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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahmeeinrichtung gemäß Patentanspruch
1.
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Konventionelle
Steckverbinder, ob mit einer Aufnahmeeinrichtung oder ohne, werden üblicherweise
durch entgegen der Steckrichtung wirkende Rastverbindungen bzw.
durch entgegen der Fügerichtung
von Stecker und Buchse wirkende Rastverbindungen fixiert, wobei
häufig
eine Sekundärverriegelung
zusätzlich
vorgesehen ist, um ein Lösen
des Steckers von der Buchse möglichst
auszuschließen. Die
Rastverbindungen müssen
stabil ausgeführt
sein und sollen auch bei langer Lebensdauer ein Lösen des
Steckverbinders verhindern, wobei insbesondere das Kriechen des
Kunststoffmaterials als technisches Problem im Raum steht.
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Aufnahmeeinrichtungen
der gattungsgemäßen Art
finden insbesondere bei der lösbaren
Anbindung von elektrischen oder elektronischen Geräten Anwendung,
die für
den Betrieb eines Fahrzeuges mit elektrischem oder elektrisch unterstütztem Antrieb,
beispielsweise Hybridfahrzeugen, benötigt werden. Die Besonderheit
bei solchen Anwendungen ist, dass erhebliche Ströme durch den Steckverbinder fließen. Weiterhin
besteht die Vorgabe, dass der Steckverbinder sehr hohe Kräfte in Steck-
und/oder Fügerichtung
aufnehmen können
muss. Bei bekannten Steckverbindern bzw. Aufnahmeeinrichtungen für Steckverbinder
werden diese Kräfte
häufig über einen
zusätzlichen
Verriegelungsbügel
aufgenommen.
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Dem
Fachmann stellt sich daher die Aufgabe, eine funktional einfache
Möglichkeit
zu schaffen, durch welche ein Steckverbinder sicher und auf einfache
Weise gesteckt werden kann und gleichzeitig hohe Kräfte in Steck-
und/oder Fügerichtung
aufnehmbar sind.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In
den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei der in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen
angegebenen Merkmale.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, eine Aufnahmeeinrichtung
vorzusehen, deren Gehäuse
nicht in Füge-
und/oder Steckrichtung des Steckverbinders fixiert wird, sondern
der Steckverbinder in eine formschlüssige Aufnahme gefügt wird und
optional durch eine vergleichsweise schwach ausführbare Verrastung in Position
gehalten wird.
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Durch
den großen
Formschluss können
sehr hohe Kräfte
in Steckrichtung und/oder Fügerichtung aufgenommen
werden, die mit einer konventionellen Verrastung nicht oder nur
mit hohem Aufwand, beispielsweise einem zusätzlichen Verriegelungsbügel realisierbar
sind. Bei der vorliegenden Erfindung kann auf einen zusätzlichen
Verriegelungsbügel
verzichtet werden.
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Die
Aufnahmeeinrichtung ist mit Vorteil so ausgebildet, dass zum einen
durch die Form der Aufnahmeeinrichtung und zum anderen durch die
gegenseitige Steckkontur ein unbeabsichtigtes Lösen selbst bei sehr hohen Kräften in
Füge- und/oder Steckrichtung
praktisch ausgeschlossen ist.
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Die
Aufnahmeeinrichtung ist dabei mit Vorteil ohne gegeneinander bewegliche,
insbesondere schwenkbare Bauteile ausgebildet, wodurch die Herstellungskosten
und Fehleranfälligkeit
der Aufnahmeeinrichtung gesenkt werden.
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Die
quer zur Steckrichtung SR des Steckverbinders wirkende Fixierung
des L-förmigen
Steckers kann durch die quer zur Steckrichtung des Steckverbinders
wirkende Steckverbindung von Buchse und L-förmigen Stecker im Zusammenspiel
mit der Aufnahme der Buchse in der Aufnahmeeinrichtung gebildet
sein.
