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Title:
ELECTRICAL PLUG-IN CONNECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/008844
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electrical plug-in connector comprising a first plug-in connection element (2) provided with a housing for receiving first electrical contact elements, and a second plug-in connection element (3) provided with a housing for receiving second contact elements which are complementary to the contact elements of the first plug-in connection element (2). A catch element (10) is associated with one of the two plug-in connection elements (2) and a catch cam (5) is associated with the other plug-in connection element (3). When the plug-in connection elements (2) are connected to each other, the catch element (10) engages behind the catch cam (5) of the other plug-in connection element (3) in such a way as to prevent the disconnection. The inventive plug-in connector is characterised in that the catch element (10) is adjustably connected to one plug-in connection element (2) in such a way that it is arranged behind the catch cam (5) in one position, with the required axial play to ensure an adapted engagement, and in another position, in a clamping position wherein the catch element (10) has been displaced in relation to its previous position, against the joining direction for joining the two plug-in connection elements (2), in order to eliminate the axial play, maintaining the engagement arrangement with the catch cam (5) of the other plug-in connection element (3).

Inventors:
KIND KLAUS (DE)
HESSMERST JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/007704
Publication Date:
January 27, 2005
Filing Date:
July 13, 2004
Export Citation:
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Assignee:
KOSTAL LEOPOLD GMBH & CO KG (DE)
KIND KLAUS (DE)
HESSMERST JUERGEN (DE)
International Classes:
H01R13/627; H01R13/631; (IPC1-7): H01R13/631; H01R13/627
Foreign References:
DE10158625A12002-09-19
US5795175A1998-08-18
US4714433A1987-12-22
Attorney, Agent or Firm:
LEOPOLD KOSTAL GMBH & CO. KG (Lüdenscheid, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrischer Steckverbinder, umfassend ein erstes Steckverbin dungsteil (2,17) mit einem Kammergehäuse zur Aufnahme von er sten elektrischen Kontaktelementen und ein zweites Steckverbin dungsteil (3,18) mit einem Kammergehäuse zur Aufnahme von zweiten, komplementär zu den Kontaktelementen des ersten Steckverbindungsteils (2,17) ausgebildeten Kontaktelementen, wobei einem der beiden Steckverbindungsteile (2,17) ein Rast element (10,25) und dem anderen Steckverbindungsteil (3, 18) ein Rastnocken (5) zugeordnet ist und das Rastelement (10,25) bei miteinander verbundenen Steckverbindungsteilen (2,3 ; 17, 18) als Abzugssicherung den Rastnocken (5) des anderen Steckverbin dungsteils (3, 18) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (10,25) derart verstellbar an dem einen Steckverbin dungsteil (2,17) angeschlossen ist, dass dieses in seiner einen Stellung mit dem notwendigen Axialspiel (A) zum Gewährleisten ei nes bestimmungsgemäßen Einrastens hinter den Rastnocken (5) angeordnet ist und sich in seiner anderen Stellung in einer Spann stellung befindet, in der das Rastelement (10,25) gegenüber seiner vorgenannten Stellung entgegen der Fügerichtung zum Fügen der beiden Steckverbindungsteile (2,3 ; 17, 18) unter Beibehaltung der Verrastungsanordnung mit dem Rastnocken (5) des anderen Steckverbindungsteils (3,18) zum Beseitigen des Axialspiels be wegt worden ist.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (10,25) Teil eines an dem einen Steckverbin dungsteil (2,17) mit einem entgegen der Fügerichtung elastisch reagierenden Verbindungsglied (8,19) gehaltenen Rasthaken (9, 20) ist, und dass sich der Rasthaken (9,20) in seiner Spannstellung an einem Widerlager des den Rasthaken (9,20) tragenden Steckverbindungsteils (2,17) abstützt.
3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager durch einen durch einen Randwulst (22) begrenzten Absatz (21) gebildet ist.
4. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rasthaken (9) mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Lagerzapfen (12) in jeweils ein zwei Zapfenpositionen zulassendes Auge (13) eingreift, wobei beide Zapfenpositionen jedes Auges (13) durch einen Totpunkt voneinander getrennt sind.
5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass das Verbindungsglied (9) eine Mäanderform aufweist und sich etwa parallel zur Längserstreckung des das Ra stelement (10) tragenden Rasthakens (9) erstreckt.
6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass dem das Rastelement (10) tragenden Steck verbindungsteil (2) ein auf das Rastelement (10) in Richtung seiner Verriegelungsstellung zum Hintergreifen des Rastnockens (5) des anderen Steckverbindungsteils (3) wirkendes Federelement (11) zugeordnet ist.
7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rastelement (10) tragende Steckverbin dungsteil (2) ein Steckhülsengehäuse und das den Rastnocken (5) tragende Steckverbindungsteil (3) ein Steckergehäuse mit einem Kragen (4) ist, an dessen Außenseite der Rastnocken (5) angeformt ist.
Description:
Elektrischer Steckverbinder Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, umfassend ein erstes Steckverbindungsteil mit einem Kammergehäuse zur Aufnahme von ersten elektrischen Kontaktelementen und ein zweites Steckverbin- dungsteil mit einem Kammergehäuse zur Aufnahme von zweiten, kom- plementär zu den Kontaktelementen des ersten Steckverbindungsteils ausgebildeten Kontaktelementen, wobei einem der beiden Steckverbin- dungsteile ein Rastelement und dem anderen Steckverbindungsteil ein Rastnocken zugeordnet ist und das Rastelement bei miteinander verbun- denen Steckverbindungsteilen als Abzugssicherung den Rastnocken des anderen Steckverbindungsteils hintergreift.

