DE102017003296B3

DE102017003296B3 - Steckverbinder und Verfahren zur Herstellung einer Steckverbindung

Info

Publication number: DE102017003296B3
Application number: DE102017003296.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Listing; Walter Sänger; Wolfgang Balles; Kai Kioschis
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2037-04-05
Also published as: EP3386040B1; US10535951B2; JP2018181842A; EP3386040A3; US20180287299A1; EP3386040A2; CN108695646A; CN108695646B; KR102503702B1; KR20180112716A; JP7053347B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem ersten Stecker (2) und einem zweiten Stecker (22), die einander zugeordnete und durch Steckkontaktierung miteinander verbindbare Steckelemente (6, 48) aufweisen, und einer Sicherungseinrichtung zum mechanischen Sichern der steckverbundenen Stecker. Zur Schaffung eines einen Montagefehler nach Möglichkeit ausschließenden Steckverbinders wird mit der vorliegenden Erfindung die Sicherungseinrichtung mit einem an dem ersten Stecker (2) verschwenkbar gelagerten Hebel (30) ausgebildet, der exzentrisch zu seiner Schwenkachse ein Verbindungselement (34) schwenkbar lagert, das an seinem freien Ende einen Sicherungsnocken (54) aufweist wobei der zweite Stecker (22) eine zur formschlüssigen Aufnahme des Sicherungsnocken (54) angepasst ausgebildete Aufnahme (46) aufweist, die eine mit dem freien Ende des Verbindungselementes (34) zusammen wirkende Rampenfläche (62) aufweist, durch welche beim Steckverbinden der Sicherungsnocken (54) hinter eine Verriegelungsfläche (64) der Aufnahme (46) zwangsgeführt wird.Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen einem ersten Stecker (2) und einem zweiten Stecker (22)wird beim Steckverbinden ein an dem freien Ende eines Verbindungselementes (34) vorgesehener Sicherungsnocken (54) hinter eine an dem zweiten Stecker (22) ausgebildete Verriegelungsfläche (64) zwangsgeführt und danach werden die beiden Stecker (2, 22) durch Verschwenken eines Hebels (30), der das Verbindungselement (34) schwenkbar lagert, aufeinander zu gezogen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem ersten Stecker und einem zweiten Stecker, die einander zugeordnete und durch Steckkontaktierung miteinander verbindbare Steckelemente aufweisen. Solche Stecker sind allgemein bekannt. Auch ist bekannt, eine Sicherungseinrichtung als Teil des Steckverbinders vorzusehen, mit dem die steckverbundenen Stecker mechanisch gesichert werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Steckverbinder für die KFZ-Technik, speziell für die Elektromobilität. Bei Kraftfahrzeugen besteht insbesondere das Problem der Vibrationsbeaufschlagung sämtlicher Bauteile in dem Fahrzeug. Dementsprechend müssen Steckverbinder in besonderer Weise gesichert werden. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen, deren Antrieb mit Hochvoltstrom erfolgt, ist auf eine sichere und dauerhafte Kontaktierung im Bereich der elektrischen Steckverbindungen zu achten. Elektrische Steckverbindungen sind bei Kraftfahrzeugen unvermeidlich, um beispielsweise im Rahmen der Herstellung verschiedene Module miteinander elektrisch zu verbinden.
Andererseits fordern fertigungstechnische Rahmenbedingungen, dass gerade in der Kraftfahrzeugindustrie zu fügende Teile zuverlässig und möglichst fehlerfrei in der gewünschten Weise miteinander gefügt werden. Fehlerhafte Verbindungen im Rahmen der Fertigung können zum Ausfall des Fahrzeuges und zu Reklamationen führen.
DE 20 2005 017 188 U1 , DE 20 2009 015 913 U1 und FR 2 871 956 A1 offenbaren jeweils Steckverbinder mit exzentrisch gelagerten Verriegelungsteilen, die als Sicherungseinrichtung ein unbeabsichtigtes Lösen der steckverbundenden Stecker verhindern.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Steckverbinder zu schaffen, der den obigen Anforderungen gerecht wird. Dabei will die vorliegende Erfindung insbesondere eine Sicherungseinrichtung zum mechanischen Sichern der steckverbundenen Stecker und ein entsprechendes Verfahren angeben, bei denen Montagefehler weitestgehend ausgeschlossen werden können.