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Die
Aufnahmekontur der Aufnahmeeinrichtung korrespondiert derart mit
dem L-förmigen
Stecker, dass dieser bis in eine Steckposition in die Aufnahmeeinrichtung
einschiebbar ist, darüber
hinaus aber über
keine weiteren Freiheitsgrade verfügt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der L-förmige Stecker
quer, insbesondere etwa 90°,
zur Steckrichtung SR in die Aufnahmekontur einschiebbar, insbesondere
entlang der Längserstreckung
LE des L-förmigen
Steckers, vorzugsweise in Richtung eines Leitungssatzanschlusses
des L-förmigen
Steckers. Durch eine derartige Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung
kann der Stecker auf einfache Weise in die Aufnahmeeinrichtung eingeschoben
werden und einzig durch die geometrische Form der Aufnahmeeinrichtung
um weitere Freiheitsgrade, insbesondere entgegen der Steckrichtung
SR bzw. der Fügerichtung
des L-förmigen
Steckers mit der Buchse, reduziert werden.
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Mit
Vorteil ist die Fixierung der Aufnahmeeinrichtung als, insbesondere
auf eine Außenkontur
des Steckers wirkende, Rastverbindung ausgebildet. Auf diese Weise
wird der L-förmige
Stecker sogar ohne in die Aufnahmeeinrichtung eingesteckte Buchse
in der Aufnahmeeinrichtung fixiert, so dass eine fehlerfreie Montage
gewährleistet
ist.
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Die
Fixierung kann auf besonders einfache Weise durch zwei gegenüberliegende
Rastnasen gebildet werden, die mit dem L-förmigen Stecker in der Steckposition
verrastbar sind.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die Rastnasen so angeordnet
sind, dass sie mit bekannten, vorhandenen Vorsprüngen am L-förmigen
Stecker verrastbar sind, wobei sich als Vorsprünge besonders Gehäuserastelemente
des L-förmigen
Steckers eignen.
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Der
entgegen der Steckrichtung SR wirkende Steckeranschlag ist mit Vorteil
aus mindestens einem den L-förmigen
Stecker hintergreifenden Bügel gebildet,
der den L-förmigen
Stecker, insbesondere in einem Steckbereich, in der Steckposition
zumindest in Steckrichtung SR der Buchse hintergreifend ausgebildet
ist.
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Um
einen am L-förmigen
Stecker angeschlagenen Leitungssatz in vorteilhafter Weise in die
Aufnahmeeinrichtung einführen
bzw. durchführen
zu können,
ist der Steckeranschlag aus zwei den L-förmigen Stecker hintergreifenden,
L-förmig
abgewinkelten Bügeln
gebildet, wobei die Enden der Bügel gegenüberliegend
angeordnet sind und zwischen den Enden ein Spalt vorgesehen ist.
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Eine
Beschleunigung der Montage der Aufnahmeeinrichtung kann erreicht
werden, indem zwei Aufnahmekonturen zur Aufnahme zweier Steckverbinder
oder eines Steckverbinders mit zwei Polen vorgesehen sind, wobei
die beiden Aufnahmekonturen gegenläufig, insbesondere schräg versetzt
zueinander, vorzugsweise etwa parallel verlaufend, angeordnet sind.
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Besonders
platzsparend ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Aufnahmekontur(en) an
einer Oberseite der Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist/sind und
in einer rückwärtig zur
Oberseite angeordneten Unterseite der Aufnahmeeinrichtung ein Anschlussbereich
für die
Buchse(n) vorgesehen ist.
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Indem
der Anschlussbereich aus einem Hohlraum und einer die Buchse(n)
aufweisenden Sicherungseinrichtung gebildet ist, wird die Montage der
Buchse(n) in die Aufnahmeeinrichtung erleichtert.
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Mit
Vorteil aus der Aufnahmeeinrichtung entnehmbar ist die Sicherungseinrichtung,
indem sie einen in den Hohlraum steckbaren, insbesondere über Umfangsrastmittel
in die Anschlusseinrichtung einrastbaren, Träger aufweist.
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Besonders
Platz sparend und leicht montierbar/demontierbar ist die Sicherungseinrichtung, wenn
die Buchsen jeweils eine, insbesondere zylinderförmige, Steckaufnahme aufweisen,
die vorzugsweise in der Sicherungseinrichtung zueinander fluchtend
und gegenüberliegend
ausgerichtet sind, wobei zwischen den beiden Steckaufnahmen eine, insbesondere
zylinderförmige,
Hochstromsicherung als Stromtragelement zur Absicherung der durch
die Aufnahmeeinrichtung geschaffenen Steckverbindung aufnehmbar
ist.
