DE19940489B4 - Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Steckverbindung, umfassend
– ein erstes Steckelement (50),
das ein erstes Gehäuse (53) mit einer zu seiner vorderen Seite offenen Einführöffnung (51) aufweist, das ferner einen elastischen Riegelarm (56), der an seinem freien Ende einen Eingriffsvorsprung (58) besitzt, und einen Riegelvorsprung (57) aufweist,
– ein zweites Steckelement (70),
das ein zweites Gehäuse (71) ausweist, welches in die Einführöffnung (51) des ersten Gehäuses (53) des ersten Steckelementes (50) von der vorderen Seite her einführbar ist,
das einen Vorsprung (73) aufweist, der in Einführrichtung des zweiten Gehäuses (71) vorne eine vordere abgeschrägte Fläche aufweist und an den sich rückwärtig eine Eingriffsnut (74) anschließt, der dem Angriffsvorsprung (58) gegenüberliegt und von diesem im verbundenen Zustand der Steckelemente (50,70) hintergriffen wird,
– das ferner zwei in Einführrichtung vor dem Vorsprung (73) liegende und seitlich dazu versetzte Stoppvorsprünge (72) aufweist, welche in Einführrichtung vorne jeweils eine entgegen der Einführrichtung schräg ansteigende vordere Anschlagfläche (72a), eine in Einführrichtung hinten liegende schräg abfallende rückwärtige Fläche (72d) und eine beide verbindende kurvenförmige Fläche (72c), die den Spitzenabschnitt der Stoppvorsprünge (72) bildet, aufweist, wobei sich die Breite der Stoppvorsprünge (72) dadurch trapezförmig verringert, dass sich die vordere Anschlagfläche (72a), quer zur Einführrichtung gesehen, von ihrem in Einführrichtung vorne liegenden vorderen Ende breitenmäßig zum Spitzenabschnitt verringert
– einen Schieber (60),
der im ersten Gehäuse (53) des ersten Steckelementes (50) verschiebbar aufgenommen ist,
der durch Federmittel (59) in eine Riegelposition gedrängt wird, in der er den Riegelarm (56) gegen Auslenkung blockiert,
der einer elastischen Schieberarm (62) aufweist, der zwei den Stoppvorsprüngen (72) des zweiten Steckelementes (70) bei Einführung desselben gegenüberstehende Anschlagvorsprünge (64) aufweist, und der bei Verstellung des Schiebers (60) in Einführrichtung des zweiten Gehäuses (71) durch den Riegelvorsprung (57) des ersten Steckelementes (50) auslenkbar ist,
wobei die Anschlagvorsprünge (64) eine erste Anschlagfläche (64a) aufweisen, die zur vorderen Seite des zweiten Gehäuses (71) weist, welche sich von der vorderen Seite entfernend schräg verläuft, welche sich in eine kurvenförmige Fläche (64b), die einen Spitzenabschnitt definiert, und folgend in eine rückwärtige schräge Fläche (64c) fortsetzt, wobei letztere ausgehend von der kurvenförmigen Fläche (74b) sich von der vorderen Seite entfernend verläuft.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung, bei der ein unvollständiger Verbindungszustand der Steckelemente durch ein Federelement verhindert wird.
• Viele elektronische Geräte zur Ausführung verschiedener Steuerungen sind herkömmlicherweise an einem Fahrzeug, zum Beispiel einem Kraftfahrzeug, angebracht. Endabschnitte von Kabeln aus Kabelsträngen werden mit den elektronischen Geräten durch mehrere Steckbuchsen und Stecker verbunden. In Hinsicht auf die Montage und Wartung sind die Steckbuchse und der Stecker derart aufgebaut, daß der Kabelstrang leicht verbunden und gelöst werden kann.
• Es werden verschiedenartige Steckelemente für die Verhinderung eines unvollständigen Verbindungszustandes, an denen der Verbindungszustand der Steckbuchse und des Steckers erkennbar ist, verwendet. Zum Beispiel ist eine Steckverbindung zur Verhinderung eines unvollständigen Verbindungszustandes aus der US 5,820,399 bekannt.
• Diese Steckverbindung zur Verhinderung eines unvollständigen Verbindungszustandes wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschrieben.
• Wie in 10 gezeigt, umfaßt ein Stecker 1 (ein Bestandteil eines Paares, das aus einem Stecker 1 und einer Steckbuchse 2 gebildet wird) ein Gehäuse 3. Dieses Gehäuse 3 umfaßt ein Steckergehäuse 3a, das einen Kontaktaufnahmeraum (in der Form einer Durchgangsbohrung) zur Aufnahme einer vorbestimmten Anzahl an Buchsenkontakten aufweist. Es weist auch eine Kontakteinführöffnung, die zu seiner vorderen Seite offen ist, und ein Gehäuse 3b, das oberhalb des Steckergehäuses 3a vorgesehen ist, auf, um einen Schieber 10 (nachfolgend beschrieben) gleitend aufzunehmen.
• Das Gehäuse 3b ist vorgesehen, um einen Schieberaufnahmeabschnitt 4 zu bilden. Es erstreckt sich in Verbindungsrichtung und ist nach oben hin offen. Führungsnuten 5 für die Führung von Seitenabschnitten eines Schieberkörpers 11 sind in gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Gehäuses 3b ausgebildet. Ein Federaufnahmeabschnitt 3c mit rohrförmiger Gestalt ist an einem rückwärtigen Ende einer jeden Führungsnut 5 ausgebildet.
• Ein Riegelarm 6 (elastisches Element) in der Gestalt eines Hebels ist einstückig mit dem Gehäuse 3b an einem mittleren Abschnitt bezüglich dessen Breite ausgebildet. Er erstreckt sich parallel zur Verbindungsrichtung. Ein Riegelvorsprung 7, der eine abgeschrägte Fläche aufweist, ist an einer oberen Fläche des Riegelarmes 6 ausgebildet. Eine Gehäusesperre 8 zum haltenden Verbinden eines Buchsengehäuses 21 (nachfolgend beschrieben) ist an einer unteren Fläche zum distalen Ende des Riegelarmes 6 ausgebildet. Verstellverhinderungsvorsprünge 8a, die das Verstellen des Riegelarmes 6 verhindern, sind an der oberen Fläche des Riegelarmes 6 ausgebildet und der Gehäusesperre 8 abgewandt.