Zur Lösung des vorrichtungsmäßigen Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Steckverbinder mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Bei diesem Steckverbinder hat der erste Stecker einen verschwenkbar gelagerten Hebel, der exzentrisch zu seiner Schwenkachse ein Verbindungselement schwenkbar lagert. Das Verbindungselement hat an seinem freien, regelmäßig der Schwenkachse gegenüberliegenden Ende einen Sicherungsnocken. Das zweite Steckelement hat eine zur formschlüssigen Aufnahme des Sicherungsnockens angepasst ausgebildete Aufnahme. Diese Aufnahme hat eine Verriegelungsfläche, hinter welcher der Sicherungsnocken verriegelt werden kann. In dieser Lage befindet sich der Sicherungsnocken zur mechanischen Sicherung der steckverbundenen Stecker. Vielmehr noch weist aber die Aufnahme eine mit dem freien Ende des Verbindungselementes zusammenwirkende Rampenfläche auf, durch welche beim Steckverbinden der Sicherungsnocken zwangsgeführt hinter die Verriegelungsfläche gebracht wird. Dabei hat die Verriegelungsfläche üblicherweise eine Erstreckung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Fügerichtung beim Steckverbinden.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung befindet sich der Sicherungsnocken zu Beginn des Fügens in einer Position, in welcher der Sicherungsnocken in die Aufnahme eingebracht werden kann, d.h. die Verriegelungsfläche von außen passieren und in Fügerichtung hinter die Verriegelungsfläche gebracht werden kann. Im Rahmen dieser in der Regel linearen Bewegung des Sicherungsnockens beim Steckverbinden der beiden Stecker stößt das freie Ende des Verbindungselementes gegen die Rampenfläche, durch welche das freie Ende des Verbindungselementes zwangsgeführt in eine Lage verbracht wird, in welcher der Sicherungsnocken die Verriegelungsfläche in Fügerichtung hintergreift. Das freie Ende des Verbindungselementes kann dabei auch als Sciherungsnocken ausgebildet sein. Der Begriff „freie Ende“ ist dabei allgemein als Benennung des freien Endebereiches zu verstehen, der der Lagerung des Verbindungselementes gegenüberliegend vorgesehen ist.
Durch diese Ausgestaltung ist die Voraussetzung geschaffen, dass beim Steckverbinden der beiden Stecker zwangsläufig der Sicherungsnocken hinter die Verriegelungsfläche geführt wird, wodurch eine fehlerfreie Verbindung der beiden Stecker gewährleistet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung schlägt diese eine weitere Sicherungsmaßnahme gegen Fehlbedienung vor, bei welcher das Verbindungselement in der besagten Ausgangslage unter Vorspannung einer Feder gehalten ist, in welcher der Sicherungsnocken beim Steckverbinden in Fügerichtung mit einer Einführöffnung zu der Aufnahme fluchtet. Das Federelement prägt dementsprechend dem Verbindungselement eine vorbestimmte Ausgangslage auf, in welcher der Sicherungsnocken mit der Einführöffnung fluchtet und nicht beim Steckverbinden gegen die Verriegelungsfläche stoßen kann, sondern vielmehr durch die Einführöffnung hinter die Verriegelungsfläche gebracht wird. Das Federelement bewirkt dabei die Sicherung der Ausgangslage, wobei das Federelement als Niederhalter auf das Verbindungselement wirken kann, um die Ausgangslage des Verbindungselementes zu sichern. Bevorzugt dient die Feder allerdings der Sicherung einer Ausgangstellung des Hebels und verhindert dessen Verschwenkbewegung, bevor der Sicherungsnocken in der zuvor beschriebenen Weise hinter die Verriegelungsfläche zwangsgeführt worden ist.
Dazu hat das Verbindungselement bevorzugt einen Sperrnocken, der in der Ausgangslage mit einer die Schwenkbewegung des Hebels verhindernden Gegenfläche zusammenwirkt. Diese Gegenfläche ist üblicherweise eine Fläche des Gehäuses des ersten Steckelementes. Dementsprechend sichert die besagte Feder eine bestimmte Schwenkstellung des Hebels in der Ausgangslage, in welcher wiederum der Sicherungsnocken mit der Einführöffnung in Fügerichtung fluchtet.
