EP1191637A1

EP1191637A1 - Steckverbinder

Info

Publication number: EP1191637A1
Application number: EP00120651A
Authority: EP
Inventors: Jens Herman Jensen
Original assignee: Soerensen Hydraulik Zweigniederlassung Ulfborg Filial af Sorensen Hydraulik GmbH
Current assignee: Soerensen Hydraulik Zweigniederlassung Ulfborg Filial af Sorensen Hydraulik GmbH
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-03-27

Abstract

Es wird ein Steckverbinder (10) zum Verbinden von elektrischen Leitungen (11, 12) für Verbraucher großer elektrischer Leistungen, insbesondere Gleichspannungsleistungen für den Betrieb von Ladebordwandsystemen aus Bordnetzen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, vorgeschlagen, umfassend ein Steckerteil (15) und ein Buchsenteil (16), wobei das Steckerteil (15) einen stiftartigen Vorsprung (17) aufweist, mit dem es in eine im Buchsenteil (16) ausgebildete Buchse (19) lösbar eingreifbar ist. Der stiftartige Vorsprung (17) weist eine im wesentlichen quer zu seiner Längsausdehnung ausgebildete Nut (20) auf und die Buchse (19) ein im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung in den Buchseninnenraum (21) wenigstens teilweise hineinstehende Rastmittel (22), wobei im verbundenen Zustand des Steckerteils mit dem Buchsenteil (16) das Rastmittel (22) in die Nut (20) eingreift. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum verbinden von elektrischen Leitungen für Verbraucher großer elektrischer Leistungen, insbesondere Gleichspannungsleistungen für den Betrieb von Ladebordwandsystemen aus Bordnetzen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, umfassend ein Steckerteil und ein Buchsenteil, wobei das Steckerteil einen stiftartigen Vorsprung aufweist, mit dem es in eine im Buchsenteil ausgebildete Buchse lösbar eingreifbar ist.

Bei Steckverbindern der gattungsgemäßen Art, die in der Lage sind, große elektrische Leistungen verlustfrei zu übertragen, gilt es, zwei wesentlichen Problemfeldern zu genügen, zu deren Lösung die Fachwelt bisher eine sehr hohe Zahl von Lösungen bereitzustellen versucht hat, die in ihrer Gesamtheit aber alle unbefriedigend waren und nach wie vor sind. Große elektrische Leistungen bedeutet bei niedriger Spannung, wie sie beispielsweise in Bordnetzen von Kraftfahrzeugen vorherrscht, beispielsweise 12 V Gleichspannung bzw. 24 V Gleichspannung, das Fließen eines großen Stromes. Damit die Verlustleistung eines Steckverbinders, der für derartige Zwecke eingesetzt wird, minimiert wird, ist eine extrem gute Kontaktgabe zwischen Buchsenteil und Steckerteil im zusammengesteckten Zustand erforderlich, wobei ebenfalls sichergestellt sein mußte, daß die Kontaktgabe zwischen Steckerteil und Buchsenteil auch dann noch gewährleistet ist, wenn die Steckverbindung, aus welchen Gründen auch immer, gelöst und wieder hergestellt, d.h. zusammengesteckt worden ist.

Eine fortlaufend gute Kontaktgabe zwischen Steckerteil und Buchsenteil muß auch dann noch zur Vermeidung einer großen Verlustleistung sichergestellt sein, wenn das an das Buchsenteil und das Steckerteil angeschlossene Kabel mit diesen Teilen verbunden wird, sei es durch Schweißung, Lötung, durch Crimpen oder auch durch geeignete Schraubverbindungen. Vielfach werden Buchsenteil und Steckerteil, wenn es sich um elektrische Leitungen mit großem Leitungsquerschnitt handelt, wie im vorliegenden Fall, bei der Verbindung mit dem Steckerteil und dem Buchsenteil verformt, was auch Auswirkungen auf den stiftartigen Vorsprung des Steckerteils und die Buchse des Buchsenteils hat und zu Kontaktschwierigkeiten führt, die gerade vermieden werden sollen.

Ein im Stand der Technik bekannter Steckverbinder (ITT-Cannon-Steckverbinder (Hochstrom-Steckverbinder) APD-Serie, 1-polig) der gattungsgemäßen Art, der ausdrücklich zum Zwecke der Übertragung großer elektrischer Leistungen ausgelegt ist, beispielsweise zum Einsatz bei Akkumulatorenkabeln in Fahrzeugen, scheint an sich für diese Zwecke geeignet zu sein. Versuche haben aber ergeben, daß nach der Ausführung der Verbindung des elektrischen Kabels mit dem Buchsenteil und dem Stekkerteil mittels Crimpens eine geringfügige Verformung auch des stiftartigen Vorsprungs des Steckerteils und auch eine geringfügige Verformung der Buchse des Buchsenteils erfolgt, die aber ausreichend groß sind, so daß ein einwandfreier Sitz des stiftartigen Vorsprungs in der Buchse nicht mehr gewährleistet ist, so daß die dadurch wiederum bedingte Verlustleistung rapide ansteigt. Zudem haben Versuche gezeigt, daß auch eine immerwährende Kontaktgabe nicht gewährleistet ist, so daß es auch zu Spannungsunterbrechungen kommt, was insbesondere bei der Verwendung des gattungsgemäßen Steckverbinders in sicherheitsrelevanten Einrichtungen zu fatalen Folgen führen kann.