• Seitliche Freiräume 4a für die jeweilige Aufnahme eines Anschlagvorsprungs 14 eines Schieberarmes 12 (nachfolgend beschrieben) sind seitlich des Riegelarmes 6 ausgebildet.
• Der Schieber 10 weist den elastischen Schieberarm 12 in der Gestalt eines Hebels innerhalb des Schieberkörpers 11 an einem im allgemeinen mittleren Abschnitt auf. Die beiden Anschlagvorsprünge 14 sind an den Seitenabschnitten einer unteren Fläche des Schieberarmes 12 zum vorderen Endabschnitt desselben hin ausgebildet. Der Schieber 10 umfaßt des weiteren einen Betätigungsabschnitt 15, der an einer oberen Fläche des hinteren Endes desselben ausgebildet ist. Er wird betätigt, um die Verbindung zu lösen. Er umfaßt eine Gleitnut 13, die in dem Schieberarm 12 und dessen Betätigungsabschnitt 15 ausgebildet ist. Federhalteabschnitte 16 zum Halten von Druckfedern 9 sind jeweils an gegenüberliegenden Seitenabschnitten eines unteren Abschnitts des rückwärtigen Endes des Schieberkörpers 11 ausgebildet. Ein Verstellverhinderungsabschnitt 17, der das Verstellen des Riegelarmes 6 verhindert, ist an dem vorderen Ende des Schieberkörpers 11 ausgebildet.
• Die Steckbuchse 2 umfaßt Kontaktaufnahmeräume in der Gestalt von Durchgangsbohrungen für die Aufnahme einer vorbestimmten Anzahl von Stiftkontakten und weist eine Gehäuseeinführöffnung 26, die zu ihrer vorderen Seite offen ist, auf. Die Steckbuchse 2 umfaßt ein Paar Stoppvorsprünge 22, das an einer oberen Fläche des Gehäuses 21 ausgebildet ist, um jeweils gegen einen der Anschlagvorsprünge 14 des Schiebers 10 während des Verbindens anzuschlagen, einen abgeschrägten Vorsprung 23, der zwischen den Stoppvorsprüngen 22 vorgesehen ist und eine abge schrägte Fläche zum elastischen Biegen (elastische Verformung) des Riegelarmes 6, und eine Eingriffsnut 24, die an einer rückwärtigen Seite des abgeschrägten Vorsprungs 23 ausgebildet ist, um mit der Gehäusesperre 8 in Eingriff gebracht zu werden.
• Der Schieber 10 gemäß 10 wird zuerst an dem Stecker 1 befestigt. Wenn der Schieber 10, der die Druckfedern 9 jeweils mit den Federhalteabschnitten 16 hält, in den Schieberaufnahmeabschnitt 4 des Steckers 1 von dessen vorderen Seite eingeschoben wird, bewegt sich der Schieberkörper 11 nach hinten entlang den Führungsnuten 5. Die Anschlagvorsprünge 14, die jeweils an den gegenüberliegenden Seitenabschnitten der unteren Fläche des Schieberarmes 12 des Schiebers 10 ausgebildet sind, werden dabei in den seitlichen Freiräumen 4a, die jeweils an den Seiten des Riegelarmes 6 ausgebildet sind, aufgenommen. Die Druckfedern 9 werden dann jeweils in den Federaufnahmeabschnitten 3c aufgenommen, und der Riegelvorsprung 7 des Riegelarmes 6 wird in die Gleitnut 13 des Schiebers 10 eingeführt, so daß der Schieber 10 gleitend montiert ist.
• Bei dem oben genannten Zustand wird der Schieber 10 durch die Kraft der Druckfedern 9 nach vorne gedrängt. Das vordere Ende des Betätigungsabschnitts 15 wird feststellend gegen den Riegelvorsprung 7, der in der Gleitnut 13 aufgenommen ist, gehalten. Die Verstellverhinderungsvorsprünge 8a, die an dem distalen Ende des Riegelarmes 6 ausgebildet ist, liegen gegen den Verstellverhinderungsabschnitt 17, der an der unteren Fläche des vorderen Endes des Schiebers 10 ausgebildet ist, an, wodurch eine nach oben gerichtete Verstellung des Riegelarmes 6 verhindert wird.
• Die Buchsenkontakte 30 (siehe 11), von denen jeweils einer an einem Endabschnitt eines Kabels angeklemmt ist, werden in das Gehäuse 3 von dessen rückwärtiger Seite eingeführt. Sie werden durch die Gehäusezungen, die im Kontaktaufnahmeraum ausgebildet sind, festgesetzt. Ein Halter zum zweifachen Festsetzen ist an dem Gehäuse angebracht.
• Die Stiftkontakte 31 (siehe 11), von denen jeweils einer an einem Endabschnitt eines Kabels angeklemmt ist, werden in das Gehäuse 21 der Steckbuchse 2 von deren rückwärtigen Seite eingeführt. Sie werden durch Gehäusezungen, die im Kontaktaufnahmeraum ausgebildet sind, festgesetzt. Ein Halter zum zweifachen Festsetzen ist an dem Gehäuse angebracht.
• Das Verbinden des Steckers 1 und der Steckbuchse 2 wird nachfolgend beschrieben.
• Wenn das Verbinden des Steckers mit der Steckbuchse, wie in 11 gezeigt, begonnen wird, werden die Stoppvorsprünge 22 der Steckbuchse 2 in die seitlichen Freiräume 4a (siehe 10), die an den Seiten des Riegelarmes n des Steckers 1 ausgebildet sind, eingeführt. Im allgemeinen vertikale Anschlagflächen (vordere Flächen) dieser Stoppvorsprünge 22 schlagen im allgemeinen jeweils vollständig an den im allgemeinen vertikalen Anschlagflächen (vorderen Flächen) der Anschlagvorsprünge 14 des Schiebers an. Die Federkraft der Druckfedern 9 wird von diesem Moment an wirksam. Die Stiftkontakte 31, die in der Steckbuchse 2 angebracht sind, sind in diesem Zustand noch nicht mit den Buchsenkontakten 30, die in dem Stecker 1 befestigt sind, verbunden.