Es sind weitere Mittel zur Zwangsführung vorgesehen, die verhindern, dass der Hebel verschwenkt werden kann, bevor der Sicherungsnocken hinter die Verriegelungsfläche geführt worden ist. Denn erst dann führt eine Verschwenkbewegung des Hebels auch zu einer Verspannung der beiden Stecker aufeinander zu, da nur dann der Sicherungsnocken formschlüssig innerhalb der Aufnahme gehalten ist. So wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Aufnahme mit einer Anschlagfläche auszubilden, gegen welche das Verbindungselement zwangsläufig beim Fügen der Steckverbindung stößt, nachdem der Sicherungsnocken hinter die Verriegelungsfläche geführt worden ist. Das Zusammenwirken von Verbindungselement und Anschlagfläche wird üblicherweise über das Verbindungselement auf ein Federelement übertragen. Das Verbindungselement ist hierbei bevorzugt nicht nur verschwenkbar, sondern in Grenzen auch verschieblich relativ zu dem Hebel gelagert, beispielsweise durch ein Langloch, welches an dem Hebel und/oder dem Verbindungselement ausgebildet sein kann. Als Reaktion auf das Anstoßen des Verbindungselementes gegen die Anschlagfläche wird die Lagerung des Verbindungselementes in dem Langloch verlagert, sodass der Sperrnocken von der Ausgangslage gegen die Kraft der Feder von der durch das Gehäuse gebildeten Gegenfläche entfernt wird. Daraufhin ist eine Schwenkbewegung des Hebels möglich. So stellt diese Zwangsführung des Verbindungselementes innerhalb der Aufnahme zuverlässig sicher, dass zunächst die formschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Aufnahme hergestellt wird und erst danach ein Verschwenken des Hebels zum Verriegeln der beiden Stecker durch die Sicherungseinrichtung erlaubt wird.
Die Sicherungseinrichtung entfaltet bevorzugt in einer Endlage ihre Wirkung, in welcher eine Schwenkachse des Hebels zwischen der Aufnahme und einer Schwenkachse des Verbindungselementes liegt. So ergibt sich bereits eine Verriegelung der beiden steckverbundenen Stecker durch eine Kniehebelmechanik. Darüber hinaus erlaubt diese Ausgestaltung ein verbessertes Fügen der beiden Stecker, da mit zunehmender Annäherung an die Endlage die Bewegung der beiden Partner aufeinander zu bei unterstellt konstanter Schwenkbewegung kontinuierlich abnimmt. Die Kniehebelwirkung entfaltet sich dadurch bestmöglich, dass in der Endlage eine Verbindungslinie zwischen der Schwenkachse des Verbindungselementes und der Aufnahme in Schwenkrichtung des Hebels hinter der Schwenkachse des Hebels liegt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegende Erfindung wird vorgeschlagen, ein bewegliches Sicherungselement vorzusehen, dass zur Sicherung der Endlage in eine Verriegelungsposition bewegbar ist, in welcher der Hebel über das Sicherungselement gegenüber dem Gehäuse des ersten Steckelementes daran festgelegt ist. Das Sicherungselement kann translatorisch und/oder rotatorisch beweglich sein. Es ist bevorzugt an dem Hebel vorgesehen und verschieblich gelagert. Das Sicherungselement ist in der Verriegelungsposition bevorzugt über Rastnocken oder dergleichen festgelegt, die lösbar sind, um im Falle eines Austausches der beiden steckverbundenen elektrischen Komponenten die Steckverbindung zerstörungsfrei aufheben zu können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Stecker wird der zuvor erwähnte Sicherungsnocken, der an dem freien Ende des Verbindungselementes vorgesehen ist, hinter eine an dem zweiten Stecker ausgebildete Verriegelungsfläche zwangsgeführt. Zwangsführung bedeutet hierbei, dass durch das Zusammenwirken von einander zugeordneten Flächen des ersten und des zweiten Steckers im Rahmen des Fügens zwangsläufig der Sicherungsnocken hinter die Verriegelungsfläche verbracht wird. Dies bedingt bei der erfindungsgemäßen Verfahrensführung eine zwangsgeführte Relativbewegung ausgehend von einer Ausgangslage des Verbindungselementes, in welcher der Sicherungsnocken mit der Einführöffnung fluchtet, hin zu einer verlagerten Stellung, in welcher der Sicherungsnocken hinter der Verriegelungsfläche liegt. Nach diesem zwangsgeführten Verbringen des Sicherungsnockens hinter die Verriegelungsfläche werden die beiden Stecker durch Verschwenken des Hebels, der das Verbindungselement schwenkbar lagert, aufeinander zu gezogen. Das Verschwenken des Hebels führt dementsprechend zu einem aktiven Annähern der beiden Stecker regelmäßig bis die Endlage erreicht ist.
