EP3830910B1 - Steckvorrichtung mit verrastbaren komponenten - Google Patents

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EP3830910B1
EP3830910B1 EP19737066.1A EP19737066A EP3830910B1 EP 3830910 B1 EP3830910 B1 EP 3830910B1 EP 19737066 A EP19737066 A EP 19737066A EP 3830910 B1 EP3830910 B1 EP 3830910B1
Authority
EP
European Patent Office
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front housing
locking elements
insert module
lockable
plug device
Prior art date
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Active
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EP19737066.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3830910C0 (de
EP3830910A1 (de
Inventor
Stefan Kramer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG filed Critical Amad Mennekes Holding GmbH and Co KG
Publication of EP3830910A1 publication Critical patent/EP3830910A1/de
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Publication of EP3830910B1 publication Critical patent/EP3830910B1/de
Publication of EP3830910C0 publication Critical patent/EP3830910C0/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/502Bases; Cases composed of different pieces
    • H01R13/506Bases; Cases composed of different pieces assembled by snap action of the parts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/42Securing in a demountable manner
    • H01R13/436Securing a plurality of contact members by one locking piece or operation
    • H01R13/4367Insertion of locking piece from the rear
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2107/00Four or more poles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/86Parallel contacts arranged about a common axis

Definitions

  • the invention relates to an electrical plug device with a front housing to which components intended to accommodate electrical contact elements (pins, sockets) are connected.
  • Electrical connectors such as plugs or sockets.
  • Couplings for power current according to DIN VDE 0623, EN 60309 2 (“CEE plugs”) or according to IEC 62196 ("electric car charging plugs") contain an access side to which a complementary plug device (coupling or plug) can be inserted.
  • the access side typically has a front housing, which closes off the plug device in this area from the outside and electrically insulates it, with an insert (as a separately manufactured component) arranged in the front housing, which carries the actual metallic contact elements (pins for a plug and sockets for a socket) and enables their electrical connection to an electrical supply line.
  • the insert is usually screwed to the front housing, but this requires relatively complex assembly.
  • a plug-in device in particular a socket, is known in which a contact carrier is fastened to a socket housing via locking elements and is connected to a contact attachment via further locking elements.
  • the EN 10 2016 121 847 A1 A connector part is known in which an annular frame part is attached to a housing part via locking elements and is connected to a base part via further locking elements.
  • first, second, third or fourth locking elements are referred to in the plural, this refers to the typical case and is not intended to exclude the possibility that in certain embodiments only a single first, second, third and/or fourth locking element may be provided.
  • the electrical contact elements typically have a longitudinal extension that determines the plug-in direction in which the plug-in device can be connected to a complementary plug-in device during the plugging process.
  • This longitudinal extension or plug-in direction is used below as the reference axis for terms such as "axial”, “radial”, or “circumferential direction”.
  • the front housing is typically located on the access side of the connector, i.e. where the plugging process takes place. In terms of its three-dimensional shape, it is generally tubular with a tube axis that corresponds to the plugging direction mentioned above.
  • the term "collar” in the broadest sense is intended to refer only to an area of the front housing.
  • the collar is a terminal area of the front housing, in particular at the end of the front housing facing away from the access side ("proximal").
  • the collar has an external thread on its outside, via which the front housing can be screwed together with another, rear housing part (usually referred to as a "hood") to form the entire connector device.
  • the collar can typically be identified with the area of the external thread.
  • connection between the front housing and the insert module or between the insert module and the retaining plate is preferably made exclusively via the interaction of the first and second locking elements or the third and fourth locking elements, without the need for additional aids such as screws.
  • the first, second, third and fourth locking elements are all arranged within the collar of the front housing.
  • the axial extents of the second locking elements and third locking elements on the insert module overlap (fully or partially), whereby, as explained, the "axial" direction is defined by the plug-in direction. Since the second and third locking elements of the insert module are typically at the height of the associated first and third locking elements, respectively, fourth locking elements, the axial overlap between them usually also requires an additional axial overlap with the first and/or fourth locking elements.
  • a plug device according to the invention is designed such that the second and third locking elements overlap axially and that in the assembled state the first, second, third and fourth locking elements are all arranged in the collar.
  • Plug-in devices according to the invention have the advantage that they can be easily assembled using locking elements, preferably just by locking processes ("clipping together"). Furthermore, a particularly compact structure is achieved because all locking elements are accommodated in the collar or at least partially overlap axially. The arrangement of all locking elements in the collar also has the advantage that this limits the mobility of locking elements radially outwards and thus contributes significantly to the stability of the connection.