Derartige elektrische Steckverbinder werden unter anderem im Automotiv- Bereich eingesetzt, beispielsweise zum Kontaktieren eines Aktors zum Betätigen der Drosseikappe eines Verbrennungsmotors. Eines der beiden Steckverbindungsteile ist ein Steckhülsengehäuse, während das andere Steckverbindungsteil ein Steckergehäuse ist. Das Steckergehäuse verfügt über einen Steckerkragen zum Schutze der innerhalb des Kragens ange- ordneten Steckerkontakte. Das Steckergehäuse ist bei der vorbeschriebe- nen Ausgestaltung fest installiert ; das Steckhülsengehäuse befindet sich an dem freien Ende eines Anschlusskabelsatzes. Das Steckhülsenge- häuse verfügt über einen Rasthaken, dessen von einer Federzunge ab- gewinkelter Abschnitt das eigentliche Rastelement darstellt. Der Rastha- ken selbst ist angeformt an das Steckhülsengehäuse, so dass die not- wendige Elastizität des Rasthakens aus seiner Materialelastizität resultiert.

Das Steckergehäuse trägt außenseitig einen Rastnocken, der nach be- stimmungsgemäßem Verbinden der beiden Steckverbindungsteile von dem Rastelement des Rasthakens hintergriffen wird. Dieses dient als Ab- zugssicherung. Beim Aufstecken des Steckhülsengehäuses auf das Stec- kergehäuse wird das Rastelement gegen die aus dem Rasthaken resultie- rende Materialelastizität nach außen weggedrückt. Dieses schnappt nach Passieren des Rastnockens zurück, so dass sich das Rastelement dann in seiner bestimmungsgemäßen, den Rastnocken hintergreifenden Ver- riegelungsstellung befindet. Damit ein solches Zurückschnappen erfolgt, ist es notwendig, das Rastelement des Rasthakens und den Rastnocken mit einem zwischen diesen Elementen befindlichen Axialspiel zu konzipie- ren. Dieses notwendige Axialspiel kann sich jedoch nachteilig auf die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen des einen Steck-

verbindungsteils mit denjenigen des anderen Steckverbindungsteils aus- wirken, insbesondere wenn auf den Steckverbinder Vibrationen einwirken, wie dieses bei einer Anordnung des Steckverbinders unmittelbar an der Verbrennungsmaschine der Fall ist. Beeinträchtigungen können vor allem bei einer Übertragung nur geringer oder geringster Ströme eintreten.

