Steckverbinder mit einem Stecker, einem Zwischenteil und einem Gehäuse
Bekannt sind Zwischenteile beispielsweise in der Form von Zwischensteckern. Derartige Zwischenstecker können beispielsweise als Adapter oder als Auskoppelglieder verwendet werden .
Bei der Montage von Kraftfahrzeugen besteht das Problem, daß innerhalb des Lenkrads angeordnete elektrische Leitungen sicher mit einem zugeordneten Anschluß eines Wickelfedergehäuses verbunden werden müssen. Dabei besitzt dieses Wik- kelfedergehäuse ein den Anschluß tragenden Deckel, welcher gegenüber dem restlichen Teil des Gehäuses drehbar ist und welcher mechanisch mit dem drehbaren Lenkrad gekoppelt ist. Die Anschlußleitungen innerhalb des Lenkrades laufen zu in dem Lenkrad angeordneten besonders wichtigen Sicherheitseinrichtungen wie beispielsweise Autohupe und Airbag. Es muß daher sichergestellt werden, daß unter allen Umständen eine dauerhafte gute Kontaktgabe zwischen den Anschlüssen des Lenkrades und dem Anschluß an dem Deckel des Wickelfedergehäuses gewährleistet ist. Ein derartiger Anschluß läßt sich beispielsweise durch Lötverbindungen herstellen. Derartige Lötverbindungen sind aber umständlich während des Montagevorgangs des Lenkrades anzubringen. Es ist daher anzustreben, daß die Verbindung zwischen dem Anschluß an dem Lenkrad und dem Wickelfedergehäuse mittels einer Steckverbindung eingerichtet werden kann.
Unter der Voraussetzung, daß zwischen der Wickelfeder im Wickelfedergehäuse und dem Zwischenteil eine dauerhafte und gute elektrische Verbindung besteht, ist es daher notwendig, daß der mit dem Lenkrad verbundene Stecker in Form einer Steckverbindung sicher und dauerhaft mit dem Zwischenteil elektrisch und mechanisch verbunden wird.
Naturgemäß ist das Zwischenteil gegenüber dem Gehäuse verschiebbar. Es besteht daher das Problem, daß das Zwischenteil dem Stecker ausweichen kann, bevor dieser endgültig und eindeutig in seine Anschlußlage gegenüber dem Zwischenteil gelangt ist. Es soll somit sichergestellt werden, daß eine Verschiebung des Zwischenteils durch den Stecker erst dann möglich wird, wenn der Stecker sicher mit dem Zwischenteil elektrisch und mechanisch verbunden ist.
Die Erfindung geht daher aus von einem Steckverbinder der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung und löst die bestehende Aufgabe durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, daß das Zwischenteil während des Einsteckvorgangs des Steckers gegenüber dem Gehäuse blockiert ist und somit der Bewegung des Steckers nicht ausweichen kann. Diese Blockierungsbewegung wird erst dadurch aufgehoben, daß der Stecker seine einwandfreie Lage innerhalb des Zwischenteils erreicht hat. Die Bewegung des Steckers steuert damit zwangsläufig die Blok- kierung des Zwischenteils bzw. die Beendigung dieser Blockade. Erst nachdem also der Stecker seine ordnungsgemäße Lage innerhalb des Zwischenteils erreicht hat, ist es möglich, das Zwischenteil innerhalb des Gehäuses in einen definierten zweiten Lagebereich zu verschieben. Das Montagepersonal erhält somit einen deutlichen Hinweis darauf, daß der Stecker zuverlässig und im durchgeschalteten Zustand in dem Zwischenteil sitzt. Dieser Hinweis geschieht durch die nachgebende Bewegung des Zwischenteils. Somit kann also das
Lenkrad sehr schnell und zuverlässig mit dem Wickelfedergehäuse elektrisch verbunden werden ohne daß hierzu an Ort und Stelle noch Löt-, Schweiß-, Schneid- oder Krimpverbindungen durchgeführt werden müßten, die wegen der schwierigen Zugänglichkeit der miteinander zu verbindenden Teile sowie des nur schwer auszuleuchtenden Arbeitsraums schwierig zu bewerkstelligen sind.