  • At least one of the third locking elements is designed as a U-shaped bracket which surrounds at least one of the second locking elements.
  • U-shaped is to be understood in a general sense and also includes, for example, arched shapes or C-shapes.
  • the outer legs of the U-shape of the bracket are aligned axially, i.e. in the direction of insertion.
  • all third locking elements of the insert module are designed as brackets of this type, each of which surrounds at least one second locking element.
  • each of the second locking elements there are at least two locking elements designed as brackets, viewed in the circumferential direction, between which at least one of the second locking elements is arranged.
  • a sufficiently high number of second locking elements can be provided, since these are arranged not only within a bracket, but also between two brackets.
  • all third locking elements of the insert module are designed as brackets, and the associated second locking elements are arranged alternately within a bracket or between two brackets.
  • the invention provides that the front housing and the insert module can preferably be joined together at at least two different angles of rotation relative to one another (in relation to the direction of insertion). Typically, they can be plugged together at six to twelve different discrete angles of rotation, also known as clock positions, in order to realize a corresponding number of variants of the finished plug-in device.
  • the front housing and the insert module are designed to be joined together by plugging from the side of the collar.
  • the insert module is therefore not inserted from the front (distal) access side of the front housing, but on the rear (proximal) collar side, so that the back of the insert module, on which the holding plate is to be mounted, does not first have to be guided through the front housing from the access side (which would generally not be possible due to space constraints).
  • This has the advantage that the holding plate can be pre-assembled on the insert module, and that the insert module with the pre-assembled holding plate can then be inserted into the front housing from the collar side. This pre-assembly option simplifies the production process considerably.
  • first, second, third and/or fourth locking elements could be present.
  • two or more of the first, second, third and/or fourth locking elements are provided for reasons of stability, whereby these are preferably distributed in the circumferential direction.
  • an even circumferential distribution i.e. at equal angular intervals is usually used.
  • At least one of the first locking elements, second locking elements, third locking elements and/or fourth locking elements can be designed as a nose-shaped (ramp-shaped) projection.
  • a nose-shaped projection has a slope ("nose bridge") along which a complementary locking element can slide when assembled, whereby it protrudes after crossing the tip of the nose and recovering an elastic deformation, thus blocking the backward movement.
  • the essential components in the plug-in device according to the invention i.e. the front housing, the insert module and the holding plate, can each be manufactured and sold as independent products.
  • a plug device designed as a plug 100 according to the present invention is shown in increasing degrees of disassembly or in reverse chronological order of assembly.
  • Figure 1 shows the fully assembled plug device 100 in a perspective view from the front, i.e. looking at the access side.
  • the plug pins ST can be seen, which are arranged in a tubular front housing 110 (hereinafter also generally provided with the reference symbol "FG") for protection and insulation.
  • the longitudinal axis of the plug pins ST defines the plug-in direction of the plug device and is used below as the reference axis X.
  • the front housing FG and a rear housing part120 are connected to each other by a screw connection.
  • This screw connection is made via an external thread, which is in the region of a collar 112 of the front housing facing away from the access side (ie proximal).
  • FIG 3 shows the front housing FG separated, ie before inserting an insert module 140 ("EB”) and a holding plate 130 ("HP”), which are already connected to one another as part of a pre-assembly and accommodate the connector pins ST.
  • first locking elements 111 in the form of lugs can be seen, which are evenly distributed around the circumference.
  • These first locking elements RE1 have a slope which runs radially inwards along the axis X towards the access side of the front housing FG.
  • Second nose-shaped locking elements 142 are arranged along the outer circumference of the insert component EB, pointing radially outwards, with these having an orientation opposite to the first locking elements RE1 with respect to the axial direction X.
  • the second locking elements RE2 slide inwards with their nose bridges along the nose bridges of the first locking elements RE1 under elastic radial deformation.
  • the nose tips pass each other so that the locking elements RE1, RE2 lock together under elastic re-deformation and axial withdrawal of the insert module EB from the front housing FG is prevented.
  • the front housing and insert module are thus firmly connected to one another.
  • Figure 4 shows in an exploded view the insert module EB separated from the holding plate HP and also the connector pins ST with the associated screws 133 separated from the holding plate HP.
  • the connector pins ST are accommodated on the holding plate HP in elevations 132 which extend axially from the body 131 of the holding plate. Electrical connection cables (not shown) can be connected to the connector pins ST using the screws 133.