• Wenn das Einführen fortgesetzt wird, wird der Schieber 10 nach hinten gegen die Vorspannung der Druckfedern 9 (siehe 10) verlagert, so daß die Gehäusesperre 8, die an dem distalen Ende des Riegelarmes 6 ausgebildet ist, gegen den abgeschrägten Vorsprung 23 der Steckbuchse 2 stößt. Die Stiftkontakte 31 werden zu diesem Zeitpunkt in die Buchsenkontakte 30 eingeführt, werden aber nicht elektrisch mit diesen verbunden.
• Wenn das Einführen in diesem unvollständig verbundenen Zustand unterbrochen wird, werden der Stecker 1 und die Steckbuchse 2 zurückgestellt, bzw. entfernen sich voneinander (d.h. in einer Löserichtung, entgegengesetzt der Verbindungsrichtung) durch die Kraft der Druckfedern 9. Deshalb kann ein solch unvoll-ständig verbundener Zustand leicht erkannt werden.
• Wenn das Verbinden fortgesetzt wird, wird der Schieberarm 12 des Schiebers 10 durch den Riegelvorsprung 7 nach oben gebogen (elastisch verformt), so daß die Anlage der Stoppvorsprünge 22 an den Anschlagvorsprüngen 14 des Schiebers 10, wie in 12 gezeigt, aufgehoben wird. Der Schieberarm 12 gleitet dann über die Stoppvorsprünge 22 unter Einwirkung der Druckfedern 9 und die Gehäusesperre 8, die an dem distalen Ende des Riegelarmes 6 ausgebildet ist, gleitet über den abgeschrägten Vorsprung 23 und greift in die Eingriffsnut 24 ein.
• Wenn der Schieber 10 unter der Einwirkung der Druckfedern 9, wie in 13 gezeigt, in die anfängliche Stellung zurückgestellt ist, liegt der Verstellverhinderungsabschnitt 17 des Schiebers 10 über den Verstellverhinderungsvorsprüngen 8a des Riegelarmes 6, so daß der Riegelarm 6 verriegelt ist und der Stecker und die Steckbuchse in einem vollständig verbundenen Zustand sind. Die Kontakte 30 sind vollständig mit den Kontakten 31 verbunden.
• Bei der oben genannten Verbindung des Steckers 1 mit der Steckbuchse 2 wird deshalb ein unvollständiges Verbinden durch die Federkraft der Druckfedern 9 verhindert. Der verbundene Zustand kann auch leicht durch Berühren während des Verbindens und durch Betrachten der Stellung des Schiebers 10 erkannt werden.
• Da der Schieberarm 12 im Schieberkörper 11 vorgesehen ist, kann der Schieber 10 klein ausgebildet werden. Da die Anschlagvorsprünge 14 des Schiebers 10 jeweils in den seitlichen Freiräumen 4a, die an den Seiten des Riegelarmes 6 vorgesehen sind, aufgenommen werden, kann zumindest der Stecker 1, an dem der Schieber 10 angebracht ist, verkleinert werden.
• Bei der oben genannten Verbindung des Steckers 1 und der Steckbuchse 2 liegen, obwohl ein unvollständig verbundener Zustand verhindert werden kann, die im allgemeinen vertikalen Anschlagflächen der Stoppvorsprünge 22 der Steckbuchse 2 jeweils vollständig an den im allgemeinen vertikalen Anschlagflächen der Anschlagvorsprünge 14 des Schiebers 10, wie in 11 gezeigt, an.
• In diesem Zustand gleitet der Schieberarm 12, während er nach oben gebogen wird, über die Anschlagflächen der Stoppvorsprünge 22, wie in 12 gezeigt. Daher ist eine hohe Verbindungskraft, die auch die Federkraft der Druckfedern 9 überwinden muß, notwendig, bis die Anschlagvorsprünge 12 vollständig über die Stoppvorsprünge 22 gleiten, wodurch das Problem auftritt, daß eine Steigerung der Effektivität dieser Operation nicht möglich ist.
• Wenn die Verbindungskraft größer wird, wirkt außerdem eine große Kraft auf den Schieberarm 12 in der Gestalt eines Hebels. Es besteht die Möglichkeit, daß der elastische Schieberarm 12 plastisch verformt wird, wodurch das Problem entsteht, daß das positive Verbinden nicht vollzogen werden kann.
• Sowohl der Spitzenabschnitt eines jeden Anschlagvorsprunges 14, als auch der Spitzenabschnitt eines jeden Stoppvorsprunges 22 weist des weiteren einen spitzen Winkel auf. Wenn die Verbindungskraft groß wird, werden deshalb diese Spitzenabschnitte beschädigt, wodurch das Problem auftritt, daß der Verbindungszustand nach dem ersten Verbinden nicht genau erkannt werden kann.
• Die U5 53 18 464 beschreibt ein Haltesystem für ein Steckergehäuse, das beispielsweise mit einer Unterlage verbunden werden soll. Das Steckergehäuse weist dazu an voneinanderweg weisenden Flächen einen keilförmigen Vorsprung auf, der sich von der Verbindungsfläche weg nach oben aus der Fläche erhebt. Seitlich dazu sind zwei Vorsprünge versetzt angeordnet, die mit nutenförmigen Ausnehmungen versehen sind. Zur Befestigung an der Unterlage sind zwei Winkelbleche vorgesehen, deren einer Schenkel mit der Unterlage verbindbar ist und deren anderer Schenkel in die Nuten der Vorsprünge einführbar ist, wobei zentral eine Ausnehmung vorgesehen ist, zu der der keilförmige Vorsprung in Eingriff gelangt. Um die Ausrichtung des Steckergehäuses zu den Schenkeln des Winkelbleches zu erleichtern, ist das Winkelblech an dem von der Unterlage vorstehenden Schenkel an den Seitenflächen abgeschrägt, so daß sich eine trapezförmige Gestalt ergibt, wobei zusätzlich noch ein kurvenförmiger Übergang vorgesehen sein kann.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steckverbindung vorzusehen, an der ein unvollständig verbundener Zustand leicht während des Verbindens der Steckbuchse und des Steckers, die ein Paar bilden, erkannt werden kann und die beiden Steckelemente leicht miteinander mit einer relativ geringen Einführkraft verbunden werden können.
• Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Steckverbindung umfassend ein erstes Steckelement, das ein erstes Gehäuse mit einer zu seiner vorderen Seite offenen Einführöffnung aufweist, das ferner einen elastischen Riegelarm, der an seinem freien Ende einen Eingriffsvorsprung besitzt, und einen Riegelvorsprung aufweist, ein zweites Steckelement, das ein zweites Gehäuse aufweist, welches in die Einführöffnung des ersten Gehäuses des ersten Steckelementes von der vorderen Seite her einführbar ist, das einen Vorsprung aufweist, der in Einführrichtung des zweiten Gehäuses vorne eine vordere abgeschrägte Fläche aufweist und an den sich rückwärtig eine Eingriffsnut anschließt, der dem Eingriffsvorsprung gegenüberliegt und von diesem im verbundenen Zustand der Steckelemente hintergriffen wird, das ferner zwei in Einführrichtung vor dem Vorsprung liegende und seitlich dazu versetzte Stoppvorsprünge aufweist, welche in Einführrichtung vorne jeweils eine entgegen der Einführrichtung schräg ansteigende vordere Anschlagfläche, eine in Einführrichtung hinten liegende schräg abfallende rückwärtige Fläche und eine beide verbindende kurvenförmige Fläche, die den Spitzenabschnitt der Stoppvorsprünge bildet, aufweist, wobei sich die Breite der Stoppvorsprünge dadurch trapezförmig verringert, daß sich die vordere Anschlagfläche, quer zur Einführrichtung gesehen, von ihrem in Einführrichtung vorne liegenden vorderen Ende breitenmäßig zum Spitzenabschnitt verringert, einen Schieber, der im ersten Gehäuse des ersten Steckelementes verschiebbar auf genommen ist, der durch Federmittel in eine Riegelposition gedrängt wird, in der er den Riegelarm gegen Auslenkung blockiert, der einen elastisch Schieberarm aufweist, der zwei den Stoppvorsprüngen des zweiten Steckelementes bei Einführung desselben gegenüberstehende Anschlagvorsprünge aufweist, und der bei Verstellung des Schiebers in Einführrichtung des zweiten Gehäuses durch den Riegelvorsprung des ersten Steckelementes auslenkbar ist, wobei die Anschlagvorsprünge eine erste Anschlagfläche aufweisen, die zur vorderen Seite des zweiten Gehäuses weist, welche sich von der vorderen Seite entfernend schräg verläuft, welche sich in eine kurvenförmige Fläche, die einen Spitzenabschnitt definiert, und folgend in eine rückwärtige schräge Fläche fortsetzt, wobei letztere ausgehend von der kurvenförmigen Fläche sich von der vorderen Seite entfernend verläuft.
• Die Anschlagfläche an der vorderen Fläche eines jeden Stoppvorsprunges liegt zuerst an der Anschlagfläche, die an der vorderen Fläche des zugehörigen Anschlagvorsprunges des Schiebers ausgebildet ist, an. Wenn der Anschlagvorsprung über die Anschlagfläche des Stoppvorsprunges in Übereinstimmung mit der nach oben gerichteten Biegung des elastischen Armes gleitet, verkleinert sich die Kontaktfläche zwischen den beiden allmäh1ich. Die Reibungskraft, die durch die Gleitbewegung des Anschlagvorsprunges auf dem Stoppvorsprung verursacht wird, verringert sich allmählich. Die Verbindungskraft, die für das Verbinden der Steckbuchse und des Steckers benötigt wird, kann folglich reduziert werden. Das Verbinden kann leicht und gleichmäßig mit einer relativ geringen Einführkraft vollzogen werden.
• Die plastische Verformung des elastischen Armes ist daher verhindert. Die Anschlagverbindung des Anschlagvorsprunges mit dem Stoppvorsprung kann genau an der vorbestimmten Stellung gelöst werden.
• Ein unvollständig verbundener Zustand der Steckbuchse mit dem Stecker kann deshalb leichter erkannt werden. Die Verbindungskraft, die für das Verbinden benötigt wird, kann weiter verringert werden. Das Verbinden kann leicht und gleichmäßig mit der geringeren Einführkraft vollzogen werden. Der Spitzenabschnitt wird nicht beschädigt, wenn der Anschlagvorsprung über den Stoppvorsprung gleitet. Sogar wenn das Verbinden und Lösen wiederholt durchgeführt werden, kann ein unvollständig verbundener Zustand leicht erkannt werden. Es werden deshalb Steckbuchsen und Stecker erzielt, die leicht miteinander verbunden werden können und eine sehr gute Dauerfestigkeit und Betriebszuverlässigkeit aufweisen.
• Die Befestigungsanordnung für eine Steckverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt und kann auf andere Ausführungsformen angewendet werden. Obwohl diese Ausführungsform auf die Befestigung gerichtet ist, kann die Erfindung auf eine Befestigungsanordnung für eine wasserdichte Steckverbindung angewendet werden. Bei dieser Ausführungsform kann, obwohl der Schieberaufnahmeabschnitt an der Steckbuchse und die Stoppvorsprünge an den Stecker vorgesehen sind, eine umgekehrte Gestaltung gewählt werden, bei der ein Schieberaufnahmeabschnitt an dem, Stecker und die Stoppvorsprünge an der Steckbuchse vorgesehen sind.
