EP0923167A1 - Steckverbindung mit automatischem Auswurf - Google Patents

Steckverbindung mit automatischem Auswurf Download PDF

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EP0923167A1
EP0923167A1 EP98118501A EP98118501A EP0923167A1 EP 0923167 A1 EP0923167 A1 EP 0923167A1 EP 98118501 A EP98118501 A EP 98118501A EP 98118501 A EP98118501 A EP 98118501A EP 0923167 A1 EP0923167 A1 EP 0923167A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
spring
spring element
connector
plug connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98118501A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Jost Heimüller
Michael Ferstl
Andreas Hamburger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0923167A1 publication Critical patent/EP0923167A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/627—Snap or like fastening
    • H01R13/6271—Latching means integral with the housing
    • H01R13/6272—Latching means integral with the housing comprising a single latching arm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/633—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for disengagement only
    • H01R13/635—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for disengagement only by mechanical pressure, e.g. spring force

Definitions

  • the present invention relates to a connector, in particular for vehicle electronics, according to the preamble of the claim 1.
  • Plug connections of this type are well known and one for example, connector described in US Pat. No. 5,591,042 comprises two plug-in parts, i.e. one plug and one Mating connector that is used to produce a perfect electrical Connection both completely pushed into each other and are releasably locked together, a spring element 6 (There Figures 1A to 1D) is provided, which between the both plug-in parts works and which one in the event of a faultless electrical connection the mating connector from the Ejects plug.
  • the known connectors work according to the so-called "go / no-go" principle, i.e. that if the connector is not is completely locked, by means of the spring force of a spring element the two plug-in parts pushed apart again or the mating connector is ejected from the connector.
  • a spring-link arrangement for the management of the above Spring element provided, these Spring-link arrangement causes a non-linear spring characteristic.
  • the spring force is preferably at the beginning of the insertion process (Mating connector in connector) stronger than to a later one Time just before the end of the insertion.
  • a spring characteristic is shown as an example, that reflects this fact.
  • the spring force is relatively high, so that in the event of a termination of the insertion into one another, the two plug parts be pushed apart again.
  • FIGS. 1 and 2 The first embodiment is shown in FIGS. 1 and 2. With 1 the plug is designated, while with the reference symbol 2 the mating connector is designated.
  • the mating connector 2 is inserted into the opening on connector 1 until a driver 2a, for example in the form of a paragraph, with a Spring element 3 comes into contact.
  • the spring element 3 is in Connection with Figure 3 will be described in detail.
  • FIG. 1 (b) A state is shown in FIG. 1 (b), in which the mating connector 2 is about 2/3 in the connector 1 is inserted. If the mating connector 2 is now released, so presses the spring element 3 under tension the mating connector 2 out of connector 1 again. Will the mating connector 2, on the other hand, is inserted further, so that a bridge part 3d of the spring element 3 by means of a deflection device 5 the connector 1 deflected down and can along the Relax underside of driver 2a.
  • the driver 2a causes the pull-out Spring is pressed down and a spring force builds up, which counteracts the removal of the mating connector 2. Becomes overcome this force, the mating connector 2 is due to the Acceleration pulled out of connector 1. The peeling process interrupted, the mating connector slips due to the spring force (inclined contact surface of the holding section 6 and of paragraph 2b) back into plug 1.
  • FIG. 2 (a) shows the state according to FIG. 1 (d), it can be seen that the spring element 3 with its bridge part 3d lies in front of the mating connector 2.
  • FIG. 2 (b) shows the state in which a Disconnect the connector.
  • the bridge part 3d the spring element 3 is by hand in the middle push down to bridge part 3d around paragraph 2b to lead around.
  • paragraph 2b of the mating connector 2 is not the mating connector can encompass more of the spring element 3 2 are pulled out of plug 1.
  • the spring element 3 used in this first embodiment is essentially U-shaped and schematic in Figure 3 shown. This spring element 3 is in the connector 1 after the figure 1 arranged so that the bridge part 3d in Cross section can be seen, which is preferably circular is.
  • the spring-backdrop arrangement according to the invention consisting of the spring element 3 and a backdrop 4, is in Figures 3 (a) and 3 (b) shown in two states, wherein in Figure 3 (a) relaxed spring element 3 is shown while in the figure 3 (b) a spring element 3 deformed under the action of force F. is shown.
  • the spring element 3 has at the end of two legs 3a and 3b are arranged on both sides of the bridge part 3d, end regions 3c on that bent almost L-shaped upwards (in Figure 3) are. Due to the rounding in the end region 3c of the spring element 3, which rests there against the backdrop 4 becomes a uniform one Ensured along the backdrop 4.
  • the backdrop 4 has in this embodiment on both sides two guide surfaces 4a and 4b, which are at an angle to each other run, which is shown by way of example at about 30 °, and these two guide surfaces 4a and 4b go at a kink K into each other.