Der erfindungsgemäße Steckverbinder soll primär dazu dienen, die elektrischen Verbraucher von sog. Ladebordwandsystemen an Fahrzeugen, das sind regelmäßig Elektromotoren, die Hydraulikmittelpumpen antreiben, um Kolben-Zylinder-Aktuatoren zum Heben, Senken und ggf. Klappen der Hubplattform anzutreiben, oder auch Elektromotoren, die diese Aktuatoren für die vorgenannten Zwecke selbst direkt antreiben. Es versteht sich von selbst, daß dann, wenn die Ladeplattform von derartigen Ladebordwandsystemen mit zu bewegenden Lasten beladen sind, dem Bordnetz des Fahrzeugs zum Betrieb der Motoren sehr hohe elektrische Leistungen entnommen werden, was mit einem sehr hohen Stromfluß verbunden ist. Eine nicht einwandfreie Kontaktgabe zwischen stiftartigem Vorsprung der Steckverbindung und der Buchse des Buchsenelements würde ggf. einem undefinierten Stillstand der Antriebs- und Bewegungselemente des Ladebordwandsystems bzw. undefinierte Betriebszustände hervorrufen, die nicht nur eine Gefahrenquelle für den Bediener derartiger Ladebordwandsysteme selbst sondern auch für in der Nähe befindliche Verkehrsteilnehmer darstellen, wenn sich beispielsweise die Ladeplattform undefiniert absenkt, abklappt oder dgl.

Um derartige Fehlfunktionen fortwährend auszuschließen, war man in vielen Fällen bei Lösungen geblieben, die eine feste elektrische Verbindung des Ladebordwandsystems, um bei diesem Beispiel zu bleiben, mit dem Bordnetz eines Fahrzeuges vorsehen. So wurde beispielsweise das elektrische Kabel auf konventionelle Weise mit Kabelschuhen und dgl. versehen und auf konventionelle Weise an dafür bestimmte Klemmen des Ladebordwandsystems angeschraubt. Moderne Ladebordwandsysteme werden aber in speziellen Unternehmen hergestellt, die andere sind als die mit der Herstellung von Fahrzeugchassis und Fahrzeugkarosserien befaßten. Es muß deshalb das komplett gefertigte, mit elektrischen Verbindungsleitungen zum Bordnetz des Kraftfahrzeuges versehene Ladebordwandsystem bereitgestellt werden, bei dem der Installationsaufwand auf ein absolutes Minimum vermindert ist. Es dürfen also lediglich Steckverbindungen bzw. Steckverbinder vorgesehen werden, um beispielsweise das vollständig funktionsfertig hergestellte Ladebordwandsystem, nachdem es am Chassis des Fahrzeugs befestigt worden ist, mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs zu verbinden. Hinzu kommt, daß eine derartige Verbindung durch ungeübte Personen absolut betriebssicher hergestellt werden können muß.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der eine betriebssichere, einwandfreie elektrische Verbindung zwischen einer Spannungsquelle und einem elektrischen Verbraucher hergestellt werden kann, wobei der Verbraucher eine große elektrische Leistungsaufnahme hat, und der Steckverbinder selbst eine zu vernachlässigende elektrische Verlustleistung auch bei größtmöglichem elektrischem Strom zeigt, der auch nach wiederholter Trennung und Zusammenfügung seiner Teile seine ausgezeichneten Kontakteigenschaften nicht verliert und auch in bezug auf seine ausgezeichneten Kontakteigenschaften unbeeinflußt von der Art der jeweiligen Befestigung der Anschlußkabel mit dem Steckverbinder ist, und wobei der Steckverbinder einfach getrennt, zusammengefügt und gesichert werden kann und kostengünstig her- und bereitstellbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe gem. der Erfindung dadurch, daß der stiftartige Vorsprung eine im wesentlichen quer zu seiner Längsrichtung ausgebildeten Nut aufweist und die Buchse ein im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung in den Buchseninnenraum wenigstens teilweise hineinstehendes Rastmittel aufweist, wobei im verbundenen Zustand des Steckerteils mit dem Buchsenteil das Rastmittel in die Nut eingreift.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß durch das Rastmittel nicht nur eine Verriegelung des Buchsenteils mit dem Steckerteil im ineinandergesteckten, leitenden Zustand beider Elemente erreicht würde, sondern durch das Rastmittel auch ein fortwährender Andruck des stiftartigen Vorsprungs an wenigstens eine im wesentlichen axial zum stiftartigen Vorsprung bzw. der Buchse verlaufende Buchseninnenfläche erreicht wird, so daß aufgrund der dadurch bedingten fortwährenden Kontaktgabe zwischen stiftartigem Vorsprung des Steckerteils und Buchse des Buchsenteils wenigstens längs eines linearen und im wesentlichen parallel zur Längsachse des Buchsenteils und des Steckerteils ausgerichteten Kontaktfeldes ein Andruck erreicht wird und somit eine Verlustleistung, die sich in der Wärmeentwicklung äußern könnte und auch in lichtbogenähnlichen Zuständen, praktisch ausgeschlossen ist. Das Rastmittel hat zudem auf einfache Weise auch die Funktion einer gegenseitigen Verriegelung zwischen Steckerelement und Buchsenelement, nachdem der stiftartige Vorsprung des Steckerelements in die Buchse des Buchsenelementes eingeschoben worden ist, so daß in Abhängigkeit einer vorgewählten Einstellung des Rastmittels das Steckerelement vom Buchsenelement nur dann getrennt werden kann, wenn eine Kraft in axialer Richtung ausgeübt würde, die eine vorbestimmte Größe überschreitet, um beide Elemente des Steckverbinders wieder voneinander zu trennen. Sowohl das Zusammenfügen des Steckerteils und des Buchsenteils als auch deren Trennung kann rein manuell erfolgen, d.h. Werkzeuge sind dafür nicht nötig.

