Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, bestehend aus einem Stecker und einer Steckeraufnahme mit einem Korb, zum Anschluss von Leitungen an einen Verbraucher, vorzugsweise an einen elektronischen Regler oder eine elektronische Steuerung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kontakte des Steckers mit den Anschlusskontakten der Steckeraufnahme in Eingriff gebracht werden.
Die Erfindung bezieht sich auf einen im wesentlichen aus einem Stecker und einer Steckeraufnahme bestehenden Steckverbinder zum Anschluß eines Kabels, das mindestens eine Vielzahl von Signalleitungen und ggf. auch Stromversorgungsleitungen enthalten kann, an einen Verbraucher, wobei die Kontakte des Steckers mit den Anschlußkontakten der Steckeraufnahme im Eingriff sind.
Steckverbinder sind beispielsweise aus der EP-A 592212 und der JP-A-9102362 bekannt. Wenn z.B. der Steckverbinder Bestandteil eines Türsteuergerätes eines Kraftfahrzeugs ist, das in der Tür des Kraftfahrzeugs untergebracht werden soll, ist es unbedingt notwendig, die Steckverbindung und damit das Steuergerät dem Platzbedarf des Türinnenraums anzupassen, und damit die Steckverbindung den im Türinnenraum herrschenden engen Platzverhältnissen entsprechend kleinbauend auszubilden. Der Stecker der Steckverbindung und der Steckerkorb oder Steckerkragen sollen dabei im Hinblick auf die Anzahl der benötigten Kontakte so ausgelegt sein, dass sie an die unterschiedlichen Ausstattungsvarianten, wie elektrisch verstellbare und/oder beheizbare Außenspiegel, Zentralverriegelung, Beleuchtungsvarianten u.dgl. eines Kraftfahrzeugs leicht angepasst werden können, kostengünstig sind und dennoch bei den in einem Kraftfahrzeug ausgesetzten hohen Belastungen eine wartungsfreie Verbindung über die Lebensdauer des Kraftfahrzeugs sicherstellen.
Ferner wird auf die US 5,727,969 verwiesen, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbart.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung dieser Art derart zu gestalten, dass sie bei relativ einfachem, dennoch robustem Aufbau und hoher mechanischer Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit bei Dauerbeanspruchung einen geringen Platzbedarf und eine hohe, skalierbaren Einzelsteckverbindungen eigene Flexibilität unter Beibehaltung der kompakten Bauweise großer mehrpoliger Steckverbindungen aufweist. Außerdem sollte es sich um einen leicht schließbaren und wieder lösbaren Steckverbinder handeln, um den Montageaufwand bei Herstellung des Fahrzeugs und bei der Wartung zu minimieren.
Es hat sich gezeigt, dass diese Aufgabe durch den im Anspruch 1 beschriebenen Steckverbinder gelöst werden kann, dessen Besonderheit darin besteht, dass die Steckeraufnahme so ausgebildet ist, dass beim Einstecken von Einzelsteckern in den Steckerkorb eine modular zusammengesetzte Steckergruppe mit mindestens zwei, in Reihe angeordneten Einzelsteckern zusammengesetzt wird
Besonders vorteilhaft wird die aus dem Stecker und dem Steckerkorb bestehende Steckverbindung in einem Türsteuergerät eines Fahrzeug eingesetzt.
Vorteithafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.
Um eine kompakte, platzsparende Bauweise einer großen mehrpoligen Verbindung zu erzielen, ist die Steckverbindung vorteilhaft so ausgebildet, dass die Einzelstecker jeweils eine Verbindungseinheit aufweisen, die den einen Einzelstecker mit der Rückseite des anderen Einzelsteckers verbindet. Vorteilhaft ist, dass die Verbindung eine kraft- und/oder formschlüssig ist. Hierbei weist die Verbindungseinheit eine Verriegelung auf, die beim Einstecken von Einzelsteckern in den Steckerkorb über ein elastisches Element mit einer Raste in die Rückwand des jeweils anderen Einzelsteckers eingreift.
Zur einfachen Demontage der Steckergruppe ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Verbindungseinheit eine Entriegelung aufweist, die beim Zurückziehen des elastischen Elements die Raste aus der Rückwand des jeweils anderen Einzelsteckers entfernt.