• Eine Steckverbindung gemäß der Erfindung und eine solche gemäß dem Stand der Technik sind in den Zeichnungen dargestellt.
• Es zeigt
• 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Befestigungsanordnung für eine Steckverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung,
• 2 eine perspektivische Ansicht einer Steckbuchse gemäß 1 mit einem daran angebrachten Schieber,
• 3 einen vertikalen Schnitt der Anordnung gemäß 1,
• 4 eine fragmentarische, perspektivische Ansicht eines Anschlagvorsprunges des Schiebers gemäß 1 im vergrößerten Maßstab,
• 5 eine fragmentarische, perspektivische Ansicht eines Stoppvorsprunges eines Steckers gemäß 1,
• 6 eine Ansicht zur Erklärung einer Arbeitsoperation bezüglich eines anfänglichen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers,
• 7 eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise bei einem unvollständigen Verbindungszustand der Steckbuchse und des Steckers gemäß 6,
• 8 eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise bei einem vollständigen (beendeten) Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers gemäß 7,
• 9 eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise gemäß 8,
• 10 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer herkömmlichen Befestigungsanordnung für eine Steckverbindung,
• 11 eine Ansicht zur Erklärung einer Wirkungsweise eines anfänglichen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers gemäß 10,
• 12 eine Ansicht zur Erklärung einer Wirkungsweise eines unvollständigen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers gemäß 11 und
• 13 eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise eines vollständigen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers gemäß 12.
• Eine bevorzugte Ausführungsform einer Steckverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben, wobei das erste Steckelement in Form einer Steckbuchse und das zweite Steckelement in Form eines Steckers vorgesehen ist. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Befestigungsanordnung für eine Steckverbindung gemäß dieser Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Steckbuchse mit einem darin montierten Schieber. 3 ist ein vertikaler Schnitt der Anordnung gemäß 1. 4 ist eine fragmentarische, perspektivische Ansicht eines Anschlagvorsprunges des Schiebers gemäß 1 im vergrößerten Maßstab. 5 ist eine fragmentarische, perspektivische Ansicht eines Stoppvorsprunges eines Steckers gemäß 1. 6 ist eine Ansicht zur Erklärung einer Wirkungsweise eines anfänglichen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers. 7 ist eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise eines unvollständigen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers gemäß 6. 8 ist eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise eines vollständigen Verbindungszustandes der Steckbuchse und des Steckers gemäß 7. 9 ist eine Ansicht zur Erklärung der Wirkungsweise gemäß 8.
• Wie in den 1 bis 3 gezeigt, bezieht sich die Erfindung auf eine Steckverbindung einer Steckbuchse 50 mit einem Stecker 70. Die Steckbuchse 50 umfaßt ein Gehäuse 53. Dieses Gehäuse 53 umfaßt Kontaktaufnahmeräume 53c (jeweils in der Form einer Durchgangsbohrung) für die Aufnahme jeweils eines Stiftkontaktes 52. Die Stiftkontakte sind jeweils am Endeabschnitt eines Kabels W1 angeklemmt. Es umfaßt ferner eine Einführöffnung 51, die zu seiner vorderen Seite offen ist, und einen Schieberaufnahmeabschnitt 54 für die gleitende Aufnahme des Schiebers 60.
• Der Schieberaufnahmeabschnitt 54 weist eine Öffnung 53b auf, die sich in Einführrichtung erstreckt und nach oben offen ist. Die Führungsnuten 55 für die jeweilige Führung eines Seitenabschnittes eines Schieberkörpers 61 sind in gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Schieberaufnahmeabschnitts 54 ausgebildet. Ein Federaufnahmeabschnitt 53a mit einer im wesentlichen rohrförmigen Gestalt ist an einem rückwärtigen Ende einer jeden Führungsnut 55 ausgebildet.
• Ein Riegelarm 56 in der Form eines Hebels ist einstückig mit dem Schieberaufnahmeabschnitt 54 an einem in Hinsicht auf dessen Breite mittleren Abschnitt ausgebildet und erstreckt sich in der Einführrichtung. Ein Riegelvorsprung 57, der eine entgegen der Einführrichtung nach vorne abgeschrägte Fläche aufweist, ist an einer oberen Fläche des Riegelarms 56 ausgebildet. Ein Eingriffsvorsprung 58 für das festsetzende Eingreifen in das Gehäuse 71 des Steckers 70 ist an einer unteren Fläche eines freien Endes des Riegelarms 56 ausgebildet.
• Zwei Verstellverhinderungsvorsprünge 58a zur Verhinderung des Verstellens des Riegelarms 56 sind an der oberen Fläche des Riegelarms 56 ausgebildet und weisen vom Eingriffsvorsprung weg. Seitliche Freiräume 54a für die jeweilige Aufnahme eines Anschlagvorsprunges 64 eines Schieberarms 62 (elastischer Arm) sind an den Seiten des Riegelarms 56 ausgebildet.
• Der Schieber 60 weist den elastischen Schieberarm 62 in der Form eines Hebels auf, der im Schieberkörper 61 an dessen im allgemeinen mittleren Abschnitt vorgesehen ist. Die beiden Anschlagvorsprünge 64 sind jeweils an den Seitenabschnitten einer unteren Fläche des vorderen Endabschnitts des Schieberarms 62 ausgebildet. Eine Gleitnut 63 für die Aufnahme des Riegelvorsprunges 57 ist in einem mittleren Abschnitt des Schieberarms 62 bezüglich dessen Längsrichtung ausgebildet.
• Der Schieber 60 umfaßt des weiteren einen Betätigungsabschnitt 65, der an einer oberen Fläche dessen rückwärtigen Ende ausgebildet ist. Er wird betätigt um den Verbindungszustand zu lösen. Zwei Stopprippen 67, von denen jeweils eine an einem Seitenabschnitt der oberen Fläche des Schiebers ausgebildet ist, verhindern ein Herausbewegen des Schiebers 60 aus dem Schieberaufnahmeabschnitt 54. Federhalteabschnitte 66 für das Halten zweier Druckfedern 59 sind an den Seitenabschnitten eines unteren, rückwärtigen Abschnitts des Schiebers 60 ausgebildet. Ein Verstellverhinderungsabschnitt 68 zur Verhinderung der Verstellung des Riegelarms 56 ist an dem vorderen Ende des Schieberkörpers 61 ausgebildet.