Im Hinblick auf die bei der Herstellung der beiden Steckverbindungsteile in Kauf zu nehmenden Toleranzen muss zudem das notwendige Axialspiel so bemessen sein, dass auch bei ungünstigen Herstellungstoleranzen in jedem Fall ein Axialspiel zwischen den beiden Steckverbindungsteilen zum Gewährleisten eines bestimmungsgemäßen Einrastens des Rast- elements vorhanden ist.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten, gattungsge- mäßen Steckverbinder dergestalt weiterzubilden, dass die hinsichtlich des Axialspiels bei dem gewürdigten vorbekannten Stand der Technik aufge- zeigten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Steckver- binder gelöst, bei dem das Rastelement derart verstellbar an dem einen Steckverbindungsteil angeschlossen ist, dass dieses in seiner einen Stel- lung mit dem notwendigen Axialspiel zum Gewährleisten eines bestim- mungsgemäßen Einrastens hinter den Rastnocken angeordnet ist und sich in seiner anderen Stellung in einer Spannstellung befindet, in der das Rastelement gegenüber seiner vorgenannten Stellung entgegen der Fü- gerichtung zum Fügen der beiden Steckverbindungsteile unter Beibehal- tung der Verrastungsanordnung mit dem Rastnocken des anderen Steck- verbindungsteils zum Beseitigen des Axialspiels bewegt worden ist.

Bei diesem Steckverbinder ist das Rastelement des einen Steckverbin- dungsteils zusätzlich zu seiner Rastbewegung zum Hintergreifen des Rastnockens des anderen Steckverbindungsteils aus einer ersten Stel- lung, in der das Rastelement in seine den Rastnocken hintergreifende Stellung gebracht wird, in eine zweite Stellung bewegbar, die eine Spann- stellung darstellt. In der Spannstellung des Rastelementes ist dieses unter Beibehaltung der Verrastungsanordnung mit dem Rastnocken entgegen der Fügerichtung zum Fügen der beiden Steckverbindungsteile bewegt

worden. Das Bewegen des Rastelementes in dieser Richtung nach Ein- bringen desselben in seine Verrastungsanordnung beseitigt das zwischen den beiden Steckverbindungsteilen bestehende Axialspiel. Dabei steht zweckmäßigerweise das Rastelement in seiner Spannstellung unter einer gewissen Vorspannung, so dass die beiden Steckverbindungsteile sicher spielfrei verbunden sind. Das Bewegen des Rastelementes entgegen der Fügerichtung kann durch eine translatorische Bewegung oder auch durch eine Verschwenkbewegung des Rastelementes erfolgen. Im letzteren Fall bewirkt der entgegen der Fügerichtung gerichtete vektorielle Anteil einer solchen Verschwenkbewegung die bestimmungsgemäße Axialspielbesei- tigung.

Zweckmäßigerweise ist das Rastelement des einen Steckverbindungsteils Teil eines Rasthakens, der mittels eines entgegen der Fügerichtung ela- stisch reagierenden Verbindungsgliedes an das den Rasthaken tragende Steckverbindungsteil angeschlossen, beispielsweise angeformt ist. Der Rasthaken stützt sich in seiner Spannstellung an einem Widerlager des Steckverbindungsteils ab. Dieses Widerlager kann durch einen Absatz gebildet sein. Zweckmäßigerweise ist dieser Widerlagerabsatz durch ei- nen Randwulst begrenzt, über den eine dem Rasthaken zugeordnete Stütznocke bewegt wird, um sich auf dem Widerlagerabsatz abzustützen.