  • Figure 6 the insert module EB from the front in an enlarged view.
  • the nose-shaped second locking elements RE2 can be seen particularly well, of which 12 are evenly distributed around the circumference in the embodiment shown, with their noses extending radially outwards.
  • the second locking elements RE2 are elastic in the radial direction, so that they can move slightly inwards during the locking process during assembly.
  • U-shaped brackets can be seen, which form the third locking elements RE3. Six of these are evenly distributed around the outer edge of the insert module EB. Each bracket RE3 surrounds one of the second locking elements RE2. Furthermore, another of the second locking elements RE2 is arranged between two brackets RE3.
  • the cross-connecting web of the U-shaped bracket RE3 is used for locking with the fourth locking elements RE4, which are arranged in a nose-like manner pointing radially outwards along the outer circumference of the holding plate HP ( Figure 4 During the locking process, the RE3 brackets typically move elastically slightly radially outwards.
  • a second characteristic of the described construction is that the first, second, third and fourth locking elements RE1, RE2, RE3, RE4 are all accommodated (axially) in the area of the collar 112 of the front housing FG in the assembled state. This is the case in the example shown This is particularly important for the third, U-shaped locking elements RE3, since the surrounding collar 112 prevents their radial outward movement, so that after assembly they can no longer detach from the fourth locking elements RE4 of the holding plate HP.
  • a further advantage of the construction shown is that the insertion of the insert module EB into the front housing FG only takes place from the side of the collar 112 (facing away from the access side). This makes assembly easier, as it is not necessary to turn the front housing over. It also allows the pre-assembly of the insert module EB and the retaining plate HP as shown in Figure 3 shown.
  • FIGS 7-9 show the exemplary structure of a plug device in the form of a coupling 200, wherein similar components as in the plug 100 are provided with reference numbers increased by 100 or with the same reference letters.
  • the coupling 200 in turn consists of a rear housing part 220, which is screwed to a front housing 210/FG via an external thread on the collar 212 of the front housing.
  • an insert module 240/EB is attached to the front housing FG. This can be locked into place with a holding plate 230/HP, whereby the holding plate carries the metal sockets BU as contact elements.
  • connection between the front housing FG and the insert module EB is made by locking between nose-shaped first locking elements 211/RE1 on the inside of the collar 212 of the front housing with nose-shaped second locking elements 242/RE2 along the outside of the insert module EB.
  • connection between the insert module EB and the holding plate HP is made by locking the bow-shaped third locking elements 243/RE3 on the insert module with the fourth locking elements 234/RE4 on the outer circumference of the holding plate.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckvorrichtung mit einem Frontgehäuse, mit welchem zur Aufnahme elektrischer Kontaktelemente (Stifte, Buchsen) vorgesehene Komponenten verbunden sind.
  • Elektrische Steckvorrichtungen wie zum Beispiel Stecker oder Steckdosen bzw.
  • Kupplungen für Kraftstrom nach DIN VDE 0623, EN 60309 2 ("CEE-Steckvorrichtungen") oder nach IEC 62196 ("E-Auto-Ladesteckvorrichtungen") enthalten eine Zugangsseite, an der eine komplementär ausgebildete Steckvorrichtung (Kupplung oder Stecker) eingeführt werden kann. Die Zugangsseite weist dabei typischerweise ein Frontgehäuse auf, welches die Steckvorrichtung in diesem Bereich nach außen abschließt und elektrisch isoliert, wobei im Frontgehäuse ein Einsatz (als separat gefertigtes Bauteil) angeordnet ist, welcher die eigentlichen metallischen Kontaktelemente (Stifte bei einem Stecker und Buchsen bei einer Dose) trägt sowie deren elektrischen Anschluss an eine elektrische Zuleitung ermöglicht. In der Regel wird der Einsatz mit dem Frontgehäuse verschraubt, was jedoch eine verhältnismäßig aufwändige Montage bedingt.
  • Aus der DE 20 2009 011 568 U1 ist eine Steckvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere eine Steckdose bekannt, bei der ein Kontaktträger über Rastelemente an einem Dosengehäuse befestigt und über weitere Rastelemente mit einem Kontaktaufsatz verbunden wird.
  • Ferner ist aus der DE 10 2016 121 847 A1 ein Steckverbinderteil bekannt, bei dem ein ringförmiges Rahmenteil über Rastelemente an einem Gehäuseteil befestigt und über weitere Rastelemente mit einem Basisteil verbunden wird.
  • Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckvorrichtung bereitzustellen, die einen kompakten Aufbau hat und einfach montierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch Steckvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Der Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Steckvorrichtung, welche wie eingangs erläutert insbesondere als ein Stecker oder als eine Steckdose/Kupplung ausgebildet sein kann, umfasst die folgenden Komponenten:
    • Ein Frontgehäuse mit einem Kragen, der an seiner Innenseite erste Rastelemente aufweist.
    • Einen Baustein, welcher in das Frontgehäuse eingesetzt werden kann und daher im Folgenden als "Einsatzbaustein" bezeichnet wird. Der Einsatzbaustein weist dabei zweite Rastelemente auf, die beim Einfügen des Einsatzbausteins in das Frontgehäuse mit dessen ersten Rastelementen verrasten und somit für eine Kopplung sorgen, vorzugsweise für eine feste Fixierung des Einsatzbausteins im Frontgehäuse. Ferner weist der Einsatzbaustein dritte Rastelemente auf.
    • Eine Halteplatte, welche für die Aufnahme elektrischer Kontaktelemente (typischerweise Stifte oder Buchsen) eingerichtet ist und welche vierte Rastelemente aufweist, die bei Kopplung der Halteplatte an den Einsatzbaustein mit dessen dritten Rastelementen verrasten.
  • Soweit von den ersten, zweiten, dritten oder vierten Rastelementen jeweils im Plural gesprochen wird, bezieht sich dies auf den typischen Fall und soll nicht ausschließen, dass bei bestimmten Ausführungsformen eventuell auch nur ein einziges erstes, zweites, drittes und/oder viertes Rastelement vorgesehen ist.
  • Die elektrischen Kontaktelemente (Stifte, Buchsen) haben typischerweise eine Längserstreckung, welche die Steckrichtung festlegen, in der die Steckvorrichtung beim Steckvorgang mit einer komplementären Steckvorrichtung zusammengefügt werden kann. Diese Längserstreckung bzw. Steckrichtung wird im Folgenden als Bezugsachse für Begriffe wie "axial", "radial", oder "Umfangsrichtung" verwendet.
  • Das Frontgehäuse ist typischerweise an der Zugangsseite der Steckvorrichtung angeordnet, also dort, wo der Steckvorgang stattfindet. Von der dreidimensionalen Form her ist es in der Regel im Prinzip rohrförmig mit einer Rohrachse, die der vorstehend genannten Steckrichtung entspricht.
  • Des Weiteren soll der Begriff "Kragen" im breitesten Sinne lediglich einen Bereich des Frontgehäuses bezeichnen. Typischerweise handelt es sich bei dem Kragen allerdings um einen endständigen Bereich des Frontgehäuses, insbesondere an dem der Zugangsseite abgewandten ("proximalen") Ende des Frontgehäuses. In vielen Fällen weist der Kragen an seiner Außenseite ein Außengewinde auf, über welches das Frontgehäuse mit einem weiteren, hinteren Gehäuseteil (üblicherweise als "Haube" bezeichnet) zur gesamten Steckvorrichtung zusammengeschraubt werden kann. In diesen Fällen kann der Kragen typischerweise mit dem Bereich des Außengewindes identifiziert werden.
  • Die Verbindung zwischen Frontgehäuse und Einsatzbaustein bzw. zwischen Einsatzbaustein und Halteplatte erfolgt vorzugsweise ausschließlich über das Zusammenwirken der ersten und zweiten Rastelemente bzw. der dritten und vierten Rastelemente, ohne dass weitere Hilfsmittel wie beispielsweise Schrauben nötig sind.
  • Vorzugsweise sind bei einer Steckvorrichtung mit dem oben beschriebenen Grundaufbau im zusammengefügten Zustand von Frontgehäuse, Einsatzbaustein, und Halteplatte die ersten, zweiten, dritten und vierten Rastelemente alle innerhalb des Kragens des Frontgehäuses angeordnet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung überlappen sich bei einer Steckvorrichtung mit dem oben beschriebenen Grundaufbau die axialen Erstreckungen der zweiten Rastelemente und dritten Rastelemente am Einsatzbaustein (ganz oder teilweise), wobei wie erläutert die "axiale" Richtung durch die Steckrichtung definiert wird. Da die zweiten und dritten Rastelemente des Einsatzbausteins typischerweise auf der Höhe der zugeordneten ersten bzw.
    vierten Rastelemente angeordnet sind, bedingt die axiale Überlappung zwischen ihnen in der Regel auch eine zusätzliche axiale Überlappung mit den ersten und/oder vierten Rastelementen.