Das Rastmittel kann dabei vorteilhafterweise durch ein Federelement selbst gebildet werden, wobei das Federelement vorteilhafterweise als Federring ausgebildet ist. Diese an sich sehr einfache aber in hohem Maße sehr wirksame Ausgestaltung des Steckverbinders gestattet nicht nur, daß das Rastmittel für einen sicheren Eingriff und damit eine fortwährend sichere Kontaktgabe zwischen stiftartigem Vorsprung und Buchse sorgt, wenn diese ineinander eingeführt aneinander zu liegen kommen, vielmehr ist ein derartiges Rastmittel auch einfach her- und einstellbar in bezug auf die auszuübende Kraft und kann, auch aufgrund dieser sehr einfachen und wirksamen Konstruktion, leicht ausgetauscht werden, wenn ein Rastmittel beispielsweise beschädigt, deformiert oder aus sonstigen Gründen ausgewechselt werden muß.

Vorteilhafterweise ist bzw. sind in der Buchse eine bzw. mehrere Nut bzw. Nuten im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung zur Aufnahme des Rastmittels vorgesehen, wobei die Nut bzw. die Nuten wenigstens teilweise die Buchsenwand durchschneidet bzw. durchschneiden. Die Nut ist bzw. die Nuten sind ein sehr einfaches aber sehr wirkames Mittel, das Rastelement zu führen und zu halten. Durch das Versehen mehrerer Nuten um den Umfang der Buchse herum kann die Eingriffsicherheit und Kontaktsicherheit zwischen Buchse und stiftartigem Vorsprung sehr erhöht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Steckverbinders weisen sowohl der Innenraum der Buchse des Buchsenteils als auch der stiftartige Vorsprung des Steckerteils einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, was einerseits fertigungstechnisch eine einfache und präzise Herstellung sowohl des stiftartigen Vorsprungs als auch der Buchse erlaubt und andererseits eine gute Kontaktgabe zwischen stiftartigem Vorsprung und der Buchse im miteinander verbundenen Zustand.

In axialer Richtung kann sowohl der stiftartige Vorsprung als auch die Buchse eine zylindrische Struktur aufweisen, es ist aber auch vorteilhafterweise möglich, den stiftartigen Vorsprung und die Buchse konisch auszubilden, so daß im zusammengefügten Zustand der stiftartige Vorsprung vollflächig an der Innenwand der Buchse anliegt und somit eine hervorragende Kontaktgabe auf einfache Weise zwischen beiden Elementen erreicht wird.

Um die Kontaktsicherheit des Steckverbinders auf einfache und wirksame Weise zu erhöhen, bilden vorzugsweise der Innenraum der Buchse und der stiftartige Vorsprung des Steckerteils eine Passung.

