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Dokumentenidentifikation DE19821749A1 18.11.1999
Titel Elektrische Steckverbinderanordnung
Anmelder The Whitaker Corp., Wilmington, Del., US
Erfinder Jetter, Rolf, 64291 Darmstadt, DE;
Lehner, Antonio, 65207 Wiesbaden, DE
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Anmeldedatum 14.05.1998
DE-Aktenzeichen 19821749
Offenlegungstag 18.11.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.11.1999
IPC-Hauptklasse H01R 31/08
IPC-Nebenklasse H01R 11/09   H01R 29/00   
Zusammenfassung Eine elektrische Steckverbinderanordnung, insbesondere zur Potentialverteilung, bestehend aus einem Stiftgehäuse (1) mit einer Vielzahl von in mindestens zwei Reihen einander benachbart angeordneten Aufnahmekammern (2, 2'), wobei in jeder Aufnahmekammer (2) ein Stift (7) angeordnet ist, der über eine Potentialschiene (19) mit zumindest einem Stift (7') der benachbarten Aufnahmekammern (2, 2') verbunden ist, nimmt ein dazu passendes Buchsengehäuse (4) auf, wobei das Buchsengehäuse (4) jeweils einen Leiteranschlußbereich (5) zum Anschluß von mindestens zwei elektrischen Leitern aufweist und wobei das Buchsengehäuse (4) einteilig verbunden mit dem Leiteranschlußbereich (5) mindestens zwei Buchsenkontaktbereiche (6, 6') aufweist, derart, daß die Stifte (7, 7') in zwei benachbarten Aufnahmekammern (2, 2') in einer Reihe oder in zwei benachbarten Aufnahmekammern (2, 2') in zwei benachbarte Reihen wahlweise von demselben Buchsengehäuse (4) kontaktierbar sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbinderanordnung, insbesondere zur Potentialverteilung, bestehend aus einem Stiftgehäuse mit einer Vielzahl von in mindestens zwei Reihen einander benachbart angeordneten Aufnahmekammern, mit einem Stift in jeder Aufnahmekammer, der über eine Potentialschiene mit zumindest einem Stift der benachbarten Aufnahmekammern verbunden ist, zur Aufnahme von einem dazu passenden Buchsengehäuse.

Vor allem im Automobilbau werden elektrische Leitungen, die unterschiedliche Signale und Potentiale führen, zu sogenannten Kabelbäumen zusammengefasst. Ausgehend von diesen Kabelbäumen sind Abzweigungen zu den einzelnen Verbrauchern und Signalquellen erforderlich. Diese Abzweigungen werden mit unterschiedlich ausgeführten Steckverbindern an verschiedenen Stellen im Automobil angeordnet. Bei der zunehmenden Vielfalt der Verbraucher und Signale können diese Ausführungen, vor allem bei beengten Platzverhältnissen, zu Problemen im Zusammenhang mit der Übersichtlichkeit und Sicherheit führen. Eine zentrale Anordnung des Potentialverteilers wird gewünscht.

Aus der US 5,201,667 ist eine Potentialverteilungsstruktur bekannt. In einem Stiftgehäuse ist eine Vielzahl von Stiften in zwei Reihen angeordnet, die über eine Potentialschiene miteinander verbunden sind. Mit den Stiften werden Buchsenkontakte, die an Leiterenden angecrimpt sind, verbunden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Steckverbinderanordnung zur Potentialverteilung anzugeben, wobei eine hohe Anpassungsfähigkeit des Potentialverteilers an unterschiedlichste Potentialverteilungsaufgaben erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Steckverbinderanordnung, insbesondere zur Potentialverteilung, bestehend aus einem Stiftgehäuse mit einer Vielzahl von in mindestens zwei Reihen einander benachbart angeordneten Aufnahmekammern, mit einem Stift in jeder Aufnahmekammer, der über eine Potentialschiene mit zumindest einem Stift der benachbarten Aufnahmekammern verbunden ist, zur Aufnahme von einem dazu passenden Buchsengehäuse, wobei das Buchsengehäuse jeweils einen Leiteranschlussbereich zum Anschluss von mindestens zwei elektrischen Leitern aufweist und wobei einteilig verbunden mit dem Leiteranschlussbereich mindestens zwei Buchsenkontaktbereiche derart angeordnet sind, dass von demselben Buchsengehäuse wahlweise die Stifte in zwei benachbarten Aufnahmekammern in einer Reihe oder in zwei benachbarten Aufnahmekammern in zwei benachbarten Reihen kontaktierbar sind.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.