Ein besonders einfaches Halteelement erhält man durch die Verwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 2. Danach wird durch die Einsteckbewegung des Steckers in das Zwischenteil ein Spreizhebel aufgespreizt , welcher dafür sorgt, daß auch bei größerer Kraftaufwendung das Zwischenteil so lange im Gehäuse festgehalten wird, bis der Stecker die richtige Lage im Zwischenteil erreicht hat. Dabei kann sich der Spreizarm beispielsweise am Gehäuse befinden. Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich aber bei Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 3. Steckt man den Stecker in eine entsprechende Ausnehmung, so fährt dabei der Spreizarm in seine blockierende Spreizlage. Dabei muß allerdings der Kraftaufwand zum Spreizen des Spreizarmes kleiner sein als die Haltekraft des Zwischenteils im Gehäuse. Ist erstmal der Arm weit genug ausgespreizt, so kann der Spreizarm selbsttätig dafür sorgen, daß das Zwischenteil nicht in das Gehäuse ausweicht, so daß eine zusätzliche Spreizung des Spreizarms erfolgen kann, die das Zwischenteil auch gegen größere Kräfte in Einsteckrichtung des Steckers gegenüber dem Gehäuse sichert.
Um für die notwendige Haltekraft zu sorgen, die zum Spreizen des Spreizarms notwendig wird, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Damit kann auch das Zwischenteil sehr einfach in das Gehäuse eingefügt werden, indem es in das Gehäuse rastend eingesteckt wird.
Sobald der Stecker den Boden der zugehörigen Ausnehmung in dem Zwischenteil erreicht, kann die auf den Stecker ausgeübte Kraft voll auf das Zwischenteil übertragen werden. Diese Kraft reicht aus, um das Zwischenteil aus seiner Rastverbindung im Gehäuse zu reißen und dieses gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 5 in eine zweite definierte Lage zu fördern. In dieser Lage soll das Zwischenteil gegenüber dem Gehäuse entsprechend der genannten Merkmalskombination einen gewissen Bewegungsspielraum haben. Hierdurch werden Exzentrizitätstoleranzen zwischen Lenkrad und Wickelfederkassette eleminiert, um Geräusche und um unerwünschte Krafteinwirkungen zu vermeiden. Der Vorteil besteht hierbei auch darin, daß Schlagbewegungen und Rüttelbewegungen des Steuerrades nicht unmittelbar auf die elektrische Verbindung zwischen Stecker und Zwischenteil durchschlagen, da das mit dem Stekker rastend verbundene Steckerteil in dem Gehäuse im gewissen Sinne schwimmen kann. Das setzt natürlich voraus, daß zwischen dem Zwischenteil selbst und den über das Gehäuse von der Wickelfeder her geführten elektrischen Kontakten eine gute dauerhafte elektrische Verbindung wie beispielsweise eine Krimp- oder Lötverbindung besteht, so daß bei der Bewegung des Zwischenteils die elektrische Kontaktgabe nicht herabgesetzt wird.
Um das Zwischenteil aus seinem zweiten definierten Lagebereich, in dem es schwimmend im Gehäuse gelagert ist, wieder in seine Raststellung durch Zurückziehen des Steckers transportieren zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6. Das Zurückfallen des Spreizarms in eine zugehörige Steckerausneh- mung beim Erreichen der ordnungsgemäßen Kontaktlage des Steckers im Zwischenteil hebt also nicht nur die Blockade des Zwischenteils auf, sondern schafft auch eine hinreichende Rastverbindung zwischen diesen beiden Teilen, um das Zwischenteil in Lösebewegung von seinem zweiten Lagebereich in seine Raststellung gegenüber dem Gehäuse zu befördern. An-
Spruch 7 gibt hierzu eine bevorzugte Kombination von Merkmalen an.