  • Vorzugsweise ist eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung so ausgebildet, dass sich die zweiten und dritten Rastelemente axial überlappen und dass im zusammengebauten Zustand die ersten, zweiten, dritten und vierten Rastelemente alle im Kragen angeordnet sind.
  • Steckvorrichtungen gemäß der Erfindung haben den Vorteil, dass sie unter Verwendung von Rastelementen einfach montiert werden können, vorzugsweise allein durch Rastvorgänge ("Zusammenclipsen"). Des Weiteren wird ein besonders kompakter Aufbau erreicht, da alle Rastelemente im Kragen untergebracht sind bzw. sich zumindest teilweise axial überlappen. Die Anordnung aller Rastelemente im Kragen hat darüber hinaus den Vorteil, dass dieser die Beweglichkeit von Rastelementen nach radial außen begrenzt und somit erheblich zur Stabilität der Verbindung beiträgt.
  • Erfindungsgemäß ist mindestens eines der dritten Rastelemente als ein U-förmiger Bügel ausgebildet, welcher mindestens eines der zweiten Rastelemente umgibt. Auf diese Weise lässt sich eine kompakte Anordnung der verschiedenen Rastelemente realisieren, insbesondere auch deren axiale Überlappung. Der Begriff "U-förmig" soll dabei allgemein zu verstehen sein und beispielsweise auch Bogenformen oder C-Formen einschließen. In der Regel sind die Außenschenkel der U-Form des Bügels axial, d.h. in Steckrichtung ausgerichtet. Ferner sind vorzugsweise alle dritten Rastelemente des Einsatzbausteins als derartige Bügel ausgebildet, welche jeweils mindestens ein zweites Rastelement umgeben.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gibt es in Umfangsrichtung gesehen mindestens zwei als Bügel ausgebildete Rastelemente, zwischen denen mindestens eines der zweiten Rastelemente angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine ausreichend hohe Anzahl von zweiten Rastelementen vorgesehen werden, da diese nicht nur innerhalb eines Bügels, sondern auch zwischen zwei Bügeln angeordnet sind. Vorzugsweise sind alle dritten Rastelemente des Einsatzbausteins als Bügel ausgebildet, und die zugehörigen zweiten Rastelemente abwechselnd innerhalb eines Bügels oder zwischen zwei Bügeln angeordnet.
  • Elektrische Steckvorrichtungen werden häufig mit verschiedenen elektrischen Belegungen der Kontaktelemente hergestellt (z.B. als Außenleiter, Neutralleiter, oder Schutzleiter). Um mit möglichst wenig verschiedenen (Spritzguss-) Bauteilformen kostengünstig derartige Varianten realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Frontgehäuse und der Einsatzbaustein vorzugsweise unter mindestens zwei verschiedenen Drehwinkeln relativ zueinander (bezogen auf die Steckrichtung) zusammengefügt werden können. Typischerweise können sie unter sechs bis zwölf verschiedenen diskreten Drehwinkeln, auch Uhrzeitpositionen genannt, zusammengesteckt werden, um entsprechend viele Varianten der fertigen Steckvorrichtung zu realisieren.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform sind das Frontgehäuse und der Einsatzbaustein dazu eingerichtet, durch Stecken von der Seite des Kragens her zusammengefügt zu werden. Der Einsatzbaustein wird also nicht von der vorderen (distalen) Zugangsseite des Frontgehäuses her eingefügt, sondern an der rückwärtigen (proximalen) Kragenseite, sodass die Rückseite des Einsatzbausteins, an welchem die Halteplatte zu montieren ist, erst nicht von der Zugangsseite her durch das Frontgehäuse geführt werden muss (was in der Regel aus Platzgründen nicht möglich wäre). Dies hat den Vorteil, dass die Halteplatte am Einsatzbaustein vormontiert werden kann, und dass sodann der Einsatzbaustein mit vormontierter Halteplatte von der Kragenseite her in das Frontgehäuse eingefügt werden kann. Diese Möglichkeit der Vormontage vereinfacht den Produktionsprozess erheblich.
  • Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass im Extremfall nur ein einzelnes der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Rastelemente vorhanden sein könnte. Typischerweise sind indes aus Gründen der Stabilität zwei oder mehr der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Rastelemente vorgesehen, wobei diese vorzugsweise in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Aus Gründen der gleichmäßigen Kraftaufnahme wird dabei in der Regel eine gleichmäßige Umfangsverteilung (d.h. unter gleichen Winkelabständen) erfolgen.
