[0001] Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, bestehend aus zumindest einem einen
Stecksockel aufweisenden Stecker und einem damit in Verbindung bringbaren Kuppler,
der zumindest einen Kontaktträger mit einem Schutzkragen aufweist, gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
[0002] Steckverbindungen, die einen Stecker sowie einen Kuppler (auch Kupplung, Buchse oder
Dose genannt) aufweisen, sind grundsätzlich bekannt. Stecker und Kuppler werden zusammengesteckt,
um die in dem Stecker und dem Kuppler befindlichen Kontaktpartner in Wirkverbindung
zu bringen und um eine elektrische Verbindung herzustellen. Insbesondere bei der Anwendung
solcher Steckverbindungen in der Automobiltechnik reicht es nicht aus, Stecker und
Kuppler nur zusammenzustecken. Auf Grund der Beanspruchungen der Steckverbindungen
im Betrieb im Fahrzeug sowie bei der Montage ist es erforderlich, eine dauerhafte,
aber ggf. lösbare Verbindung zwischen Stecker und Kuppler herzustellen und gleichzeitig
bei der Montage, d. h. dem Zusammenstecken von Stecker und Kuppler, sicherzustellen,
dass sich Stecker und Kuppler auch in ihrer gewünschten Soll-Position (vollständige
Zusammensteckung) zueinander befinden. Hierzu ist es schon bekannt geworden, dass
der Kuppler aus einem Kontaktträger zur Aufnahme der Kontaktpartner, die am Ende eines
Kabels angeordnet sind, ausgebildet ist, mit einem Schutzkragen (auch Gehäuse genannt)
versehen wird, wobei danach der fertig montierte und bestückte Kuppler mit dem Stecker
zusammengebracht wird, wobei diese korrespondierende Rastmittel aufweisen, die nach
dem Zusammenstecken den Stecker und den Kuppler wirksam und dauerhaft miteinander
in Verbindung halten. Dieser Aufbau erfüllt zwar grundsätzlich die Anforderungen,
hat aber Nachteile bei der Montage. Im Regelfall erfolgt die Konfektionierung des
Kupplers in einem anderen Betrieb als die Montage des Kupplers mit dem Stecker. Daher
muss sichergestellt werden, dass der Konfektionierer, der den Kuppler herstellt, mit
den Kontaktpartnern sowie dem Kabel versieht, in diesem Betrieb zuverlässig hergestellt
werden kann, wohingegen die Montage des Kupplers mit dem Stecker in einem anderen
Betrieb (im Regelfall der Fahrzeughersteller) ebenso zuverlässig erfolgen soll.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Steckverbindung, bestehend
aus einem Stecker und einem damit in Wirkverbindung bringbaren Kuppler bereitzustellen,
die die eingangs geschilderten Anforderungen erfüllt. Insbesondere soll diese Steckverbindung
einfach konfektionierbar und nach der Konfektionierung einfach, schnell und zuverlässig
montierbar sein.
[0004] Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
[0005] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schutzkragen und der Kontaktträger des Kupplers
sowie ein Stecksockel des Steckers derart in Wirkverbindung miteinander bringbare
Rastmittel aufweisen, die bewirken, dass zunächst der Schutzkragen mit dem Kontaktträger
in eine Vorverraststellung gebracht wird, wobei danach der Kontaktträger mit dem Stecksockel
zusammengesteckt wird und nach vollständiger Steckung der Schutzkragen in Richtung
Stecksockel verschoben wird und dort in einer Endstellung verrastet wird. Dieser Aufbau
hat den Vorteil, dass bei dem Hersteller und Konfektionierer der Steckverbindung der
Kontaktträger, aufweisend Kontaktkammern für Kontaktpartner, hergestellt und mit den
Kontaktpartnern bestückt werden kann. Anschließend erfolgt das Aufstecken (insbesondere
Aufschieben) des Schutzkragens (Gehäuse) auf den Kontaktträger, wobei dieser in einer
Vorverraststellung an dem Kontaktträger zur Anlage kommt. Alternativ wird der Schutzkragen
in Vorraststellung auf den Kontaktträger bestückt und erst danach werden bei einem
anderen Unternehmen (dem sogenannten Konfektionär) die Kontaktpartner ("Kontaktteile")
bestückt. Dabei sind die diese Vorverraststellung bewirkenden Rastmittel derart gestaltet,
dass der Schutzkragen an dem Kontaktträger in einer Vorverraststellung verbleibt,
allerdings erst dann in seine Endverraststellung verschoben werden kann, wenn der
Kontaktträger vollständig mit dem Stecksockel des Steckers zusammengesteckt worden
ist. Dadurch ist der Vorteil gegeben, dass der Kuppler mit seinem Kontaktträger und
Schutzkragen in einem anderen Betrieb hergestellt und konfektioniert werden kann,
und die weitere Montage in einem anderen Betrieb möglich ist. Außerdem ist der Vorteil
gegeben, dass der Schutzkragen verliersicher an dem Kontaktträger angeordnet ist.