Die Nut, die es ermöglichte, daß das Rastmittel im miteinander verbundenen Zustand den stiftartigen Vorsprung des Steckerteils rastend ergreift, kann an sich auf beliebig geeignete Weise ausgebildet sein und zwar in Abhängigkeit auch von der konstruktiven Ausgestaltung des Rastmittels. Es hat sich gezeigt, daß die Nut vorzugsweise einen kreisabschnittsförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt derart bemessen ist, daß einerseits das Rastmittel darin einrasten kann und eine sichere Verbindung zwischen Buchsenteil und Steckerteil im miteinander verbundenen Zustand erreicht wird, andererseits aber bei einer ausreichend großen Kraft in im wesentlichen axialer Richtung das Rastmittel aus der Nut herausgleiten kann, um Steckerteil und Buchsenteil voneinander trennen zu können.

Bei der Verwendung des Steckverbinders in Einssatzbereichen, wo normalerweise Feuchtigkeit, Salz, Staub, Ruß und andere sich in der Umgebungsluft befindende Verunreinigungen zu erwarten sind, beispielsweise dann, wenn der Steckverbinder für den Betrieb von Ladebordwandsystemen an Kraftfahrzeugen eingesetzt würde, ist eine gute Kontaktgabe zwischen stiftartigem Vorsprung und Buchse in der Regel nur dann fortwährend gewährleistet, wenn der Steckverbinder entweder hermetisch gekapselt ist oder aber in einem Gehäuse angeordnet ist, das wiederum hermetisch gegen die vorangehend aufgeführten äußeren Einflußmöglichkeiten gesichert bzw. gekapselt ist. Derartige konventionelle Schutzmaßnahmen sind aber dem Ziel entgegengesetzt, einen Steckverbinder zu schaffen, der auch eine Beständigkeit gegen äußere Einflüsse im Sinne der vorangehend aufgeführten Einflüsse gewährleisten kann, ohne daß gesonderte Maßnahmen ergriffen werden müssen, um dieses sicherzustellen. Eine hermetische Kapselung des Steckverbinders scheidet auch aus, da dann der Steckverbinder seine Funktion verlieren würde, nämlich trennbar und wieder zusammenfügbar zu sein.

Um auch eine absolute Betriebssicherheit bei äußeren Einflüssen im Sinne des vorangehend Gesagten gewährleisten zu können, ist der Steckverbinder vorteilhafterweise derart ausgebildet, daß sowohl das Buchsenteil als auch das Steckerteil um ihren Umfang herum wenigstens teilweise mit einer Umhüllung versehen sind, wobei vorzugsweise das Buchsenteil und/oder das Steckerteil einen im wesentlichen quer zu seiner bzw. ihrer Längsrichtung verlaufenden Vorsprung aufweisen, der bzw. die in den Umhüllungen an entsprechender Stelle ausgebildete Nuten eingreifen und somit auf einfache Weise eine sehr effektive und einen gegen äußere Einflüsse dichten Sitz der Umhüllungen relativ zum Buchsenteil bzw. zum Stekkerteil gewährleisten.

Die Umhüllungen bestehen dabei vorteilhafterweise aus einem elastomeren Werkstoff, der zudem auch elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist. Der elastomere Werkstoff kann vorzugsweise Nitril-Kautschuck (-Gummi) sein, es sind aber auch andere in Anpassung an den jeweiligen Einsatzzweck des Steckverbinders auswählbare Werkstoffe möglich, beispielsweise für diesen Zweck geeignete Kunststoffe.

Die Umhüllungen können gem. einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Steckverbinders derart ausgestaltet sein, daß sie im verbundenen Zustand des Buchsenteils und des Steckerteils gegenseitig dichtend miteinander in Eingriff stehen, d.h., daß die Umhüllung des Steckerteils auf die Umhüllung des Buchsenteils greift, wenn beide Teile miteinander in Eingriff stehen und somit dichtend aneinander liegen.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Steckverbinder derart ausgestaltet ist, daß sich die Öffnung der Umhüllung des Steckerteils im Bereich des stiftartigen Vorsprungs zum freien Ende des Vorsprungs hin erweitert und sich dementsprechend der Umfang der Umhüllung des Buchsenteils vorzugsweise im Bereich der Buchse zum freien Ende hin verjüngt. Im Querschnitt bedeutet das, daß sowohl die Umhüllung des Buchsenteils als auch die Umhüllung des Steckerteils konisch ausgebildet sind, was zur Folge hat, daß beim Aufeinanderschieben beider Teile bei der Ausführung der Verbindung zwischen Steckerteil und Buchsenteil auch die Umhüllungen der jeweiligen Teile sich immer stärker dichtend gegenseitig aufeinanderschieben, je weiter der stiftartige Vorsprung in die Buchse hineingeschoben wird.

