Die Erfindung betrifft eine Kuppelvorrichtung zum Verbinden
eines erste elektrische Anschlusskontakte aufweisenden ersten
Steckelementes mit einem zweite elektrische Anschlusskontakte
aufweisenden zweiten Steckelement, das an einer ersten Seite
einer Platte, insbesondere der Fahrzeugtür oder einer diese
haltenden Säule eines Kraftfahrzeuges, im Bereich eines Durchbruches
angeordnet ist, wobei das erste Steckelement von einer
der ersten Seite abgewandten zweiten Seite der Platte durch
den Durchbruch hindurch mit dem zweiten Steckelement verbindbar
ist und einem Kuppelelement, das kappenartig gestaltet
ist.
Eine derartige Anordnung ist in der US 6 183 275 B1 beschrieben.
Das erste Steckelement ist unter Zwischenschaltung einer
Gummikappe einem Kuppelelement zugeordnet. Entweder das Kuppelelement
oder das zweite Steckelement tragen einen Befestigungshebel,
der schwenkbar angebracht ist und kurvenförmig
verlaufende Schlitze aufweist, die, wenn der Hebel am Kuppelelement
angebracht ist, mit Zapfen im zweiten Steckelement zusammenarbeiten
oder aber, wenn eine Zuordnung des Hebels zum
zweiten Steckelement gegeben ist, mit Zapfen am Kuppelelement
zusammenarbeiten. Über den kurvenförmigen Verlauf wird das
erste Steckelement in das zweite Steckelement hineingedrückt.
Dabei werden die Anschlusskontakte derselben miteinander verbunden.
Ferner weist die Gummikappe eine Dichtwulst auf, die
in Kontakt zum zweiten Steckelement tritt. Über den Hebel wird
die erforderliche Verbindungskraft, die insbesondere bei mehrpoligen
Steckverbindungen hoch ist, günstig aufgebracht. Von
Nachteil ist, dass der Hebel außen frei liegt und eine sichere
Abdichtungsverbindung nur mit großem Aufwand möglich ist. Des
weiteren ist von Nachteil, dass, um die erforderliche Einführkraft
erzielen zu können, ein separater Hebel erforderlich
ist.
Die DE 43 36 711 C2 beschreibt eine Steckverbindung mit mehreren
ersten Steckelementen, die jeweils erste elektrische Anschlusskontakte
tragen. Ein zweites Steckelement besitzt eine
der Anzahl der ersten Steckelemente entsprechende Anzahl von
Aufnahmeausnehmungen mit zweiten Anschlusskontakten zum Einführen
der ersten Steckelemente auf. Ferner sind am zweiten
Steckelement eine Stützausnehmung und im Abstand dazu erste
Rastmittel vorgesehen. Die ersten Steckelemente werden von den
Seitenwangen eines rahmenartigen Kuppelelementes schwenkbar
getragen. Die Seitenwangen sind durch Querwangen verbunden.
Die ersten Steckelemente sind zwischen den Seitenwangen und
Querwangen angeordnet. An einer Querwange ist ein Zapfenelement
zum Eingriff in die Stützausnehmung des zweiten Steckelements
und an der anderen Querwange sind zweite Rastmittel zum
Eingriff mit den ersten Rastmitteln des zweiten Steckelements
angebracht, so dass das Verbinden der ersten Steckelemente mit
dem zweiten Steckelement durch Verschwenken des Kuppelelements
erfolgen kann.
Die DE 199 36 871 A1 betrifft eine Steckverbindung mit zwei
Steckelementen, die jeweils Anschlusskontakte aufweisen, die
zueinander in Eingriff gebracht werden sollen, um eine elektrisch
leitende Verbindung zu erzielen. Das erste Steckelement
trägt schwenkbar einen doppelarmigen Hebel, dessen einer Hebelarm
mit einer Ausnehmung des zweiten Steckelementes in Eingriff
gebracht werden kann, so dass durch Beaufschlagung des
anderen Hebelarmes das erste Steckelement zu dem zweiten
Steckelement in Eingriff gebracht oder von diesem gelöst werden
kann.
