DE10012324A1 - Steckverbindersystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steckverbindungssystem mit einem Stecker (1), einem Gegenstecker (2), jeweils komplementäre Steckgesichter (150, 16) aufweisen, wobei die Kontakthalterung (15) des Gegensteckers (2) durch mindestens ein Federelement (25) vorgespannt und durch Rastarme (24) in einer Montagestellung gehalten wird. Der Stecker (1) und der Gegenstecker (2) werden zuerst durch Verriegelungsarme (7) aneinandergekoppelt und bei weiterem Einführen der Rastarme (24) durch eine am Stecker angeordnete Entriegelungsvorrichtung (5) von der Kontakthalterung (15) des Gegensteckers gelöst, wodurch das Steckgesicht (150) durch Federkraft vollständig mit dem komplementären Steckgesicht (16) des Steckers in Eingriff gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckverbindersystem mit einem Stecker und einem Gegenstecker, der eine Kontakthalterung aufweist, wobei der Stecker und die Kontakthalterung je­ weils komplementäre Steckgesichter aufweisen. Die Erfindung findet überall dort Anwendung, wo mit geringer Einsteck­ kraft das Steckverbindersystem verbunden werden kann. Ein besonderer Anwendungsbereich liegt in der Automobilindu­ strie bei "fliegenden", d. h. freiliegenden Kupplungen, bei­ spielsweise an Kabelbäumen im Fahrgastraum. Ein weiterer Anwendungsbereich ist der Anschluß für Geräte, wobei der Stecker an einem elektrischen Gerät, beispielsweise einem Generator, angeformt ist, auf den der Gegenstecker aufge­ setzt wird.

Es sind Steckverbindersysteme bekannt, die unter anderem in der Automobilindustrie verwendet werden und üblicherweise mehrpolig ausgebildet sind. Bei diesen Steckverbindersyste­ men muß das Steckgesicht eines Steckers auf ein komplemen­ täres Gesicht aufgesteckt werden, wobei der Stecker und der komplementäre Stecker jeweils eine Vielzahl von Kontakt­ stiften bzw. Kontaktbuchsen aufweisen können. Für ein voll­ ständiges Zusammenstecken dieser Steckverbindersysteme ist normalerweise ein erhöhter Kraftaufwand notwendig, um die Kontaktstifte in die jeweils dafür vorgesehenen Kontakt­ buchsen einzuführen. Durch diesen erhöhten Kraftaufwand kann es beispielsweise bei schwer zugänglichen Steckverbin­ dersystemen schwierig sein, diese miteinander zu verbinden. Ebenso kann bei dem erhöhten Kraftaufwand das Steckverbin­ dersystem beschädigt werden, wenn die beiden Steckgesichter nicht genau aufeinander aufgesetzt werden.

Die DE-A 197 56 494 beschreibt ein Steckverbindungssystem, das eine unvollständige Verbindung verhindert und hierfür ein elastisches Bauteil umfaßt, das in einem Gehäuse des einen von zwei Steckverbinderteilen vorgesehen ist, wobei eine Rückstellkraft des elastischen Bauteils verhindert, daß die genannten zwei Steckverbinder nur halb ineinander­ gesteckt werden. Weiterhin ist ein Steckverbinder offen­ bart, bei dem ein erstes Steckergehäuse einen Rahmen und eine Kontakthalterung aufweist, wobei der Rahmen und die Kontakthalterung über Federn verbunden sind. Wird dieses Steckergehäuse auf ein Gegengehäuse aufgesteckt, wird der Rahmen durch den Gegenstecker entgegen der Federkraft nach hinten gedrückt, wobei die Federn die Kontakthalterung bei einer nicht geglückten Kontaktierung nach hinten entgegen der Steckrichtung hinausdrücken. Dies hat den Nachteil, daß die Verbindung der beiden Steckergehäuse entgegen der Federkraft erfolgt, so daß ein erhöhter Kraftaufwand notwen­ dig ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steck­ verbindersystem zu schaffen, das die Verbindung der beiden Steckergehäuse mit geringem Kraftaufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontakthalterung des Gegensteckers mindestens ein Federele­ ment vorspannt und durch Rastarme in einer Montagestellung gehalten wird und daß Stecker und Gegenstecker zuerst an­ einandergekoppelt werden und bei weiterem Einführen die Rastarme durch eine am Stecker angeordnete Entriegelungs­ vorrichtung von der Kontakthalterung des Gegensteckers ge­ löst werden, wodurch das Steckgesicht durch Federkraft vollständig mit dem komplementären Steckgesicht des Stec­ kers in Eingriff gebracht wird.