Zur Vorführung des Steckers und damit "Findung" der Kontakte ist vorteilhaft vorgesehen, dass jeder Einzelstecker einen Führungs- und Codierungssteg aufweist, der mit einem entsprechend profilierten Bauteil im Steckerkorb in Eingriff gelangt und der beim Zusammenstecken von Einzelstecker und Steckeraufnahme das Zusammenfügen der Bauteile führt. Durch die Codierung wird ein Montageschutz gegen einen um 180 Grad verdrehten Einzelstecker sichergestellt, da die Rippe außermittig und ggf. einseitig am Einzelstecker bezogen auf dessen Mitte angeordnet ist.
Die Lageposition der Kontakte ist unabhängig von der Anzahl der verwendeten Kontakttypen und ermöglicht eine hohe Flexibilität der verwendeten Leiterplatten in dem Türsteuergerät. Die Anpassung der Footprint auf der Leiterplatte an die zur Zeit verwendeten kundenspezifischen Stecksysteme mit unterschiedlichen Raster/Reihenabständen kann einfach standardisiert werden.
Die Einzelstecker können vorteilhaft zu einer kompakten mehrpoligen Steckergruppe zum Anschluss von Leitungen an einen Verbraucher verbunden werden, wobei vorteilhaft vorgesehen ist, dass die Steckergruppe aus modularen Einzelsteckern so zusammengesetzt ist, dass mindestens zwei, in einer Reihe hintereinander angeordnete Einzelstecker eine Steckergruppe bilden. Dabei weist vorteilhaft jeder Einzelstecker einen Führungs- und Codierungssteg auf.
Einzelstecker sind vorteilhaft so ausgebildet, dass sie eine Verbindungseinheit mit einer Ver- und Entriegelungseinheit aufweisen, die ein elastisches Element mit einer Raste aufweist und wobei das elastische Element an einer, den Kontakten zugewandten Seite des Einzelsteckers befestig und an der den Kontakten abgewanden Seite des Einzelsteckers frei beweglich ist.
Eine Verringerung des Platzbedarfs wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass der Steckerkorb im Verbindungsbereich der Einzelstecker keine Zwischenwände aufweist. Im Steckerkorb sind vorteilhaft Aufnahmen für Führungs- und Codierungsstege vorgesehen, die beim Zusammenstecken von Einzelsteckern und Steckeraufnahme das Zusammenfügen der Bauteile führen
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Die nachfolgend in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steckverbindung werden insbesondere in Anwendungen mit Bauraumproblemen zum Einsatz kommen, z.B. für eine elektronische Steuerung eines Kraftfahrzeugs, das Tür-Steuergerät eingesetzt und die zu steuernden Einheiten, wie Zentralverriegelung, Außenspiegel, Beleuchtung u.dgl., elektrisch angeschlossen. Eine solche Steckverbindung muss besonders platzsparend und robust ausgebildet werden, wenn sich die elektronische Steuerung in der Tür des Fahrzeugs befindet.
Sofern gleiche Bezugszeichen verwendet werden, sind damit gleichartige Teile gemeint, wobei gleiche Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indizes sich auf gleichartige Teile an den jeweiligen Einzeisteckern beziehen.
Die Steckergröße ist systemabhängig und kann flexibel an die Anforderungen eines Kraftfahrzeugs angepasst werden, bspw. als 26 polige und 47 polige Steckverbindung mit 2 bis 10 poligen Einzelsteckern ausgebildet sein. Der erfindungsgemäße Aufbau ist natürlich auch für andere Größen geeignet.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines modular aus mehreren Einzelsteckern 10,11,12 aufgebauten Steckers eingesteckt in den Steckerkorb 15.
Der dargestellte Steckerkorb bzw. Steckerkragen 15 ist Teil einer Steckeraufnahme. Der Steckerkragen 15 sitzt auf oder wie in Figur 3 und 4 dargestellt, in einem Steuergehäuse 30 und kann mit diesem gemeinsam hergestellt, z.B. gespritzt werden; die Verwendung eines Vorspritzlings oder eines entsprechenden vorgefertigten Einlegeteils ist ebenfalls möglich.