Der Rasthaken ist dann in seiner Spannstellung verrastet gehalten.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Rasthaken über Lagerzapfen verfügt, die in jeweils ein zwei Zapfenpositionen zulas- sendes Auge des Steckverbindungsteils eingreifen. Die beiden Zapfen- positionen sind durch einen Totpunkt voneinander getrennt, so dass in beiden Zapfenpositionen der Rasthaken stabil gehalten ist. Die beiden Zapfenpositionen sind dergestalt zueinander angeordnet, dass beim Be- wegen des Rasthakens mit seinen Lagerzapfen von derjenigen Zapfenposition, in der die beiden Steckverbindungsteile bestimmungsgemäß zusammengefügt werden, in diejenige Zapfenposition, die der Spannstellung des Rasthakens entspricht, das eigentliche Rastelement des Rasthakens entgegen der Fügerichtung bewegt worden ist, wobei durch diese Bewegung die beiden Steckverbindungsteile relativ zueinander unter Beseitigung des Axialspiels bewegt worden sind. Das Verbindungsglied bei einer solchen Ausgestaltung kann eine Mäanderform aufweisen und sich etwa parallel

zur Längserstreckung des Rasthakens erstrecken. Durch die Mäanderform ist das Verbindungsglied entgegen der Fügerichtung der beiden Steckverbindungsteile elastisch, so dass unabhängig von dem tatsächlich vorhandenen Axialspiel zwischen den beiden Steckverbindungsteilen die Toleranzen in diesem Verbindungsglied aufgefangen werden können.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 : eine schematisierte zum Teil geschnittene Darstellung eines Steckverbinders mit zwei Steckverbindungsteilen beim Zusam- menführen der beiden Steckverbindungsteile, Fig. 2 : die beiden zusammengeführten und gefügten Steckverbin- dungsteile der Figur 1 mit eingreifender Abzugssicherung, Fig. 3 : die Anordnung der Figur 2 nach Beseitigen eines Axialspiels zwischen den beiden Steckverbindungsteilen, Fig. 4 : zwei miteinander gefügte Steckverbindungsteile eines weiteren Steckverbinders vor dem Beseitigen eines Axialspiels und Fig. 5 : die Anordnung der Figur 4 nach Beseitigen des zwischen des beiden Steckverbindungsteils befindlichen Axialspiels.

Ein insgesamt mit den Bezugszeichen 1 bezeichneter elektrischer Steck- verbinder umfasst ein erstes Steckverbindungsteil 2 und ein zweites Steckverbindungsteil 3. Die Steckverbindungsteile 2,3 weisen jeweils ein Kammergehäuse zur Aufnahme von jeweils komplementär ausgebildeten Kontaktelementen auf. Bei dem Steckverbindungsteil 2 ist das Kammerge- häuse als Steckhülsengehäuse zur Aufnahme von weiblichen Kontakt- elementen ausgebildet, während das Kammergehäuse des Steckverbin- dungsteils 3 als Steckergehäuse zur Aufnahme von männlichen Kontakt- elementen konzipiert ist. Das Steckverbindungsteil 3 ist Teil eines nicht näher dargestellten Aggregates. Das Steckverbindungsteil 2 bildet das freie Ende eines Anschlusskabelsatzes zum Anschließen des Aggregates.

Das Steckverbindungsteil 3 umfasst einen Kragen 4, an dem außenseitig

eine Rastnocke 5 abragend angeordnet ist. Die Rastnocke 5 weist eine zu dem Steckverbindungsteil 2 hingerichtete Stellschräge 6 und eine Riegel- fläche 7 auf.