Stecker und Gegenstecker können somit durch einen einfachen Verriegelungsmechanismus aneinandergekoppelt werden, ohne daß ein erhöhter Kraftaufwand hierfür notwendig ist. Beim weiteren Einführen des Steckers in den Gegenstecker wird die Kontakthalterung des Gegensteckers gelöst und schiebt sich nur durch Federkraft ohne Kraftaufwendung einer Bedie­ nungsperson auf das komplementäre Steckgesicht, wodurch ei­ ne einfache und sichere Verbindung des Steckverbindersy­ stems erreicht wurde.

Durch die Federkraft des Federelements werden komplementäre Kontakte des Steckverbindersystems vorzugsweise miteinander in Eingriff gebracht, so daß die elektrische Verbindung zwischen dem Stecker und dem Gegenstecker erfolgt ist.

Das Federelement kann zwischen einer Gehäuserückwand des Gegensteckers und einer an der Kontakthalterung ausgebildeten Auflagefläche eingespannt sein. Ebenso kann die Kon­ takthalterung vorgespannt durch vier Federelemente durch die Rastarme in Montageposition gehalten werden, wobei an jedem Eck der rechteckförmig ausgebildeten Kontakthalterung ein Federelement vorgesehen ist. Durch diese vorzugsweise vier Federelemente können auch größere Einschubkräfte über­ wunden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Federelemente jeweils an einem Eck angeordnet, wodurch das Steckgesicht gleichmäßig parallel zur Einführrichtung auf das komplementäre Steckgesicht geschoben wird. Hier­ durch wird vermieden, daß die eventuell vorhandenen Kon­ taktstifte beim Einführen schräg in die Kontaktbuchsen ein­ geführt werden und sich somit verbiegen. Es kann jedoch je nach Anwendungsbereich jede andere beliebige Anzahl von Fe­ derelementen verwendet werden.

Die Entriegelungsvorrichtung zur Entriegelung des Steckge­ sichts ist vorzugsweise schenkelförmig ausgebildet, er­ streckt sich parallel zur Steckachse und ist am freien Ende abgeflacht. Die Rastarme, die das Federelement in der Mon­ tagestellung halten, weisen jeweils einen Rasthaken auf, der eine an der Kontakthalterung des Gegensteckers ausge­ bildete Schulter hintergreift. Beim Einführen des Gegen­ steckers in den Stecker hebt die Entriegelungseinrichtung den Rasthaken von der Schulter ab, wodurch die Kontakthal­ terung freigegeben wird und durch die Federkraft der vorge­ spannten Federelemente in Richtung des komplementären Steckgesichts geschoben wird. Natürlich ist auch jeder an­ ders gebildete Mechanismus zum Entriegeln der Rasthaken möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kontakthal­ terung für jede Entriegelungsvorrichtung an ihrer Mantel­ fläche eine Nut auf, in die die Entriegelungsvorrichtung eingeführt wird, wenn das Steckgesicht auf das komplementäre Steckgesicht geschoben wird. Die Entriegelungsvorrich­ tung gleitet entlang der Nut an der Kontakthalterung ent­ lang, während sich das Steckgesicht des Gegensteckers in Richtung des komplementären Steckgesichts des Steckers be­ wegt. Hierdurch wird die Kontakthalterung bei ihrer Bewe­ gung geführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Stecker Füh­ rungswände auf, die die Kontakthalterung ebenso bei ihrer Bewegung in Richtung des komplementären Steckgesichts füh­ ren.

Weiterhin kann die Kontakthalterung über ein Langloch in der Außenseite des Gegensteckers mit einem Betätigungsele­ ment verbunden sein, mit dem die Kontakthalterung bei gelö­ ster Steckverbindung entgegen der Steckrichtung verschoben und wieder in Montageposition verrastet werden kann. Wenn die Steckverbindung gelöst wurde, befindet sich das Steck­ gesicht des Gegensteckers durch die Federkraft in einer Endstellung, in der es normalerweise mit dem komplementären Steckgesicht zusammengefügt ist. Zur Wiederverwendung des Steckverbindersystems kann nun die Kontakthalterung des Ge­ gensteckers durch das Betätigungselement entgegen der Steckrichtung und entgegen der Federkraft wieder in die Montagestellung gebracht werden.