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Als
eigenständige
Erfindung ist ein System aus einer Aufnahmeeinrichtung gemäß obiger
Beschreibung und einem Steckverbinder, insbesondere bestehend aus
einem L-förmigen
Stecker und einer Buchse, anzusehen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie an Hand
der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1:
Eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung und
eines L-förmigen
Steckers in einer Einschubstellung, wobei die Einschubrichtung des
Steckers in die Aufnahmeeinrichtung durch einen Pfeil entlang der
Längserstreckung
LE des L-förmigen
Steckers dargestellt ist,
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2:
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung mit
einem L-förmigen
Stecker in einer Steckposition und mit einer Detailvergrößerung einer
Fixierung des L-förmigen
Steckers in der Aufnahmeeinrichtung,
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3:
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung auf
einer Unterseite der Aufnahmeeinrichtung,
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4:
eine perspektivische Ansicht des L-förmigen Steckers,
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5:
eine perspektivische Ansicht einer zweipoligen Buchse,
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6:
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems aus der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung,
zwei L-förmigen Steckern und
zwei Buchsen in einer Steckposition und
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7:
eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Systems aus der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung,
zwei L-förmigen Steckern und
zwei Buchsen in einer nicht gesteckten Position.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen
Funktion mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
eine Aufnahmeeinrichtung 1 mit einer im Wesentlichen rechteckigen
Grundform dargestellt, die zwei Aufnahmekonturen 2, 2' zur Aufnahme
zweier L-förmiger
Stecker 51 aufweist, wobei in der 1 einer
der beiden Stecker 51 in einer Einschubposition dargestellt
ist. Der Stecker 51 wird quasi rückwärts, d. h. mit einem Leitungssatzanschluss 53 des
Steckers 51 voraus, in die Aufnahmekontur 2 eingeschoben,
wobei ein an dem Leitungssatzanschluss 53 angeschlossener
Leitungssatz in einem in der Aufnahmekontur 2 ausgebildeten
Spalt 6 durch die Aufnahmekontur 2 hindurchgeführt werden
kann.
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Die
Aufnahmekontur 2 korrespondiert im Wesentlichen mit einer
Außenkontur 54 des
L-förmigen
Steckers 51, wobei die Aufnahmekontur 2 den L-förmigen Stecker 51 nicht
vollflächig
umschließt.
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Teil
der Aufnahmekontur 2 sind nach oben von einer Oberseite 1o der
Aufnahmeeinrichtung 1 abstehende, L-förmige Bügel 3.1 und 3.2.
Die L-förmigen Bügel 3.1 und 3.2 weisen
je einen, parallel zur Oberseite 1o der Aufnahmeeinrichtung 1 verlaufenden
Schenkel 10.1 und 10.2 auf, die den L-förmigen Stecker 51 in
einem Steckbereich 56 des L-förmigen Steckers 51 in
der Steckposition hintergreifend ausgebildet sind, so dass der L-förmige Stecker 51 in
seiner Steckposition in Steckrichtung SR blockiert ist.
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In
seiner in 2 dargestellten Steckposition
wird der L-förmige
Stecker 51 durch zwei gegenüberliegende Rastnasen 4.1, 4.2 gehindert,
aus der Aufnahmekontur 2 und damit aus seiner Steckposition
quer zur Steckrichtung SR und entlang der Längserstreckung LE des L-förmigen Steckers 51 herausgezogen
zu werden.
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Die
Aufnahmekontur 2 erstreckt sich unter einem Winkel α schräg zur Längserstreckung
der Aufnahmeeinrichtung, wodurch eine Platz sparende Aufnahme und
Verrastung mehrerer L-förmiger
Stecker, hier zweier L-förmiger Stecker,
möglich
ist. Ein bevorzugter Winkelbereich für den Winkel α liegt zwischen 15° und 75°, noch bevorzugter
zwischen 20° und
40°.