  • a degressive spring characteristic FK of the spring element 3 results, as is shown schematically or idealized in the following diagram: If the end regions 3c of the spring element 3 are in the region of the guide surfaces 4a, the spring characteristic FK is in the region 0A, ie in the region of the steeper line, while if the end regions 3c are in the region of the guide surfaces 4b, the spring characteristic FK is then in the region AB lies.
  • the spring-link arrangement according to the invention is intended at the beginning of the compression of the spring Spring force rise sharply to a level at which the Spring force is large enough, the mating connector 2 from the connector 1 push out. Because this spring force is the actual mating process counteracts and thus complicates the plugging, the Spring force no longer increase as much in the further course, since in the further course of the plugging the friction between the electrical contacts must also be overcome. Consequently can insert the required force for full insertion the plug-in parts are kept relatively low overall.
  • FIG. 4 shows the second embodiment of the invention Plug connection shown. Same or equivalent Components have the same reference numerals as for the characterized in the first embodiment.
  • the spring link arrangement 3, 4 is located in the connector 11 left in the housing, the mating connector 12 in this second Embodiment has a lever 14 which at the beginning of the insertion is pressed down (can be seen in FIG. 4 (b)) and which has an opening 14b at its distal end 14a, which engages with the spring 13.
  • the opening 14b with the spring 13 is engaged and the end 14a under the housing part 11a "Plunges"
  • the mating connector 12 can be inserted into the connector 11 be, against the spring force of the spring 13, analog the first embodiment.
  • the lever 14 can be pressed down manually, or, as shown in FIG. 4, preferably automatically be done by providing two bevels, one at the distal end 14a of the lever 14 and the other at the end of the Housing part 11a, these two bevels lying opposite one another and when inserting the mating connector 12 in the Slide connector 11 past each other.
  • the backdrop 4 is also in accordance with this second embodiment 3 executed and not shown in Figure 4.
  • the substantially U-shaped spring 13 is in the Connector 1 also arranged horizontally and in cross section preferably round.
  • the spring 13 is in this embodiment, in contrast the first embodiment, under tension, is supported however only in the housing of the plug 11 and loaded the mating connector 12 is not. So that is the electrical Connection without spring load 13.
  • the mating connector 12 is removed by the lever 14 is pressed down on the actuator 14d until the Undercut 14c disengages from protrusion 11b arrives so that the spring force of the spring 13 the mating connector 12th pushes out of the connector 11.
  • the spring characteristic FK is adaptable and according to the first Embodiment is adjustable.
  • the plug 21 is essentially a T-shaped recess 21a into which the lever 14 engages.
  • the mating connector 22 is in this third embodiment Can only be inserted into the plug 21 when the lever is actuated 24 is pushed up to the catch 25 (see Figure 5 (a)) and the lever 14 is pressed down, as shown in Figure 5 (b). Otherwise it works Latch 25 as a plug-in inhibitor.
  • the distal end 14a of the lever 14 enters with the spring 23 Intervention and the further insertion or insertion of the Mating connector 22, the spring 23 is deformed. This will make the Desired ejection force built up in the spring 23, as in the previous embodiments.
  • the two plug-in parts are locked together and in terms of the general advantages (no relaxation, etc.) when plugging or during the plugging process is based on the earlier embodiments referred.
  • the plug connection is pulled apart by the Lever actuation 24 all the way in the direction of the latch 25 (in the The embodiment shown preferably consists of two locking lugs 25 consisting) is moved, then the lever 14 by means of the lever actuation 24 is pressed down, and then through the spring 23 so biased the mating connector 22 from the Plug 21 is pressed out.
  • the connector according to the invention works according to the known "go / no-go" principle, however, is done with very simple means realized, so that an overall very user-friendly Solution is available.
  • a plug connection especially for vehicle electronics, consists of two plug-in parts, namely one plug and one a mating connector, being used to produce a flawless electrical connection the two plug-in parts completely into each other pushed and releasably locked together, and a spring element is provided, which between the two Plug-in parts work and which one in the event of a faulty one electrical connection the mating connector from the connector automatically ejects, with a spring-backdrop arrangement for the guide of the spring element is provided, which is a non-linear Spring characteristic causes.