• Wie in 4 gezeigt, umfaßt jeder Anschlagvorsprung 64, der an dem vorderen Ende des Schieberarms 62 des Schiebers 60 ausgebildet ist, eine erste Anschlagfläche 64a, welche sich von der vorderen Seite schräg entfernend verläuft, eine kurvenförmige Fläche 64b, die davon einen Spitzenabschnitt definiert, und eine schräg rückwärtige Fläche 64c, die sich von der vorderen Seite entfernend verläuft.
• Der Stecker 70 umfaßt Kontaktaufnahmeräume 76 in Gestalt von Durchgangsbohrungen für die jeweilige Aufnahme eines Buchsenkontaktes 77, der jeweils an einem Endabschnitt eines Kabels W2 angeklemmt ist. Er umfaßt ferner Kontaktaufnahmeöffnungen 78, die zu seiner vorderen Seite hin offen sind. Der Stecker 70 umfaßt zwei Stoppvorsprünge 72, die an einer oberen Fläche des Gehäuses 71 derart ausgebildet ist, daß die beiden Stoppvorsprünge 72 jeweils während des Verbindens der Steckelemente gegen die Anschlagvorsprünge 64 des Schiebers 60 anschlagen, und einen abgeschrägten Vorsprung 73, der zwischen den Stoppvorsprüngen 72 vorgesehen ist, und eine abgeschrägte Fläche zum elastischen Biegen (elastische Verformung) des Riegelarms 56 und eine Eingriffsnut 74, die an einer rückwärtigen Seite des abgeschrägten Vorsprunges 73 ausgebildet ist, um mit dem Eingriffsvorsprung 58 in Wirkverbindung gebracht zu werden. Zwei ein Paar bildende Halter 75 sind an der oberen und der unteren Seite des Gehäuses 71 angebracht und verhindern ein rückwärtiges Herausziehen der Buchsenkontakte 77.
• Wie in 5 gezeigt, umfaßt jeder Stoppvorsprung 72 des Steckers eine Anschlagfläche 72a (vordere Fläche), die entgegen der Einführrichtung schräg ansteigend verläuft ist, abgeschrägte Seitenflächen 72b, die an dessen entgegengesetzten Seitenflächen ausgebildet sind, eine kurvenförmige Fläche 72c, die dessen Spitzenabschnitt definiert, und eine rückwärtige Fläche 72d, die entgegen der Einführung schräg abfällt. Von vorne betrachtet, weist der Stoppvorsprung 72 eine im wesentlichen trapezförmige Gestalt auf. Die Breite y seines Spitzenabschnitts ist kleiner als die Breite x seines proximalen Endabschnitts.
• Das Verbinden der oben genannten Steckbuchse 50 mit dem Stecker 70 wird nachfolgend beschrieben.
• Zunächst wird der Schieber, wie in 1 bis 3 gezeigt, an der Steckbuchse 50 befestigt. Wenn der Schieber 60, der die beiden Druckfedern 59, die jeweils an den Federhalteabschnitten 66 gehalten werden, aufweist, in den Schieberaufnahmeabschnitt 54 der Steckbuchse 50 von deren vorderen Seite eingeschoben wird, bewegt sich der Schieberkörper 61 entlang den Führungsnuten 55 nach hinten.
• Die Anschlagvorsprünge 64, die jeweils an den Seitenabschnitten der unteren Fläche des Schieberarms 62 des Schiebers 60 ausgebildet sind, sind zu diesem Zeitpunkt in den seitlichen Freiräumen 54a, die an den Seiten des Riegelarms 56 ausgebildet sind, aufgenommen. Die Druckfedern 59 werden dann jeweils in den Federaufnahmeabschnitten 53a aufgenommen. Der Riegel vorsprung 57 des Riegelarms 56 wird in die Gleitnut 63 des Schiebers 60 eingeführt, so daß der Schieber 60 gleitend montiert ist.
• In diesem montierten Zustand wird der Schieber 60 durch die Federkraft der Druckfedern 59, wie in 3 gezeigt, nach vorne gedrängt und die vorderen Enden der Stopprippen 67 werden gegen die vordere Kante der Öffnung 53b in der oberen Wand des Gehäuses 53 gehalten. Die Verstellverhinderungsvorsprünge 58a, die an dem distalen Ende des Riegelarms 56 ausgebildet sind, schlagen gegen den Verstellverhinderungsabschnitt 68, der an dem vorderen Ende des Schiebers 60 ausgebildet ist, an, wodurch die Verstellung des Riegelarms 56 nach oben verhindert wird.
• Die Stiftkontakte 52, die jeweils an den Endabschnitten der Kabel W1 angeklemmt sind, werden dann jeweils in die Kontaktaufnahmeräume 78 von der rückwärtigen Seite des Gehäuses 53 eingesetzt. Sie werden durch Gehäusezungen 53a festgesetzt und ein Halter 53a zum doppelten Festsetzen wird an dem Gehäuse befestigt.
• Die Buchsenkontakte 77, die jeweils an den Endabschnitten der Kabel W2 angeklemmt sind, werden dann in die Kontaktaufnahmeräume 78 von der rückwärtigen Seite des Gehäuses 71 des Steckers 70 eingesetzt. Sie werden durch Gehäusezungen 78a festgesetzt. Die Halter 75 zum doppelten Festsetzen werden an dem Gehäuse befestigt.
• Das Verbinden der Steckbuchse 50 und des Steckers 70 wird nachfolgend beschrieben.
