Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Steckverbindungseinrichtung ist geeignet für den selbsttätigen z.B. mehrpoligen elektrischen Anschluss eines Fahrzeuganhängers, insbesondere eines Sattelaufliegers, an ein Zugfahrzeug, insbesondere an einen Sattelschlepper. Sie weist eine Dose und einen Stecker auf, welche an dem Fahrzeuganhänger (z.B. der Stecker) bzw. dem Zugfahrzeug (z.B. die Dose) anordenbar, beim Ankoppeln des Fahrzeuganhängers an das Zugfahrzeug zueinander ausrichtbar und mittels eines z.B. als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Antriebes relativ zueinander zwischen einer vorgeschobenen Verbindungsstellung und einer zurückgezogenen Ruhestellung geführt verfahrbar sind, wobei vorzugsweise z.B. ein Deckel der Dose durch Verschieben des in ihr aufgenommenen, die Kontakthülsen tragenden Kontakteinsatzes in Richtung der Verbindungsstellung mit Hilfe des Antriebes selbsttätig öffenbar und beim Zurückziehen des Kontakteinsatzes in die Ruhestellung wieder verschließbar ist.

Bei einer derartigen bereits vorgeschlagenen Steckverbindungseinrichtung soll die Kupplungsposition durch eine Sensoreinrichtung gewährleistet werden. Aufgrund der im Fahrzeugbau üblichen großen Toleranzen und aufgrund der Verschmutzungsgefahr von Sensoren im Fahrbetrieb ist die genaue Ausrichtung des Steckers zur Steckdose jedoch schwierig. Die Selbsttätigkeit des Verbindungsvorganges ist daher in Frage gestellt.

Ferner beschreibt die WO 03/035415 A1 eine der erfindungsgemäßen Steckerverbindungseinrichtung entsprechende Verbindungseinrichtung mit einer Haltefeder, gegen deren Wirkung der Stecker elastisch seitlich ausweichend gelagert ist. Die Feder ist als das Steckergehäuse umgebende Federspirale ausgebildet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steckverbindungseinrichtung der genannten Art vorzuschlagen, bei welcher der Stecker nach einer seitlichen Auslenkung wieder zentriert.

Diese Aufgabe wird bei einer Steckverbindungseinrichtung der genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Stecker ist gegen die Wirkung einer Haltefeder, welche einerseits an dem Stecker und anderseits an einem an einem Fahrzeug (Zugfahrzeug oder Fahrzeuganhänger) festlegbaren Befestigungsflansch befestigt ist, elastisch seitlich ausweichend gelagert. Damit der Stecker nach dem Lösen der Steckverbindung wieder zuverlässig in die richtige Ausgangsposition gelangt, wenn er aufgrund einer Ungenauigkeit der Zuführung der Steckdose seitlich ausgelenkt worden ist, ist die Haltefeder als mehrere, z.B. drei oder vier, Einzelfedern ausgebildet, welche symmetrisch an dem Stecker angreifen, um ihn nach der seitlichen Auslenkung wieder zu zentrieren.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird gewährleistet, dass das selbsttätige Zusammenführen von Stecker und Dose auch bei größeren Toleranzen oder Ungenauigkeit der Sensierung leicht und sicher hergestellt werden kann.

Generell ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, dass die in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe "Dose" und "Stecker" als die beiden Steckelemente einer Steckverbindungseinrichtung in ihrer Funktion auch gegeneinander vertauscht werden können, d.h. dass diejenigen Konstruktionsmerkmale, welche im vorliegenden Zusammenhang für eine Dose bzw. Stecker beschrieben und dargestellt werden, auch umgekehrt bei dem jeweils anderen der beiden Steckelemente vorgesehen sein können. Lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung werden auch nachfolgend die Begriffe "Dose" und "Stecker" für jeweils eines der eine Steckverbindung bildenden Steckelemente verwendet.

Die gestellte Aufgabe wird in Weiterbildung des Erfindungsgedankens noch besser gelöst, wenn das Steckergehäuse einen Einführungstrichter für die Dose aufweist, da mit Hilfe dessen die Dose auch bei toleranzbedingten Abweichungen der Ausrichtung sicher in den Stecker eingeführt werden kann.