Im Steckerkorb befinden sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Querrichtung ausgerichtete Führungsnuten 16 die mit den Führungs- und Codierrippen 13 der Stecker 10, 11, 12 zusammen die folgenden Funktionen übernehmen:
Die Einzelstecker 10, 11, 12 sind im wesentlichen formschlüssig im Steckerkorb 15 angeordnet und weisen ein elastisches, im wesentlichen flächiges Bedienelement 14 auf, das an der den Kontakten (vgl. Nr. 101 in Fig.2 und Fig. 7) abgewandten Seite 17 von der Vorderseite 18der Einzelstecker absteht und an der den Kontakten zugewanden Seite 22 mit der Vorderseite der Einzelstecker 10, 11, 12 verbunden ist. Das elastische Bedienelement 14, 14.1, 14.2 weist eine teilweise über die Einzelstecker ragende Bedienfläche 19 auf, an der das elastische Bedienelement 14 in Richtung der Vorderseite 18 der Einzelstecker 10, 11, 12 bewegt werden kann. Jedem elastischen Bedienelement 14 mit den Bedienflächen 19 sind seitliche Führungselemente 9 zugeordnet. Die Führungselemente 9 decken die elastischen Bedienelemente 14, 14.1, 14.2 an den linken und rechten Seiten ab und schützen es somit vor Abbrechen. Die Bedienflächen 19 werden in dem in Fig. 1 dargestellten von den Führungselementen 9 abgestützt und in ihren Endlagen mittels Anschlägen 8 begrenzt.
An den elastischen Bedienelementen 14 sind in dem Bereich, in dem die Einzelstecker sich im Steckerkorb 15 befinden, Verriegelungselemente 20 , z.B. als "Rastnasen", ausgebildet, welche beim Einstecken jedes Einzelsteckers 10, 11, 12 in den Steckerkorb 15 in entsprechend profilierte Ausnehmungen 23 an der Rückseite 21 jedes Einzelsteckers oder Ausnehmungen 24 des Steckerkorbs 15 einrasten und so eine kompakte mehrpolige Steckergruppe bilden.
Die Figuren 1,2 und 2a verdeutlichen in der Zusammenschau das erfindungsgemäße Konzept, wonach die zu der modularen Steckergruppe 4 zusammengefassten Einzelstecker 10,11 und 12 miteinander verbunden sind, und zwar über die erste Verbindungseinheit bestehend aus einem Verriegelungselement 20.1 am Einzelstecker 11 mit Eingriff in die Ausnehmung 23 am Einzelstecker 10. Der erste Einzelstecker eines modular zusammengesetzten Steckers, bspw. Nr. 10 greift mit seinem Verriegelungselement 20 in eine entsprechende Aussparung 24 am Steckerkorb 15.
Dank der elastischen Bedienelemente 14, auch als vordere Schwingen zu verstehen, kann über die Bedienflächen 19 die Verrastung zwischen den Rastnasen 20 und den Ausnehmungen 23,24 auch wieder aufgehoben und die Einzelstecker auch wieder entnommen werden.
Das in Fig.1 skizzierte Ausführungsbeispiel nutzt die Anschläge 8 der Führungselemente 9 zudem dazu, die Steck- und Entnahmereihenfolge der Einzelstecker vorzugeben, indem die Anschläge 8 in Aussparungen 7 des jeweils vorherigen Steckers eingreifen, also bspw. Anschlag 8.11 in Aussparung 7.10.
Daraus ergibt sich eine Einsteckreihenfolge der Einzelstecker 10, dann 11, dann 12. Die Entnahme kann entweder als modulare Steckergruppe 4 bestehend aus den Einzelsteckern 10,11,12 komplett in einem Stück erfolgen, in dem am Bedienelement 14,10 die vorderste Verbindungseinheit zum Steckerkorb 15 hin geöffnet wird oder aber sukzessive die Einzelstecker in umgekehrter Reihenfolge entnommen werden, also beginnend mit Einzelstecker 12.
Wie die Figuren 5 bis 7 zeigen, weisen die Einzelstecker 10, 11, 12 nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsvariante der Steckverbindung zusätzliche zu den vorderen Bedienelementen 14 seitliche elastische Elemente, wie Schwingen 40, 41 bzw. 42, 43, auf, die an der Rückseite jedes Einzelsteckers so angeordnet sind, dass diese seitlich, also senkrecht zu den in Reihe angeordneten Steckern jeweils von jedem Einzelstecker nach außen in die seitliche Wand 45 des Steckerkorbs 15 eingreifen. Zwischen der rechten Schwinge, z.B. 40 und der linken Schwinge, z.B. 41 auf der Rückseite des ersten Steckers 1 verbleibt vorzugsweise ein Zwischenraum für das mittlere elastische Bedienelement 14.2 mit den Führungselementen 9.2 des nachfolgenden Einzelsteckers, z.B., Die Schwingen 40 bis 43 weisen Verriegelungselemente 44 auf, denen entsprechende Ausnehmungen 46 im Steckerkorb zugeordnet sind. Selbstverständlich sind andere Ausbildungsformen der Verriegelungselemente möglich.