Weiterhin ist der Vorteil gegeben, dass der Stecker unabhängig von dem Kuppler hergestellt
und ebenfalls konfektioniert werden kann. Nach dieser Konfektionierung können dann
Stecker und Kuppler in einem anderen Betrieb, insbesondere bei einem Fahrzeughersteller,
montiert und zusammengesteckt werden, wobei die erfindungsgemäßen Rastmittel weiterhin
den Vorteil aufweisen, dass sie so gestaltet sind, dass der Schutzkragen erst dann
aus seiner Vorverraststellung in eine Endverraststellung an dem Stecker bringbar ist,
wenn der Kontaktträger vollständig mit dem Stecker zusammengesteckt worden ist. Außerdem
sind weitere Rastmittel vorhanden, die bewirken, dass der Schutzkragen rastend an
dem Stecker festgelegt wird, nachdem auch der Schutzkragen in seine Endverraststellung
gebracht worden ist. Dieses ist, wie schon gesagt, erst dann möglich, wenn Kontaktträger
und Stecker in ihrer Soll-Position zusammengesteckt worden sind. Dieses ist deshalb
wichtig, damit die Kontaktierung der Kontaktpartner in dem Stecker und in dem Kuppler
wirksam werden kann.
[0006] Ein weiterer Vorteil der rastenden Verbindung zwischen Schutzkragen und Kontaktträger
ist darin zu sehen, dass durch das Verbringen des Schutzkragens von seiner Vorverraststellung
an dem Kontaktträger in eine Endverraststellung auch entsprechend gestaltete Kontaktpartner
betätigbar sind. Dieses ist insbesondere dann wichtig, wenn eine so genannte Null-Kraft-Steckverbindung
erzielt werden soll. Dieses bedeutet, dass die Kontaktpartner nahezu kraftlos über
den Kontaktpartner des Steckers bringbar sind und die erforderliche Kontaktkraft auf
die Kontaktpartner erst nach Betätigung des Schutzkragens von seiner Vorverraststellung
in seine Endverraststellung manuell von außen aufgebracht wird. Dieses erleichtert
insbesondere das Zusammenstecken von Stecker und Kuppler, so dass die Montagefreundlichkeit
auf Grund geringerer aufzubringender Kräfte verbessert ist. Es können auf diese Wiese
auch höhere Kontaktnormalkräfte als bei herkömmlichen Steckverbindern erreicht werden.
[0007] Ein beispielhafter Aufbau der erfindungsgemäßen Steckverbindung, sowie eine daraus
resultierende Montageabfolge, sind im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren
erläutert. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass sowohl der gezeigte
und beschriebene Aufbau sowie die beschriebene Montageabfolge nur beispielhaft ist
und variiert werden kann, ohne dass der Erfindungsgedanke verlassen wird.
[0008] Die Figuren 1 bis 7 zeigen, soweit im Einzelnen dargestellt, eine mit 1 bezeichnete
Steckverbindung, deren Bauteile sowie das Zusammenwirken dieser Bauteile bei der Montage.