Die US 6 210 217 B1 betrifft einen elektrischen Steckverbinder
zum Verbinden mit einer Platte, wozu diese einen Durchbruch
aufweist. Der Steckverbinder umfasst ein elektrisch isoliertes
Gehäuse und ein Außenelement, dass das Gehäuse teilweise umschließt.
Das Außenelement umfasst eine federnde Lasche und
Flanschabschnitte. An der Platte sind angrenzend zum Durchbruch
abgewinkelte Abschnitte vorgesehen, die im Zusammenwirken
mit den Flanschabschnitten des Außenelementes und der federnden
Lasche das Außenelement und damit auch den Steckverbinder
an der Platte festlegen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kuppelvorrichtung
zum Verbinden eines ersten Steckelement mit einem
an einer Platte festgelegten zweiten Steckelementes vorzusehen,
die, ohne dass ein separater und schwenkbarer Hebel vorgesehen
ist, ein Verbinden der beiden Steckelemente, welche
mehrere zu verbindende Anschlusskontakte aufweisen, mit einem
geringen Kraftaufwand erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das Kuppelelement
- das erste Steckelement um eine Schwenkachse schwenkbar
trägt,
- einen umlaufenden Rand mit einer Anlagefläche aufweist,
die das erste Steckelement umschließt,
- mindestens einen Stützarm besitzt,
- der von einem innerhalb der Anlagefläche liegenden Abschnitt
ausgeht, und die Anlagefläche übergreifend
vorsteht,
- der durch den Durchbruch hindurchführbar ist und
- der einen Stützabschnitt mit einer Stützfläche aufweist,
wobei die Stützfläche eine zur Schwenkachse parallele
Abstützung an der ersten Seite der Platte erlaubt
und wobei die Stützfläche außerhalb der
Anlagefläche liegt;
dass Einrastmittel vorgesehen sind, - die dem Kugelelement zugeordnet sind und
- die zum Einrasten mit der Platte und zum Festlegen des
Kuppelelements an der Platte dienen; und
dass Dichtmittel vorgesehen sind, - die zur Abdichtung zwischen dem Kuppelelement und der
zweiten Seite der Platte und/oder dem zweiten Steckelement
dienen.
Von Vorteil dabei ist, dass durch die einstückige Ausbildung
des Kuppelelementes mit mindestens einem Stützarm eine Hebelübersetzung
erreichbar ist, wenn das Kuppelelement, welches
das erste Steckelement trägt, mit dem an der Platte festgelegten
zweiten Steckelement verbunden wird. Je weiter sich das
Kuppelelement mit seiner Anlagefläche an die Platte annähert,
je größer wird der wirksame Hebelarm, so dass eine genügend
große Kraft erzeugt wird, um einerseits die Anschlusskontakte
der beiden Steckelemente miteinander zu verbinden und andererseits
eine genügend große Deformation einer Dichtung zu erzielen,
um eventuelle Unebenheiten der Platte auszugleichen und
somit eine angemessene Abdichtung zu erzielen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrastmittel
durch ein streifenförmiges Federelement dargestellt
sind, das am Kuppelelement gehalten ist. Dieses weist mindestens
einen Rastschenkel mit einer Rastfläche und einer Stellfläche
auf. Über die Stellfläche erfolgt eine Auslenkung beim
Annähern an den Durchbruch bzw. an eine Kante des Durchbruches,
so dass, wenn der Durchbruch passiert wurde, der Rastschenkel
mit seiner Rastfläche die Platte hintergreifen kann
und sich gegen die erste Seite der Platte anlegen kann. Das
Kuppelelement wird somit durch Abstützung über den mindestens
einen Stützarm einerseits und über das Federelement andererseits
gehalten. Vorzugsweise weist das Federelement mindestens
eine Ausformung auf, welche in eine Halteausnehmung des Kuppelelementes
zum Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist das
Federelement bügelartig mit zwei Ausformungen gestaltet, die
in zwei diametral gegenüberliegende Ausnehmungen des Kuppelelementes
eingreifen. Die beiden freien Schenkel bilden Rastschenkel,
jeweils mit einer Rastfläche und einer Stellfläche,
so dass eine Halterung an zwei Stellen erfolgt. Das Federelement
besteht vorzugsweise aus Federstahl.