• Wenn das Verbinden der Steckbuchse 50 und des Steckers 70, wie in 6 gezeigt, begonnen wird, werden die Stoppvorsprünge 72 des Steckers 70 jeweils in die seitlichen Freiräume 54a (siehe 1), die an den Seiten des Riegelarms 56 der Steckbuchse 50 ausgebildet sind, eingeführt. Diese Anschlagvorsprünge 72 stoßen gegen die Anschlagvorsprünge 64 des Schiebers 60. Die Druckfedern 59 werden von nun an zusammengedrückt, um eine Gegenkraft hervorzurufen. Die Stiftkontakte 52, die im der Steckbuchse 50 montiert sind, sind zu diesem Zeitpunkt noch nicht in die Buchsenkontakte 77, die in dem Stecker 70 angebracht sind, eingeführt.
• Wenn die Verbindungsoperation fortgesetzt wird, wird der Schieber rückwärtig gegen die Vorspannung der Druckfedern 59 verschoben, so daß die Gehäusesperre 58, die an dem distalen Ende des Riegelarms 56 ausgebildet ist, wie in 7 gezeigt, gegen den abgeschrägten Vorsprung 73 des Steckers 70 anschlägt.
• Wenn in diesem unvollständigen Verbindungszustand die Schieboperation gestoppt wird, werden die Steckbuchse 50 und der Stecker 70 durch die Federkraft der Druckfedern 59 zurückgestellt bzw. entfernen sich voneinander (d.h., in einer Löserichtung, die der Einführrichtung entgegengesetzt ist). Solch ein unvollständiger Verbindungszustand kann deshalb einfach erkannt werden.
• Wenn das Verbinden weitergeführt wird, wird der Schieberarm 62 des Schiebers 60 durch den Riegelvorsprung 57 nach oben gebogen (elastisch verformt), so daß die Wirkverbindung der Stoppvorsprünge 72 mit den Anschlagvorsprüngen 64 des Schiebers 60 gelöst wird. Die Gehäusesperre 58 an dem vorderen Ende des Riegelarms 56 gleitet über den abgeschrägten Vorsprung 73 und dessen Einfallen in die Eingriffsnut 74 beginnt.
• Wie in den 4 und 5 gezeigt, gleitet zu diesem Zeitpunkt die Anschlagfläche 64a (in der Zeichnung eine nach unten und rückwärtig abgeschrägte vordere Fläche) jedes Anschlagvorsprunges 64 des Schiebers 60, der gegen die Anschlagfläche 72a (nach unten und nach vorne abgeschrägte vordere Fläche) des zugehörigen Stoppvorsprunges 72 anliegt, über die Anschlagfläche 72a des Stoppvorsprungs 72 in Übereinstimmung mit dem nach oben gerichteten Biegen des Schieberarms 62.
• Der Stoppvorsprung 72 hat im allgemeinen eine derartige trapezförmige Gestalt, daß die Breite des Stoppvorsprungs 72 allmählich von seinem proximalen Ende (das die Breite x hat) sich zu seinem Spitzenabschnitt (der die Breite y hat) verringert. Wenn der Anschlagvorsprung 64 ausgelenkt wird, verringert sich deshalb der Kontaktbereich zwischen dem Stoppvorsprung 72 und dem Anschlagvorsprung 64 allmählich. Eine Reibkraft, die durch die Gleitbewegung des Anschlagvorsprunges 64 über den Stoppvorsprung 72 hervorgerufen wird, verringert sich allmählich, so daß die Kraft, die für das Verbinden der Steckbuchse 50 mit dem Stecker 70 benötigt wird, reduziert wird. Das Verbinden kann gleichmäßig mit einer relativ geringen Kraft vollzogen werden.
• Da die Spannungsbelastung, die an dem Schieberarm 62 anliegt, reduziert ist, wird außerdem eine Verformung des Schieberarms 62 verhindert. Die Wirkverbindung der Anschlagvorsprünge 64 mit den Stoppvorsprüngen 72 kann genau an der vorbestimmten Position gelöst werden. Ein unvollständiger Verbindungszustand der Steckbuchse 50 mit dem Stecker 70 kann deshalb leichter erkannt werden.
• Der Anschlagvorsprung 64 weist an seinem Spitzenabschnitt die kurvenförmige Fläche 64b auf. Der Stoppvorsprung 72 weist an seinem Spitzenabschnitt die kurvenförmige Fläche 72c auf. Wenn der Anschlagvorsprung 64 über den Stoppvorsprung 72 gleitet, werden deshalb die Spitzenabschnitte nicht beschädigt. Sogar wenn das Verbinden oder das Lösen wiederholt vollzogen werden, kann ein unvollständiger Verbindungszustand leicht erkannt werden. Deshalb können eine Steckbuchse und ein Stecker erzielt werden, die leicht miteinander verbunden werden können. Diese weisen eine sehr gute Dauerfestigkeit und Zuverlässigkeit in der Wirkung auf.
• Unter dem Einfluß der Druckfedern 59 gleitet, wie in den 8 und 9 gezeigt, der Schieberarm 62 über die Stoppvorsprünge 72 und die Gehäusesperre 62 greift in die Eingriffsnut 74 ein.
• Wenn der Schieber 60 in die anfängliche Stellung unter dem Einfluß der Druckfedern 59 zurückgestellt ist, stößt der Verstellverhinderungsabschnitt 68 des Schiebers 60 gegen die Verstellverhinderungsvorsprünge 58a des Riegelarms 56, so daß der Riegelarm 56 verriegelt ist. Die Steckbuchse 50 und der Stecker 70 werden in einem vollständig verbundenen Verbindungszustand gehalten. Die Kontakte 52 sind vollständig elektrisch mit den Kontakten 77 verbunden.
• Dieser vollständige Verbindungszustand kann durch Berühren erkannt werden, wenn die Gehäusesperre 58 des Riegelarms 56 über den abgeschrägten Vorsprung 73 gleitet. Er kann auch einfach durch Betrachten der Stellung des zurückgestellten Schiebers 60 erkannt werden.
• Das Lösen des vollständigen Verbindungszustandes wird nachfolgend beschrieben.