Der zuvor beschriebene Sperrnocken ist ein konstruktives Ausführungsbeispiel für die Durchführung der bevorzugten Verfahrensführung, bei welcher nach dem formschlüssigen Eingriff des Sicherungsnockens in die Aufnahme eine Schwenksperre, nach dem konkreten Ausführungsbeispiel die durch den Sperrnocken gesicherte Schwenksperre, zwangsgeführt aufgehoben wird. Das zwangsgeführte Aufheben erfolgt bei dem konkreten Ausführungsbeispiel durch Anstoßen des Verbindungselementes gegen die Anschlagfläche und als Gegenreaktion zum Anheben des Sperrnockens gegenüber der gehäuseseitigen Gegenfläche, sodass der Hebel in die Endlage verschwenkbar ist.
Verringerte Reibkräfte und eine verbesserte Kinematik bei dem Verfahren zum Herstellen der Steckverbindung werden dadurch erreicht, dass die Schwenkachse des Verbindungselementes auf die der Verriegelungsfläche gegenüberliegende Seite in Bezug auf die Schwenkachse des Hebels geführt ist. Dabei liegen die Verriegelungsfläche, die Schwenkachse des Hebels und die Schwenkachse des Verbindungselementes im Wesentlichen auf einer Linie, die sich üblicherweise im Wesentlichen parallel zu der Füge- bzw. Steckrichtung erstreckt.
Schließlich wird gemäß einer bevorzugten Verfahrensführung die Endlage durch ein Sicherungselement gesichert, welches den Hebel formschlüssig mit einem Gehäuse des ersten Steckers koppelt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:

1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines ersten Steckers des Ausführungsbeispiels;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des zweiten Steckers des Ausführungsbeispiels mit dem ersten Stecker im zusammengebauten Zustand;
3 eine perspektivische Draufsicht auf die wesentlichen Teile des zweiten Steckers des Ausführungsbeispiels;
4 eine perspektivische, leicht außermittige Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels;
5 eine perspektivische Längsschnittansicht der Aufnahme des zweiten Steckers;
6a-f verschiedene Phasen des Fügens der beiden Stecker in einer perspektivischen Längsschnittansicht;
7a-e perspektivische Seitenansichten des Ausführungsbeispiels in verschiedenen Phasen entsprechend den Phasen a-e gemäß 6 und
8 eine perspektivische, leicht außermittige Längsschnittdarstellung des Ausführungsbeispiels.

Die 1 zeigt einen ersten Stecker, der als Plug eines Steckverbinders ausgebildet ist und ein spritzgegossenes Steckergehäuse aus einem Kunststoff aufweist, in den weibliche Steckelemente 6 aufgenommen sind, die an ihrem Anschlussende durch Vercrimpen mit elektrischen Kabeln 8 verbindbar sind.
Gezeigt sind ferner Einzeladerdichtungen 14 zur dichtenden Durchführung der elektrischen Kabel 8 sowie eine Zugentlastung 16 zu jedem elektrischen Kabel 8, die in Wechselwirkung mit einer konischen Aufnahme einer Abdeckkappe 18 steht, um sich gegen den Mantel des Kabels 8 anzulegen und dieses innerhalb des Steckergehäuses 4 zugentlastet zu halten.
Das Steckergehäuse 4 bildet zu den weiblichen Steckelementen 6 führende Stutzen 20a, 20b aus, die auf einer Oberfläche mit unterschiedlichen Nuten ausgebildet sind, um ein eindeutiges Einstecken des ersten Steckers 2 in den in den 2-4 gezeigten zweiten Stecker 22 zu ermöglichen. Ein Steckergehäuse 24 des zweiten Steckers 2 weist hierzu in die Nuten der Stutzen 20 eingreifende Führungsstege auf (vgl. 3). Die Stutzen 20 überragen eine Dichtung 26, die in einer umlaufenden U-förmigen Nut des Steckergehäuses 4 aufgenommen und über einen Dichtungshalter 28 gegenüber dem Steckergehäuse 4 gesichert ist.
Mit Bezugszeichen 30 ist ein Hebel gekennzeichnet, der verschwenkbar an dem Steckergehäuse 2 gelagert ist. Der Hebel 30 weist einen im Grunde in Bezug auf die Mittellängsachse symmetrischen Aufbau auf und schließt einen Aufnahmeraum für ein mit Bezugszeichen 32 gekennzeichnetes Sicherungselement und ein lagerseitiges Ende eines mit Bezugszeichen 34 gekennzeichneten Verbindungselementes auf.