  • the spring force is preferably stronger at the beginning of the insertion process than at a later one Time just before the end of the insertion.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Eine Steckverbindung, insbesondere für Fahrzeug-Elektronik, besteht aus zwei Steckteilen, nämlich aus einem Stecker 1 und aus einem Gegenstecker 2, wobei zur Herstellung einer einwandfreien elektrischen Verbindung die beiden Steckteile vollständig in-einander geschoben und miteinander lösbar verrastet sind, sowie ein Federelement 3 vorgesehen ist, welches zwischen den beiden Steckteilen wirkt und welches für den Fall einer nicht-einwandfreien elektrischen Verbindung den Gegenstecker 2 aus dem Stecker 1 automatisch auswirft, wobei eine Feder-Kulissen-Anordnung 3, 4 für die Führung des Federelementes 3 vorgesehen ist, die eine nicht-lineare Federkennlinie FK bewirkt. Vorzugsweise ist die Federkraft zu Beginn des Einschiebevorgangs stärker als zu einem späteren Zeitpunkt, kurz vor dem Ende des Einschiebens. Zu Beginn des Einschiebens, wenn die elektrischen Kontakte in den beiden Steckteilen noch keine Berührung haben, ist die Federkraft relativ hoch, so daß bei einem Abbruch des Ineinandersteckens die beiden Steckteile wieder auseinandergeschoben werden. Um im weiteren Verlauf des Einsteckens, nämlich dann wenn die elektrischen Kontakte in Berührung miteinander kommen und dadurch infolge der Reibung eine Erhöhung der Einschiebekraft bewirkt wird, die Einschiebekraft niedrig zu halten, ist der Anstieg der Federkraft zu diesem Zeitpunkt durch eine Veränderung der Federkennlinie FK geringer gehalten, so daß insgesamt eine möglichst niedrige Gegenkraft beim Einschieben zu überwinden ist, jedoch ist dabei die Federkraft immer ausreichend groß bzw. stark genug, um die Steckteile bei einem nicht-einwandfreien Steckzustand wieder auseinander zu schieben und damit dem Benutzer anzuzeigen, daß die Verbindung nicht korrekt vorliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung, insbesondere für Fahrzeug-Elektronik, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Steckverbindungen dieser Art sind hinlänglich bekannt und eine beispielsweise in der US-PS-5,591,042 beschriebene Steckverbindung umfaßt zwei Steckteile, d.h. einen Stecker und einen Gegenstecker, die zur Herstellung einer einwandfreien elektrischen Verbindung beide vollständig ineinander geschoben und miteinander lösbar verrastet werden, wobei ein Federelement 6 (dort Figuren 1A bis 1D) vorgesehen ist, welches zwischen den beiden Steckteilen wirkt und welches für den Fall einer nichteinwandfreien elektrischen Verbindung den Gegenstecker aus dem Stecker auswirft.
Die bekannten Steckverbindungen arbeiten nach dem sogenannten "go/no-go" Prinzip, d.h., daß, falls die Steckverbindung nicht vollständig verrastet ist, mittels der Federkraft eines Federelementes die beiden Steckteile wieder auseinander geschoben werden bzw. der Gegenstecker aus dem Stecker ausgeworfen wird.
Im Stand der Technik wird dabei jedoch vernachlässigt, daß zur Überwindung dieser Feder- bzw. Auswurfkraft eine hohe Betätigungskraft aufzuwenden ist, die einerseits beim Zusammenstecken der Steckteile der Steckverbindung als unangenehm empfunden wird und die andererseits wegen ihrer Höhe zu Beschädigungen an den Steckteilen führen kann:
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Bedienung vereinfacht ist, sowie die Gefahr von Beschädigungen der Steckteile reduziert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Steckverbindung gelöst, die die Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufweist.
Demnach ist erfindungsgemäß eine Feder-Kulissen-Anordnung für die Führung des o.g. Federelementes vorgesehen, wobei diese Feder-Kulissen-Anordnung eine nicht-lineare Federkennlinie bewirkt.