Die seitliche Auslenkung des Steckers kann bspw. auf einfache Weise dadurch gewährleistet werden, dass das Steckergehäuse rückwärtig z.B. über eine Kugellagerung oder über einfache Kugelflächen auf eine Halteplatte abgestützt ist.

Für einen weiteren Toleranzausgleich in Axialrichtung ist es von Vorteil, wenn gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal sich die an dem z.B. auch als Montageflansch dienenden Befestigungsflansch geführte Halteplatte für das Stekkergehäuse auf eine Rückstellfeder abstützt. Auf diese Weise ist auch ein seitliches Verschwenken des Steckergehäuses gegen die Wirkung der Rückstellfeder sowie der Haltefeder(n) für den Stecker sichergestellt.

Um eine Verschmutzung der Kontaktstifte des Steckers weitgehend zu verhindern, dennoch aber eine selbsttätige Herstellung der Steckverbindung zu gewährleisten, wird mit der Erfindung ferner vorgeschlagen, dass das den die Kontaktstifte tragende Kontaktaufsatz aufnehmende Steckergehäuse, z.B. hinter dem Einführungstrichter in Ruhestellung von einer Abdeckplatte verschlossen ist, welche vorzugsweise Durchtrittsöffnungen für die Kontaktstifte aufweist und gegen die Wirkung einer Rückstellfeder aus der vorderen Ruhestellung und der Freigabe der Kontaktstifte in eine rückwärtige Verbindungsstellung bewegbar, insbesondere verschiebbar ist. Auf diese Weise wird ein selbsttätiges Öffnen und Schließen des Steckergehäuses durch das Einführen und Wiederherausziehen der Dose selbst bewirkt. In Ruhestellung, also bei Nichtgebrauch, liegen die Kontaktstifte geschützt. Dabei ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, dass in Ruhestellung der Abdeckplatte die Kontaktstifte die Durchtrittsöffnungen gerade verschließen. Aufgrund dessen können die Kontaktstifte auch als Führung für die Abdeckplatte bei ihrer Hin- und Herbewegung dienen.

Zum Schutz des Innenraums des Steckergehäuses kann ferner vorgesehen sein, dass die Abdeckplatte in Ruhestellung von ihrer Rückstellfeder an ihrem äußeren Rand, ggf. unter der Zwischenlage eines Dichtungsrings, an eine Innenschulter des Steckergehäuses gedrückt wird.

Der Dichtungsring kann dabei an dem vorderen Ende einer Distanzhülse in dem Stecker gehalten sein.

Zur Erleichterung der Montage kann die Rückstellfeder für die Abdeckplatte ferner als Federspirale den Kontaktaufsatz umgeben und vorzugsweise mit ihrem rückwärtigen Ende zur Fixierung in einer Ringnut aufgenommen sein.

Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist das Steckergehäuse mit einem einen Ventilkern aufnehmenden Stopfen versehen, welcher im Einbauzustand nach unten weist. In dem Ventilkern ist eine Schikane vorgesehen, durch welche Kondenswasser abtropfen kann, jedoch das Eindringen von Wasser (Spritzwasser, Dampfstrahlen) von außen verhindert wird.

Um die Steckverbindung in Verbindungsstellung von Stecker und Dose sicherzustellen und in Ruhestellung die Dose zuverlässig zu halten, ist der Antrieb in der Verbindungsstellung und/oder der Ruhestellung der Dose verriegelbar.

Um die Montage und Demontage zu vereinfachen, kann der Kontakteinsatz an dem Kolben des als z.B. pneumatische Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Antriebs lösbar befestigt sein, etwa mit einer Schraube.

Damit die Kontakthülsen die richtige Ausrichtung zu den Kontaktstiften des Steckers beibehalten, ist bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Kontakteinsatz der Dose an einer z.B. auch als Montageplatte dienenden Grundplatte drehsicher geführt.

Die Grundplatte kann dabei mit einem den Kontakteinsatz umgreifenden Gehäuseabschnitt mit über dessen Umfang verteilte Kugelkörper ausgestattet sein. Hierdurch wird erreicht, dass der Kontakteinsatz in zwei definierten Stellungen (Ausgangsstellung = entriegelt; Funktionsstellung = verriegelt) gehalten wird.