Sowohl die Umhüllung des Steckerteils als auch die Umhüllung des Buchsenteils müssen aber nicht zwingend im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein, d.h. es kann grundsätzlich beliebige geeignete Querschnittsformen geben. Die Querschnittsform kann beispielsweise auch quadratisch oder rechteckig sein, womit auf einfache Weise bei einem entsprechenden Gegenlager eine äußere Verdrehsicherheit geschaffen wird. Vorzugsweise ist aber die Öffnung der Umhüllung des Steckerteils bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Steckverbinders im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei in diesem Falle vorzugsweise am Umfang der Umhüllung des Buchsenteils im Bereich der Buchse wenigstens eine umlaufende Dichtelippe vorgesehen ist, die vorzugsweise radial umlaufend aber auch spiralförmig umlaufend ausgebildet sein kann.

Um den Steckverbinder in seiner Gesamtheit auf einfache Weise mechanisch befestigen zu können, beispielsweise an einem Halter oder Träger oder einem Schaltkasten und dgl., weist die Umhüllung des Steckerteils, vorzugsweise an ihrem dem stiftartigen Vorsprung abgewandten Endbereich, eine umlaufende Nut auf, wobei es aber auch möglich ist, daß vorzugsweise ebenfalls oder alternativ zum Steckerteil die Umhüllung des Buchsenteils, vorzugsweise an ihrem dem stiftartigen Vorsprung des Steckerteils abgewandten Endbereich bzw. an ihrem der Buchse abgewandten Endbereich, eine umlaufende Nut aufweist. Da die Umhüllung aus elastomerem Werkstoff besteht, ist es möglich, die Umhüllung in ein entsprechend formiertes Loch im Halter bzw. Träger einzuführen und nach dem Wegdrücken einer Sperrlippe infolge der Einführbewegung in axialer Richtung in die umlaufende Nut einrasten zu lassen.

Schließlich sind die Umhüllungen des Steckverbinders vorteilhafterweise an ihren dem stiftartigen Vorsprung bzw. der Buchsenöffnung abgewandten Enden mit einer umlaufenden Dichtung zum wenigstens feuchtigkeitsdichten Abdichten gegenüber den elektrischen Leitungen bzw. deren sie umgebenden Isolierungen versehen, die mit dem Buchsenteil und dem Steckerteil zu verbinden sind.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden chematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand einer gegenüber dem Grundbeispiel modifizierten Abwandlung eingehend beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1a, b: Den Steckverbinder in voneinander getrenntem Zustand im Schnitt mit schematisch dargestellten Umhüllungen, die zur klareren Darstellung nicht umlaufend gezeichnet sind,
Fig. 2: einen gegenüber der Fig. 1 modifizierten Steckverbinder im Schnitt im zusammengesteckten Zustand,
Fig. 3: eine Einzelteildarstellung das Buchsenteil des Steckverbinders in der Seitenansicht,
Fig. 4: eine Darstellung gem. Fig. 3, jedoch im Schnitt,
Fig. 5: eine Einzelteildarstellung des Buchsenteils in der Seitenansicht,
Fig. 6: eine Ansicht gem. Fig. 5, jedoch im Schnitt, und
Fig. 7: eine Seitenansicht des Steckverbinders gem. der modifizierten Form gem. Fig. 2 in der Seitenansicht.

Zunächst wird Bezug genommen auf die Darstellungen des Steckverbinders 10 in den Figuren 1 a, b sowie 3 bis 6. Der Steckverbinder 10 besteht im wesentlichen aus einem Buchsenteil 16 und aus einem Steckerteil 15. Das Buchsenteil weist zwei Buchsen 19, 190 auf, wobei die Buchse 190 zur Aufnahme einer elektrischen Leitung 11 dient, die in der Buchse 190 mittels bekannter Verbindungstechniken, beispielsweise Löten, Schweißen, Crimpen oder ggf. auch mittels einer hier nicht dargestellten Schraub-Klemm-Verbindung verbunden wird. Am axial gegenüberliegenden Ende weist das Buchsenteil 16 die Buchse 19 auf, die zur Aufnahme eines stiftartigen Vorsprungs 17 dient, der im Steckerteil 15 ausgebildet ist.

Die Buchse 19 des Buchsenteils 16 und der stiftartige Vorsprung 17 des Steckerteils 15 sind hier im Querschnitt zylindrisch dargestellt, sie können aber auch jeweils, in ihrer Steigung aneinander angepaßt, konisch ausgebildet sein, so daß bei einem Hineinstecken des stiftartigen Vorsprungs 17 des Steckerteils 15 in die Buchse 19 des Buchsenteils 16 eine zunehmende Annäherung der Oberflächen des stiftartigen Vorsprungs 17 und der Innenoberfläche der Buchse 19 stattfindet, je weiter der stiftartige Vorsprung 17 in die Buchse 19 hineingeschoben wird.

Das Steckerteil 15 umfaßt ebenfalls an dem dem stiftartigen Vorsprung 17 entgegengesetzten Ende eine Buchse 170, in der ebenfalls eine elektrische Leitung leitend befestigt werden kann, wie es im Zusammenhang mit der Befestigung der elektrischen Leitung 11 in der Buchse 190 des Buchsenteils 16 beschrieben worden war.