Zur Abdichtung des Kuppelelementes ist eine Weichdichtung vorgesehen,
die der Anlagefläche des Kuppelelementes zugeordnet
ist. Es ist auch möglich, die Weichdichtung der Anlagefläche
anzuformen, beispielsweise durch Anspritzen oder mit dieser zu
verkleben.
Eine besonders günstige Gestaltung sieht zwei parallele Stützarme
vor, die jeweils einen Lagerdurchbruch zur Aufnahme jeweils
eines Lagerzapfens aufweisen, wobei die auf der Schwenkachse
zentrierten Lagerzapfen von entgegengesetzten Flächen
des ersten Steckelementes oder diametral von diesem vorstehen,
und ferner vor, dass das erste Steckelement zwischen den beiden
Stützarmen aufgenommen ist. Die Lagerdurchbrüche können
dabei kurvenförmig verlaufen.
Um das Zentrieren der beiden Steckelemente zu erleichtern, ist
vorgesehen, dass die Ausformung durch die Halteausnehmung nach
außen vorsteht und zur Verlagerung der Rastfläche zu der Riegelposition
beaufschlagbar ist. Eine hermetische Abdichtung
wird erzielt, wenn das Kuppelelement von einer Schutzkappe abgedeckt
ist, die mit einem Einführabschnitt zum Einführen eines
Kabelstranges versehen ist. Dabei kann die Schutzkappe mit
dem Kuppelelement stoffschlüssig verbunden sein. Dies kann
beispielsweise durch ein Zweikomponenten-Spritzgießverfahren
erreicht werden. Alternativ ist es möglich, die Schutzkappe
mit dem Kuppelelement und insbesondere auch der Weichdichtung
zu verkleben.
Ferner ist eine Anordnung mit einer Kuppelvorrichtung nach der
Erfindung vorgesehen, bei der ein zweites Steckelement und eine
Platte mit einem Durchbruch vorhanden ist, wobei das zweite
Steckelement und/oder die Platte je Stützarm mit einer Durchtrittsöffnung
versehen sind, so dass die Stützarme seitlich am
zweiten Steckelement vorbei oder aber durch dieses hindurch
treten können, um in Kontakt mit der ersten Seite der Platte
gelangen zu können.
Zwei bevorzuge Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt
- Figur 1
- eine perspektivische Explosionsdarstellung
der zur Kuppelvorrichtung für das erste Steck-element
gehörenden Bauteile sowie die Zuordnung
des zweiten Steckelementes zu einer Platte,
- Figur 2
- eine weitere Darstellung des Federelementes
gemäss Figur 1,
- Figur 3
- das mit der Kuppelvorrichtung montierte erste
Steckelement und das dem Durchbruch der Platte
zugeordnete zweite Steckelement vor dem Verbinden
der beiden Steckelemente miteinander, in perspektivischer
Ansicht,
- Figur 4
- den verbundenen Zustand des ersten Steck-elementes
mit dem zweiten Steckelement als
perspektivische Darstellung und
- Figur 5
- eine perspektivische Darstellung des montierten
Zustandes gemäss Figur 4, teilweise geschnitten.
Aus Figur 1 ist ein erstes Steckelement 1 ersichtlich, das
erste Anschlusskontakte 2 in einem von einer Wand umschlossenen
und einseitig offenen Raum aufweist. Von den beiden Seitenflächen
5, 6, die parallel verlaufen, stehen Lagerzapfen 3
rechtwinklig vor, von denen nur einer zu sehen ist. Beide bilden
zusammen die Schwenkachse 4 für das erste Steckelement 1.
Das erste Steckelement 1 soll mit einem zweiten Steckelement 7
gekoppelt werden, welches zweite Anschlusskontakte 8 aufweist,
auf die nur mit einem Pfeil hingewiesen ist, da sie sich in
Aufnahmeräumen des zweiten Steckelementes 7 befinden. Es ist
erkennbar, dass die Anschlusskontakte 2, 8 in zwei Reihen angeordnet
sind. Jede Reihe umfasst mehrere solcher Anschlusskontakte
2 bzw. 8. Des weiteren- weist das zweite Steckelement
7 jeweils eine Ausnehmung 9 in ihren beiden Seitenwänden auf,
von denen nur eine sichtbar ist. Ihre Funktion wird später beschrieben.