Vorzugsweise ist die Federkraft zu Beginn des Einschiebevorgangs (Gegenstecker in Stecker) stärker als zu einem späteren Zeitpunkt, kurz vor dem Ende des Einschiebens. In dem Diagramm auf Seite 6 ist eine Federkennlinie beispielhaft dargestellt, die diesen Sachverhalt wiedergibt. Zu Beginn des Einschiebens, wenn die elektrischen Kontakte in den beiden Steckteilen noch keine Berührung haben, ist die Federkraft relativ hoch, so daß bei einem Abbruch des Ineinandersteckens die beiden Steckteile wieder auseinandergeschoben werden. Um im weiteren Verlauf des Einsteckens, nämlich dann wenn die elektrischen Kontakte in Berührung miteinander kommen und dadurch infolge der Reibung eine Erhöhung der Einschiebekraft bewirkt wird, die Einschiebekraft niedrig zu halten, ist der Anstieg der Gesamtkraft zu diesem Zeitpunkt durch eine Veränderung der Federkennlinie geringer zu halten, so daß insgesamt eine möglichst niedrige Gegenkraft beim Einschieben zu überwinden ist, jedoch ist dabei die Federkraft immer ausreichend groß bzw. stark genug, um die Steckteile bei einem nicht-einwandfreien Steckzustand wieder auseinander zu schieben und damit dem Benutzer anzuzeigen, daß die Verbindung nicht korrekt vorliegt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steckverbindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 15 angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert werden, in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, die in:
  • Fig. 1 eine erste Ausführungform anhand mehrerer Querschnittansichten zeigen, wobei in der Figur 1(a) der Zustand vor dem Zusammenstecken der Steckteile gezeigt ist und in der Figur 1(d) der Zustand der ineinander gesteckten Steckteile dargestellt ist; in den Figuren 1(b) und 1(c) sind Zwischenschritte des Zusammensteckens dargestellt;
  • Fig. 2 die erste Ausführungsform in einer Draufsichtdarstellung zeigen, wobei diese beiden Darstellungen einer Ansicht von rechts in der Figur 1 entsprechen;
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung der Feder-Kulissen-Anordnung in zwei Zuständen zeigen;
  • Fig. 4 eine zweite Ausführungform anhand mehrerer Querschnittansichten zeigen, wobei in der Figur 4(a) der Zustand vor dem Zusammenstecken der Steckteile gezeigt ist und in der Figur 4(d) der Zustand der ineinander gesteckten Steckteile dargestellt ist; in den Figuren 4(b) und 4(c) sind Zwischenschritte des Zusammensteckens dargestellt;
  • Fig. 5 eine dritte Ausführungform anhand mehrerer Querschnittansichten zeigen, wobei in der Figur 5(a) der Zustand vor dem Zusammenstecken der Steckteile gezeigt ist und in der Figur 5(c) der Zustand der ineinander gesteckten Steckteile dargestellt ist; in der Figur 5(b) ist ein Zwischenschritt beim Zusammenstecken dargestellt, während in der Figur 5(d) ein Zwischenschritt dargestellt ist, der vor dem Auseinanderziehen bzw. Lösen der Steckverbindung erfolgt; und
  • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der dritten Ausführungsform im ungesteckten Zustand zeigen.
    • In den Figuren 1 und 2 ist die erste Ausführungsform dargestellt. Mit 1 ist der Stecker bezeichnet, während mit dem Bezugszeichen 2 der Gegenstecker bezeichnet ist. Der Gegenstecker 2 wird in die Öffnung am Stecker 1 eingeführt, bis ein Mitnehmer 2a, beispielsweise in Form eines Absatzes, mit einem Federelement 3 in Kontakt tritt. Das Federelement 3 wird in Verbindung mit der Figur 3 noch ausführlich beschrieben werden. Bei einem weiteren Einschieben des Gegensteckers 2 wird das Federelement 3 mit einer Kraft F beaufschlagt und zusammengedrückt bzw. verformt. In der Figur 1(b) ist ein Zustand dargestellt, bei dem der Gegenstecker 2 zu etwa 2/3 in den Stecker 1 eingeschoben ist. Wird der Gegenstecker 2 nun losgelassen, so drückt das unter Spannung stehende Federelement 3 den Gegenstecker 2 wieder aus dem Stecker 1 heraus. Wird der Gegenstecker 2 dagegen weiter eingeschoben, so wird ein Brückenteil 3d des Federelementes 3 mittels einer Auslenkeinrichtung 5 an dem Stecker 1 nach unten ausgelenkt und kann sich entlang der Unterseite des Mitnehmers 2a entspannen.
    Nach dieser Entspannung des Federelementes 3 ist ein Zustand erreicht, der in der Figur 1(d) gezeigt ist, wobei der Gegenstecker 2 vollständig und mit einer einwandfreien Verbindung in dem Stecker 1 eingesetzt ist. Das Federelement 3 dient hierbei mit seinem Brückenteil 3d als Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Gegensteckers 2. Hierzu ist das Brückenteil 3d zwischen dem Gegenstecker 2 und einem Halteabschnitt 6 an dem Stecker 1 angeordnet, so daß ohne eine aktive Verlagerung des Brückenteils 3d der Gegenstecker 2 nicht aus dem Stecker 1 heraus gezogen werden kann.
    Der Mitnehmer 2a bewirkt hierbei, daß beim Herausziehen die Feder nach unten gedrückt wird und sich eine Federkraft aufbaut, die dem Abziehen des Gegensteckers 2 entgegenwirkt. Wird diese Kraft überwunden, so wird der Gegenstecker 2 aufgrund der Beschleunigung aus dem Stecker 1 heraus gezogen. Wird der Abziehvorgang unterbrochen, so rutscht der Gegenstecker aufgrund der Federkraft (schräge Anlagefläche des Halteabschnitts 6 und des Absatzes 2b) zurück in den Stecker 1.