  • Für die konkrete Ausgestaltung der Rastelemente gibt es verschiedene Möglichkeiten. Insbesondere kann mindestens eines der ersten Rastelemente, zweiten Rastelemente, dritten Rastelemente und/oder vierten Rastelemente als ein nasenförmiger (rampenförmiger) Vorsprung ausgebildet sein. Ein solcher Vorsprung hat eine Schräge ("Nasenrücken"), entlang welcher ein komplementäres Rastelement beim Zusammenfügen gleiten kann, wobei es nach Überschreiten der Nasenspitze und unter Rückbildung einer elastischen Verformung vorspringt und somit für eine Blockade der Rückwärtsbewegung sorgt.
  • Die wesentlichen Komponenten in der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung, also das Frontgehäuse, der Einsatzbaustein und die Halteplatte, können jeweils als eigenständige Produkte hergestellt und vertrieben werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren anhand von Beispielen näher erläutert. Dabei zeigt
  • Figur 1
    eine perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Steckers;
    Figur 2
    den Stecker nach Ablösen des hinteren Gehäuseteils vom Frontgehäuse, in welchem ein Einsatzbaustein mit einer Halteplatte angeordnet ist;
    Figur 3
    den Einsatzbaustein mit der Halteplatte vor dem Einfügen in das Frontgehäuse;
    Figur 4
    den Einsatzbaustein und die Halteplatte sowie Steckstifte in getrenntem Zustand in einer Explosionsansicht;
    Figur 5
    die Ansicht von Figur 4 aus einer Perspektive von vorne;
    Figur 6
    eine vergrößerte Ansicht des Einsatzbausteins aus einer Perspektive von vorne;
    Figur 7
    eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Kupplung nach Ablösen des hinteren Gehäuseteils vom Frontgehäuse;
    Figur 8
    den Einsatzbaustein, die Halteplatte und die Buchsen der Kupplung in getrenntem Zustand in einer Explosionsansicht;
    Figur 9
    die Explosionsansicht von Figur 8 zusammen mit dem Frontgehäuse von hinten.
  • In den Figuren 1 bis 6 ist eine als Stecker 100 ausgebildete Steckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in zunehmenden Zerlegungsgraden bzw. in umgekehrter zeitlicher Reihenfolge des Zusammenbaus dargestellt.
  • Figur 1 zeigt zunächst die vollständig zusammengebaute Steckvorrichtung 100 in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne, d.h. mit dem Blick auf die Zugangsseite. Zu erkennen sind die Steckerstifte ST, die zum Schutz und zur Isolierung in einem rohrförmigen Frontgehäuse 110 (im Folgenden auch allgemein mit dem Bezugszeichen "FG" versehen) angeordnet sind. Die Längsachse der Steckerstifte ST definiert die Steckrichtung der Steckvorrichtung und wird im Folgenden als Bezugsachse X verwendet.
  • Wie aus Figur 2 erkennbar ist, sind das Frontgehäuse FG und ein hinterer Gehäuseteil120 ("Haube") durch eine Schraubverbindung miteinander verbundenen. Diese Schraubverbindung erfolgt über ein Außengewinde, das im Bereich eines der Zugangsseite abgewandten (d.h. proximalen) Kragens 112 des Frontgehäuses vorgesehen ist.
  • Figur 3 zeigt das Frontgehäuse FG getrennt, d.h. vor dem Einfügen eines Einsatzbausteins 140 ("EB") und einer Halteplatte 130 ("HP"), die im Rahmen einer Vormontage bereits miteinander verbunden sind und dabei die Steckerstifte ST aufnehmen. An der Innenseite des Kragens 112 sind erste Rastelemente 111 ("RE1") in Form von Nasen erkennbar, welche gleichmäßig verteilt über den Umfang angeordnet sind. Diese ersten Rastelemente RE1 haben dabei eine Schräge, welche entlang der Achse X gesehen zur Zugangsseite des Frontgehäuses FG hin radial nach innen verläuft.