Um einerseits dem Zwischenteil eine gewisse Bewegung innerhalb des Gehäuses zu erlauben und andererseits diese Bewegung zu begrenzen, empfiehlt sich in Weiterbildung die Merkmalskombination nach Anspruch 8. Durch den elastisch verschwenkbaren Haltearm wird das Zwischenteil innerhalb des zweiten Lagebereichs gehalten, so daß der zweite Haltearm einen elastischen Begrenzungsvorsprung dieses Lagebereiches ergibt. Um nun das Zwischenteil aus dem zweiten Lagebereich wieder in die erste Rastverbindung zu dem Gehäuse fördern zu können, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 9. Die zweite Rastverbindung zwischen Stecker und Zwischenteil ist also so gewählt, daß sie sich nicht lösen kann, wenn das Zwischenteil über den Stecker und entgegen der Rastkraft des Haltearms aus dem zweiten Lagebereich heraus in die erste Rastverbindung hineingezogen wird. Solange nicht die obere Raststellung erreicht ist, können die oberen Spreizhaken des Zwischenstücks nicht weit genug aufgehen, um den Stecker freizugeben. Dies ist unabhängig von der Reibkraft. Zum Lösen des Steckers aus dem Zwischenteil und damit dem Lösen des Lenkrads von dem Wickelfeldergehäuse empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 10. Dabei ist es besonders wichtig, daß die zweite Rastverbindung zwischen Stecker und Zwischenteil gerade gelöst ist, wenn das Zwischenteil über die erste Rastverbindung mit dem Gehäuse verrastet ist. Nur auf diese Weise ist es möglich, daß der Stecker zum einen sicher in dem Zwischenteil gehalten ist, andererseits aber bei in der ersten Rastverbindung befindlichem Zwischenteil aus dem Zwischenteil ohne Schwierigkeiten gelöst werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 in geschnittener Darstellung einen ersten Zustand der Steckverbindung
Fig. 2 einen zweiten Zustand der Steckverbindung nach Fig. 1
Fig. 3 einen dritten Zustand der Steckverbindung nach Fig. 1
Fig. 4 einen vierten Zustand der Steckverbindung nach Fig. 1
Fig. 5 einen fünften Zustand der Steckverbindung nach Fig. 1 und
Fig. 6 die Steckverbindung nach Fig. 1 in seitlicher Ansicht.
Aus Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Deckels 1 eines Wickelfedergehäuses (siehe auch DE-OS 195 11 693) zu erkennen. Dieser Deckel ist symmetrisch zur Drehachse des Lenkrads angeordnet und wird im Betriebszustand mechanisch mit dem Lenkrad verbunden. Der Deckel folgt also der Drehbewegung des Lenkrades, während der restliche Gehäuseteil des Wickelfedergehäuses gegenüber dem Fahrzeugchassis starr angeordnet ist. Innerhalb des Wickelfedergehäuses ist in bekannter Weise ein Spiralband angeordnet, welche die elektrische Verbindung zwischen dem sich drehenden Lenkrad und dem starren Gehäuse der Wickelfeder schafft, wobei das Wickelfedergehäuse wieder mit ortsfesten Anschlüssen am Lenkstockschalter des Fahrzeugs elektrisch verbunden sein kann.
Radial versetzt zur Drehachse des Deckels 1 ist ein Steckergehäuse 2 einstückig angeformt, welches der Aufnahme eines Zwischenteils 3 dient. Das Zwischenteil besitzt zwei oder mehr Rastfinger 4, die in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand in
entsprechende Rastöffnungen 5 im Gehäuse 2 eingreifen. Hierdurch ergibt sich eine erste Rastverbindung von Zwischenteil 3 und Gehäuse 2. Das Zwischenteil 3 weist noch eine Einstecköffnung 6 auf, in die ein mit elektrischen Kontakten versehener Stecker 7 sauber geführt einsteckbar ist. An der Seitenwand 8 der Einstecköffnung 6 sind zwei elastische Spreizarme vorgesehen, welche an die Seitenwand 8 angegossen sind und um ihren Befestigungspunkt an der Seitenwand elastisch ausgeschwenkt werden können.
Das Zwischenteil 3 selber ist mit nicht dargestellten Kontakten versehen, welche über flexible Leitungen 8 (Fig. 6) mit einem Anschlußpunkt an dem Deckel 1 elektrisch sicher und dauerhaft verbunden sind. Weiterhin besitzt der mit dem Lenkrad verbundene Stecker 7 Anschlußkontakte, die über ein Kabel mit elektrischen Einrichtungen im nicht gezeigten Lenkrad verbunden sind.