Im Buchsenteil 16 ist im Bereich der Buchse 19 eine die Buchse im wesentlichen umlaufende Nut 191 vorgesehen, vgl. die Fig. 1, insbesondere aber Fig. 3 und 4, die zudem sehnenartig 192 vertieft ist, so daß die Nut 191 im Bereich der Sehne 192 die Buchse 19, genauer die Buchsenwand 193, durchtrennt, so daß sich ein Rastmittel 22 in Form eines ringförmig ausgebildeten Federelementes 23 teilweise in den Buchseninnenraum 21 hinein erstrekken kann. Die Nut 191 kann auch derart ausgebildet sein, daß die Buchsenwand 193 um den Umfang der Buchse 19 herum mehrfach durchtrennt ist, so daß sich das Rastmittel mehrfach in den Buchseninnenraum 21 hineinerstrecken kann.

Auf dem stiftartigen Vorsprung 17 ist eine im wesentlichen radial umlaufende Nut 20 vorgesehen, vgl. ebenfalls die Figuren 1, 5 und 6. Wenn der stiftartige Vorsprung 17 des Steckerteils 15 in die Buchsenöffnung 18 der Buchse 19 des Buchsenteils 16 hineingeschoben wird, kommt das freie Ende 31 des stiftartigen Vorsprungs 17 mit dem im wesentlichen sehnenartig in den Buchseninnenraum 21 hineinstehenden Teil des in Form eines Federelementes 23 ausgebildeten Rastmittels in Berührung. Das freie Ende 31 des stiftartigen Vorsprungs 17 ist mit einer Fase 171 versehen. Die dadurch gebildete schiefe Ebene gestattet es, daß das Federelement 23 aus seiner in den Buchseninnenraum 21 hineinstehenden sehnenartigen Stellung herausgedrückt wird, so daß der stiftartige Vorsprung bis zu einem Anschlag 172 in die Buchse 19 hineingeschoben werden kann. In dieser Endstellung rastet das Federelement 23 wiederum in die umlaufende Nut 20, die an entsprechender Stelle am stiftartigen Vorsprung 17 ausgebildet ist. Die Nut 20 ist derart konstruktiv ausgestaltet, beispielsweise in Form eines kreisabschnittförmigen Querschnittes, das bei einer entsprechenden Kraft, die in axialer Richtung aufgewendet wird, um das Steckerteil 15 vom Buchsenteil 16 zu trennen, das Federelement 23 aus der Nut 20 heraustritt und dann an der Oberfläche 173 des stiftartigen Vorsprungs 17 längsgleiten kann, bis das Steckerteil 15 vom Buchsenteil 16 getrennt ist. Sowohl der Buchseninnenraum 21 als auch der stiftartige Vorsprung 17 können einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, dieses ist allerdings nicht zwingend. Entsprechende Querschnittsformen können Vielecke wie Dreiecke, Sechs- und Achtecke sein, wodurch auch eine Verdrehsicherheit von Steckerteil 15 gegenüber dem Buchsenteil auf einfache Weise erreicht werden kann. Das in Form eines Federringes ausgebildete Federelement 23 preßt beim Eingriff in die im Querschnitt halbkreisförmige Nut 20 des stiftartigen Vorsprungs 17 den Vorsprung 17 in Eingriffsrichtung, so daß neben einem sicheren Sitz des stiftartigen Vorsprungs 17 im Buchseninnenraum 21 auch dadurch eine gute Kontaktgabe zwischen beiden Elementen sichergestellt wird. Unterstützt wird der sichere Sitz und die gute Kontaktgabe beider Elemente bzw. zwischen beiden Elementen dadurch, daß der stiftartige Vorsprung 17 und der Buchseninnenaum 21 zusammen eine Passung bilden.

Das Buchsenteil 16 und das Steckerteil 15 weisen im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung (Längsrichtung ist hier als Axialrichtung der jeweiligen Öffnungen gemeint) verlaufende umlaufende Vorsprünge 24 bzw. 25 auf. Diese Vorsprünge können bei unterschiedlichen Ausgestaltungen der Steckverbinder 10 unterschiedlich ausgebildet sein, vgl. einerseits die Ausbildung der Vorsprünge gem. Fig. 1 a, b und andererseits gem. den Fig. 2 bis 6. Die Vorsprünge 24, 25 dienen im wesentlichen dazu, die Umhüllungen 28 bzw. 29 relativ zum Buchsenteil 16 bzw. relativ zum Steckerteil 15 zu halten. Dazu sind die entsprechenden Umhüllungen 28 bzw. 29 mit einer entsprechend den Vorsprüngen 24 bzw. 25 ausgebildeten umlaufenden Nut 280 bzw. 290 versehen.