    In der Figur 2(a) ist der Zustand nach der Figur 1(d) dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß das Federelement 3 mit seinem Brückenteil 3d vor dem Gegenstecker 2 liegt. In der Figur 2(b) ist hingegen der Zustand dargestellt, der bei einem Lösen der Steckverbindung herzustellen ist. Das Brückenteil 3d des Federelementes 3 ist dabei von Hand im mittleren Bereich nach unten zu drücken, um das Brückenteil 3d um den Absatz 2b herum zu führen. Sobald der Absatz 2b des Gegensteckers 2 nicht mehr von dem Federelement 3 umgriffen ist, kann der Gegenstecker 2 aus dem Stecker 1 gezogen werden.
    Das in dieser ersten Ausführungsform verwendete Federelement 3 ist im wesentlichen U-förmig und in der Figur 3 schematisch dargestellt. Dieses Federelement 3 ist in dem Stecker 1 nach der Figur 1 liegend angeordnet, so daß das Brückenteil 3d im Querschnitt zu sehen ist, der vorzugsweise kreisrund ausgebildet ist.
    Die erfindungsgemäße Feder-Kulissen-Anordnung, bestehend aus dem Federelement 3 und einer Kulisse 4, ist in den Figuren 3(a) und 3(b) in zwei Zuständen gezeigt, wobei in der Figur 3(a) das entspannte Federelement 3 dargestellt ist, während in der Figur 3(b) ein unter Krafteinwirkung F verformtes Federelement 3 dargestellt ist.
    Das Federelement 3 weist am Ende zweier Schenkel 3a und 3b, die beidseits des Brückenteils 3d angeordnet sind, Endbereiche 3c auf, die nahezu L-förmig nach oben (in der Figur 3) abgebogen sind. Durch die Rundung im Endbereich 3c des Federelementes 3, die dort an der Kulisse 4 anliegt, wird ein gleichförmiges Entlanggleiten an der Kulisse 4 sichergestellt.
    Die Kulisse 4 weist in dieser Ausführung beidseitig jeweils zwei Führungsflächen 4a und 4b auf, die in einem Winkel zueinander verlaufen, der beispielhaft mit etwa 30° gezeigt ist, und diese beiden Führungsflächen 4a und 4b gehen an einer Abknickung K ineinander über.
    Wird auf das unbelastete Federelement 3 im mittleren Bereich des Brückenteils 3d von oben eine Kraft F (Figur 3(b)) aufgebracht, so verformt sich das Federelement 3 in der dargestellten Art und Weise. Das Brückenteil 3d verformt sich zu einem bogenförmigen Abschnitt und die beiden Schenkel 3a und 3b werden nach außen aufgebogen, so daß sich eine W-förmige Gestaltung des Federelementes 3 ergibt. Die Endbereiche 3c an den beiden Schenkeln 3a und 3b wandern auf den Führungsflächen 4a nach außen und erreichen schließlich die Abknickung bzw. den Abknickpunkt K - von dort an gleiten die Endbereiche 3c dann die Führungsflächen 4b entlang. Infolge dieser Feder-Kulissen-Anordnung ergibt sich eine degressive Federkennlinie FK des Federelementes 3, wie sie schematisch bzw. idealisiert im folgenden Diagramm dargestellt ist:
    Figure 00060001
    Befinden sich die Endbereiche 3c des Federelementes 3 im Bereich der Führungsflächen 4a, so ist die Federkennlinie FK im Bereich 0A, d.h. im Bereich der steileren Linie, während, wenn sich die Endbereiche 3c im Bereich der Führungsflächen 4b befinden, die Federkennlinie FK dann im Bereich AB liegt.
    Die Federkennlinie FK kann durch die folgenden Parameter besonders einfach festgelegt werden, wobei vorzugsweise die Möglichkeiten a) und c) anzuwenden sind:
  • a) Geometrie der Feder, d.h. Schenkellänge der Schenkel 3a und 3b, sowie Winkel der Schenkel 3a und 3b relativ zu dem Brückenteil 3d, und Länge des Brückenteils 3d;
  • b) Werkstoff der Feder; und
  • c) Geometrie der Kulisse, d.h. Länge der Führungsflächen 4a und 4b, sowie Winkel w der Führungsflächen zueinander.
    • Prinzipiell soll also durch die erfindungsgemäße Feder-Kulissen-Anordnung zu Beginn des Zusammendrückens der Feder die Federkraft stark ansteigen, bis zu einem Niveau, bei dem die Federkraft groß genug ist, den Gegenstecker 2 aus dem Stecker 1 auszuschieben. Da diese Federkraft dem eigentlichen Steckvorgang entgegenwirkt und somit das Stecken erschwert, soll die Federkraft im weiteren Verlauf nicht mehr so stark ansteigen, da im weiteren Verlauf des Steckens die Reibung zwischen den elektrischen Kontakten zusätzlich überwunden werden muß. Somit kann die erforderliche Steckkraft für das vollständige Einstecken der Steckteile insgesamt relativ gering gehalten werden.