Weiterhin kann der Gegenstecker Verriegelungsarme aufwei­ sen, durch die der Stecker beim Einführen an den Gegenstec­ ker gekoppelt wird. Die Verriegelungsarme weisen vorzugs­ weise eine Schulter auf, die eine in der Mantelfläche des Steckers ausgebildete Aussparung hintergreift. Hierdurch wird der Stecker mit dem Gegenstecker verbunden, bevor die Entriegelungsvorrichtung die Rastarme vom Steckgesicht löst, wodurch verhindert wird, daß der Stecker und der Ge­ genstecker durch die Federkraft auseinanderbewegt werden.

Im folgenden werden beispielhaft Ausführungsformen der Er­ findung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Stecker und den Gegenstecker in perspektivi­ scher Ansicht,

Fig. 2a und 2b den Stecker und die Entriegelungsvor­ richtungen mit ihren Steckgesichtern in einer schrägen Draufsicht,

die Fig. 3a und 3b einen Schnitt durch das Steckverbinder­ system vor dem Lösen des Steckgesichts in der Mon­ tagestellung bzw. das Steckverbindersystem, nachdem das Steckgesicht durch die Entriegelungsvorrichtung gelöst wurde und über das komplementäre Steckge­ sicht geglitten ist,

Fig. 4 einen Schnitt in perspektivischer Ansicht durch das erfindungsgemäße Steckverbindersystem,

Fig. 5 das Steckverbindersystem im verbundenen Zustand mit einem Teilschnitt durch durch die Steckgesichter,

Fig. 6 eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform, und

Fig. 7 die zweite Ausführungsform in einem Längsschnitt.

In Fig. 1 sind ein Stecker 1 und ein Gegenstecker 2 im ent­ koppelten Zustand dargestellt. Der Stecker 1 weist eine Mantelfläche 3 auf, die die Öffnung 4 zur Aufnahme des Ge­ gensteckers 2 begrenzt. In der Öffnung 4 sind Entriege­ lungsvorrichtungen 5 abgebildet, die an ihrem vorderen Ende 6 eine Abflachung aufweisen. Der Gegenstecker 2 weist an seiner Außenseite Verriegelungsarme 7 auf, die auf ihrer Außenseite 8 eine in Steckrichtung keilförmig zulaufende Erhebung 9 mit einer Schulter 10 aufweisen. Die Verriege­ lungsarme 7 werden beim Einführen des Gegensteckers 2 in den Stecker 1 in hierfür vorgesehene Kanäle 11 eingeführt. Die Mantelfläche 3 weist bei den U-förmig ausgebildeten Kanälen 11 eine Aussparung 12 auf, in die die Erhebung 9 des Rastarms 7 eingreift. Um 90° versetzt zu den Kanälen 11 weist der Stecker 1 zwei gegenüberliegende Ausbuchtungen 13 auf, in denen beim Einführen des Gegensteckers 2 ein Betä­ tigungselement 14 eingreift. Durch das Betätigungselement 14 kann eine Kontakthalterung 15 des Gegensteckers 2 paral­ lel zur Steckrichtung verschoben werden und, wie später er­ läutert wird, wieder in Montagestellung vorgespannt werden.

In Fig. 2a ist die Öffnung 4 des Gegensteckers perspekti­ visch abgebildet und zeigt ein komplementäres Steckgesicht 16. Die in diesem Ausführungsbeispiel vier Entriegelungs­ vorrichtungen 6 sind auf einem Boden des Steckers 1 ange­ ordnet und erstrecken sich parallel zur Steckrichtung. Das komplementäre Steckgesicht 16 weist weiterhin Öffnungen 17 auf, in die (nicht dargestellte) Kontaktmesser eingeführt werden können. Weiterhin weist das komplementäre Steckge­ sicht 16 Führungswände 18 mit versetzten Querstreben 19 an­ geordnet, die die Kontakthalterung 15 des Gegensteckers 2 nach der Entriegelung führen. Diese Führungswände 18 sind sogenannte Koshiri-Wände für den Schutz der (nicht darge­ stellten) Kontaktmesser. Die Wände 18 erheben sich in der Höhe über die Kontaktmesser, so daß beim Aufsetzen des Ge­ gensteckers mit dem Steckgesicht 150 die Kontaktmesser nicht verbogen oder zerstört werden. Die Querstreben 19 dienen der Codierung beim Einführen des Gegensteckers 2.