Es ist von Vorteil, dass die Steckverbinderanordnung unabhängig von der Wahl der Steckposition des Buchsengehäuses eine sichere Steckverbindung gewährleistest. Dies wird dadurch erreicht, dass das Buchsengehäuse erste Rastvorsprünge aufweist, die an einer Aussenwand des Buchsenkontaktbereiches angeordnet sind und zur Verrastung des Buchsengehäuses mit dem Stiftgehäuse zusammenwirkend mit Rastöffnungen in einem flexiblen Wandbereich der Aufnahmekammer angeordnet sind. Dies wird auch dadurch erreicht, dass das Buchsengehäuse an der Aussenwand des Buchsenkontaktbereiches weitere Rastvorsprünge aufweist, die in Übereinstimmung mit dem Winkel zwischen den Aufnahmekammern in zwei zueinander benachbarten Reihen angeordnet sind.

Es ist auch von Vorteil, dass in derselben Anordnung zur Potentialverteilung mehrere unterschiedliche Potentialverteilungsaufgaben gelöst werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass die Aufnahmekammern im Stiftgehäuse in einem quadratischen Raster derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass das Buchsengehäuse wahlweise mit Aufnahmekammern in einer Reihe oder mit Aufnahmekammern in zwei benachbarten Reihen verbindbar ist. Dies wird auch dadurch erreicht, dass das Buchsengehäuse eine Anzahl Buchsenkontakte aufweist, die übereinstimmt mit der Anzahl der Reihen oder die ein Vielfaches der Anzahl Reihen der Aufnahmekammern des Stiftgehäuses beträgt.

Es ist weiter von Vorteil, dass die Anordnung zur Potentialverteilung vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass das Buchsengehäuse zur Abdichtung des Kontaktbereiches eine Manschette zur Aufnahme einer Einzelabdichtung aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer elektrischen Steckverbinderanordnung, insbesondere zur Potentialverteilung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Anordnung der Fig. 1, und

Fig. 4 einer perspektivischen Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Steckverbinderanordnung zur Potentialverteilung.

In Fig. 1 ist eine elektrische Steckverbinderanordnung zur Potentialverteilung dargestellt, die besteht aus einem Stiftgehäuse 1 mit zwölf Aufnahmekammern 2, 2', die in zwei Reihen angeordnet sind. Die Aufnahmekammern 2, 2' sind in einem quadratischen Raster angeordnet. Dies bedeutet, dass der Abstand von einer Aufnahmekammer 2 zur benachbarten Aufnahmekammer 2', sowohl innerhalb einer Reihe als auch von Reihe zur Reihe, gleichbleibend ausgelegt worden ist. In vier der Aufnahmekammern 2, 2' ist ein dazu passendes Buchsengehäuse 4 im vollständig gesteckten Zustand dargestellt. Das Buchsengehäuse 4 besteht aus einem Leiteranschlussbereich 5 und vier einteilig mit dem Leiteranschlussbereich 5 verbundenen Buchsenkontaktbereichen 6, 6'. Im Leiteranschlussbereich 5 von Fig. 1 können unabhängig voneinander vier elektrische Leiter an das Buchsengehäuse 4 angeschlossen werden. Die elektrischen Leiter können für unterschiedliche Aufgaben, beispielsweise für Leistungsübertragung oder Signalübertragung, ausgelegt werden. Durch die Steckverbindung des Buchsengehäuses 4 mit dem Stiftgehäuse 1 können in der Anordnung zur Potentialverteilung mindestens zwei Leitungen desselben Buchsengehäuses miteinander verbunden werden.

In den Fig. 1 bis 4 wurden zur Verbesserung der Übersichtlichkeit sowohl die elektrischen Leitungen als auch die Buchsenkontakte, die passend zu den Stiftkontakten des Potentialverteilers ausgelegt sind, weggelassen.