Der Hebel 30 hat ein Langloch 36 zur verschwenkbaren Lagerung des Verbindungselementes 34. Das Langloch 34 hat dazu einen Durchmesser, der zumindest in einer Richtung, ggf. auch vollumfänglich größer ist als ein Außendurchmesser eines einteilig an dem Verbindungselement 34 angeformten Lagerzapfens 38. Dadurch kann das Verbindungselement 34 relativ zu dem Hebel 30 auch in Grenzen translatorisch bewegt werden. Die Bauteile 30, 32, 34 bilden die wesentlichen Elemente einer Sicherungseinrichtung zum mechanischen Sichern der steckverbundenen Stecker 2, 22 aus. Zur Montage dieser Funktionsgruppe werden die beiden Hälften des Hebels 30 gespreizt, um das lagerseitige Ende des Verbindungselementes 34 zwischen die beiden Hälften und in den Aufnahmeraum zu bringen und den Lagerzapfen 38 in das Langloch 36 einzuführen. In gleicher Weise wird das Sicherungselement 32 zwischen die beiden Hälften des Hebels 30 geführt. Das Sicherungselement 32 hat von seinen Hauptseitenflächen abragende Raststege 40, die mit an den Hälften des Hebels 30 ausgebildeten Rastnuten 42 zusammenwirken, um eine gewisse geführte Verschiebebewegung des Sicherungselementes 32 relativ zu dem Hebel 30 zuzulassen und durch Rastverbindung eine Verriegelungsposition zu sichern, in welcher das Sicherungselement 32 gegenüber dem Hebel 30 festgelegt ist. Das Sicherungselement 32 legt auch durch die Rastzapfen 38 und die Raststege 40 die beiden Hälften des Hebels 30 gegeneinander fest.
Der zweite Stecker hat zur Aufnahme der Stutzen 20 angepasst ausgebildete Stutzenaufnahmen 44, zwischen denen eine Aufnahme 46 vorgesehen ist. Die Stutzenaufnahmen 44 und die Aufnahme 46 werden durch das Steckergehäuse 24 des zweiten Steckers 22 ausgebildet, welches männliche Steckelemente 48 in sich aufnimmt. Die Aufnahme 46 überragt eine Stirnfläche des Steckergehäuses 24 und bildet eine einem Dichtring 50 vorgelagerte Einführöffnung 52 für einen an dem freien Ende des Verbindungselementes 34 angeformten Sicherungsnocken 54 aus. Der Sicherungsnocken 54 überragt einen länglichen Verbindungssteg 56 des Verbindungselementes 34 beidseitig.
Wie in der nachfolgenden Beschreibung noch detailliert werden wird, ist ein die Aufnahme 56 ausformender Aufnahmekörper 58 zur Aufnahme der Sicherungsnocken 54 angepasst ausgebildet.
4 zeigt jeweils den ersten Stecker 2 und den zweiten Stecker 22 in einer leicht außermittig versetzten Längsschnittansicht. Gezeigt sei eine Anfangsstellung des Fügens, bei welcher die Stutzen 20a, 20b mit den Stutzenaufnahmen 44a, 44b fluchten und das Verbindungselement 34 auf den Aufnahmekörper 58 ausgerichtet ist.
Die 5 verdeutlicht die Details des Aufnahmekörpers 58 in einer Längsschnittansicht. Die 5 vermittelt zwar den Eindruck, dass der Aufnahmekörper 58 als separates Bauteil vorgesehen ist. Tatsächlich wird allerdings der Aufnahmekörper 58 üblicherweise fest, bevorzugt einteilig an dem Steckergehäuse 24 mittels Spritzgießen ausgeformt. Der Aufnahmekörper 58 hat verschiedene Flächen, die beim Steckverbinden der beiden Stecker 2, 22 mit dem freien Ende des Verbindungselementes 34 und dessen Sicherungsnocken 54 zusammenwirken. Gegenüberliegend zu der Einführöffnung 52 bildet der Aufnahmekörper 58 eine Anschlagfläche 60 aus, die sich an eine Rampenfläche 62 anschließt, die in Fügerichtung gegenüberliegend zu der Einführöffnung 52 ausgebildet ist. Die Einführöffnung 52 wird innenseitig begrenzt von einer Verriegelungsfläche 64, die gegenüberliegend zu der Anschlagfläche 60 ausgeformt ist. Die Verriegelungsfläche 64 ist in Bezug auf die Mittellängsachse nach außen versetzt vorgesehen, wohingegen die Rampenfläche 62 und die Anschlagfläche 60 von der Mittellängsachse durchsetzt werden. Die Aufnahme 46 ist auf der Mittellängsachse geschlitzt und damit angepasst ausgebildet zur Aufnahme des freien Endes des Verbindungssteges 56.