Die erfindungsgemäße Steckverbindungseinrichtung kann wahlweise mit einer Notentriegelung, welche bei Stromausfall ein mechanisches Trennen von Dose und Stecker gestattet, eine Verdrehsicherung der Dose, einen Kodierschutz der Dose, Sensoren zur Positionserkennung der Dose, eine Sicherung des Steckergehäuses gegen Abheben von der Halteplatte und/oder Verrastungsmittel des Kontakteinsatzes in ein- und ausgefahrener Lage aufweisen, um die Funktionssicherheit noch zu erhöhen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1

in einer ersten Schrägansicht ein Ausführungsbeispiel einer bekannten Steckverbindungseinrichtung kurz vor dem Einführen der Dose in den Stecker,

Fig. 2

eine andere Schrägansicht der Steckverbindungseinrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3

im Längsschnitt eine Dose der bekannten Steckvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3A

eine Seitenansicht des Vorderabschnittes der Dose gemäß Fig. 3,

Fig. 4

im Längsschnitt einen zu der Dose gemäß Fig. 3 passenden Stecker der bekannten Steckvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5

in Schrägansicht eine andere Ausführungsform einer bekannten Steckverbindungseinrichtung,

Fig. 6

eine stirnseitige Ansicht eines Steckers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der Stecker mittels mehrerer symmetrisch angreifender Haltefedern an einem Befestigungsflansch gehalten ist, und

Fig. 6A

einen Schnitt gemäß Schnittlinie A-A von Fig. 6.

Die in den Figuren dargestellte Steckverbindungseinrichtung, welche bspw. bei einer Kombination Sattelauflieger/Sattelschlepper verwendet werden kann und dann im Bereich der Sattelkupplung anzuordnen ist, besteht aus einer z.B. an dem Fahrzeuganhänger anzubringenden Stecker S und einer z.B. an dem Zugfahrzeug anzubringenden Dose D. Beim Ankoppeln des Fahrzeuganhängers an das Zugfahrzeug sind Stecker S und Dose D selbstständig zueinander auszurichten, was weitgehend mit Hilfe einer Sensoranordnung, welche die Position des Fahrzeuganhängers relativ zu dem Zugfahrzeug feststellt, erfolgen kann. Mittels eines als Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildeten Antriebs 10 werden die beiden Steckelemente D, S zusammengesteckt. Der Antrieb 10 ist so ausgebildet, dass er die Dose D von einer zurückgezogenen Ruhestellung, wenn die Steckverbindung nicht genutzt wird, in eine vorgeschobene Verbindungsstellung, wenn die Steckverbindung hergestellt werden soll, bringen kann, in welcher die Dose D mit dem Stecker S zusammenwirkt. Beim Lösen der Steckverbindung wird die Bewegungsrichtung der Dose D umgekehrt.

Die Dose D hat, wie am Besten aus Fig. 1 und Fig. 3A ersichtlich, einen aus zwei Klappen gebildeten Deckel 5. Die Klappen des Deckels 5 sind an Schwenkachsen 9 eines ringförmigen Gehäuseabschnitts 16 einer Grundplatte 2 gegen die Wirkung von als Schenkelfedern ausgebildeten Rückstellfedern 4 derart schwenkbar gelagert, dass beim Vorschieben des an der Grundplatte 2 geführten Kontakteinsatzes 1 in die Verbindungsstellung die beiden Klappen des Deckels 5 nach außen wegschwenken und beim Zurückziehen des Kontakteinsatzes 1 in die zurückgezogene Ruhestellung mittels der Rückstellfedern 4 wieder in ihre Schließlage gebracht werden. Zur sicheren Abdichtung ist das vordere Ende des Kontakteinsatzes 1 bzw. des Gehäuseabschnitts 16 mit einer Dichtscheibe 3 versehen, an welche sich die Klappen des Deckels 5 in Schließstellung anlegen können. Eine verdrehsichere Führung des Kontakteinsatzes 1 erfolgt an dem Gehäuseabschnitt 16 mit Hilfe einer äußeren Längsnut 14 im Mantel des Kontakteinsatzes 1 und einer zugeordneten inneren Längsrippe 15 des Gehäuseabschnitts 16. Der Kontakteinsatz 1 ist mit Hilfe einer lmbusschraube 6 an dem vorderen Ende des Kolbens 17 der Kolben-Zylinder-Anordnung 10 lösbar befestigt. Ein Kabel 7 für die Versorgung des Kontakteinsatzes 1 ist in die Grundplatte 2 eingegossen und mittels einer Schelle 13 zugentlastet. Der Gehäuseabschnitt 16 der Grundplatte 2 trägt über seinen Außenumfang verteilt radial vorspringende Kugelkörper 8, welche dazu dienen, den Kontakteinsatz 1 in zwei definierten Stellungen (Ausgangsstellung = entriegelt; Funktionsstellung = verriegelt) zu halten.