• Der Betätigungsabschnitt 65 des Schiebers 60, der in 9 gezeigt ist, wird mit den Fingern von der oberen Seite gehalten, und der Schieber wird rückwärts (in einer Richtung der rechten Hand gemäß 9) gegen die Vorspannung der Druckfedern 59 gleitend bewegt. Der Verstellverhinderungsabschnitt 68 des Schiebers 60, der den Riegelarm 56 festsetzt, wird dadurch bewegt, wodurch der Riegelzustand gelöst wird.
• Der Schieberarm 62 des Schiebers 60 wird dann durch die abgeschrägte Fläche des Riegelvorsprung 57 nach oben gebogen, so daß der freie Endabschnitt des Riegelarms 56, wie in 7 gezeigt, verstellt werden kann. Es wird so eine Lösekraft aufgebracht, um die zwei Verbindungselemente voneinander zu lösen und die Gehäusesperre 58 (die an dem distalen Ende des Riegelarms 56 ausgebildet ist), die in die Eingriffsnut 74 eingreift, wird dadurch aus dieser ausgelenkt, um aus der Eingriffsnut gelöst zu werden. Bei diesem Zustand wird der Stecker 70 mit der Hand gehalten und nach hinten gezogen. Der Stecker kann derart leicht aus der Steckbuchse 50 gelost werden.
• Wie oben beschrieben, sind die beiden Anschlagvorsprünge 64 jeweils an den Seitenabschnitten der unteren Fläche des Schieberarms 62, der an dem Schieber 60, der in der Steckbuchse 50 aufgenommen ist, vorgesehen ist, ausgebildet. Die beiden Stoppvorsprünge 72 sind an der oberen Fläche des Gehäuses 71 ausgebildet und werden jeweils gegen die Anschlagvorsprünge 64 während des Verbindens der Steckelemente gedrückt, um den Schieber 60 zu dem rückwärtigen Ende der Steckbuchse 50 zu bewegen. Jeder Anschlagvorsprung 64 weist die Anschlagfläche 64a (schräge Fläche) auf, die an seinem vorderen Ende ausgebildet ist. Jeder Stoppvorsprung 72 weist eine Anschlagfläche 72a (abgeschrägte Fläche) auf, die an seinem vorderen Ende ausgebildet ist. Die Anschlagfläche 72a weist eine im allgemeinen trapezförmige Gestalt auf.
• Da jeder Anschlagvorsprung 64 über die Anschlagfläche 72a des zugehörigen Stoppvorsprunges 72 in Übereinstimmung mit dem nach oben gerichteten Biegen des Schieberarms 62 gleitet, verringert sich der Kontaktbereich zwischen den beiden allmählich, so daß sich die Reibkraft, die aufgrund der Gleitbewegung des Anschlagvorsprunges 64 erzeugt wird, verringert. Die Kraft, die für das Verbinden der Steckbuchse und des Steckers benötigt wird, kann reduziert werden. Das Verbinden kann leicht und mit einer relativ geringen Einführkraft vollzogen werden.

Claims (1)

1. Steckverbindung, umfassend – ein erstes Steckelement (50), das ein erstes Gehäuse (53) mit einer zu seiner vorderen Seite offenen Einführöffnung (51) aufweist, das ferner einen elastischen Riegelarm (56), der an seinem freien Ende einen Eingriffsvorsprung (58) besitzt, und einen Riegelvorsprung (57) aufweist, – ein zweites Steckelement (70), das ein zweites Gehäuse (71) ausweist, welches in die Einführöffnung (51) des ersten Gehäuses (53) des ersten Steckelementes (50) von der vorderen Seite her einführbar ist, das einen Vorsprung (73) aufweist, der in Einführrichtung des zweiten Gehäuses (71) vorne eine vordere abgeschrägte Fläche aufweist und an den sich rückwärtig eine Eingriffsnut (74) anschließt, der dem Angriffsvorsprung (58) gegenüberliegt und von diesem im verbundenen Zustand der Steckelemente (50,70) hintergriffen wird, – das ferner zwei in Einführrichtung vor dem Vorsprung (73) liegende und seitlich dazu versetzte Stoppvorsprünge (72) aufweist, welche in Einführrichtung vorne jeweils eine entgegen der Einführrichtung schräg ansteigende vordere Anschlagfläche (72a), eine in Einführrichtung hinten liegende schräg abfallende rückwärtige Fläche (72d) und eine beide verbindende kurvenförmige Fläche (72c), die den Spitzenabschnitt der Stoppvorsprünge (72) bildet, aufweist, wobei sich die Breite der Stoppvorsprünge (72) dadurch trapezförmig verringert, dass sich die vordere Anschlagfläche (72a), quer zur Einführrichtung gesehen, von ihrem in Einführrichtung vorne liegenden vorderen Ende breitenmäßig zum Spitzenabschnitt verringert – einen Schieber (60), der im ersten Gehäuse (53) des ersten Steckelementes (50) verschiebbar aufgenommen ist, der durch Federmittel (59) in eine Riegelposition gedrängt wird, in der er den Riegelarm (56) gegen Auslenkung blockiert, der einer elastischen Schieberarm (62) aufweist, der zwei den Stoppvorsprüngen (72) des zweiten Steckelementes (70) bei Einführung desselben gegenüberstehende Anschlagvorsprünge (64) aufweist, und der bei Verstellung des Schiebers (60) in Einführrichtung des zweiten Gehäuses (71) durch den Riegelvorsprung (57) des ersten Steckelementes (50) auslenkbar ist, wobei die Anschlagvorsprünge (64) eine erste Anschlagfläche (64a) aufweisen, die zur vorderen Seite des zweiten Gehäuses (71) weist, welche sich von der vorderen Seite entfernend schräg verläuft, welche sich in eine kurvenförmige Fläche (64b), die einen Spitzenabschnitt definiert, und folgend in eine rückwärtige schräge Fläche (64c) fortsetzt, wobei letztere ausgehend von der kurvenförmigen Fläche (74b) sich von der vorderen Seite entfernend verläuft.