In Fig. 2 ist die Steckverbinderanordnung von Fig. 1 geschnitten dargestellt. Der Schnitt wurde entlang der Mittellinie einer Reihe von Aufnahmekammern 2, 2' gelegt. Im Schnitt von Fig. 2 ist ersichtlich, wie ein Buchsengehäuse 4 mit zwei Buchsenkontaktbereichen 6, 6' in zwei einander benachbarten Aufnahmekammern 2, 2', vollständig eingesteckt wurde. In jeder Aufnahmekammer 2, 2' ist ein Stift 7 dargestellt. Jeder Stift wird von einem nicht dargestellten Buchsenkontakt im Buchsenkontaktbereich 6, 6' kontaktiert. Die Buchsenkontaktbereiche 6, 6' sind einteilig mit dem Leiteranschlussbereich 5 verbunden. Der Buchsenkontaktbereich 6, 6' weist, in der Steckrichtung gesehen, anschliessend an den Leiteranschlussbereich nacheinander einen Sicherungsbereich 8, einen Dichtungsbereich 9 und einen Kontaktierungsbereich 10 auf. Im Sicherungsbereich 8 sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Kontaktierungsbereiches 6 zwei erste Rastvorsprünge 11 dargestellt, die in der Herstellung in einem Spritzgussverfahren an einer Aussenwand 12 des Buchsenkontaktbereiches 6 ausgebildet sind.

Jede Aufnahmekammer 2, 2' weist im Bereich des Sicherungsbereiches 8 zwei flexible Wandbereiche 13 auf. In den flexiblen Wandbereichen 13 sind Rastöffnungen 14 angeordnet, die die Rastvorsprünge 11 des Buchsengehäuses 4 zur Verrastung aufnehmen. Im Dichtungsbereich 9, der sich am Sicherungsbereich 8 anschliesst, weist der Buchsenkontaktbereich 6 eine Manschette 15 auf, in der eine Einzelabdichtung 16 aufgenommen wird. Das Buchsengehäuse 4 weist zwischen dem Dichtungsbereich 9 und dem Kontaktierungsbereich 10 weiter unten als Abschluss der Manschette 15 eine Schulter 17 auf, die an eine Schräge 18 der Aufnahmekammer 2, 2' anschlägt. Die Schulter 17 und der erste Rastvorsprung 11 sorgen für einen sicheren und genau definierten Sitz des Buchsengehäuses 4 im Stiftgehäuse 1.

Die Einzelabdichtung 16 bewirkt, dass der Kontaktierungsbereich 10 vor Umwelteinflüssen geschützt wird.

In Fig. 3 ist die Anordnung von Fig. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung gezeigt. Die Steckverbinderanordnung zur Potentialverteilung besteht aus einem Stiftgehäuse 1, einem Buchsengehäuse 4 und einer Potentialschiene 19. Die Potentialschiene 19 ist in Fig. 3 als ein Einzelteil mit zwölf Stiften 7 dargestellt. Dies bedeutet, dass in dem Stiftgehäuse 1 sämtliche Stifte 7 in den Aufnahmekammern 2, 2' das gleiche Potential aufweisen. Die Potentialschiene 19 kann jedoch auch in mehrere Einzelteile aufgeteilt werden. Die Potentialschiene 19 wird aus einem Metallblechteil durch Stanzen und Biegen hergestellt und wird im Stiftgehäuse 1 durch Stiftchen formschlüssig befestigt oder durch Umspritzen in einem Kunststoffspritzgussverfahren einteilig mit dem Stiftgehäuse 1 hergestellt.

In Fig. 3 ist auch ersichtlich, wie jede Aufnahmekammer 2 auf gegenüberliegenden Seiten zwei flexible Wandbereiche 13 mit einer Rastöffnung 14 aufweist. Am Buchsengehäuse 4 sind in der Steckrichtung von oben bis unten der Leiteranschlussbereich 5 und der Buchsenkontaktbereich 6, der nacheinander den Sicherungsbereich 8, den Dichtungsbereich 9 und den Kontaktierungsbereich 10 umfasst, dargestellt. Der Buchsenkontaktbereich 6 weist jeweils zwei Rastvorsprünge 11 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Sicherungsbereiches 8 angeordnet sind. Die ersten Rastvorsprünge 11 wirken, wenn das Buchsengehäuse 4 vollständig in das Stiftgehäuse 1 eingebracht ist, mit den Rastöffnungen 14 des flexiblen Wandbereiches 13 der Aufnahmekammer 2 zusammen. Jeder Buchsenkontaktbereich 6 des Buchsengehäuses 4 weist zwei weitere Rastvorsprünge 19 auf, die sich auf der gleichen Höhe am Umfang des Sicherungsbereiches 8 wie die ersten Rastvorsprünge 11 befinden. Die weiteren Rastvorsprünge 19 sind wie die ersten Rastvorsprünge 11 auf einer Linie gegenüberliegend angeordnet. Die Linie durch die weiteren Rastvorsprünge 19 verläuft rechtwinklig zu der Linie durch die ersten Rastvorsprünge 11.