Der Antrieb 10 ist sowohl in der vorgeschobenen Verbindungsstellung als auch in der zurückgezogenen Ruhestellung der Dose D verriegelt, um die Dose D in beiden Stellungen gegen Lageveränderung zu sichern.

Zum Toleranzausgleich der Orientierung der beiden Steckelemente zueinander ist der Stecker S gemäß den bekannten Steckverbindungseinrichtungen der Figuren 1, 2 und 4 gegen die Wirkung einer Haltefeder 213 elastisch seitlich ausweichend gelagert. Die Haltefeder 213 für den Stecker S ist als das Steckergehäuse 29 umgebende Federspirale ausgebildet, welche, als Doppelspiralfeder ausgebildet, mit ihren rückwärtigen freien Enden 33 an einem Befestigungsflansch 210 festgelegt ist, welcher auch als Montageflansch an dem Fahrzeug dienen kann. Die Haltefeder 213 verjüngt sich nach vorne in ihrem Durchmesser, um ihr die erforderliche Rückstellcharakteristik zu geben.

Das Steckergehäuse 29 ist an seinem vorderen Ende mit einem Einführungstrichter 30 für die Dose D ausgestattet, um Ausrichtungstoleranzen auszugleichen. Außerdem ist das Steckergehäuse 29 über eine Kugellagerung 26 bzw. einfache Kugelflächen auf einer Halteplatte 27 abgestützt, um ein seitliches Ausweichen gegen die Wirkung der Haltefeder 213 zu ermöglichen.

Das Steckergehäuse 29 nimmt Kontaktstifte 21, 22 tragenden Kontaktaufsatz 28 auf. In der in Fig. 4 dargestellten Ruhestellung ist das Steckergehäuse 29 von einer Abdeckplatte 23 verschlossen, welche bspw. Durchtrittsöffnungen für die Kontaktstifte 21, 22 aufweist, welche in der Ruhestellung die Durchtrittsöffnungen gerade verschließen. Die Abdeckplatte 23 wird von einer Rückstellfeder 211 mit einem äußeren Kragen unter Zwischenlage eines als Simmerring ausgebildeten Dichtungsringes 24 an eine Innenschulter 31 des Steckergehäuses 29 gedrückt. Die Rückstellfeder 211 ist als Federspirale ausgebildet, welche auf dem Kontaktaufsatz 28 sitzt und mit ihrem hinteren Ende in einer Umfangsnut 32 des Kontaktaufsatzes 28 gehalten ist. Die Abdeckplatte 23 ist vorne konkav ausgebildet, und zwar in Anpassung an die konvexe Ausbildung des vorderen Endes der Dose D (vgl. Fig. 3), so dass eine zusätzliche Zentrierung zum Einführen der Dose D in den Stecker S stattfindet. Der Dichtungsring 24 ist an dem vorderen Ende einer Distanzhülse 25 in dem Steckergehäuse 29 gehalten. Das Kabel 214 für den Kontaktaufsatz 28 ist mit dem Kontaktaufsatz 28 und dem Steckergehäuse 29 vergossen.