    Die Vorteile der Steckverbindung nach den Figuren 1 bis 3 sind darin zu sehen, daß im eingesteckten Zustand das Federelement 3 ungespannt ist und deshalb keine Kriechgefahr des Kunststoffs besteht bzw. keine Relaxation der Feder auftritt. Darüber hinaus sind, wie bereits oben erwähnt, die Steckkräfte gering zu halten, weil eine dementsprechende Federkennlinie einzustellen ist.
    In der Figur 4 ist die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung dargestellt. Gleiche bzw. gleichwirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform gekennzeichnet.
    Die Feder-Kulissen-Anordnung 3, 4 befindet sich im Stecker 11 im Gehäuse links, wobei der Gegenstecker 12 bei dieser zweiten Ausführungsform einen Hebel 14 aufweist, der zu Beginn des Einsteckens nach unten gedrückt wird (in der Figur 4(b) zu erkennen) und der an seinem distalen Ende 14a eine Öffnung 14b aufweist, die mit der Feder 13 in Eingriff gelangt. Sobald nun der Hebel 14 nach unten gedrückt ist, die Öffnung 14b mit der Feder 13 in Eingriff steht und das Ende 14a unter das Gehäuseteil 11a "taucht", kann der Gegenstecker 12 in den Stecker 11 eingeschoben werden, und zwar gegen die Federkraft der Feder 13, analog der ersten Ausführungsform.
    Das Nach-unten-Drücken des Hebels 14 kann manuell erfolgen, oder aber, wie in der Figur 4 dargestellt, vorzugsweise automatisch erfolgen, indem zwei Abschrägungen vorgesehen sind, eine am distalen Ende 14a des Hebels 14 und die andere am Ende des Gehäuseteils 11a, wobei sich diese beiden Abschrägungen gegenüberliegen und beim Einstecken des Gegensteckers 12 in den Stecker 11 aneinander vorbeigleiten.
    Die Kulisse 4 ist auch bei dieser zweiten Ausführungsform gemäß der Figur 3 ausgeführt und in der Figur 4 nicht näher dargestellt. Die im wesentlichen U-förmige Feder 13 ist in dem Stecker 1 ebenfalls liegend angeordnet und im Querschnitt bevorzugt rund ausgebildet.
    In der Figur 4(c) ist der Zustand dargestellt, in dem der Gegenstecker 12 noch nicht vollständig in den Stecker 11 eingeschoben ist. Würde hier der Einschiebevorgang unterbrochen werden, würde die gespannte Feder 13 den Gegenstecker 12 aus dem Stecker 11 herausschieben.
    Wird der Gegenstecker 12 weiter in den Stecker 11 hinein geschoben, so wird ein Eingriffs-Zustand erreicht, wie er in der Figur 4(d) dargestellt ist. Der Hebel 14 erreicht dann eine Stellung, in der er sich aufgrund der eigenen Elastizität nach oben verlagert und eine Hinterschneidung 14c mit einem Vorsprung 11b in Eingriff gelangt. Dabei wird die Feder 13 mit nach oben bewegt, wie es durch den Pfeil D dargestellt ist.
    Die Feder 13 steht zwar bei dieser Ausführungsform, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform, unter Spannung, stützt sich jedoch ausschließlich in dem Gehäuse des Steckers 11 ab und belastet den Gegenstecker 12 nicht. Damit ist auch die elektrische Verbindung ohne Belastung durch die Feder 13.
    Das Abziehen des Gegensteckers 12 erfolgt, indem der Hebel 14 an dem Betätigungsglied 14d nach unten gedrückt wird, bis die Hinterschneidung 14c mit dem Vorsprung 11b außer Eingriff gelangt, so daß die Federkraft der Feder 13 den Gegenstecker 12 aus dem Stecker 11 drückt.
    Die Vorteile der zweiten Ausführungsform sind darin zu sehen, daß einerseits der Gegenstecker 12 auch beim Herausziehen aus dem Stecker 11 durch die Federkraft der Feder 13 ausgeworfen wird, sowie andererseits nur geringe Steckkräfte erforderlich sind, um die Steckverbindung herzustellen, wobei erfindungsgemäß die Federkennlinie FK anpaßbar ist und gemäß der ersten Ausführungsform einstellbar ist.
    Die dritte Ausführungsform wird im folgenden anhand der Figuren 5 und 6 erläutert werden. Zu früheren Ausführungsformen gleichartige Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen definiert.
    In der Figur 6 ist zu erkennen, daß der Stecker 21 eine im wesentlichen T-förmige Aussparung 21a aufweist, in die der Hebel 14 eingreift. Der Gegenstecker 22 ist bei dieser dritten Ausführungsform im Stecker 21 nur dann einsteckbar, wenn die Hebelbetätigung 24 bis an die Rastnase 25 heran geschoben ist (siehe Figur 5(a)) und der Hebel 14 nach unten gedrückt wird, wie es in der Figur 5(b) dargestellt ist. Ansonsten wirkt die Rastnase 25 als Einsteck-Hemmeinrichtung.