Weil die Aufnahmekammern 2, 2' im Stiftgehäuse 1 in einem quadratischen Raster angeordnet sind und weil das Buchsengehäuse 4 vier Buchsenkontaktbereiche 6 mit jeweils zwei ersten Rastvorsprüngen 11 und zwei weitere Rastvorsprünge 19 aufweist, die unter einem Winkel von 90° in Übereinstimmung mit dem quadratischen Raster, das durch die Aufnahmekammern 2, 2' in zwei benachbarten Reihen gebildet wird, angeordnet sind, kann dasselbe Buchsengehäuse 4 wahlweise um 90° um die Achse der Steckrichtung gedreht werden und wahlweise in zwei Hauptrichtungen des Stiftgehäuses 1 in die Aufnahmekammern 2, 2' eingebracht werden. Weil der Abstand von Aufnahmekammer 2 zu Aufnahmekammer 2' in den senkrecht zueinander verlaufenden Hauptrichtungen des Stiftgehäuses 1 konstant ist, kann das Buchsengehäuse 4 an vielen verschiedenen Positionen in vielen unterschiedlichen Stellungen eingebracht werden. Die Potentialschiene 19 besteht aus einer Vielzahl von Stiften 7, die an einem durchgehenden Mittelteil 20 angeordnet sind. Wenn im Stanzprozess der Mittelteil 20 im Bereich zwischen den Stiften 7, in der Längsrichtung und/oder in der Querrichtung des Mittelteils 20, durchgetrennt wird, können auf einfachste Art viele unterschiedlich ausgeführte Potentialschienen 19 mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Stiften 7 hergestellt werden. Bei einer entsprechenden Ausführung der Potentialschiene 19 sind somit, bei einer einzelnen Auslegung des Stiftgehäuses 1und des Buchsengehäuses 4, eine Vielzahl von Steckverbindungsvarianten und Potentialverbindungen möglich. In Fig. 3 ist auch ersichtlich, wie im Dichtungsbereich 9 des Buchsenkontaktbereiches 6 jeweils eine Einzelabdichtung 16 angeordnet ist.

In Fig. 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der Steckverbinderanordnung zur Potentialverteilung ein Buchsengehäuse 21 dargestellt, das zu einem Leiteranschlussbereich 22 lediglich zwei Buchsenkontaktbereiche 23 aufweist. Jeder Buchsenkontaktbereich 23 weist wiederum zwei gegenüberliegend angeordnete erste Rastvorsprünge 24 und zwei weitere Rastvorsprünge 25 auf. In der Darstellung von Fig. 4 kann das Buchsengehäuse 21 mit den zwei Buchsenkontaktbereichen 23 entweder in zwei Aufnahmekammern 2, 2' eingebracht werden, die in derselben Reihe unmittelbar nebeneinander liegen, oder in zwei Aufnahmekammern 2, 2', die in zwei nebeneinander liegenden Reihen unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Unter Einhaltung eines quadratischen Rasters sind im Beispiel von Fig. 4 maximal sechs Buchsengehäuse 21 mit zwei Buchsenkontaktbereichen 23 in das Stiftgehäuse 1 zur Potentialverteilung einbringbar. Die gleichen sechs Buchsengehäuse 21 können nach einer Drehung von 90° wahlweise auch die Aufnahmekammern 2, 2' in zwei benachbarten Reihen kontaktieren.