Wie die 6a-f verdeutlichen, die eine leicht außermittige Längsschnittansicht durch das Ausführungsbeispiel zeigen, werden die einander gegenüberliegenden Wangen der jeweiligen Hälften der des Hebels 30 jeweils innenseitig von einer einteilig an dem Hebel 30 ausgeformten Feder 66 überragt, die unter Vorspannung gegen das Verbindungselement anliegt. Durch diese Feder 66 wird der Lagerzapfen 38 gegen einen unteren Bereich des Langloches 36 gedrängt. Der Lagerzapfen 38 ist axial beidseitig von einem Sperrnocken 68 überragt, der in den 7a-c zu erkennen ist und mit einer Gegenfläche 70 des Steckergehäuses 4 in der in den 6a und 7a gezeigten Ausgangslage zusammenwirkt. Der Sperrnocken 68 wird dabei durch die Kraft der Feder 66 gegen die Gegenfläche 70 angelegt. Hierdurch wird ein Verschwenken des Hebels 30 verhindert.
Für die weitere Beschreibung werden noch bestimmte Achsen und Bewegungsrichtungen eingeführt, die in 6a eingezeichnet sind. Mit SH ist eine Schwenkachse des Hebels indiziert, die durch einen Gehäusezapfen 72 des Steckergehäuses 4 gebildet wird, der in eine Ausnehmung 74 des Hebels 30 eingreift. Das Steckergehäuse 4 weist zwei einander gegenüberliegende Gehäusezapfen 42 auf, die jeweils für sich in einer Ausnehmung 74 der entsprechenden Hälften des Hebels 30 im Eingriff sind. Zur Montage werden diese Hälften elastisch aufeinander zu bewegt, bis die Gehäusezapfen 72 in die Ausnehmungen 74 einrasten. Mit SV ist die Schwenkachse des Verbindungselementes 34 eingezeichnet. Die Schwenkachsen SH und SV verlaufen parallel zueinander und im Wesentlichen rechtwinklig zu der Zeichenebene gemäß den 6a-6f. Die Schwenkachsen SH und SV werden durch eine gedachte Verbindungslinie VL miteinander verbunden. Diese erstreckt sich in der Ausgangslage gemäß 6a im Grunde rechtwinklig zu einer Fügerichtung FR, die beispielsweise durch die Längserstreckung der Stutzen 20 vorgegeben ist, die in den Stutzenaufnahmen 44 beim Steckverbinden der beiden Stecker 2, 22 geführt werden.
Beim Annähern der beiden Stecker 2, 22 befindet sich das freie Ende des Verbindungselementes 34 in einer in Bezug auf die 6a-f abgesenkten Position. Diese Position wird durch den Hebel 30 in seiner Ausgangslage vorgegeben, dessen Position wiederum durch das Zusammenwirken des Sperrnockens 68 mit der Gegenfläche 70 beiderseits des Hebels 30 vorgegeben ist. Zusätzlich kann das Verbindungselement 34 auch durch Gehäuseflächen des Steckergehäues 4 in die abgesenkte Position gedrängt werden, wie dies in 6a durch die obere Kante eines Kanals innerhalb des Steckergehäuses angedeutet ist.
