EP1170830B1 - Steckvorrichtung - Google Patents

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EP1170830B1
EP1170830B1 EP20000202361 EP00202361A EP1170830B1 EP 1170830 B1 EP1170830 B1 EP 1170830B1 EP 20000202361 EP20000202361 EP 20000202361 EP 00202361 A EP00202361 A EP 00202361A EP 1170830 B1 EP1170830 B1 EP 1170830B1
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plug
securing element
accordance
securing
plug device
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Mario Lübstorf
Heiko Pantke
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Delphi Technologies Inc
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Delphi Technologies Inc
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Publication date
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
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    • H01R13/631—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances for engagement only

Definitions

  • the invention relates to a plug-in device, in particular for use for an electrical plug-in connection in a motor vehicle, with a first plug-in part which is provided by means of a securing element for releasably locked connection to a second plug-in part, and a drive element for the securing element, which is provided between the two plug-in parts.
  • a plug device according to the preamble of claim 1 known from EP-A-0 889 555.
  • This device has - in Seen plug direction - a rectangular cross-section.
  • the securing element pivots around an axis from, which is oriented perpendicular to the direction of insertion.
  • Plug connections with a round cross section are also known which over the second plug part as a union nut Security element is striped, which is a collar of the second Engages around the plug-in part.
  • a union nut Security element is striped, which is a collar of the second Engages around the plug-in part.
  • a task of the present invention the provision of a plug device in which the assembly and also the Disassembly is simplified with a small footprint. Another The task is to provide a simple one, too Robot-mountable plug device, whereby basically small Plug-in forces are aimed for.
  • the object is achieved by the plug device according to claim 1 and in particular by that between the two plug-in parts at least one on the Securing element acting drive element is provided which is due to a translatory plug-in movement of the two Plug-in parts an automatic rotary securing movement of the Securing element causes.
  • the invention requires in the frame the mating process of the two parts only one (translational) Movement while the (rotary) safety movement carried out automatically as a result of the translatory insertion movement becomes.
  • the plug device consequently has ergonomic advantages. It is also easy to assemble by robot because it is rotatory Movement does not have to be carried out. It allows as a result positive locking high trigger forces. Finally, the Plug device, if desired, simply by reversing the Assembly process to be solved.
  • the drive element has a first gear means, which a lower insertion force between the two plug-in parts in one Translate the high securing force of the securing element.
  • the two plug-in parts are cylindrical housing parts have (which is easy, for example, in plastic injection molding are producible), the first plug-in part together with the Slider and the securing element essentially the whole grips around the second plug-in part radially on the outside.
  • the second plug has as a transmission means at least one, the safety cam assigned groove with an inclined surface. So far a series connection of the first and second gear with one corresponding increase in the effective translation factor. It is in any case a self-locking of the gear means strived for an unintentional solving in any case is excluded.
  • FIGS. 1-4 show a plug device 1, which a first and second plug-in part 2, 3, a slide 5 as Includes drive element 4 and a securing element 6.
  • the Securing element 6 is in the axial direction within the first Plug part 2 by means of circumferential cams 7,8 or, for example, one Bund set and also rotatably mounted about an axis a. It is particularly conceivable, the first plug-in part 2 (and Securing element 6) so that it is in a certain angular position of the two components to each other (Mounting position) axially inserted into the first plug-in part 2 and is axially locked in this after a relative rotation.
  • the slider 4 is still in the first plug-in part 2 guided translationally and arranged captively.
  • This Slider 4 engages with two legs 9, 10 in the first plug-in part 2 and preferably has 9, 10 in each leg for the guidance via a groove 11, which is closed at the end, into each of which a plug-in projection 12 engages.
  • a groove 11 which is closed at the end, into each of which a plug-in projection 12 engages.
  • An additional advantage is the one gained Security against losing the slide 5.
  • the legs 9, 10 of the slide 5 at an end piece 13 connected with each other.
  • This end piece 13 is in plan view in broadest sense U-shaped, so that the second plug part 3 together can be easily fed with a cable, not shown.
  • Each of the legs 9, 10 furthermore has at least one sloping surface (inclined plane) 14, 15 each for support at least one drive cam 16 on the fuse element side.
  • Figures 1-4 each show only one of the drive cams 16.
  • One translatory displacement of the slide 5 thus causes due to the sliding on the inclined surface 14
  • Drive cam 16 a rotational movement of the securing element 6.
  • the securing element 6 has one particularly space-saving arrangement sleeve shape and has an outer circumference 17 via the drive cams 16.