  • Entlang des Außenumfangs des Einsatzbauteils EB sind zweite nasenförmige Rastelemente 142 ("RE2") radial nach außen weisend angeordnet, wobei diese bezüglich der Achsrichtung X eine zu den ersten Rastelementen RE1 entgegengesetzte Orientierung haben. Beim Einfügen des Einsatzbauteils EB in das Frontgehäuse FG gleiten die zweiten Rastelemente RE2 unter elastischer Radialverformung nach innen mit ihren Nasenrücken entlang der Nasenrücken der ersten Rastelementen RE1. Bei Erreichen der gewünschten Einstecktiefe passieren die Nasenspitzen einander, sodass unter elastischer Rückverformung die Rastelemente RE1, RE2 miteinander verrasten und ein axialer Rückzug des Einsatzbausteins EB aus dem Frontgehäuse FG verhindert wird. Frontgehäuse und Einsatzbaustein sind dadurch fest miteinander verbunden.
  • Figur 4 zeigt in einer Explosionsansicht den Einsatzbaustein EB getrennt von der Halteplatte HP und weiterhin die Steckerstifte ST mit den zugehörigen Schrauben 133 getrennt von der Halteplatte HP. Die Steckerstifte ST werden an der Halteplatte HP in Erhebungen 132 untergebracht, die sich vom Körper 131 der Halteplatte aus axial erstrecken. Elektrische Anschlussleitungen (nicht dargestellt) können mittels der Schrauben 133 mit den Steckerstiften ST verbunden werden.
  • Dieselbe Expressionsansicht ist in Figur 5 noch einmal aus einer Sicht von schräg vorne dargestellt.
  • Des Weiteren zeigt Figur 6 den Einsatzbaustein EB von schräg vorne in einer vergrößerten Darstellung. Dabei sind besonders gut die nasenförmigen zweiten Rastelemente RE2 zu erkennen, von denen in der dargestellten Ausführungsform 12 Stück gleichmäßig umfänglich verteilt angeordnet sind, wobei sich ihre Nasen radial nach außen erstrecken. Die zweiten Rastelemente RE2 sind in radialer Richtung elastisch, sodass sie sich während des Rastvorganges beim Zusammenbau etwas nach innen bewegen können.
  • Des Weiteren sind U-förmige Bügel erkennbar, welcher die dritten Rastelemente RE3 bilden. Hiervon sind 6 Stück gleichmäßig umfänglich verteilt am Außenrand des Einsatzbausteins EB angeordnet. Ein jeder Bügel RE3 umgibt dabei jeweils eines der zweiten Rastelemente RE2. Ferner ist jeweils ein weiteres der zweiten Rastelemente RE2 zwischen zwei Bügeln RE3 angeordnet.
  • Der Querverbindungssteg der U-förmigen Bügel RE3 dient der Verrastung mit den vierten Rastelementen RE4, welcher nasenförmig nach radial außen weisend entlang des Außenumfangs der Halteplatte HP angeordnet sind (Figur 4). Beim Rastvorgang bewegen sich die Bügel RE3 dabei typischerweise elastisch etwas nach radial außen.
  • Charakteristisch für die beschriebene Konstruktion der Steckvorrichtung 100 ist zum einen, dass die zweiten Rastelemente RE2 und die dritten Rastelemente RE3 am Einsatzbaustein EB axial überlappend angeordnet sind. Das heißt, dass jedes dieser Rastelemente eine gewisse axiale Erstreckung hat, wobei die axialen Erstreckungen e2 der zweiten Rastelemente RE2 sich mit den axialen Erstreckungen e3 der dritten Rastelemente RE3 zumindest teilweise überlappen (Figur 6). Auf diese Weise wird ein in Axialrichtung besonders kompakter Aufbau erzielt. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, kürzere Kontaktelemente ST auszubilden und so eine entsprechende Materialersparnis (z.B. Messing) zu erzielen.
  • Ein zweites Charakteristikum der beschriebenen Konstruktion liegt darin, dass die ersten, zweiten, dritten und vierten Rastelemente RE1, RE2, RE3, RE4 im zusammengebauten Zustand alle (axial) im Bereich des Kragens 112 des Frontgehäuses FG untergebracht sind. Dies ist im dargestellten Beispiel insbesondere für die dritten, U-förmigen Rastelemente RE3 von Bedeutung, da durch den umschließenden Kragen 112 deren radiale Bewegung nach außen verhindert wird, sodass sie sich nach dem Zusammenfügen nicht mehr von den vierten Rastelementen RE4 der Halteplatte HP lösen können.
  • Ein weiterer Vorteil der dargestellten Konstruktion ist, dass das Einfügen des Einsatzbausteins EB in das Frontgehäuse FG nur von der (der Zugangsseite abgewandten) Seite des Kragens 112 her erfolgt. Dies erleichtert zum einen die Montage, da kein Umdrehen des Frontgehäuses notwendig ist. Zum anderen erlaubt es die Vormontage von Einsatzbaustein EB und Halteplatte HP wie in Figur 3 dargestellt.