Ferner besitzt das zweite Steckelement 7 Halteansätze 10, die
zur Festlegung desselben an der Platte 11 dienen. Die Platte
11 steht stellvertretend für ein Bauteil eines Kraftfahrzeuges,
beispielsweise für die A-Säule, an die eine Fahrzeugtür
angelenkt ist, oder für den Rahmen der Fahrzeugtür selbst. Die
Platte 11 weist eine erste Seite 12 und eine dazu abgewandte
zweite Seite 13 auf. Zwischen beiden verläuft der Durchbruch
14, der hier als Rechteckdurchbruch gestaltet ist. Das zweite
Steckelement 7 wird mittels der Halteansätze 10 im Durchbruch
14 festgelegt, so dass es über die erste Seite 12 der Platte
11 vorsteht. Das erste Steckelement 1 soll mit dem zweiten
Steckelement 7 durch Einführen von der zweiten Seite 13 her
und durch den Durchbruch 14 hindurch verbunden werden, in dem
es in dieses eintritt. Da die vorgesehene Anzahl von Anschlusskontakten
einen großen Kraftbedarf ergibt, sind unterstützende
Maßnahmen vorgesehen, die den Kraftaufwand beim Verbinden
minimieren.
Hierzu dient das Kuppelelement 15, das kappenförmig gestaltet
ist und die beiden Seitenwände 16, 17 aufweist. Es ist ein
Rand vorgesehen, der die umlaufende Anlagefläche 18 enthält,
welche den offenen Bereich des kappenartigen Kuppelelementes
15 umschließt. Die Anlagefläche 18 ist der zweiten Seitenfläche
13 der Platte 11 zugewandt. In dem von der Anlagefläche 18
umschlossenen Bereich der beiden Seitenwände 16, 17 weist das
Kuppelelement 15 zwei Stützarme 19 auf, die über die Anlagefläche
18 vorstehen und über diese hinweg nach außen erstrecken.
Die beiden Stützarme 19 verlaufen parallel zueinander
und weisen an den außerhalb von der Anlagefläche 18 umschlossenen
Fläche des Kuppelelementes 15 liegend jeweils einen
Stützabschnitt auf, an dessen Außenkontur eine Stützfläche 21
vorgesehen ist. Den beiden Stützabschnitten 20 abgewandt weisen
die beiden Seitenwände 16, 17 jeweils eine Halteausnehmung
23 auf. Diese Halteausnehmungen 23 sind in Form von Durchbrüchen
gestaltet. Ferner ist in jedem der beiden Stützarme 19
ein Lagerdurchbruch vorgesehen, der als Langloch mit kurvenförmigem
Verlauf gestaltet ist, wobei sich die Lagerdurchbrüche
22 von der Anlagefläche 18 in Richtung zu den Stützabschnitten
20 von der Anlagefläche 18 entfernen. Der Anlagefläche
18 wird die Weichdichtung 24 zugeordnet. Diese kann mit
der Anlagefläche 18 einstückig ausgebildet oder mit dieser
verklebt sein. Diese weist im wesentlichen zwei Dichtlippen
auf, von denen eine als Vordichtung gegenüber der zweiten Seitenfläche
13 der Platte 11 und die andere als Weichdichtung
dient. Die Weichdichtung 24 ist so gestaltet, dass Unebenheiten
der Seitenfläche 13 der Platte 11 ausgeglichen werden.
Dem Kuppelelement 15 ist ferner ein Federelement 25 zugeordnet,
das entsprechend Figur 2 gestaltet ist. Es weist eine Bügelform
auf, wobei zwei Rastschenkel 26 gebildet sind, die
ausgehend von dem verbundenen Bereich zunächst Ausformungen 29
und daran anschließend die Rastfläche 27 und abgewinkelt dazu
die Stellfläche 28 aufweisen, die schräg angestellt ist. Das
Federelement 25 wird mit seinen beiden Ausformungen 29 in den
Halteausnehmungen 23 des Kuppelelementes 15 aufgenommen, wobei
im ausgefederten Zustand die Ausformungen 29 über die Außenfläche
des Kuppelelementes 15 im Bereich der Halteausnehmungen
23 vorstehen.