Das Steckverbindungsteil 2 umfasst einen über ein mäanderförmig aus- gebildetes Verbindungsglied 8 angeformten Rasthaken 9, dessen Haken- abschnitt 10 als Rastelement zum Verriegeln der beiden Steckverbin- dungsteile 2,3 zum Hintergreifen der Rastnocke 5 des Steckverbin- dungsteils 3 ausgebildet ist. Teil des Steckverbindungsteils 2 ist ferner eine Federzunge 11, die sich an der Rückseite des Rasthakens 9 abstützt, und durch die ein Anpressdruck des Hakenelementes 10 auf die äußere Oberfläche des Kragens 4 des Steckverbindungsteils bereitgestellt wird.

Der Rasthaken 9 ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Lagerzapfen 12, die durchaus auch als Zapfenansätze ausgebildet sein können, in jeweils einem zwei Zapfenpositionen zulassenden Lagerauge 13 geführt. In Figur 1 befinden sich die Lagerzapfen 12 in einer ersten Zapfenposition innerhalb der Lageraugen 13. Der Rasthaken 9 setzt sich in einem sich von den Lagerzapfen 12 nach oben erstreckenden Betätigungshebel 14 fort. Durch Verschwenken des Betätigungshebels 14 entgegen dem Uhrzeigersinn können die Lagerzapfen 12 aus ihrer in Figur 1 gezeigten ersten Stellung in eine zweite 7apfenstellung der Lageraugen 13 gebracht werden.

Figur 1 zeigt die beiden Steckverbindungsteile 2,3 bei einer Zusammen- führbewegung, bei der der Kragen 4 des Steckverbindungsteils 3 bereits in eine entsprechende Kragennut des Steckverbindungsteils 2 eingeführt worden ist. Beide Steckverbindungsteile 2,3 haben sich somit gefunden.

Bei einem weiteren Zusammenführen der beiden Steckverbindungsteile 2, 3 wird der Hakenabschnitt 10 des Rasthakens 9 der äußeren Oberfläche des Kragens 4 der Steckverbindungsleiste 3 entlang bewegt. Bei dieser weiteren aufeinander zugerichteten Bewegung der beiden Steckverbin- dungsteile 2,3 werden diese zusammengefügt, wobei die elektrischen Kontaktelemente des Steckverbindungsteils 3 mit denjenigen des Steck- verbindungsteils 2 in Eingriff gestellt werden. Bei diesem Fügevorgang wird der Rasthaken 9 mit seinem Hakenabschnitt 10 über die Stellschräge 6 der Rastnocke 5 bewegt und rastet hinter der Rastnocke 5, beaufschlagt durch die Kraft der Federzunge, spürbar und hörbar ein. Diese Stellung ist in Figur 2 dargestellt. Damit der Rasthaken 9 mit seinem Hakenabschnitt

10 bestimmungsgemäß hinter der Rastnocke 5 einrasten bzw. einschnap- pen kann, müssen die beiden Steckverbindungsteile 2,3 mit einem ge- wissen Axialspiel zueinander angeordnet sein. Das Axialspiel ist in Figur 2 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet.