Durch die modulare Ausbildung des Buchsengehäuses 4, 21 und durch das quadratische Raster der Aufnahmekammern 2, 2' im Stiftgehäuse 1 wird eine grosse Anzahl von Steckverbindungsmöglichkeiten erreicht. Es sind weitere Ausführungen des Buchsengehäuses 4, 21 denkbar. Wenn das Stiftgehäuse 1, wie in den Fig. 1 bis 4, zwei Reihen von Aufnahmekammern 2, 2' aufweist, kann ein dazu passendes Buchsengehäuse zwei, vier, sechs, acht, zehn oder maximal zwölf Buchsenkontaktbereiche 6, 23 aufweisen. Wenn das Stiftgehäuse beispielsweise drei Reihen von Aufnahmekammern 2, 2'' aufweisen würde, könnte ein Buchsengehäuse bei einer entsprechenden Auslegung jeweils drei, sechs, neun oder zwölf Buchsenkontaktbereiche 6, 23 aufweisen. Bei einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Aufnahmekammern 2, 2' sind so weitere Steckverbindungsmöglichkeiten denkbar. Weil das Buchsengehäuse 4, 21 in jedem Buchsenkontaktbereich 6, 23 jeweils zwei erste Rastvorsprünge 11, 24 und jeweils zwei weitere Rastvorsprünge 19, 25 aufweist, kann dasselbe Buchsengehäuse 4, 21 wahlweise in zwei senkrecht zueinander stehenden Hauptrichtungen gesteckt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrische Steckverbinderanordnung, insbesondere zur Potentialverteilung, bestehend aus einem Stiftgehäuse (1) mit einer Vielzahl von in mindestens zwei Reihen einander benachbart angeordneten Aufnahmekammern (2, 2'), mit einem Stift (7) in jeder Aufnahmekammer (2), der über eine Potentialschiene (19) mit zumindest einem Stift (7') der benachbarten Aufnahmekammern (2, 2') verbunden ist, zur Aufnahme von einem dazupassenden Buchsengehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (4) jeweils einen Leiteranschlussbereich (5) zum Anschluss von mindestens zwei elektrischen Leitern aufweist und dass einteilig verbunden mit dem Leiteranschlussbereich (5) mindestens zwei Buchsenkontaktbereiche (6, 6') derart angeordnet sind, dass die Stifte (7, 7') in zwei benachbarten Aufnahmekammern (2, 2') in einer Reihe oder in zwei benachbarten Aufnahmekammern (2, 2') in zwei benachbarten Reihen wahlweise von demselben Buchsengehäuse (4) kontaktierbar sind.
  2. 2. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (4) erste Rastvorsprünge (11) aufweist; die an einer Aussenwand (12) des Buchsenkontaktbereichs (6, 6') angeordnet sind und zur Verrastung des Buchsengehäuses (4) mit dem Stiftgehäuse (1) zusammenwirkend mit Rastöffnungen (14) in einem flexiblen Wandbereich (13) der Aufnahmekammer (2) angeordnet sind.
  3. 3. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (4) an der Aussenwand (12) des Buchsenkontaktbereichs (6) weitere Rastvorsprünge (19) aufweist, die in Übereinstimmung mit dem Winkel zwischen den Aufnahmekammern (2, 2') in zwei zueinander benachbarten Reihen angeordnet sind.
  4. 4. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammern (2, 2') im Stiftgehäuse (1) in einem quadratischen Raster derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass das Buchsengehäuse (4) wahlweise mit Aufnahmekammern (2, 2') in einer Reihe oder mit Aufnahmekammern (2, 2') in zwei benachbarten Reihen verbindbar ist.
  5. 5. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsengehäuse (4) modular steckbar zum Stiftgehäuse (1) ausgebildet sind.
  6. 6. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (4) eine Anzahl Buchsenkontaktbereiche (6, 6') aufweist, die übereinstimmt mit der Anzahl der Reihen oder ein Vielfaches der Anzahl Reihen der Aufnahmekammern (2, 2') des Stiftgehäuses (1) beträgt.
  7. 7. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (4) zur Abdichtung des Buchsenkontaktbereichs (6) eine Manschette (15) zur Aufnahme einer Einzelabdichtung (16) aufweist.
  8. 8. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (4) eine Schulter (17) zum Anschlagen an einer Schräge (18) der Aufnahmekammer (2) aufweist.






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