Im Wesentlichen besteht die Steckverbindung 1 aus einem Kuppler, aufweisend einen
Schutzkragen 2 (Gehäuse) sowie einen Kontaktträger 3, und einem Stecker, aufweisend
zumindest einen Stecksockel 4. Der Stecksockel 4 ist mit seinen Details in Figur 2
gezeigt, wobei erkennbar ist, dass der Stecksockel 4 als Stecker mit Kontaktstiften
5 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform hat der Stecksockel 4 eine Grundplatte
5 (Anschlagfläche) und einen davon ausgehenden, beispielsweise in etwa quadratischen
Kragen 7, wobei zumindest eine erste Rastnase 8 und zumindest eine weitere Rastnase
9 an dem Stecksockel 4 angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Rastnasen
8 in etwa am oberen Rand des Kragen 7 und in Betätigungsrichtung etwas darunter sich
gegenüberliegende Rastnasen 9 ebenfalls an dem Kragen 7 angeordnet.
[0009] Figur 3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform des Schutzkragens 2, der als erste
Rastmittel einen Rasthaken 10 sowie als weitere Rastmittel einen weiteren Rasthaken
bzw. eine Ausnehmung 11 aufweist. Auch bei dem Schutzkragen 2 ist, wie schon bei dem
Stecksockel 4, die Anordnung der Rastmittel gegenüberliegend und symmetrisch, so dass
diese Rastmittel des Schutzkragens 2 mit den Rastnasen 8, 9 des Stecksockels 4 korrespondieren
können.
[0010] Figur 4 zeigt den Kontaktträger in seinem beispielhaften Aufbau, wobei Kontaktkammern
zur Aufnahme von Kontaktpartner (als Gegenstück zum Kontaktstift 5) sowie ein Kabel
vorhanden sind, aber nicht dargestellt sind. Der Kontaktträger 3 weist nach außen
weisende Rastmittel auf, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Rastlasche 12 und
eine daran angeordnete Rastnase 13 sind, wobei die Rastnase 13 von dem oberen Teil
der Rastlasche 12 absteht und die Rastlasche 12 ihrerseits eine Ausnehmung 14 aufweist.
Auch diese Rastmittel 12 bis 14 sind an sich gegenüberliegenden Seiten des Kontaktträgers
3 und damit symmetrisch angeordnet. Außerdem ist in Figur 4 schon der erste Montageschritt
gezeigt, dass nämlich Schutzkragen 2 und Kontaktträger 3 in Verbindung gebracht worden
sind, so dass eine Vorverraststellung zwischen Schutzkragen 2 und Kontaktträger 3
gegeben ist. Diese Vorverraststellung wird dadurch erzielt, dass die Rastnase 13 des
Kontaktträgers 3 mit dem Rasthaken 10 und der Lasche 12 des Schutzkragens 2 (Figur
3) in Verbindung gebracht wird. Nachdem die Rastnase 13 an dem Rasthaken 10 und der
Lasche 12 festgelegt worden ist, ist es nicht mehr möglich, den Kontaktträger 3 aus
dem Schutzkragen 2 zu entnehmen oder auch in seine Endstellung zu bewegen (insbesondere
zu schieben). Dadurch, dass der Kontaktträger 3 in einer definierten Position innerhalb
des Schutzkragens 2 festgelegt ist, so dass der Schutzkragen 2 solange nicht mehr
bewegbar ist, bis der Kontaktträger 3 vollständig auf dem Stecksockel 4 (Figur 2)
aufgesteckt worden ist.
[0011] Diese Situation ist in Figur 5 dargestellt, bei der nämlich der Kontaktträger 3 mit
seiner Stirnseite 15 in Richtung der Grundplatte 6 des Stecksockels 4 bewegt worden
ist (also in Längsrichtung der Steckverbindung 1), bis die Stirnseite 15 auf der Grundplatte
6 zur Anlage kommt. Damit ist dadurch eine definierte Position zwischen dem Kontaktträger
3 und dem Stecksockel 4 gegeben, wobei auch andere Mittel zur Erzielung dieser Lage
zwischen Kontaktträger 3 und Stecksocke 4 denkbar sind.