  • a radially inward pointing safety cam 18 (Fig. 2 and 3) for engagement in a groove 19, which runs mainly obliquely with respect to axis a of the second plug-in part 3 is provided.
  • the rotation of the Securing element 6 consequently causes a kind of screwing-in process of the safety cam 18 in the oblique groove 19 and consequently one automatic locking.
  • the groove 19 for an additionally simplified insertion at the beginning of a Plugging an axially extending portion 20, preferably with insertion bevels which compensate for an angular misalignment, and thus serve an indexing.
  • the plugging process is finished when the slide 5 together with the second plug part 3 completely or at least is almost completely inserted into the first plug part 2, so that a very small amount of space is required.
  • Figure 5 shows a partially modified Ausfuehrungsbeispiel the connector 1, which about additional sealing elements are available that provide a seal serve between the two plug-in parts 2, 3.
  • one radially inner and one radially outer sealing ring 21,22 provided.
  • the radially inner sealing ring 21 is provided in FIG this connection via a rectangular or cuboid Recess with rounded corners, so that it is on a corresponding profile end of the second plug-in part 3 can be plugged on.
  • Figure 5 is also a cable 23 for a kink-free and sealed supply of a cable harness, not shown removable.
  • FIG. 6 shows the first plug part 2 with the slide 5 and the second plug-in part 3 with the groove 19 in the initial state before assembly.
  • Figure 7 illustrates a partly on the first plug part 2 with plug contacts pushed on second plug-in part 3, the slider 5 still in its starting position (without locking).
  • the second plug-in part 3 is inserted even further, wherein here too the slide 5 is still in the starting position.
  • safety cam 18 indicates safety cam 18 immediately at the beginning of chamfer groove 19.
  • the connector could 1 at this stage by simply pulling out one of the Plug parts 2,3 are separated.
  • Figure 9 now shows the locked Condition with slide 5 and fully inserted correspondingly twisted securing element 6.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung, insbesondere zur Verwendung fuer eine elektrische Steckverbindung in einem Kraftfahrzeug, mit einem ersten Steckteil, das mittels einem Sicherungselement zur loesbar arretierten Verbindung mit einem zweiten Steckteil vorgesehen ist,
und einem Antriebselement für das Sicherungselement, welches zwischen den beiden Steckteilen vorgesehen ist.
Eine Steckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP-A-0 889 555 bekannt. Diese Vorrichtung weist - in Steckrichtung gesehen - einen rechteckigen Querschnitt auf. Das Sicherungselement führt eine Schwenkbewegung um eine Achse aus, die zur Steckrichtung senkrecht orientiert ist.
Es sind auch Steckverbindungen mit einem runden Querschnitt bekannt, bei denen ueber das zweite Steckteil eine Ueberwurfmutter als Sicherungselement gestreift wird, welche einen Bund des zweiten Steckteiles umgreift. Nach dem Zusammenstecken der beiden Steckteile wird sodann die Ueberwurfmutter auf ein Gewinde des ersten Steckteiles aufgeschraubt, so dass sich die Steckverbindung der beiden Steckteile nicht ungewollt loesen kann. Diese Steckvorrichtungen sind verbesserungswuerdig, weil der Herstellaufwand und die Montage unguenstig ist. Dies liegt insbesondere auch in der Ueberwurfmutter und dem erforderlichen Schraubvorgang begruendet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Steckvorrichtung, bei der die Montage und auch die Demontage bei geringem Platzbedarf vereinfacht wird. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung einer einfachen, auch robotermontierbaren Steckvorrichtung, wobei grundsaetzlich geringe Steckkraefte angestrebt werden.
Die Aufgabe wird durch die Steckvorrichtung nach Anspruch 1 und insbesondere dadurch geloest, dass zwischen den beiden Steckteilen wenigstens ein auf das Sicherungselement einwirkendes Antriebselement vorgesehen ist, welches infolge einer translatorischen Steckbewegung der beiden Steckteile eine selbsttaetige rotatorische Sicherungsbewegung des Sicherungselementes bewirkt. Die Erfindung erfordert im Rahmen des Steckvorgangs der beiden Teile lediglich eine (translatorische) Bewegung, waehrend die (rotatorische) Sicherungsbewegung automatisch infolge der translatorischen Steckbewegung ausgefuehrt wird. Die Steckvorrichtung weist folglich ergonomische Vorteile auf. Sie ist ferner einfach robotermontierbar, weil eine rotatorische Bewegung nicht ausgefuehrt werden muss. Sie erlaubt infolge formschluessiger Sicherung hohe Abzugkraefte. Schliesslich kann die Steckvorrichtung, sofern gewuenscht, einfach durch Reversieren des Montagevorgangs geloest werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebselement ein erstes Getriebemittel aufweist, welches eine geringere Steckkraft zwischen den beiden Steckteilen in eine hohe Sicherungskraft des Sicherungselementes uebersetzen. Mit anderen Worten wird nicht nur eine Umsetzung einer Translationsin eine Rotationsbewegung sondern zusaetzlich auch eine Kraftuebersetzung vorgenommen, wodurch die Abzugkraft erhoeht wird.