In Figur 2 befindet sich der Rasthaken 9 noch in seiner zu Figur 1 ge- zeigten Stellung, bei der die Lagerzapfen 12 in die erste Zapfenposition der Lageraugen 13 eingreifen. Wie aus Figur 2 ersichtlich, hintergreift der Hakenabschnitt 10 die Rastnocke 5. Zum Beseitigen des zwischen den beiden Steckverbindungsteilen 2,3 verbliebenen Axialspiels A wird nun- mehr der Betätigungshebel 14 entgegen dem Uhrzeigersinn-wie durch den Pfeil in Figur 2 angedeutet-verschwenkt, damit auf diese Weise die Lagerzapfen 12 in die zweite Zapfenposition der Lageraugen 13 gebracht werden. Diese Situation ist in Figur 3 wiedergegeben. Zwischen den bei- den Zapfenpositionen der Lageraugen 13 befindet sich ein Wulst 15, durch den ein Totpunkt bereitgestellt ist, so dass der Rasthaken 9 in bei- den Positionen stabil in den Lageraugen 13 gehalten ist. Durch Bewegen des Betätigungshebels 14 in der beschriebenen Weise wird der Rastha- ken 9 mit seinem Hakenabschnitt 10 um eine virtuelle Drehachse ver- schwenkt, wobei bei dieser Verschwenkbewegung ein nicht unmaßgebli- cher vektorieller Anteil entgegen der Fügerichtung der beiden Steckver- bindungsteile 2,3 gerichtet ist, so dass beim Ausüben dieser Bewegung die beiden Steckverbindungsteile 2,3 aufeinander zubewegt werden, bis in der in Figur 3 gezeigten Situation zwischen den beiden Steckverbin- dungsteilen 2,3 kein Axialspiel mehr vorhanden ist. Die genannte Drehachse befindet sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa im Bereich der Abstützung des Rasthakens 9 an der Federzunge 11.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die nachgiebige Ausbildung des Ver- bindungsgliedes 8 zweckmäßig, um insbesondere auch herstellungsbe- dingte Toleranzen ohne weiteres aufnehmen zu können, so dass in jedem Fall sichergestellt ist, dass der durch Bewegen des Rasthakens 9 ausge- übte Hub des Hakenabschnittes 10 auch ein durch ungünstige Herstel- lungstoleranzen gebildetes größeres Axialspiel beseitigt wird.

Figur 4 zeigt einen weiteren Steckverbinder 16 mit zwei Steckverbin- dungsteilen 17,18. Prinzipiell erfolgt eine Beseitigung des Axialspiels auch bei diesem Steckverbinder 16 in analoger Weise, wie zu dem Steck-

verbinder 1 der Figuren 1 bis 3 beschrieben. Bei dem Steckverbinder 16 verfügt das Steckverbindungsteil 17 über einen ebenfalls über ein Verbin- dungsglied 19 angeformten Rasthaken 20. Figur 4 zeigt die beiden Steck- verbindungsteile 17,18 nach ihrem Fügen, wobei zwischen beiden Ele- menten noch Axialspiel vorhanden ist.

Das Steckverbindungsteil 17 umfasst einen Absatz 21, der zum Rastha- ken 20 hin durch einen Randwulst 22 begrenzt ist. Der Rasthaken 20 verfügt ebenfalls wie der Rasthaken 9 über einen Betätigungshebel 23, der an einem seitlichen Fortsatz unterseitig einen oder mehrere Stütznocken 24 trägt.

Durch Verschwenken des Betätigungshebels 19 wird der Rasthaken 20 mit verschwenkt, wobei durch das Hakenelement 25 des Rasthakens 20 ein entgegen der Fügerichtung der beiden Steckverbindungsteile 17, 18 gerichteter Hub ausgeübt wird, so dass auf diese Weise ein zwischen den beiden Steckverbindungsteilen 17, 18 verbliebendes Axialspiel beseitigt wird. Diese Stellung ist zu diesem Ausführungsbeispiel in Figur 5 gezeigt.

Der Betätigungshebel 23 stützt sich mit seinem Stütznocken 24 in dem Absatz 21 ab und ist in dieser Position durch den Randwulst 22 gesichert.

Bezugszeichenliste 1 Steckverbinder 2 Steckverbindungsteil 3 Steckverbindungsteil 4 Kragen 5 Rastnocken 6 Stellschräge 7 Riegelfläche 8 Verbindungsglied 9 Rasthaken 10 Hakenabschnitt 11 Federzunge 12 Lagerzapfen 13 Lagerauge 14 Betätigungshebel 15 Wulst 16 Steckverbinder 17 Steckverbindungsteil 18 Steckverbindungsteil 19 Verbindungsglied 20 Rasthaken 21 Absatz 22 Randwulst 23 Betätigungshebel 24 Stütznocken 25 Hakenelement A Axialspiel