[0012] Erst wenn, wie in Figur 5 gezeigt, der Kontaktträger 3 vollständig auf den Stecksockel
4 aufgesteckt worden ist, bewirken die Rastmittel 8, 10, 12 (Figur 6), dass der Schutzkragen
2 aus seiner Vorverraststellung an dem Kontaktträger 3 heraus in Richtung seiner Endverraststellung
bewegt werden kann. Wenn dieses erfolgt ist, d. h., wenn der Schutzkragen 2 ebenfalls
in Längsrichtung in Richtung des Stecksockels 4 verschoben wurde und gegebenenfalls
mit seiner Stirnseite 16 auf der Grundplatte 6 des Stecksockels 4 zur Anlage kommt,
kann die Rastnase 9 des Stecksockels 4 in die Ausnehmung 11 des Schutzkragens 2 eingreifen
und damit die dauerhafte, aber lösbare Verbindung zwischen Stecker (Stecksockel 4)
und Kuppler (Schutzkragen 2 mit Kontaktträger 3) bewirken. Während der Schritt vor
der vollständigen Verrastung zwischen Stecker und Kuppler in Figur 7 dargestellt ist
und dort erkennbar ist, wie die jeweiligen Rastmittel zusammenwirken, so ist die vollständig
zusammengesteckte und verrastete Steckverbindung 1 in Figur 1 dargestellt.
[0013] Damit bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine Steckverbindung 1, bestehend aus
Kuppler und Stecker vorzukonfektionieren, indem der Schutzkragen 2 verliersicher an
dem Kontaktträger 3 angeordnet wird, wobei der Kontaktträger 3 seinerseits mit Kontaktpartnern
und Kabel bestückt ist. Nachdem dieses erfolgt ist, kann der fertig konfektionierte
Stecker (seinerseits ebenfalls mit Gehäuse, Kontaktpartnern und Kabel) mit dem vorkonfektionierten
Kuppler in Verbindung gebracht werden, wobei dieses allerdings erst dann möglich ist,
wenn der Kontaktträger 3 sich in einer bestimmten gewollten Lage (Vorverrastung) zu
dem Schutzkragen 2 befindet. Eine Bestückung wäre auch mit einem sich in Endraststellung
befindlichen Kupplungsgehäuse möglich, die Kräfte erhöhen sich jedoch dadurch. Außerdem
kann die Endverrastung erst dann stattfinden, wenn der Kontaktträger 3 vollständig
mit dem Stecksockel 4 des Steckers zusammengesteckt worden ist. Außerdem bewirkt die
Verschiebung des Schutzkragens 2 von seiner Vorverraststellung an dem Kontaktträger
3 in Richtung seiner Endverraststellung an dem Stecksockel 4 nicht nur die Verrastung
zwischen Stecker und Kuppler, sondern auch die Aufbringung von auf die Kontaktpartner
insbesondere des Kupplers wirkenden Kräfte, damit beim Zusammenstecken möglichst wenig
Kraft (Null-Kraft) erforderlich ist. Optional anzubringen, ist für die Funktion der
Verrastung nicht notwendig.
[0014] In besonders vorteilhafter Weise ist in den Figuren dargestellt und beschrieben,
dass der Aufbau von den Elementen der Steckverbindung 1 in etwa quadratisch bzw. rechteckförmig
und gleichzeitig symmetrisch ist. Daneben ist es denkbar, dass die einzelnen Bauelemente
der Steckverbindung 1 auch anders geformte Querschnitte (z. B. oval oder rund) aufweisen
können. Außerdem ist ein asymmetrischer Aufbau ebenso denkbar, indem die Rastmittel
nur an jeweils einer Seite bzw. nur an einer Stelle der beteiligten Bauelemente der
Steckverbindung 1 angeordnet sind. Der symmetrische Aufbau, wie in den Figuren gezeigt,
hat jedoch den Vorteil, dass ein Verkanten beim Zusammensetzen der beteiligten Elemente
ausgeschlossen und die Rastwirkung, d. h. die Stabilität erhöht wird.