Es bietet sich an, dass als Antriebselement fuer das Sicherungselement ein in Steckrichtung zu dem ersten Steckteil relativbewegbarer Schieber vorgesehen ist, welcher fuer eine Linearfuehrung in dem ersten Steckteil mit wenigstens zwei Schenkeln versehen ist, welche mittels einem Endstueck miteinander verbunden sind, und wobei in den Schenkeln jeweils mindestens eine endseitig jeweils geschlossene Nut vorgesehen ist, in die jeweils mindestens ein steckteilseitiger Fuehrungsnocken eingreift. Auf diese Weise ist der Schieber verliersicher in dem ersten Steckteil angeordnet sowie translatorisch gefuehrt. Weil der Schieber gewissermassen in dem Steckteilgehaeuse angeordnet ist, ergibt sich ein minimaler Platzbedarf. Weiterhin vorteilhaft ist , dass der Schieber durch sowie zusammen mit dem zweiten Steckteil in das erste Steckteilgehaeuse eingeschoben wird.
Schliesslich ist in weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen, dass die beiden Steckteile zylindrische Gehaeuseteile aufweisen (welche einfach beispielsweise im Kunststoffspritzguss herstellbar sind), wobei das erste Steckteil zusammen mit dem Schieber und dem Sicherungselement im wesentlichen das gesamte zweite Steckteil radial aussen umgreift. Das zweite Steckteil weist als Getriebemittel mindestens eine, dem Sicherungsnocken zugeordnete Nut mit einer Schraegflaeche auf. Insoweit ergibt sich eine Reihenschaltung von erstem und zweitem Getriebe mit einer entsprechenden Steigerung des wirksamen Uebersetzungsfaktors. Es wird in jedem Falle eine Selbsthemmung der Getriebemittel angestrebt, damit ein unbeabsichtigtes Loesen in jedem Falle ausgeschlossen ist.
Zwei vorteilhafte Ausfuehrungsformen der Erfindung gehen aus Unteranspruechen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. In der Zeichnung zeigt jeweils in perspektivischer Ansicht und jeweils ohne elektrische Verkabelung:
  • Fig. 1: Einzelteile der Steckvorrichtung in demontiertem Zustand;
  • Fig. 2: Aufriss eines ersten Steckteils mit darin angeordnetem Sicherungselement und Schieber;
  • Fig. 3: Ein Aufriss wie in Figur 2 mit anderer Blickrichtung:
  • Fig. 4: Eine Ansicht einer montierten Steckvorrichtung;
  • Fig. 5: Explosionszeichnung einer zweiten Ausfuehrungsform, und
  • Fig. 6 - 9: Eine Verdeutlichung der Montagestufen bei der zweiten Ausfuehrungsform.
    • Die Figuren 1 - 4 zeigen eine Steckvorrichtung 1, welche ein erstes und zweites Steckteil 2,3, einen Schieber 5 als Antriebselement 4 und ein Sicherungselement 6 umfasst. Das Sicherungselement 6 ist in Axialrichtung innerhalb des ersten Steckteils 2 mittels Umfangsnocken 7,8 oder beispielsweise einem Bund festgelegt und ferner um eine Achse a drehbar gelagert. Es ist insbesondere denkbar, das erste Steckteil 2 (und das Sicherungselement 6) derart zu gestalten, dass es in einer bestimmten Winkelstellung der beiden Bauteile zueinander (Montagestellung) axial in das erste Steckteil 2 eingeschoben und nach einer Relativverdrehung axial in diesem arretiert ist.
    In dem ersten Steckteil 2 ist weiterhin der Schieber 4 translatorisch gefuehrt sowie verliersicher angeordnet. Dieser Schieber 4 greift mit zwei Schenkeln 9,10 in das erste Steckteil 2 ein und verfuegt fuer die Fuehrung vorzugsweise in jedem Schenkel 9,10 ueber jeweils eine endseitig geschlossene Nut 11, in die jeweils ein steckteilseitiger Vorsprung 12 eingreift. Somit wird eine ausschliesslich translatorische Bewegungsmoeglichkeit des Schiebers 5 bewirkt. Ein zusaetzlicher Vorteil ist die dadurch gewonnene Sicherheit gegenueber Verlieren des Schiebers 5. Schliesslich sind die Schenkel 9,10 des Schiebers 5 an einem Endstueck 13 miteinander verbunden. Dieses Endstueck 13 ist in Draufsicht im weitesten Sinne U-foermig, so dass das zweite Steckteil 3 zusammen mit einem nicht gezeigten Kabel einfach zugefuehrt werden kann.