Beim Einstecken des zweiten Einzelsteckers 2 (vgl. Figur 5 bis 7) werden die seitlichen "Schwingen" z.B. 40, 41 des "ersten" Einzelsteckers z.B. 1 mittels der Führungselemente 9.2 des "zweiten" Einzelsteckers 2 blockiert. Beim Lösen der mittleren Verriegelung 14.1 bzw. Verrastung des Einzelsteckers 1, sind immer noch die beiden seitlichen Verriegelungen 40, 41 im Steckerkorb 15 blockiert. Die Entriegelung der mehrpoligen Steckergruppe kann daher nur in vorgegebener Reihenfolge erfolgen. Der zuletzt eingesteckte Einzelstecker, beispielsweise in Figur 5 Einzelstecker 2, kann durch eine Betätigung des Bedienelements 19 in Richtung der Vorderseite 18, wodurch das Verriegelungselement 20.2 aus der Ausnehmung 23.1 am Stecker 1 zurückgezogen wird, von dem vorhergehenden Einzelstecker 1 gelöst werden. Die beiden seitlichen Schwingen 42, 43 mit ihren Verriegelungselementen 44 können aus den Wänden 45 des Steckerkorbes 15 zurückgezogen werden, da diese nicht verriegelt sind.
Ergänzend könnte ein Verriegelungskeil 47 zwischen letzten Einzelstecker, z.B.2 in Fig. 6 und dem Steckerkorb 15 eingesetzt und so auch dessen seitliche Schwingen 43,44 verriegelt werden. Vorzugsweise ist an einem solchen Verriegelungskeil 47 eine Bedienfläche zur Entnahme vorgesehen.
Die Einzelstecker in den Figuren können dem Steckerkorb entnommen werden, was zu einer guten Wiederverwertbarkeit der Einzelstecker führt. Die so in Reihe verrasteten Einzelstecker benötigen keine Zwischenwände im Steckerkorb 15, was zu einer kompakten Bauweise unter Beibehaltung eines skalierbaren Steckers führt. Figur 4 zeigt dabei ein Türsteuergerät 30 für ein Fahrzeug, bei dem der Steckerkorb 15 ohne Zwischenwände für die Einzelstecker 10, 11, 12 in das Steuergehäuse eingebracht ist.
Figur 3 zeigt ein Türsteuergerät für ein Fahrzeug, bei dem in den Steckerkorb 15 ohne Zwischenwände zu einer mehrpoligen Steckergruppe verrastete Einzelstecker, z.B. vier Einzelstecker 31, 32, 33, 34, in Reihe eingesteckt sind. Beim Einstecken erfolgt dabei die Verriegelung selbsttätig aufgrund des über das elastische Element 14.X bewirkten kraftschlüssigen Einrastens der Verriegelungselemente 20.X. Wie in Figur 3 dargestellt, kann der modulare Aufbau eines Steckers aus Einzelsteckern 32 bis 34 mit gleichen Abmessungen oder wie bei dem Einzelstecker 31 dargestellt, mit unterschiedliche Abmessungen erfolgen.
In Figur 7 wurden noch die elektrischen Komponenten der Steckverbindung skizzenhaft ergänzt. So sind in den Steckern in Öffnungen 124 in diesem Ausführungsbeispiel metallische Hülsen 123 eingeformt, welche als Steckerbuchsen für entsprechende Pins 101,102 wirken, wobei die Pins 101,102 auf einer im Inneren des Gehäuses befindlichen Leiterplatte 100 in entsprechenden Öffnungen 153 befestigt und elektrisch mit Leiterbahnen verbunden sind. Die metallischen Hülsen 123 der Stecker sind mit Anschlusskabeln 125 verbunden. Selbstverständlich sind die elektrischen Anschlüsse hier nur beispielhaft zu verstehen und beliebig varierbar, insbesondere die Zuordnung von Hülsen und Pins an Stecker bzw. Gehäuse tauschbar.