    Sobald der Gegenstecker 22 in den Stecker 21 eingeführt ist, gelangt das distale Ende 14a des Hebels 14 mit der Feder 23 in Eingriff und beim weiteren Einschieben bzw. Einstecken des Gegensteckers 22 wird die Feder 23 verformt. Hierdurch wird die gewünschte Auswurfkraft in der Feder 23 aufgebaut, wie es in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben ist.
    Ist der Gegenstecker 22 vollständig in den Stecker 21 eingeführt, wie es in der Figur 5(c) gezeigt ist, so kann sich der Hebel 14 infolge seiner eigenen Elastizität nach oben bewegen, die Rastnase 25 gelangt mit der T-förmigen Aussparung 21a in Eingriff, und die Feder 23 drückt auf die Hebelbetätigung 24, und zwar in einem Bereich 24a, so daß diese nach rechts verschoben wird.
    Die beiden Steckteile sind miteinander verriegelt und hinsichtlich der allgemeinen Vorteile (keine Relaxation, usw.) beim Stecken bzw. beim Steckvorgang wird auf die früheren Ausführungsformen verwiesen.
    Die spezifischen Vorteile dieser dritten Ausführungsform liegen darin, daß keine Federkraft K auf der Verbindung lastet, wenn die beiden Steckteile vollständig gesteckt sind, daß durch die Lage der Feder 23 ein Entriegelungsschutz gegeben ist, der nur durch ein vollständiges Vorschieben der Hebelbetätigung 24, in Richtung der Rastnase 25, aufgehoben werden kann, und daß es nicht möglich ist, den Hebel 14 (aus Versehen oder unabsichtlich) nach unten zu drücken, ohne dabei die Hebelbetätigung 24 zu betätigen.
    Das Auseinanderziehen der Steckverbindung erfolgt, indem die Hebelbetätigung 24 ganz in Richtung der Rastnase 25 (in der gezeigten Ausführungsform vorzugsweise aus zwei Rastnasen 25 bestehend) verschoben wird, dann der Hebel 14 mittels der Hebelbetätigung 24 nach unten gedrückt wird, und anschließend durch die so vorgespannte Feder 23 der Gegenstecker 22 aus dem Stecker 21 heraus gedrückt wird.
    Die erfindungsgemäße Steckverbindung arbeitet nach dem bekannten "go/no-go" Prinzip, ist jedoch mit sehr einfachen Mitteln verwirklicht, so daß eine insgesamt sehr anwenderfreundliche Lösung zur Verfügung steht.
    Die vorliegende Erfindung ist durch die detailliert beschriebenen Ausführungformen nicht beschränkt, sondern ist durch die zugehörigen Ansprüche definiert. Auch Kombinationen der oben beschriebenen Ausführungsformen oder von Teilen derselben sind möglich.
    Eine Steckverbindung, insbesondere für Fahrzeug-Elektronik, besteht aus zwei Steckteilen, nämlich aus einem Stecker und aus einem Gegenstecker, wobei zur Herstellung einer einwandfreien elektrischen Verbindung die beiden Steckteile vollständig ineinander geschoben und miteinander lösbar verrastet sind, sowie ein Federelement vorgesehen ist, welches zwischen den beiden Steckteilen wirkt und welches für den Fall einer nicht-einwandfreien elektrischen Verbindung den Gegenstecker aus dem Stecker automatisch auswirft, wobei eine Feder-Kulissen-Anordnung für die Führung des Federelementes vorgesehen ist, die eine nichtlineare Federkennlinie bewirkt. Vorzugsweise ist die Federkraft zu Beginn des Einschiebevorgangs stärker als zu einem späteren Zeitpunkt, kurz vor dem Ende des Einschiebens. Zu Beginn des Einschiebens, wenn die elektrischen Kontakte in den beiden Steckteilen noch keine Berührung haben, ist die Federkraft relativ hoch, so daß bei einem Abbruch des Ineinandersteckens die beiden Steckteile wieder auseinandergeschoben werden. Um im weiteren Verlauf des Einsteckens, nämlich dann wenn die elektrischen Kontakte in Berührung miteinander kommen und dadurch infolge der Reibung eine Erhöhung der Einschiebekraft bewirkt wird, die Einschiebekraft insgesamt so niedrig wie möglich zu halten, ist die Zunahme der Federkraft zu diesem Zeitpunkt durch eine Veränderung der Federkennlinie geringer gehalten, so daß insgesamt eine möglichst niedrige Gegenkraft beim Einschieben zu überwinden ist, jedoch ist dabei die Federkraft immer ausreichend groß bzw. stark genug, um die Steckteile bei einem nicht-einwandfreien Steckzustand wieder auseinander zu schieben und damit dem Benutzer anzuzeigen, daß die Verbindung nicht korrekt vorliegt.