    Jeder der Schenkel 9,10 weist weiterhin zumindest jeweils eine Schraegflaeche (schiefe Ebene) 14,15 zur Auflage jeweils mindestens eines sicherungselementseitigen Antriebsnocken 16 auf. Die Figuren 1-4 zeigen jeweils nur einen der Antriebsnocken 16. Eine translatorische Verschiebung des Schiebers 5 bewirkt somit aufgrund des auf der Schraegflaeche 14 abgleitenden Antriebsnockens 16 eine Drehbewegung des Sicherungselementes 6. Ganz grundsaetzlich besitzt das Sicherungselement 6 fuer eine besonders raumsparende Anordnung Huelsenform und verfuegt auf einem Aussenumfang 17 ueber die genannten Antriebsnocken 16. Auf einer Innnenseite ist schliesslich ein nach radial innen weisender Sicherungsnocken 18 (Fig. 2 und 3) zum Eingriff in eine gegenueber der Achse a hauptsaechlich schraeg verlaufende Nut 19 des zweiten Steckteiles 3 vorgesehen. Die Drehbewegung des Sicherungselementes 6 bewirkt folglich eine Art Einschraubvorgang des Sicherungsnockens 18 in die schraege Nut 19 und folglich eine automatische Verriegelung. Wie zu ersehen ist, weist die Nut 19 fuer ein zusaetzlich vereinfachtes Einschieben zu Beginn eines Steckvorgangs einen axial verlaufenden Teilbereich 20, vorzugsweise mit Einfuehrschraegen auf, welche einen Winkelversatz ausgleichen, und somit einer Indexierung dienen.
    Der Steckvorgang ist beendet, wenn der Schieber 5 zusammen mit dem zweiten Steckteil 3 vollstaendig oder zumindest nahezu vollstaendig in das erste Steckteil 2 eingeschoben ist, so dass ein sehr geringer Bauraum beansprucht wird.
    Im folgenden werden weitgehend nur Unterschiede der Figuren 5-9 im Vergleich zu den Figuren 1-4 besprochen, weil im wesentlichen uebereinstimmende Bauteile (mit uebereinstimmender Funktion) vorgesehen sind, welche mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.
    Die Figur 5 zeigt ein teilweise abgeaendertes Ausfuehrungsbeispiel der Steckvorrichtung 1, welches ueber zusaetzliche Dichtungselemente verfuegt, die einer Abdichtung zwischen den beiden Steckteilen 2,3 dienen. Zu diesem Zweck ist jeweils ein radial inneres und ein radial aeusserer Dichtungsring 21,22 vorgesehen. Der radial innere Dichtungsring 21 verfuegt in diesem Zusammenhang ueber eine rechteck/ oder quaderfoermige Ausnehmung mit abgerundeten Ecken, so dass er auf ein entsprechendes Profilende des zweiten Steckteils 3 aufsteckbar ist. Der Figur 5 ist ferner eine Kabeltuelle 23 fuer eine knickfreie und abgedichtete Zufuehrung eines nicht gezeigten Kabelbaumes entnehmbar. Schliesslich ist der Zeichnung noch jeweils ein, dem ersten Steckteil 2 und dem zweiten Steckteil 3 zugeordnetes, und darin zu befestigendes Sicherungsblech 26,27 fuer elektrische Kabelsteckkontakte 28 zu entnehmen. Insoweit wird eine mehrfach redundante Sicherung der Steck- und Kabelverbindung gewaehrleistet. Ausserdem ist im rechten unteren Figurenteil eine verkleinerte Zusammenstellzeichnung dieses Ausfuehrungsbeispiels enthalten.