In der in 6a gezeigten Ausgangslage fluchtet jedenfalls der Sicherungsnocken 54 mit der Einführöffnung 52 in Fügerichtung FR. So wird der Sicherungsnocken 54 zunächst durch die Einführöffnung 52 in die Aufnahme 46 beim Steckverbinden verbracht. Dabei passiert der Sicherungsnocken 54 die Verriegelungsfläche 64. In 5 wird der Sicherungsnocken 54 von links nach rechts in die Aufnahme 46 eingeschoben. Im Rahmen des Fügens stößt danach das vordere freie Ende des Verbindungselementes 34 gegen die Rampenfläche 62, wodurch das Verbindungselement 34 zwangsgeführt angehoben wird. Dadurch wird der Sicherungsnocken 54 in Fügerichtung FR hinter die Verriegelungsfläche 64 geführt. Durch diese Kulissenführung der Aufnahme 46 ist danach zwangsläufig sichergestellt, dass zunächst der Sicherungsnocken 54 in die Aufnahme 46 eingebracht wird und danach hinter die Verriegelungsfläche 64 verbracht wird. Die Schwenkbewegung durch Führung entlang der Rampenfläche 62 findet ein Ende an dem Übergang der Rampenfläche 62 in die Anschlagfläche 60. Hier führt die weitere Fügebewegung zu einer Gegenreaktion des Verbindungselementes 34, sodass der Lagerzapfen innerhalb des Langloches 36 und gegen die Kraft der Feder 66 verschoben wird. Dadurch kommen die Sperrnocken 68 außer Eingriff mit der Gegenfläche 70. Diese Relativbewegung des Sperrnockens ergibt sich aus dem Unterschied zwischen 7a und 7b. In 7b ist der Hebel 30 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die 6 und 7 schwenkbar. Durch Schwenken des Hebels 30 werden nunmehr die beiden Gehäuse 4, 24 aufeinander zu gezogen. Da die Verbindungslinie VL in der Ausgangslage sich im Grunde rechtwinklig zu der Fügerichtung FR erstreckt, ergibt sich im Rahmen der Schwenkbewegung des Hebels 30 eine Kniehebelmechanik, sodass bei zunehmender Annäherung der beiden Steckergehäuse 4, 24 Hebelverhältnisse bestehen, die zu geringen Reibkräften, wohl aber sehr effektiven minimalen Annäherungen der Gehäuse 4, 4 kurz vor Erreichen der in den 6e und 7e verdeutlichten Endlage führen. Die Endlage entspricht im Grunde dem Totpunkt der Schwenkachse SV des Verbindungselementes 34 um die Schwenkachse SH des Hebels 30. In der Endlage liegt die Verbindungslinie VL im Wesentlichen parallel zur Fügerichtung FR, wobei die Schwenkachse des Hebels SH zwischen der Schwenkachse SV des Verbindungselementes und der Aufnahme 46 befindlich ist. So ergibt sich bereits aufgrund der Hebelverhältnisse eine Zwangsverriegelung des Hebels 30. Die Endlage kann durch Anschlag des Hebels gegen das Steckergehäuse 4 vorbestimmt sein. So kann beispielsweise das dem Sicherungselement 32 gegenüberliegende zweite Ende des Hebels 30 gegen eine Gegenfläche des Steckergehäuses 4 anschlagen, wie dies in 6e unten angedeutet ist.
In der Endlage liegen die beiden Steckergehäuse 4, 24 im Bereich des Aufnahmekörpers 58 unter Zwischenlage der Dichtung 50 abgedichtet aneinander an, so dass auch hier keine Verschmutzung oder Feuchtigkeit zu den steckverbundenen Kontaktelementen gelangen kann.
Die Verschiebebewegung ergibt sich durch Vergleich der 6a und 6f. Das Sicherungselement 32 wird in Richtung auf die Aufnahme, d.h. in Richtung auf das zweite Steckergehäuse 24 verschoben. Hierbei werden jeweils U-förmige äußere Aufnahmen des Sicherungselementes 32 über gehäuseseitige Sicherungsvorsprünge 76 verschoben (vgl. 8). Durch diese formschlüssige Verbindung zwischen den Sicherungsvorsprüngen 76 und dem Sicherungselement 32 ist die Endlage zusätzlich gesichert.