Wie in Fig. 2b dargestellt, werden beim Einführen des Ge­ gensteckers 2 in den Stecker 1 die Führungswände in Ausspa­ rungen 20 im Steckgesicht 150 des Gegensteckers eingeführt. Der Gegenstecker weist weiterhin Kontaktbuchsen 21 auf, in die die nicht dargestellten Kontaktmesser eingeführt wer­ den. Der Gegenstecker ist am hinteren Ende durch eine Rück­ wand 22 abgeschlossen, deren Überlappung 23 an der Mantel­ fläche des Gegensteckers 2 ansteht. Der Gegenstecker 2 weist weiterhin Rastarme 24 auf, die das durch Federelemen­ te 25 vorgespannte Steckgesicht in einer Montagestellung halten, wie später näher ausgeführt wird. Weiterhin ist das Betätigungselement 14 abgebildet, das über ein Langloch 26 in einer Mantelfläche 27 mit der Kontakthalterung 15 ver­ bunden ist. Es ist natürlich ebenso möglich, daß das Steck­ gesicht 150 Kontaktmesser aufweist, die in Kontaktbuchsen des komplementären Steckgesichts eingeführt werden.

Wie in Fig. 3a abgebildet, wird beim Einführen des Gegen­ steckers 2 in den Stecker 1 zuerst der Verriegelungsarm 7 durch einen Steg 28 nach innen gebogen, bis die Schulter 10 in der Aussparung 12 festgesetzt wird. Die Entriegelungs­ vorrichtung 5 hat in der in Fig. 3a dargestellten Position die Rasthaken 29 der Rastarme 24 noch nicht gelöst, so daß die Kontakthalterung 15 in einer Montagestellung gehalten wird. Wie in Fig. 3b dargestellt, wird beim weiteren Ein­ führen das vordere Ende des Gegensteckers 2 gegen einen An­ schlag 30 geführt. Die Entriegelungsvorrichtung 5 hat den Rasthaken 29 von einer an der Kontakthalterung 15 ausgebil­ deten Schulter 31 abgehoben, so daß das Steckgesicht 15 durch die nicht dargestellten vorgespannten Federelemente 25 in Richtung des Steckers 1 geschoben wurde, wobei die Kontakthalterung 15 durch die Führungswände 18 geführt wur­ de.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie der Stecker 1 und der Gegen­ stecker 2 vollständig in Eingriff gebracht sind. Die Erhe­ bung 9 des Verriegelungsarms 7 liegt in der Aussparung 12, so daß der Gegenstecker 2 am Stecker 1 befestigt ist. Die Entriegelungsvorrichtung 5 liegt eingebettet in einer Nut 32, die an der Außenseite der Kontakthalterung 15 ausgebil­ det ist. Nachdem die Entriegelungsvorrichtung 5 den Rastha­ ken 29 des Rastarms 24 von der Schulter 31 abgehoben hat, ist das Steckgesicht geführt von der Führungswand 18 durch das Federelement 25 auf die nicht dargestellten Kontaktmes­ ser des Steckers 1 geschoben. Aufnahmeschächte 33 für die nicht dargestellten Kontaktbuchsen sind mit dem Steckge­ sicht 150 in Steckrichtung verschoben worden. Die Aufnahme­ schächte 33 sind jeweils durch Führungsstege 34 voneinander getrennt.

In Fig. 5 ist das verbundene Steckverbindersystem darge­ stellt, wobei zum besseren Verständnis die Verriegelungsar­ me 7 des Gegensteckers 2 weggelassen wurden. Weiterhin ist ein Teil des Steckverbindersystems im Schnitt dargestellt. Wie zu erkennen ist, ist die Feder 25 zwischen der Gehäuse­ rückwand 22 und einer Auflagefläche 34 angeordnet. Vorzugs­ weise ist die Feder nicht vollständig entspannt, wenn das Steckgesicht auf das komplementäre Steckgesicht aufgescho­ ben wurde. Die Entriegelungsvorrichtung 5 liegt in der Nut 32 der Kontakthalterung 15. Das Betätigungselement 11, mit dem das Steckgesicht wieder in Montagestellung geschoben werden kann, liegt in der Ausbuchtung 13 der Mantelfläche 3.

In Fig. 6 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Steckverbinders dargestellt. In dieser Ausführungs­ form weist der Stecker 1 die beiden Entriegelungsvorrich­ tungen 5 auf, die nach vorne über den Stecker 1 überstehen. In dieser Ausführungsform sind die Verriegelungsarme 7 im Gegensatz zur vorherigen Ausführungsform am Stecker 1 ange­ formt. Der Gegenstecker 2 weist die Kontakthalterung 15 auf, die durch die Feder 25 in Richtung des Steckers 1 ge­ drückt wird, jedoch von den Rastarmen 24 in der Montagepo­ sition gehalten wird. Wie in Fig. 7 dargestellt, lösen beim Einführen des Steckers 1 in den Gegenstecker die Entriege­ lungsvorrichtungen 5 die Rastarme 24 von der Kontakthalte­ rung 15, so daß diese mit ihren Kontaktmessern 36 in Kon­ taktbuchsen 37 durch Federkraft eingeschoben werden. Die Befestigung des Steckers 1 im Gegenstecker erfolgt über die Erhebung 9 mit der Schulter 10, die in der Aussparung 12 einrastet.