  • Die Figuren 7-9 zeigen den beispielhaften Aufbau einer Steckvorrichtung in Form einer Kupplung 200, wobei gleichartige Komponenten wie bei dem Stecker 100 mit um 100 erhöhten Bezugszahlen bzw. mit denselben Bezugsbuchstaben versehen sind.
  • Die Kupplung 200 besteht wiederum aus einem rückwärtigen Gehäuseteil 220, das mit einem vorderen Frontgehäuse 210/FG über ein Außengewinde am Kragen 212 des Frontgehäuses verschraubt ist. Des Weiteren ist im Frontgehäuse FG ein Einsatzbaustein 240/EB befestigt. Dieser kann mit einer Halteplatte 230/HP verrastet werden, wobei die Halteplatte die metallischen Buchsen BU als Kontaktelemente trägt.
  • Die Verbindung zwischen Frontgehäuse FG und Einsatzbaustein EB erfolgt durch Verrasten zwischen nasenförmigen ersten Rastelementen 211/RE1 an der Innenseite des Kragens 212 des Frontgehäuses mit nasenförmigen zweiten Rastelementen 242/RE2 entlang der Außenseite des Einsatzbausteins EB.
  • Des Weiteren erfolgt die Verbindung zwischen Einsatzbaustein EB und Halteplatte HP durch Verrasten von bügelförmigen dritten Rastelementen 243/RE3 am Einsatzbaustein mit vierten Rastelementen 234/RE4 am Außenumfang der Halteplatte.
  • Der gesamte Aufbau ist somit analog zu dem des Steckers 100, sodass auf eine erneute detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.

Claims (8)

  1. Elektrische Steckvorrichtung (100, 200), umfassend:
    - ein Frontgehäuse (FG) mit einem Kragen (112, 212), der an seiner Innenseite erste Rastelemente (RE1) aufweist;
    - einen Einsatzbaustein (EB) mit zweiten Rastelementen (RE2), die beim Einfügen des Einsatzbausteins in das Frontgehäuse (FG) mit den ersten Rastelementen (RE1) verrasten, sowie mit dritten Rastelementen (RE3);
    - eine Halteplatte (HP) für die Aufnahme elektrischer Kontaktelemente (ST, BU), welche vierte Rastelemente (RE4) aufweist, die bei Kopplung der Halteplatte an den Einsatzbaustein (EB) mit den dritten Rastelementen (RE3) verrasten;
    wobei
    - die axiale Erstreckung (e2) der zweiten Rastelemente (RE2) und die axiale Erstreckung (e3) der dritten Rastelemente (RE3) überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass
    - mindestens ein drittes Rastelement (RE3) als ein U-förmiger Bügel ausgebildet ist, welcher mindestens ein zweites Rastelement (RE2) umgibt.
  2. Steckvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1, wobei das Frontgehäuse (FG) und der Einsatzbaustein (EB) unter mindestens zwei verschiedenen Drehwinkeln relativ zueinander zusammengefügt werden können.
  3. Steckvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass im zusammengefügten Zustand von Frontgehäuse (FG), Einsatzbaustein (EB) und Halteplatte (HP) die ersten (RE1), zweiten (RE2), dritten (RE3) und vierten Rastelemente (RE4) alle im Kragen (112, 212) des Frontgehäuses (FG) liegen.
  4. Steckvorrichtung (100, 200) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung zwischen zwei als Bügel ausgebildeten dritten Rastelementen (RE3) mindestens ein zweites Rastelement (RE2) angeordnet ist.
  5. Steckvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zusammenpassenden Drehwinkel der Anzahl der ersten Rastelemente (RE1) und/oder der Anzahl der zweiten Rastelemente (RE2) entspricht.
  6. Steckvorrichtung (100, 200) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Frontgehäuse (FG) und der Einsatzbaustein (EB) dazu eingerichtet sind, durch Stecken von der Seite des Kragens (112, 212) her zusammengefügt zu werden.
  7. Steckvorrichtung (100, 200) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr der ersten (RE1), zweiten (RE2), dritten (RE3) und/oder vierten Rastelemente (RE4) in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
  8. Steckvorrichtung (100, 200) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der ersten (RE1), zweiten (RE2), dritten und/oder vierten Rastelemente (RE4) als ein nasenförmiger Vorsprung ausgebildet ist.
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