Bezugszeichenliste

2: Stecker
4: Steckergehäuse
6: weibliches Steckelement
8: elektrisches Kabel
14: Einzeladerdichtung
16: Zugentlassung
18: Abdeckkappe
20: Stutzen
22: zweiter Stecker
24: Steckergehäuse (zweiter Stecker)
26: Dichtung
28: Dichtungshalter
30: Hebel
32: Sicherungselement
34: Verbindungselement
36: Langloch
38: Lagerzapfen
40: Raststeg
42: Rastnut
44: Stutzeaufnahme
46: Aufnahme
48: männliches Steckelement
50: Dichtring
52: Einführöffnung
54: Sicherungsnocken
56: Verbindungssteg
58: Aufnahmekörper
60: Anschlagfläche
62: Rampenfläche
64: Verriegelungsfläche
66: Feder
68: Sperrnocken
70: Gegenfläche
72: Gehäusezapfen
74: Ausnehmung
76: Sicherungsvorsprung
SH: Schwenkachse Hebel
SV: Schwenkachse Verbindungselement
VL: Verbindungslinie
FR: Fügerichtung

Claims

Steckverbinder mit einem ersten Stecker (2) und einem zweiten Stecker (22), die einander zugeordnete und durch Steckkontaktierung miteinander verbindbare Steckelemente (6, 48) aufweisen, und einer Sicherungseinrichtung zum mechanischen Sichern der steckverbundenen Stecker (20, 22), dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung einen an dem ersten Stecker (2) verschwenkbar gelagerten Hebel (30) umfasst, der exzentrisch zu seiner Schwenkachse ein Verbindungselement (34) schwenkbar lagert, das an seinem freien Ende einen Sicherungsnocken (54) aufweist, und dass der zweite Stecker (22) eine zur formschlüssigen Aufnahme des Sicherungsnocken (54) angepasst ausgebildete Aufnahme (46) aufweist, die eine mit dem freien Ende des Verbindungselementes (34) zusammen wirkende Rampenfläche (62) aufweist, durch welche beim Steckverbinden der Sicherungsnocken (54) hinter eine Verriegelungsfläche (64) der Aufnahme (46) zwangsgeführt wird.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (34) unter Vorspannung einer Feder (66) in einer Ausgangslage gehalten ist, in welcher der Sicherungsnocken (54) beim Steckverbinden in Fügerichtung mit einer Einführöffnung (52) zu der Aufnahme (46) fluchtet.
Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (46) eine Anschlagfläche (60) ausbildet, gegen welche das Verbindungselement (34) anstößt, nachdem der Sicherungsnocken (54) hinter die Verriegelungsfläche (64) zwangsgeführt ist.
Steckverbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (34) einen Sperrnocken (68) aufweist, der in der Ausgangslagemit einer die Schwenkbewegung des Hebels (30) verhindernden und durch ein Gehäuse (4) des ersten Steckelementes (2) ausgebildeten Gegenfläche (70) zusammenwirkt.
Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Verbindungselement (34) schwenkbar lagerndes Langloch (36) des Hebels (30) derart auf die Abmessung des Verbindungselementes (34) abgestimmt ist, dass bei an der Anschlagfläche (60) anliegendem Verbindungselement (34) der Sperrnocken (68) gegen die Kraft der Feder (66) von der Gegenfläche (70) entfernt wird, sodass eine Schwenkbewegung des Hebels (30) möglich ist.
Steckverbinder nach einem der vorherigen Ansprüche gekennzeichnet durch ein an dem Hebel (30) beweglich gelagertes Sicherungselement (32), das zur Sicherung der Endlage in eine Verriegelungsposition bewegbar ist, in welcher der Hebel (30) über das Sicherungselement (32) gegenüber dem Gehäuse (4) des ersten Steckers (2) festgelegt ist.
Steckverbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Endlage eine Schwenkachse (SH) des Hebels (30) zwischen der Aufnahme und einer Schwenkachse (SV) des Verbindungselementes (34) liegt.
Steckverbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausgangslage eine Schwenkachse (SH) des Hebels und eine Schwenkachse (SV) des Verbindungselementes (34) verbindende Verbindungslinie (VL) in etwa quer zu der Fügerichtung (FR) ausgerichtet ist und dass in einer Endlage die Verbindungslinie (VL) sich im Wesentlichen in Fügerichtung (FR) erstreckt.
Verfahren zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen einem ersten Stecker (2) und einem zweiten Stecker (22), bei dem beim Steckverbinden ein an dem freien Ende eines Verbindungselementes (34) vorgesehener Sicherungsnocken (54) hinter eine an dem zweiten Stecker (22) ausgebildete Verriegelungsfläche (64) zwangsgeführt wird und danach die beiden Stecker (2, 22) durch Verschwenken eines Hebels (30), der das Verbindungselement (34) schwenkbar lagert, aufeinander zu gezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem formschlüssigen Eingriff des Sicherungsnocken (54) in der Aufnahme (46) eine Schwenksperre (68, 70) des Hebels (30) zwangsgeführt aufgehoben wird, sodass der Hebel (30) in eine Endlage verschwenkbar ist, in der eine Schwenkachse (SH) des Hebels (30) zwischen der Aufnahme (46) und einer Schwenkachse (SV) des Verbindungselementes (34) liegt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlage durch ein Sicherungselement (32) gesichert wird, welches den Hebel (30) formschlüssig mit einem Gehäuse (4) des ersten Steckers (2) koppelt.