Man kann sich Figur 1 so vorstellen, daß ein mit einem Lenkrad verbundener Stecker 7 oberhalb des Zwischenteils 3 angeordnet ist, so daß durch Senken des Lenkrades gegenüber dem Zwischenteil der Stecker 7 in die Einstecköffnung 6 eingeführt werden kann.
In Fig. 2 ist der Stecker 7 während dieser Einsteckbewegung in der Einstecköffnung 6 dargestellt. Für die Erfindung wichtig ist es, daß die Seitenflächen des Steckers 7 die in die Einstecköffnung 6 eingeschwenkten Rückenflächen 9 nach außen verschwenkt, so daß die Stütznasen 10 der Spreizarme 11 über die Kontur der Seitenwand 12 des Gehäuses 2 ragt. Dabei blockieren die Stütznasen 10 eine mögliche Bewegung des Zwischenteils 3 in das Gehäuse hinein. Das ist auch insofern wichtig, weil zum ordnungsgemäßen Ineinanderstecken der nicht dargestellten Steckkontakte des Zwischenteils 3 und des Steckers 7 nicht unerhebliche Kräfte nötig sind. Während also zu Beginn der Einsteckbewegung des Steckers 7
in die Einstecköffnung 6 das Zwischenteil 3 durch die erste Rastverbindung zwischen den Rastfingern 4 und der Rastöffnung 5 gehalten wird und so der Bewegung des Steckers 7 nicht ausweichen kann, wird diese Längsbewegung des Zwischenteils, wie aus Fig. 2 ersichtlich, später durch die ausgefahrenen Stütznasen 10 verhindert. Da somit sichergestellt ist, daß das Zwischenteil der Steckerbewegung auch bei größeren Kräften (Einsteckkraft der Steckkontakte) nicht ausweichen kann, fährt der Stecker 7 bis zum Boden 13 der Einstecköffnung bzw. bis zu einem entsprechenden Anschlag 6 und schlägt dort an. In diesem Zustand muß die ordnungsgemäße Kontaktgabe erreicht sein. In diesem somit erreichten dritten Zustand, der in Fig. 3 dargestellt ist, liegt den Rückenflächen 9 der Spreizarme 11 jeweils eine Ausnehmung 14 gegenüber, in die die Spreizarme 11 elastisch zurückschwenken können. Damit kommen die Stütznasen 10 in ihre Entriegelungsstellung, in der sie einer Einwärtsbewegung des Zwischenteils in das Gehäuse nicht mehr im Wege stehen. Die somit jetzt auf den Boden 13 der Einstecköffnung 6 ausübbare Kraft durch den Stecker 7 wird voll auf die erste Rastverbindung zwischen Rastfinger 4 und Rastöffnung 5 übertragen. Die Rastöffnung 5 ist in einen Schwenkarm 15 des Gehäuses 2 eingebracht, der der von dem Stecker 7 auf die Rastfinger 4 ausgeübten Kraft entgegenwirken kann, wodurch der Schwenkarm 15, wie aus Fig. 4 ersichtlich, ausgeschwenkt wird und die erste Rastverbindung zwischen Rastfingern 4 und Rastöffnung 5 gelöst wird. Damit können die Rastfinger 4 in zugeordnete Rastnuten 17 eintauchen, deren Wände die Bewegung der Rastfinger 4 in Löserichtung des Steckers 7 begrenzen.
Für die Erfindung wichtig ist nun, daß in dem Zustand gemäß Fig. 5 sich das Zwischenteil mit seinen Fingern 4 zwar im Bereich der Rastnuten 17 bewegen kann, dabei aber der Stekker 7 mit dem Zwischenteil 3 eng verrastet bleibt. Das Zwischenteil 3 mit arretiertem Stecker befindet sich im "schwimmenden" Bereich. Dieser ist zum Eliminieren von Ex-
zentrizitätstoleranzen zwischen Lenkrad und Wickelbandkassette notwendig, sonst kann das Lenkrad Kräfte auf die Wik- kelbandkassette ausüben mit folgenden Gefahren: Geräuschbildung (Schaben, Kratzen) oder im Extremfall auch Bruchgefahr des fest angespritzten Steckergehäuses 2.