[0015] Abschließend sei noch erwähnt, dass die Rastmittel, die an dem Stecker angeordnet
sind, alternativ auch am Kuppler angeordnet sein können, wobei dann die Rastmittel,
die am Kuppler angeordnet sind, alternativ am Stecker angeordnet sind. Obwohl die
Rastmittel zur Erzielung der Wirkung der Erfindung recht komplex gestaltet sind, ist
es ohne Weiteres möglich, die Elemente 2 bis 4 der Steckverbindung 1 aus Kunststoff
in einem Spritzgussverfahren schnell und in Serie herzustellen, wobei auch andere
Materialien und Herstellungsverfahren nicht ausgeschlossen sind.
Bezugszeichenliste
[0016]
- 1.
- Steckverbindung
- 2.
- Schutzkragen
- 3.
- Kontaktträger
- 4.
- Stecksockel
- 5.
- Kontaktstift
- 6.
- Grundplatte
- 7.
- Kragen
- 8.
- erste Rastnase (für Vorverrastung)
- 9.
- weitere Rastnase (für Endverrastung)
- 10.
- Rasthaken
- 11.
- Ausnehmung
- 12.
- Rastlasche
- 13.
- Rastnase
- 14.
- Ausnehmung
- 15.
- Stirnseite
- 16.
- Stirnseite
1. Steckverbindung (1), bestehend aus einem zumindest einem einen Stecksockel (4) aufweisenden
Stecker und einem damit in Wirkverbindung bringbaren Kuppler, der zumindest einen
Kontaktträger (3) mit einem Schutzkragen (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzkragen (2), der Kontaktträger (3) sowie der Stecksockel (4) derart in Wirkverbindung
miteinander bringbare Rastmittel aufweisen, die bewirken, dass zunächst der Schutzkragen
(4) mit dem Kontaktträger (3) in eine Vorverraststellung gebracht wird, wobei danach
der Kontaktträger (3) mit dem Stecksockel (2) zusammengesteckt wird und nach vollständiger
Steckung der Schutzkragen (2) in Richtung des Stecksockels (4) verschoben wird und
dort in einer Endstellung verrastet wird.
2. Steckverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel derart gestaltet und an den Schutzkragen (2), dem Kontaktträger (3)
und dem Stecksockel (4) angeordnet sind, dass die Verschiebung des Schutzkragens (2)
in seine Endstellung an den Stecksockel (4) erst dann möglich ist, wenn der Schutzkragen
(4) mit dem Kontaktträger (3) in die Vorverraststellung gebracht worden ist.
3. Steckverbindung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecksockel (4) zumindest eine erste Rastnase (8) für die Vorverrastung mit dem
Schutzkragen (2) sowie zumindest eine weitere Rastnase (9) für die Endverrastung mit
dem Schutzkragen (2) aufweist, wobei die Rastnasen (8, 9) in Betätigungsrichtung des
Schutzkragens (2) beabstandet voneinander angeordnet sind.
4. Steckverbindung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecksockel (4) eine Grundplatte (6) mit daran angeordneten umlaufendem Kragen
(7) aufweist, wobei die Rastnasen (8, 9) an dem Kragen (7) angeordnet sind.
5. Steckverbindung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei erste Rastnasen (8) sowie jeweils zwei weitere Rastnasen (9) gegenüberliegend
an dem Stecksockel (4) angeordnet sind.
6. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (3) zumindest eine Rastnase (13) sowie zumindest eine Rastlasche
(12) mit einer Ausnehmung (14) aufweist, wobei die Rastnase (13) und die Rastlasche
(12) in Betätigungsrichtung des über den Kontaktträger (3) bewegbaren Schutzkragens
(4) hintereinander angeordnet sind.
7. Steckverbindung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzkragen (2) zumindest eine mit der Rastnase (9) zusammenwirkende Ausnehmung
(11) sowie zumindest einen mit der Rastnase (8) zusammenwirkenden Rasthaken (10) mit
einer Ausnehmung aufweist.
8. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Ausnehmungen (11) und jeweils zwei Rasthaken (10) sich gegenüberliegend
angeordnet sind.
9. Steckverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verrastung von Stecker und Kuppler eine Kraft erst dann aufgebracht wird, wenn
Stecker und Kuppler zumindest in eine Vorverraststellung zueinander gebracht worden
sind.