Bei der Ausgestaltung der Umhüllung 28 gemäß Fig. 1 b erweitert sich die Öffnung 30 des Steckerteils 15 im Bereich des stiftartigen Vorsprungs 17 zum freien Ende 31 des Vorsprungs 17 hin. Dementsprechend verjüngt sich der Umfang 26 der Umhüllung 29 des Buchsenteils (16), vgl. Fig. 1 a, im Bereich der Buchse 19 zu seinem freien Ende 32 hin. Werden also Steckerteil 15 und Buchsenteil 16 miteinander verbunden, gleitet die schräge Innen-fläche 281 der Umhüllung 28 des Steckerteils auf die entsprechend abgeschrägte Außenfläche 291 der Umhüllung 29 des Buchsenteils 16 auf, wobei in vorbestimmter Endstellung des Steckerteils 15 und des Buchsenteils 16, d.h. im ordnungsgemäßen Verbindungszustand, eine absolute Dichtung zwischen beiden Flächen 281 und 291 gewährleistet ist, so daß Feuchtigkeit, Salz, Staub und Abgase von Kraftfahrzeugen und sonstigen schädliche Einflüsse vom eigentlichen Verbindungsbereich zwischen Steckerteil 15 und Buchsenteil 16 ferngehalten werden.

Eine Variante dazu ist in Fig. 2 dargestellt, d.h. die Öffnung 30 der Umhüllung 28 des Steckerteils 15 ist im Längsquerschnitt im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, so daß die Innenfläche 281 der Umhüllung 28 ebenfalls im wesentlichen Querschnitt zylindrisch ausgebildet ist. Gleiches gilt für die Außenfläche 291 der Umhüllung 29 des Buchsenteils 16, wobei aber am Umfang 26 der Umhüllung 29 des Buchsenteils im wesentlichen im Bereich der Buchse 19 wenigstens eine umlaufende Dichtlippe 33 ausgebildet ist, oder, wie im Beispiel von Fig. 2 dargestellt, zwei voneinander beabstandete Dichtlippen 33. Grundsätzlich können auch mehr als zwei Dichtlippen 33 auf der Außenfläche 291 ausgebildet sein.

Bei der Umhüllung 28 des Steckerteils 15 aber auch bei der Umhüllung 29 des Buchsenteils 16 (nicht dargestellt) kann bzw. können an ihrem dem stiftartigen Vorsprung 17 bzw. der Buchse 19 abgewandten Endbereich 34 eine umlaufende Nut 35 bzw. Nuten vorgesehen sein, in die ein Halter bzw. Träger 40, an dem der Steckverbinder 10 auf einfache Weise befestigt werden soll, eingreift. Die Umhüllungen 28, 29 weisen an ihren dem stiftartigen Vorsprung 17 bzw. der Buchsenöffnung 18 abgewandten Enden 36, 37 eine umlaufende Dichtung 38, 39 auf. Damit wird eine wenigstens feuchtigkeitsdichte Abdichtung gegenüber den elektrischen Leitungen 11, 12 bzw. der Isolierung 13, 14 der elektrischen Leitung gewährleistet, die mit dem Buchsenteil 16 und dem Steckerteil 15, siehe oben, verbindbar sind.

Die Umhüllungen 28, 29 bestehen aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise Nitril-Kautschuck (-Gummi), oder auch aus einem geeigneten Kunststoff. Die Abschrägungen der Vorsprünge 24, 25 des Buchsenteils 16 bzw. des Steckerteils 15 erlauben es, daß die Umhüllungen 28, 29 leicht bei der Montage über diese geschoben werden können, so daß sie in die entsprechenden Nuten 280 bzw. 290 einrasten können und dort dann in dieser Endstellung sicher gehalten werden.

Das Steckerteil 15 und das Buchsenteil 16 bestehen vorzugsweise aus Kupfer bzw. einer Kupferlegierung. Wenigstens die Außenoberfläche des stiftartigen Vorsprungs 17 und die Innenoberfläche der Buchse 19 können zur Gewährleistung einer guten elektrischen Leitung versilbert und/oder vergoldet sein. Es ist auch möglich, um zusätzlich eine gute mechanische Haltbarkeit der Oberflächen zu erreichen, die Außenoberfläche 173 des stiftartigen Vorsprungs 17 und die Innenoberfläche der Buchse 19 mit elektrisch gut leitenden Hartstoffen zu beschichten.