Durch das erfindungsgemäße Steckverbindersystem wird ein einfach zu betätigender Steckverbinder erreicht. Für eine elektrische Verbindung zwischen Stecker und Gegenstecker muß nur der Verriegelungsarm des Gegensteckers am Stecker befestigt werden, was mit geringem Kraftaufwand möglich ist. Bei weiterem Einführen wird das durch die Federelemen­ te vorgespannte Steckgesicht gelöst, wodurch das Steckge­ sicht durch Federkraft über das komplementäre Steckgesicht geschoben wird. Somit wird eine leicht betätigbare Steck­ verbindung erreicht.

Claims (12)

1. Steckverbindersystem mit einem Stecker (1) und einem Gegenstecker (2), der eine Kontakthalterung (15) aufweist, wobei der Stecker (1) und die Kontakthalterung (15) jeweils komplementäre Steckgesichter (150, 16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthalterung (15) des Gegensteckers (2) minde­ stens ein Federelement (25) vorspannt und durch Rastar­ me (24) in einer Montagestellung gehalten wird, und daß Stecker (1) und Gegenstecker (2) zuerst aneinanderge­ koppelt werden und bei weiterem Einführen die Rastarme (24) durch eine am Stecker (1) angeordnete Entriege­ lungsvorrichtung (5) von der Kontakthalterung (15) des Gegensteckers (2) gelöst werden, wodurch das Steckge­ sicht (150) durch Federkraft vollständig mit dem kom­ plementären Steckgesicht (16) des Steckers in Eingriff gebracht wird.

2. Steckverbindersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die Federkraft des Federelements (25) komplementäre Kontakte des Steckverbindersystems miteinander in Eingriff gebracht werden.

3. Steckverbindersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (25) zwischen ei­ ner Gehäuserückwand (22) des Gegensteckers und einer an der Kontakthalterung (15) ausgebildeten Auflagefläche (34) eingespannt ist.

4. Steckverbindersystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontakthalterung (15) vorgespannt durch vier Federelemente (25) durch die Rastarme (24) in Montageposition gehalten wird, wobei an jedem Eck der rechteckförmig ausgebildeten Kontakthalterung (15) ein Federelement (25) vorgesehen ist.

5. Steckverbindersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungsvorrich­ tung (5) schenkelförmig ausgebildet ist, sich parallel zur Steckachse erstreckt und am freien Ende abgeflacht ist.

6. Steckverbindersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastarme (24) jeweils einen Rasthaken (29) aufweisen, der eine an der Kon­ takthalterung (15) des Gegensteckers (2) ausgebildete Schulter (31) hintergreift.

7. Steckverbindersystem nach Anspruch 5 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Entriegelungsvorrichtung (5) beim Einführen des Gegensteckers (2) in den Stecker (1) den Rasthaken (29) von der Schulter (31) abhebt, wodurch die Kontakthalterung (15) freigeben wird.

8. Steckverbindersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthalterung (15) für jede Entriegelungsvorrichtung (5) an ihrer Mantel­ fläche eine Nut (32) aufweist, in die die Entriege­ lungsvorrichtung (5) eingeführt wird, wenn das Steckge­ sicht (150) auf das komplementäre Steckgesicht gescho­ ben wird.

9. Steckverbindersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stecker (1) Führungs­ wände (18) aufweist, die die Kontakthalterung (15) bei ihrer Bewegung in Richtung des komplementären Steckge­ sichts führen.

10. Steckverbindersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthalterung (15) über ein Langloch (26) an der Außenseite des Gegenstec­ kers (2) mit einem Betätigungselement (14) verbunden ist, mit dem die Kontakthalterung (15) bei gelöster Steckverbindung entgegen der Steckrichtung verschoben und wieder in Montageposition verrastet werden kann.

11. Steckverbindersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstecker (2) Ver­ riegelungsarme (7) aufweist, durch die der Stecker (1) beim Einführen an den Gegenstecker (2) gekoppelt wird.

12. Steckverbindersystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verriegelungsarme (7) jeweils eine Schulter (10) aufweisen, die eine in der Mantelfläche des Steckers ausgebildete Aussparung (12) hintergreift.