    Die Figuren 6 bis 9 verdeutlichen den Montagevorgang des Ausfuehrungsbeispiels nach Figur 5, wobei die Kabeltuelle 23 weggelassen wurde, weil diese auf die eigentliche Arretierung oder Verriegelung keinen Einfluss hat. Figur 6 zeigt das erste Steckteil 2 mit dem Schieber 5 sowie das zweite Steckteil 3 mit der Nut 19 in dem Ausgangszustand vor der Montage. Figur 7 verdeutlicht ein teilweise auf das erste Steckteil 2 mit Steckkontakten aufgeschobenes zweites Steckteil 3, wobei sich der Schieber 5 noch in seiner Ausgangsposition (ohne Verriegelung) befindet. Gemaess Figur 8 ist das zweite Steckteil 3 noch weiter eingeschoben, wobei sich auch hier der Schieber 5 noch in der Ausgangsposition befindet. Wie weiterhin zu ersehen ist, befindet sich ein gestrichtelt angedeuteter Sicherungsnocken 18 unmittelbar am Beginn der schraegen Nut 19. Mit anderen Worten koennte die Steckverbindung 1 in diesem Montagestadium durch einfaches Herausziehen eines der Steckteile 2,3 getrennt werden. Figur 9 zeigt nun den verriegelten Zustand mit vollstaendig eingeschobenem Schieber 5 und entsprechend verdrehtem Sicherungselement 6.
    Es versteht sich, dass der Arretier- und Montagevorgang einfach durch Reversieren rueckgaengig gemacht werden kann. Mit anderen Worten wird zunaechst der Schieber 5 aus dem ersten Steckteil 2 herausgezogen, um die Sicherung aufzuheben. Sodann kann auch das zweite Steckteil 3 aus dem ersten herausgezogen werden.

    Claims (12)

    1. Steckvorrichtung (1), insbesondere zur Verwendung für eine elektrische Steckverbindung in einem Kraftfahrzeug, mit einem ersten Steckteil (2), das mittels eines Sicherungselements (6) zur lösbar arretierten Verbindung mit einem zweiten Steckteil (3) vorgesehen ist, und einem Antriebselement (4) für das Sicherungselement (6), welches Antriebselement zwischen den beiden Steckteilen (2, 3) vorgesehen ist,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (4) infolge einer translatorischen Steckbewegung der beiden Steckteile (2, 3) eine selbsttätige rotatorische Sicherungsbewegung des Sicherungselementes (6) um eine zur Translationsrichtung parallele Achse (a) bewirkt.
    2. Steckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (4) fuer das Sicherungselement (6) erste Getriebemittel aufweist, welche eine geringe Steckkraft zwischen den beiden Steckteilen (2,3) in eine hohe Sicherungskraft des Sicherungselementes (6) uebersetzen.
    3. Steckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebselement (4) ein in Steckrichtung zu dem ersten Steckteil (2) relativbewegbarer Schieber (5) vorgesehen ist, welcher fuer eine Linearfuehrung in dem ersten Steckteil (2) mit wenigstens zwei Schenkeln (9,10) versehen ist, welche mittels einem Endstueck (13) miteinander verbunden sind, und wobei in den Schenkeln (9,10) jeweils mindestens eine Nut (11) vorgesehen ist, in die jeweils mindestens ein Vorsprung (12) des ersten Steckteils (2) eingreift.
    4. Steckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schenkel (9,10) jeweils eine Schraegflaeche (schiefe Ebene,14,15) zur Auflage jeweils eines sicherungselementseitigen Antriebsnocken (16) aufweist.
    5. Steckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antriebsnocken (16) an einem Aussenumfang (17) des Sicherungselementes (6) nach radial aussen weisend angeordnet ist.
    6. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (6) mit wenigstens einem Sicherungsnocken (18) versehen ist, welcher an dem Sicherungselement (6) nach radial innen weisend vorgesehen ist.
    7. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (6) mittels Umfangsnocken (7,8) oder einem Bund in axialer Richtung fest und um eine Achse a drehbar in dem ersten Steckteil (2) festgelegt ist.
    8. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steckteile (2,3) zylindrische Gehaeuseteile aufweisen, wobei das erste Steckteil (2) zusammen mit dem Schieber (5) und dem Sicherungselement (6) im wesentlichen das gesamte zweite Steckteil (3) radial aussen umgreift, dass das Sicherungselement (6) innerhalb des ersten Steckteiles (2) angeordnet ist, und das zweite Steckteil (3) mindestens eine, jedem Sicherungsnocken (18) zugeordnete Nut (19) aufweist.
    9. Steckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nut (19) wenigstens eine Schraegflaeche (schiefe Ebene,25,25) zum Angriff des jeweils zugeordneten Sicherungsnockens (18) aufweist.
    10. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gesamtuebersetzungsfaktor des Antriebs fuer das Sicherungselement (6) aus einer Summe von wenigstens zwei Teiluebersetzungsfaktoren von wenigstens zwei Getriebemitteln ergibt.
    11. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Getriebemittel Schraegflaechen (schiefe Ebenen,14,15,24,25) aufweist.
    12. Steckvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebemittel selbsthemmend sind.
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