Bezugszeichenliste

10: Steckverbinder
11: elektrische Leitung
12: elektrische Leitung
13: Isolierung
14: Isolierung
15: Steckerteil
16: Buchsenteil
17: stiftartiger Vorsprung (Steckerteil)
170: Buchse
171: Fase
172: Anschlag
173: Oberfläche
18: Buchsenöffnung (Buchsenteil)
19: Buchse
190: Buchse
191: Nut
192: Sehne
193: Buchsenwand
21: Buchseninnenraum
22: Rastmittel
23: Federelement
24: Vorsprung (Buchsenteil)
25: Vorsprung (Steckerteil)
26: Umfang (Buchsenteil)
27: Umfang (Steckerteil)
28: Umhüllung (Steckerteil)
280: Nut
281: Innenfläche
29: Umhüllung (Buchsenteil)
290: Nut
291: Außenfläche
30: Öffnung (Umhüllung Steckerteil)
31: freies Ende (Vorsprung)
32: freies Ende (Buchse)
33: Dichtlippe
34: abgewandter Endbereich
35: Nut (Umhüllung Steckerteil)
36: abgewandtes Ende (Steckerteil)
37: abgewandtes Ende (Buchsenteil)
38: Dichtung
39: Dichtung
40: Halter / Träger
41: abgewandter Endbereich

Claims

Steckverbinder zum Verbinden von elektrischen Leitungen für Verbraucher großer elektrischer Leistungen, insbesondere Gleichspannungsleistungen für den Betrieb von Ladebordwandsystemen aus Bordnetzen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, umfassend ein Steckerteil und ein Buchsenteil, wobei das Steckerteil einen stiftartigen Vorsprung aufweist, mit dem es in eine im Buchsenteil ausgebildete Buchse lösbar eingreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der stiftartige Vorsprung (17) eine im wesentlichen quer zu seiner Längsrichtung ausgebildete Nut (20) aufweist und die Buchse (19) ein im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung in den Buchseninnenraum (21) wenigstens teilweise hineinstehendes Rastmittel (22) aufweist, wobei im verbundenen Zustand des Steckerteils (15) mit dem Buchsenteil (16) das Rastmittel (22) in die Nut (20) eingreift.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel (22) durch ein Federelement (23) gebildet wird.
Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel (22) als Federring ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Buchse (19) wenigstens eine im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung ausgebildete Nut (191) zur Aufnahme des Rastmittels (22) vorgesehen ist, wobei die Nut (191) wenigstens teilweise die Buchsenwand (193) durchschneidet.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Innenraum (21) der Buchse (19) des Buchsenteils (16) als auch der stiftartige Vorsprung (17) des Steckerteils (15) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Innenraum (21) der Buchse (19) als auch der stiftartige Vorsprung (17) im Längsquerschnitt konisch ausgebildet sind.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (21) der Buchse (19) und der stiftartige Vorsprung (17) des Steckerteils (15) zusammen eine Passung bilden.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (20) einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenteil (16) und/oder das Steckerteil (15) einen im wesentlichen quer zu seiner bzw. ihrer Längsrichtung verlaufenden umlaufenden Vorsprung (24; 25) aufweist bzw. aufweisen.
Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Buchsenteil (16) als auch das Steckerteil (15) an ihrem Umfang (26, 27) wenigstens teilweise mit einer Umhüllung (28, 29) versehen sind.
Steckverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (28, 29) aus einem elastomeren Werkstoff besteht.
Steckverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Werkstoff Nitril-Kautschuck (-Gummi) ist.
Steckverbinder nach einem oder beiden der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (28, 29) aus Kunststoff besteht.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungen (28, 29) derart ausgestaltet sind, daß sie im verbundenen Zustand des Buchsenteils (16) und des Steckerteils (15) gegenseitig dichtend miteinander in Eingriff sind.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnung (30) der Umhüllung (28) des Steckerteils (15) im Bereich des stiftartigen Vorsprungs (17) zum freien Ende (31) des Vorsprungs (17) hin erweitert.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Umfang (26) der Umhüllung des Buchsenteils (16) im Bereich der Buchse (19) zu seinem freien Ende (32) hin verjüngt.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30) der Umhüllung (28) des Steckerteils (15) im Bereich des stiftartigen Vorsprungs (17) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang (26) der Umhüllung (29) des Buchsenteils (16) im Bereich der Buchse (19) wenigstens eine umlaufende Dichtlippe (33) aufweist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (28) des Steckerteils (15) an ihrem dem stiftartigen Vorsprung (17) abgewandten Endbereich (34) eine umlaufende Nut (35) aufweist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (29) des Buchsenteils (16) an ihrem der Buchse (19) abgewandten Endbereich (41) eine umlaufende Nut aufweist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungen (28, 29) an ihren dem stiftartigen Vorsprung (17) bzw. der Buchsenöffnung (18) abgewandten Enden (36, 37) eine umlaufende Dichtung (38, 39) zur wenigstens feuchtigkeitsdichten Abdichtung gegenüber den elektrischen Leitungen (11, 12) aufweist, die mit dem Buchsenteil (16) und dem Steckerteil (15) verbindbar sind.