Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, umfassend ein erstes Steckverbindungsteil mit einem Kammergehäuse zur Aufnahme von ersten elektrischen Kontaktelementen und ein zweites Steckverbindungsteil mit einem Kammergehäuse zur Aufnahme von zweiten, komplementär zu den Kontaktelementen des ersten Steckverbindungsteils ausgebildeten Kontaktelementen, wobei einem der beiden Steckverbindungsteile ein Rastelement und dem anderen Steckverbindungsteil ein Rastnocken zugeordnet ist und das Rastelement bei miteinander verbundenen Steckverbindungsteilen als Abzugssicherung den Rastnocken des anderen Steckverbindungsteils hintergreift.
Ein solcher Steckverbinder ist aus der
Derartige elektrische Steckverbinder werden unter anderem im Automotiv-Bereich eingesetzt, beispielsweise zum Kontaktieren eines Aktors zum Betätigen der Drosselkappe 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 angeordneten Steckerkontakte. Das Steckergehäuse ist bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung fest installiert; das Steckhülsengehäuse befindet sich an dem freien Ende eines Anschlusskabelsatzes. Das Steckhülsengehäuse verfügt über einen Rasthaken, dessen von einer Federzunge abgewinkelter Abschnitt das eigentliche Rastelement darstellt. Der Rasthaken selbst ist angeformt an das Steckhülsengehäuse, so dass die notwendige Elastizität des Rasthakens aus seiner Materialelastizität resultiert. Das Steckergehäuse trägt außenseitig einen Rastnocken, der nach bestimmungsgemäßem Verbinden der beiden Steckverbindungsteile von dem Rastelement des Rasthakens hintergriffen wird. Dieses dient als Abzugssicherung. Beim Aufstecken des Steckhülsengehäuses auf das Steckergehäuse wird das Rastelement gegen die aus dem Rasthaken resultierende Materialelastizität nach außen weggedrückt. Dieses schnappt nach Passieren des Rastnockens zurück, so dass sich das Rastelement dann in seiner bestimmungsgemäßen, den Rastnocken hintergreifenden Verriegelungsstellung befindet. Damit ein solches Zurückschnappen erfolgt, ist es notwendig, das Rastelement des Rasthakens und den Rastnocken mit einem zwischen diesen Elementen befindlichen Axialspiel zu konzipieren. Dieses notwendige Axialspiel kann sich jedoch nachteilig auf die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen des einen Steckverbindungsteils mit denjenigen des anderen Steckverbindungsteils auswirken, 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 Rastelements vorhanden ist.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Steckverbinder dergestalt weiterzubilden, dass die hinsichtlich des Axialspiels bei dem gewürdigten vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Steckverbinder gelöst, bei dem das Rastelement derart verstellbar an dem einen Steckverbindungsteil angeschlossen ist, dass dieses in seiner einen Stellung mit dem notwendigen Axialspiel zum Gewährleisten eines bestimmungsgemäßen 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 Fügerichtung zum Fügen der beiden Steckverbindungsteile unter Beibehaltung der Verrastungsanordnung mit dem Rastnocken des anderen Steckverbindungsteils zum Beseitigen des Axialspiels bewegt worden ist.
Bei diesem Steckverbinder ist das Rastelement des einen Steckverbindungsteils zusätzlich zu seiner Rastbewegung zum Hintergreifen des Rastnockens des anderen Steckverbindungsteils aus einer ersten Stellung, in der das Rastelement in seine den Rastnocken hintergreifende Stellung gebracht wird, in eine zweite Stellung bewegbar, die eine Spannstellung 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 Einbringen 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 Axialspielbeseitigung.
Zweckmäßigerweise ist das Rastelement des einen Steckverbindungsteils Teil eines Rasthakens, der mittels eines entgegen der Fügerichtung elastisch 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 einen 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 zulassendes Auge des Steckverbindungsteils eingreifen. Die beiden Zapfenpositionen 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 Bewegen 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:
Ein insgesamt mit den Bezugszeichen 1 bezeichneter elektrischer Steckverbinder 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 Kammergehäuse als Steckhülsengehäuse zur Aufnahme von weiblichen Kontaktelementen ausgebildet, während das Kammergehäuse des Steckverbindungsteils 3 als Steckergehäuse zur Aufnahme von männlichen Kontaktelementen 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 Riegelfläche 7 auf.
Das Steckverbindungsteil 2 umfasst einen über ein mäanderförmig ausgebildetes Verbindungsglied 8 angeformten Rasthaken 9, dessen Hakenabschnitt 10 als Rastelement zum Verriegeln der beiden Steckverbindungsteile 2, 3 zum Hintergreifen der Rastnocke 5 des Steckverbindungsteils 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 Zapfenstellung der Lageraugen 13 gebracht werden.
Figur 1 zeigt die beiden Steckverbindungsteile 2, 3 bei einer Zusammenführbewegung, 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 Steckverbindungsteile 2, 3 werden diese zusammengefügt, wobei die elektrischen Kontaktelemente des Steckverbindungsteils 3 mit denjenigen des Steckverbindungsteils 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. einschnappen kann, müssen die beiden Steckverbindungsteile 2, 3 mit einem gewissen 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 gezeigten 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 nunmehr 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 beiden Zapfenpositionen der Lageraugen 13 befindet sich ein Wulst 15, durch den ein Totpunkt bereitgestellt ist, so dass der Rasthaken 9 in beiden Positionen stabil in den Lageraugen 13 gehalten ist. Durch Bewegen des Betätigungshebels 14 in der beschriebenen Weise wird der Rasthaken 9 mit seinem Hakenabschnitt 10 um eine virtuelle Drehachse verschwenkt, wobei bei dieser Verschwenkbewegung ein nicht unmaßgeblicher vektorieller Anteil entgegen der Fügerichtung der beiden Steckverbindungsteile 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 Steckverbindungsteilen 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 Verbindungsgliedes 8 zweckmäßig, um insbesondere auch herstellungsbedingte Toleranzen ohne weiteres aufnehmen zu können, so dass in jedem Fall sichergestellt ist, dass der durch Bewegen des Rasthakens 9 ausgeübte Hub des Hakenabschnittes 10 auch ein durch ungünstige Herstellungstoleranzen gebildetes größeres Axialspiel beseitigt wird.
Figur 4 zeigt einen weiteren Steckverbinder 16 mit zwei Steckverbindungsteilen 17, 18. Prinzipiell erfolgt eine Beseitigung des Axialspiels auch bei diesem Steckverbinder 16 in analoger Weise, wie zu dem Steckverbinder 1 der Figuren 1 bis 3 beschrieben. Bei dem Steckverbinder 16 verfügt das Steckverbindungsteil 17 über einen ebenfalls über ein Verbindungsglied 19 angeformten Rasthaken 20. Figur 4 zeigt die beiden Steckverbindungsteile 17, 18 nach ihrem Fügen, wobei zwischen beiden Elementen noch Axialspiel vorhanden ist.
Das Steckverbindungsteil 17 umfasst einen Absatz 21, der zum Rasthaken 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.
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