Ferner ist eine Schutzkappe 30 vorgesehen, die mit einem Einführabschnitt
31 zum Einführen eines Kabelsatzes versehen ist.
Des weiteren weist die Schutzkappe 30 einen umlaufenden Dichtabschnitt
auf, der die Dichtung 24 ergänzt bzw. außen vor dieser
liegt und diese schützt und dazu dient, Schmutz abzuweisen.
Des weiteren sind an den beiden langen Seitenflächen der
Schutzkappe 30 vorstehende Abschnitte vorgesehen, die als Betätigungsabschnitte
33 dienen und die nach Montage der Schutzkappe
30 am Kuppelelement 15 über den Ausformungen 29 liegen,
so dass bei Einwirken auf diese Betätigungsabschnitte 33 auf
die Ausformungen zur Auslenkung der Rastschenkel 26 eingewirkt
werden kann.
In Figur 3 ist die Baueinheit aus Steckelement 1, Kuppelelement
15 mit Weichdichtung 24 und Schutzkappe 30 mit den Betätigungsabschnitten
33 ersichtlich. Ferner ist ersichtlich,
dass das erste Steckelement 1 zwischen den Stützarmen 19 aufgenommen
ist und ein Lagerzapfen in Eingriff zu den Lagerdurchbrüchen
22 ist, so dass eine schwenkbare Halterung gegeben
ist. Ferner ist die Zuordnung des zweiten Steckelementes 7
zur Platte 11 ersichtlich. Es ist erkenntlich, dass das zweite
Steckelement 7 im Bereich des Durchbruches 14 montiert ist,
wobei zwischen den beiden langen Seitenkanten des Durchbruches
14 und den zugehörigen Außenflächen des ersten Steckelementes
7 jeweils eine Durchtrittsöffnung 34 gegeben ist.
Das zweite Steckelement 7 steht nach hinten über die erste
Seite 12 der Platte 11 über. Zum Verbinden des ersten Steckelementes
1 mit dem zweiten Steckelement 7 wird die Einheit
mit dem Kuppelelement 15 auf die Öffnung des zweiten Steckelementes
7, die im Bereich des Durchbruches 14 der Platte 11
liegt, zugeführt, wobei die Stützarme 19 jeweils durch eine
der beiden Durchtrittsöffnungen 34 zwischen dem Durchbruch 14
und dem zweiten Steckelement 7 durchtreten. Danach erfolgt ein
Kippen der das Kupplungselement 15 umfassenden Einheit, von
dem jedoch das erste Steckelement 1 nicht beeinflusst ist, da
es schwenkbar an den beiden Stützarmen 19 gelagert ist. Die
beiden Stützarme 19 legen sich mit ihren vorkragenden Abschnitten
und dort insbesondere mit den Stützflächen 21 gegen
die erste Seite 12. Bei weiterer Krafteinwirkung auf das Kuppelelement
15 über die Schutzkappe 30 wird auch der den beiden
Stützflächen 21 entfernte Abschnitt des Kuppelelementes 15 an
die zweite Seite 13 der Platte 11 angenähert. Dabei gelangen
die Stellflächen 28 des aus Figur 2 ersichtlichen Federelementes
25 gegen den Rand des Durchbruches 14, und zwar im Bereich
der Ausnehmungen 9, und werden durch den schrägen Verlauf nach
innen gebogen, d.h. die beiden Rastschenkel 26 federn aufeinander
zu, bis sie den Durchbruch 14 passiert haben. Aufgrund
der Rückstellkraft des Federelementes 25 gelangen, wenn ein
genügend großer Anpressdruck erzielt wurde, die beiden Rastflächen
27 über die erste Seite 12, so dass die Einheit aus
Kuppelelement 15 und erstem Steckelement 1 sicher an der Platte
11 gehalten ist. Bei fortschreitender Annäherung des den
Stützflächen 21 entfernten Bereiches der Anlagefläche 18 des
Kuppelelementes 15 ergibt sich aufgrund der Hebelverhältnisse
eine Vergrößerung der Anpresskraft bei gleicher aufzubringender
Handkraft, so dass ein sicheres Verbinden der beiden
Steckelemente 1 und 7 gegeben ist und die für eine gute Abdichtung
und den Ausgleich von Unebenheiten im Bereich der
zweiten Seite 13 erforderliche Anlage der Weichdichtung 24 an
die Platte 11 erreicht wird. Die Einpresskraft, mit der das
erste Steckelement 1 in das zweite Steckelement 7 eingeführt
und die diesen zugehörigen Anschlusskontakte verbunden werden,
kann zusätzlich zu den Hebelverhältnissen, die sich aufgrund
der fixen Abstände der Stützflächen 21 der Stützarme 19 ergeben,
noch durch den Kurvenverlauf der Lagerdurchbrüche 22 verändert
werden.
