante einen Kragen (62) aufweisen, der auf der Höhe der Fußenden (53) nach innen hin abgeschrägt ist.
Elektrischer Steckverbinder nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine parallel zur Einsteckrichtung verlaufende und am Gegensteckergehäuse (2) angebrachte Zahnstange (11) und mindestens ein auf dem im Wesentlichen kreisförmigen freien Ende (36, 37) befindlicher Zahn (39) die Eingriffelemente bilden, so dass beim Schwenken des Bügels (30) der Zahn (39) in die Zahnstange (11) eingreift.
Elektrischer Steckverbinder nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (1) und der Bügel (30) lösbare Halteelemente (23, 24) aufweisen, die in die Basis (31) eingreifen, wenn der Bügel (30) die Verriegelungslage des Steckergehäuses (1) und des Gegensteckergehäuses (2) erreicht.