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In 3 ist
die Aufnahmeeinrichtung 1 von unten mit Blick auf ihre
Unterseite 1u und den in der Unterseite 1u eingeformten
Hohlraum 8 dargestellt. In dem Hohlraum 8 ist
ein in 6 und 7 dargestellter, eine zweipolige
Buchse 52 bzw. zwei Buchsen 52, 52' aufnehmender
Träger 9 aufnehmbar,
wobei eine Verrastung der Aufnahmeeinrichtung 1 mit der/den
Buchse(n) 52, 52' vorgesehen
sein kann. Der Träger 9,
die Buchsen 52, 52',
eine Hochstromsicherung 60 sowie die Hochstromsicherung 60 elektrisch
kontaktierend zwischen sich aufnehmende Steckaufnahmen 61, 61' bilden eine
Sicherungseinrichtung 62 zur Absicherung der durch die
Aufnahmeeinrichtung 1 geschaffenen Steckverbindung zwischen
den Steckern 51, 51' über die
Buchsen 52, 52'. Die
Hochstromsicherung 60 kann als Schmelzsicherung ausgebildet
sein, die erst beim Einstecken bzw. Einrasten der Sicherungseinrichtung 62 in
die Aufnahmeeinrichtung 1 aktiv ist.
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Auf
Grund der Geometrie der Aufnahmeeinrichtung 1 kann die
Sicherungseinrichtung 62 erst in die Aufnahmeeinrichtung
eingesteckt/eingerastet werden, nachdem die beiden L-förmigen Stecker 51, 51' vollständig in
die Aufnahmekontur 2, 2' eingesteckt sind.
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Durch
die einfache Montage-/Demontagefähigkeit
der Sicherungseinrichtung 62 von der bzw. in die Aufnahmeeinrichtung 1 ist
es mit Vorteil möglich, eine
defekte Sicherung auf einfache Weise zwischen der Buchse 52 und
der Buchse 52' auszuwechseln, indem
die dort eingebrachte zylindrische Hochstromsicherung 60 ausgerastet
und durch eine intakte Sicherung ersetzt wird. Somit ist mit der
erfindungsgemäßen Ausnahmeeinrichtung 1 die
Möglichkeit
geschaffen worden, Steckverbinder gleichzeitig mit einer einfach
auszutauschenden Sicherung zu verrasten und dabei trotzdem erhebliche
Zugkräften
in Steck-/Fügerichtung
aufnehmen zu können,
ohne dass die Steckverbindung gelöst wird.
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Die
Hochstromsicherung 60 kann so ausgelegt sein, dass Ströme, die
typischerweise bei Hybridmotoren fließen, durch das Stromtragelement,
nämlich
die Hochstromsicherung 60 getragen werden können, jedoch
bei Überschreiten
einer definierten Stromstärke
der Sicherungsfall, nämlich
eine Stromunterbrechung, eintritt
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Der
Fügeprozess
ist aus 6 und 7 entnehmbar,
wobei in beiden Darstellungen zwei L-förmige Stecker 51 in
der Aufnahmeeinrichtung 1 in Steckposition sind und in 7 die
Sicherungseinrichtung 62 mit den beiden Buchsen 52, 52' noch nicht
gesteckt ist, während
die Sicherungseinrichtung 62 in 6 in ihrer
Steckposition dargestellt ist. In der in 6 dargestellten
Steckposition sind die beiden L-förmigen Stecker 51, 51' mit den beiden
Buchsen 52, 52' in
Kontakt. In 4 ist der L-förmige Stecker 51 zur
Verdeutlichung isoliert dargestellt.
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- 1
- Aufnahmeeinrichtung
- 1u
- Unterseite
- 1o
- Oberseite
- 2,
2'
- Aufnahmekontur
- 3
- Steckeranschlag
- 3.1
- Bügel
- 3.2
- Bügel
- 4
- Fixierung
- 4.1
- Rastnase
- 4.2
- Rastnase
- 5.1
- Ende
- 5.2
- Ende
- 6
- Spalt
- 7
- Anschlussbereich
- 8
- Hohlraum
- 9
- Träger
- 10.1
- Schenkel
- 10.2
- Schenkel
- 51,
51'
- L-förmiger Stecker
- 52,
52'
- Buchse
- 53
- Leitungssatzanschlag
- 54
- Außenkontur
- 55.1
- Vorsprünge
- 55.2
- Vorsprünge
- 56
- Steckbereich
- 60
- Hochstromsicherung
- 61,
61'
- Steckaufnahme
- 62
- Sicherungseinrichtung
- 63
- Umfangsrastmittel
- SR
- Steckrichtung
- LE
- Längserstreckung