Aus Figur 4 ist der montierte Zustand erkennbar. Es ist erkennbar,
dass die beiden Stützarme 19 mit ihren Stützabschnitten
20 in Richtung zum zweiten Steckelement 7 über die erste
Seite 12 der Platte 11 vorragen und sich mit den Stützflächen
21 gegen die erste Seite abstützen. Ferner ist erkennbar, dass
das Federelement 25 im Bereich des Durchbruches des ersten
Steckelementes 7 gegen die erste Seite 12 der Platte 11 anliegt
und die Einheit verriegelt.
Der Verriegelungszustand ist insbesondere aus Figur 5 erkennbar.
Es ist ersichtlich, dass das Federelement 25 seinen Normalzustand,
d.h. den ungespannten Zustand einnimmt. Dabei liegen
die Rastflächen 27 gegen die erste Seite 12 neben dem Rand
des Durchbruches 14. Das Kuppelelement 15 ist in Anlage zur
zweiten Seite 13 der Platte 11 gehalten. Die Weichdichtung 24
und der Dichtabschnitt 32 der Schutzkappe 30 liegen gegen die
zweite Seite 13 abdichtend an. Ferner sind im Bereich des
zweiten Steckelementes 7 die Ausnehmungen 9 erkennbar. Wenn
außen im Bereich der Schutzkappe 30 auf die beidseitig angeordneten
Betätigungsabschnitte 33 drückend eingewirkt wird,
werden auch die darunter liegenden Ausformungen 29 des Federelementes
25 beaufschlagt. Dadurch werden die beiden Rastschenkel
26 aufeinander zu bewegt, so dass die die Rastfläche
27 und die Stellfläche 28 aufweisenden abgewinkelten Abschnitte
des Federelementes 25 jeweils in eine Ausnehmung 9 eintauchen,
so dass die Rastflächen 27 außer Kontakt zur ersten Seite
12 der Platte 11 gelangen. Dann kann das erste Steckelement
1 durch ziehendes Einwirken auf das Kuppelelement 15 über die
Schutzkappe 30 aus dem zweiten Steckelement 7 herausgezogen
werden.
Bezugszeichenliste
- 1
- erstes Steckelement
- 2
- erste Anschlusskontakte
- 3
- Lagerzapfen
- 4
- Schwenkachse
- 5
- Seitenfläche
- 6
- Seitenfläche
- 7
- zweites Steckelement
- 8
- zweite Anschlusskontakte
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Halteansatz
- 11
- Platte
- 12
- erste Seite
- 13
- zweite Seite
- 14
- Durchbruch
- 15
- Kuppelelement
- 16
- Seitenwand
- 17
- Seitenwand
- 18
- Anlagefläche
- 19
- Stützarm
- 20
- Stützabschnitt
- 21
- Stützfläche
- 22
- Lagerdurchbruch
- 23
- Halteausnehmung
- 24
- Weichdichtung
- 25
- Federelement / Einrastmittel
- 26
- Rastschenkel
- 27
- Rastfläche
- 28
- Stellfläche
- 29
- Ausformung
- 30
- Schutzkappe
- 31
- Einführabschnitt
- 32
- Dichtabschnitt
- 33
- Betätigungsabschnitt
- 34
- Durchtrittsöffnung