Die erfindungsgemäße Bewegbarkeit des Steckers sorgt bei sicherer Kontaktgabe zusätzlich noch für einen Toleranzausgleich in Höhenrichtung zwischen Lenkrad und Wickelfeder- gebäuse bzw. Wickelfederdeckel. Bei der Erfindung handelt es sich um eine Steckverbindung, die eine definierte Ausgangsposition (maßlich) anbietet, in die ein Stecker über eine voreilende Führung leicht hineinfindet. Beim weiteren Zusammenstecken wird zwangsweise eine sichere elektrische Kon- taktierung erreicht, bevor die "schwimmende" Endstellung erreicht wird.
Ein Öffnen der Steckverbindung führt ebenfalls wieder zwangsweise zur definierten Ausgangsposition zurück.
Die Erfindung geht davon aus, daß ein guter elektrischer Kontakt zwischen den elektrischen Anschlüssen der Wickelfeder und den Kontakten des Zwischenteils zum Stecker 7 hin besteht, die allerdings in der vorliegenden Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Verbindung kann beispielsweise durch ein flexibles Leiterband 18 geschehen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Die Kontakte des Zwischenteils sind mit den Leitungen des Leiterbands 18 fest verbunden, beispielsweise durch Löten, Krimpen, durch eine Schneidsteckverbindung oder ähnliches .
Ein anderer wichtiger Aspekt der Erfindung ist es, daß in dem Zustand nach Fig. 5 die Spreizbewegung der Rastfinger 11 durch die Innenwände 19 des Gehäuses 2 stark eingeschränkt ist, so daß sie so lange in Verriegelungsstellung bleiben, wie die Rastfinger 11 sich im Bereich der Innenwände des
Gehäuses 2 befinden. Hierdurch bleibt auch der Stecker 7 gegenüber dem Zwischenteil 3 bei einer Lösebewegung des Steckers 7 verriegelt. Es können somit von dem Stecker 7 in Löserichtung größere Kräfte auf das Zwischenstück 3 in Löserichtung des Steckers ausgeübt werden, die in der Lage sind, das Zwischenstück 3 in die erste Raststellung gemäß Fig. 3 zu ziehen, wobei durch diese Kraft der Schwenkarm 15 ausgeschwenkt wird, so daß der zugehörige Rastfinger 4 passieren kann. Nach dem Erreichen des Zustands gemäß Fig. 3 bleibt das Zwischenteil 3 verrigelt stehen. Bei dem in Fig. 3 in Löserichtung erreichte Zustand bleiben die Spreizarme so lange in ihrer den Stecker 7 verriegelnden Stellung, bis durch die auf den Stecker 7 ausgeübte Kraft in Löserichtung die Spreizarme 11 durch Rastansätze 20 nach außen gedrückt werden und so den Stecker 7 gegenüber dem Zwischenteil 3 freigeben. Damit kann nunmehr der Stecker 7 die Einstecköffnung 6 verlassen, während durch die erste Rastverbindung 4,5 das Zwischenteil 3 im Stecker festgehalten wird. Hierdurch wird gleichzeitig auch die nicht dargestellte elektrische Verbindung zwischen Stecker und Zwischenteil aufgetrennt.
Fig. 6 zeigt die Steckverbindung gemäß Zustand 1 (Fig. 1) in Seitenansicht. In dem Gehäuse 2 sind Führungsnuten 22 vorgesehen, die in Verbindung mit einem Führungssteg 23 für eine seitliche Führung des Zwischenteils im Gehäuse 2 sorgen. Fig. 6 zeigt auch einen in eine Rastöffnung 5 eingerasteten Rastfinger 4.
Für die Erfindung wichtig ist auch die Auswahl der entsprechenden Anlaufschrägen, die die notwendigen Halte- bzw. Lösekräfte der einzelnen Rastverbindungen festlegen und so die gewünschte Arbeitsweise des Steckverbinders sicherstellen.