Die Halteplatte 27, auf welcher sich das Steckergehäuse 29 mit dem Kontaktaufsatz 28 abstützt, ist in dem Befestigungsflansch 210, welcher auch als Montageflansch dienen kann, axial gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 212 axial verschieblich gelagert. Der Stecker S kann daher beim Einstecken in die Dose D nach hinten elastisch ausweichen, um Stöße und/oder Toleranzen auszugleichen. Die Rückstellfeder 212 ist ebenfalls als Federspirale ausgebildet, welche an ihrem vorderen Ende in einer Ringnut 35 der Halteplatte 27 und an ihrem rückwärtigen Ende in einer Ringnut 36 einer feststehenden Querplatte 37 des Befestigungsflansches 210 aufgenommen ist. In Ruhestellung liegt die Halteplatte 27 vorne an Anschlägen 38 des Befestigungsflansches 210 unter dem Druck der Rückstellfeder 212 an.

Das Steckergehäuse 29 ist mit einem einen Ventilkern 215 aufnehmenden in Einbaulage nach unten weisenden Stopfen 216 ausgestattet, um durch eine im Ventilkern ausgebildete Schikane Kondenswasser abtropfen zu lassen, dabei jedoch das Eindringen von Wasser (Spritzwasser, Dampfstrahlen) von außen zu verhindern.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform einer bekannten Steckverbindungseinrichtung aus Dose D und Stecker S sei auf folgende Besonderheiten hingewiesen: An dem Kontakteinsatz 1 ist eine Notentriegelung 310 angebracht, welche bei Ausfall des Systems sicherstellt, dass die Komponenten der Steckverbindungseinrichtung mechanisch voneinander getrennt werden können. Eine Kunststoffaufnahme für den Abgang des Kabels 217 dient gleichzeitig als Verdrehsicherung und Kodierschutz 311 der Dose D. In der Dose D sind ferner zwei Sensoren 312 eingebracht, welche die beiden Positionen der Dose D (eingefahren und ausgefahren) erkennen. An dem Steckergehäuse 29 sind seitlich abstehende Rippen angebracht, welche als Abhebesicherung 313, d.h. als mechanische Sicherung des Steckergehäuses 29 gegen Abheben von der Halteplatte dienen, während die Dose D aus dem Stecker S gezogen wird. Statt der Kugelverrastung 8 erfolgt die Verrastung der Dose D in eingefahrener und in ausgefahrener Lage mittels eines als Federbügel ausgebildeten Verrastungsmittels 313.

Die in den Figuren 6, 6A dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckers S unterscheidet sich von der in den Figuren 1, 2 und 4 dargestellten im Wesentlichen durch die elastisch seitlich ausweichende Aufhängung des Steckers S an dem Befestigungsflansch 210. Hier werden vier Einzelfedern 213' verwendet, welche den Stecker S nach einer seitlichen Auslenkung wieder zentrieren. Die Rückstellfeder 212 ist in einzelne Rückstellfedern 212' aufgeteilt.

Auch andere funktionsgerechte Federlagerungen sind selbstverständlich möglich.

1

Kontakteinsatz

2

Grundplatte

3

Dichtscheibe für den Deckel 5

4

Rückstellfeder (Schenkelfedern) für den Deckel 5

5

Deckel

6

Imbusschraube

7

Kabel

8

Kugelkörper

9

Schwenkachsen des Deckels 5

10

Kolben-Zylinder-Anordnung (verdrehsicher)

11

Kontäkthülse

12

Kontakfhülse

13

Zugentlastungsschelle

14

Nut

15

Rippe

16

Gehäuseabschnitt

17

Kolben

21

Kontaktstift

22

Kontaktstift

23

Abdeckplatte

24

Dichtungsring

25

Distanzhülse

26

Kugellagerung

27

Halteplatte

28

Kontaktaufsatz

29

Steckergehäuse

30

Einführungstrichter

31

Innenschulter

32

Ringnut

33, 33'

Enden der Haltefeder 213

34

Kragen

35

Ringnut

36

Ringnut

37

Querplatte

38

Anschläge

210

Befestigungsflansch (Montageflansch)

211 1

Rückstellfeder für die Abdeckplatte 23

212, 212'

Rückstellfeder(n) für die Halteplatte 27

213, 213'

Haltefeder(n) (Federspirale, Einzelfedern)

214

Kabel

215

Ventilkern

216

Stopfen

217

Kabel

310

Notentriegelung

311

Verdrehsicherung/Kodierschutz

312

Sensoren

313

Abhebesicherung

314

Verrastungsmittel

D

Dose

S

Stecker