    Claims (15)

    1. Steckverbindung, insbesondere für Fahrzeug-Elektronik, bestehend aus zwei Steckteilen, nämlich aus einem Stecker (1; 11; 21) und aus einem Gegenstecker (2; 12; 22), wobei zur Herstellung einer einwandfreien elektrischen Verbindung die beiden Steckteile vollständig ineinander geschoben und miteinander lösbar verrastet sind, sowie ein Federelement (3; 13; 23) vorgesehen ist, welches zwischen den beiden Steckteilen wirkt und welches für den Fall einer nicht-einwandfreien elektrischen Verbindung den Gegenstecker (2; 12; 22) aus dem Stecker (1; 11; 21) auswirft,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      eine Feder-Kulissen-Anordnung (4) für die Führung des Federelementes (3; 13; 23) vorgesehen ist, die eine nicht-lineare Federkennlinie (FK) bewirkt.
    2. Steckverbindung nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      die Federkennlinie (FK) degressiv vorgesehen ist, vorzugsweise durch zumindest zwei lineare Abschnitte (0A, AB).
    3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      die Feder-Kulissen-Anordnung (4) ein im wesentlichen U-förmiges Federelement (3; 13; 23) und eine Kulisse (4) umfaßt, wobei die Kulisse (4) zumindest zwei Führungsflächen (4a, 4b) für die jeweiligen Schenkel (3a, 3b) des Federelementes (3) aufweist.
    4. Steckverbindung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      das Federelement (3; 13; 23) an einem Endbereich (3c) jedes Schenkels (3a, 3b) abgebogen ist, vorzugsweise in Gestalt einer im wesentlichen J- oder L-förmigen Abbiegung.
    5. Steckverbindung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      bei einer Betätigung des Federelementes (3; 13; 23) die Endbereiche (3c) durch die Führungsflächen (4a, 4b) geführt sind und daß sich die Endbereiche (3c) des Federelementes (3; 13; 23) in Anlage mit der Führungsfläche (4a, 4b) bewegen.
    6. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      die Federkennlinie (FK) durch die Geometrie des Federelementes (3; 13; 23) und/oder die Geometrie der Kulisse (4) bestimmt ist, wobei vorzugsweise die Länge der Schenkel (3a, 3b) und/oder die Länge der Führungsflächen (4a, 4b) und/oder der Winkel (w) zwischen den Führungsflächen (4a, 4b) bestimmend ist.
    7. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      die Kulisse (4) in einem Gehäuse des Steckers (1; 11; 21) vorgesehen ist.
    8. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      das Federelement (3; 13; 23) in einem Gehäuse des Steckers (1; 11; 21) vorgesehen ist.
    9. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      an dem Gegenstecker (2; 12; 22) ein Mitnehmer (2a) vorgesehen ist, der bei einem Einstecken des Gegensteckers (2; 12; 22) in den Stecker (1; 11; 21) auf das Federelement (3; 13; 23) einwirkt und dieses verformt.
    10. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      eine Auslenkeinrichtung (5) an dem Stecker (1) vorgesehen ist, die bei maximaler Verformung des Federelementes (3) dieses zumindest teilweise auslenkt und in die Ausgangslage bringt.
    11. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      an dem Stecker (1) ein Halteabschnitt (6) vorgesehen ist, der alleine oder in Zusammenwirken mit dem Federelement (3) den Gegenstecker (2) im Zustand der einwandfreien elektrischen Verbindung am Stecker (1) fixiert.
    12. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      an dem Gegenstecker (12; 22) ein Hebel (14) vorgesehen ist, der ein Rastelement (14c; 25) aufweist, welches zur Verriegelung der Steckverbindung dient.
    13. Steckverbindung nach Anspruche 12,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      das Rastelement eine Hinterschneidung (14c) ist, die mit einem Vorsprung (11a) am Stecker (11) zusammenwirkt oder eine Rastnase (25) ist, die mit einer Aussparung (21a) an dem Stecker (21) zusammenwirkt.
    14. Steckverbindung nach Anspruche 12 oder 13,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      an dem Hebel (14) eine Hebelbetätigung (14d; 24) vorgesehen ist, wobei eine Entriegelung der Steckverbindung nur nach vorheriger Betätigung der Hebelbetätigung (14d; 24) möglich ist.
    15. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
      dadurch gekennzeichnet, daß
      das Federelement (23) den Hebel (14) in der verrasteten Stellung verriegelt und daß es (23) entspannt ist.
    EP98118501A 1997-12-10 1998-09-30 Steckverbindung mit automatischem Auswurf Withdrawn EP0923167A1 (de)

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