气囊连接器系统
技术领域
本发明涉及一种连接器系统,该连接器系统包括插塞式连接器和保持件,该插塞式连接器和保持件适于连接到对应的插头,由此仅当连接器系统被正确地组装时才能够在插塞式连接器和插头之间建立电连接。
背景技术
在许多应用领域中重要的是能够保证连接器和对应的相对连接器之间的安全联接。特别是在诸如客车中的气囊系统的汽车安全约束系统的情况下,用于将气囊连接至其点火基座,即爆管插座的插塞式连接器必须设置有可靠的安全系统。通常,为此,这些插塞式连接器设置有连接器位置保证(CPA)构件,该CPA构件仅在插塞式连接器被合适地连接至气囊爆管插座时才能够被插入插塞式连接器上的锁定位置。在该位置,CPA构件为插塞式连接器和爆管插座提供了附加的安全性,并且通常CPA构件构造成使得如果CPA构件被正确地插入其锁定位置则操作者能看得见地检测。因此,由此能够保证连接器和相对连接器之间的正确和安全的配合。
在文献EP1207591A2中公开了一种设置有CPA构件的插塞式连接器的示例。其中,描述了这样一种插塞式连接器,该插塞式连接器能够被连接到气囊连接器系统的爆管插座。在组装状态下,当插塞式连接器被插入气囊爆管插座中时,插塞式连接器借助柔性的闩锁臂被固定在插座内。在将插塞式连接器插入插座期间,这些臂向内弯曲直到设置在闩锁臂上的锁定突起卡入气囊爆管插座的对应闩锁凹部中。
为了进一步保证插塞式连接器与气囊爆管插座的配合,而设置CPA构件。当插塞式连接器被插入气囊爆管插座中并且将锁定突起卡入闩锁凹部中时,CPA构件能够被插入插塞式连接器的壳体中。CPA构件包括锁定臂,该锁定臂在插入时移入位于插塞式连接器壳体的表面和闩锁臂之间的狭槽中。一旦这些锁定臂被插入这些狭槽中,闩锁臂的弯曲被阻挡并且因此闩锁臂被固定在凹部的内部且确保插塞式连接器和气囊爆管插座的配合。根据EP1207591A2,仅当连接器被正确地配合时,CPA构件才能够被移入锁定位置中,在该锁定位置,其确保了连接器的配合状态。这能够由操作者看得见地检测到并且因此可以保证连接器的正确配合状态。
即使如在EP1207591A2中所提议的方案令人满意地工作,但对于某些应用,例如因为空间受限而使得CPA构件的使用是不合需要的。用于在没有CPA构件的情况下连接到爆管插座的插头的示例在文献DE20216337Ui中被公开。这里所公开的插塞式连接器是所谓的“防斜插”插塞式连接器的示例,该插塞式连接器设置有围绕插塞式连接器的电触头的连接管。该连接管被设计成使得在将插塞式连接器配合到爆管插座时,插塞式连接器的接触端子能够仅被正确地连接到气囊爆管插座的对应的触针。在插塞式连接器未被正确地插入气囊爆管插座中的情况下,连接管抵接气囊爆管插座,从而防止接触端子与触针错误地连接。
为了将插塞式连接器以机械方式连接到爆管插座,插塞式连接器设置有闩锁臂,这些闩锁臂附接到连接管,从而在将插塞式连接器插入插座中时闩锁臂向内弯曲,并且在插塞式连接器完全插入到气囊爆管插座中时,设置在闩锁臂上的锁定突起卡入气囊爆管插座的对应闩锁凹部中。
在文献EP2230731Ai中公开了待连接到爆管插座的不具有CPA构件的插塞式连接器的另一示例。这里,与上述示例类似,描述了一种“防斜插”插塞式连接器,其中该插塞式连接器能够借助闩锁臂被连接到对应的爆管插座,所述闩锁臂安装到设置在插塞式连接器的连接管上的柔性部。由于闩锁臂的柔性,在将插塞式连接器插入气囊爆管插座中时,闩锁臂向内弯曲,并且在插塞式连接器完全插入时,设置在闩锁臂上的锁定突起卡入插座的凹部中,以将插塞式连接器锁定到气囊爆管插座。
EP2230731Ai的闩锁臂还设置有释放构件,在插塞式连接器与气囊爆管插座配合的状态下,这些释放构件能够由操作者致动,即,它们能够被向内挤压以从锁定凹部释放锁定突起。由此,插塞式连接器能够自由地从插座被移除。即使后者的两个插塞式连接器设置有可靠的锁定机构并且能够在不具有CPA构件的情况下连接到爆管插座,这两个插塞式连接器也不可能看得见地检测插塞式连接器与爆管插座的配合状态。
因此,本发明的目的是通过为用于连接器系统的插塞式连接器提供改进的锁定装置从而能够在无需CPA构件的情况下保证插塞式连接器与对应爆管插座的正确配合状态来改善现有技术的状态。本发明的另一目的在于提供一种用于连接器系统的插塞式连接器,这有利于插塞式连接器与插座的组装。本发明的又一目的在于通过提供优选地能够由注射成型部件制成的廉价产品来实现所述任务。
发明内容
根据本发明,提供了一种连接器系统,该连接器系统包括插塞式连接器和适于被插入对应的插座中的保持件。所述插塞式连接器包括连接器壳体和至少一个分配到该连接器壳体的闩锁臂,其中所述插塞式连接器适于能与所述保持件安装在一起。例如,所述闩锁臂能够被安装到所述连接器壳体或者能够被形成为所述连接器壳体的一体部件。
如本领域技术人员将清楚的,保持件能够示例性地被安装在插座内,并且能够设置有短路装置,例如短路夹,以使插座的电连接销短路。插塞式连接器能够设置有在将该插塞式连接器插入插座中时用于停用短路的装置。在优选实施方式中,保持件还用作插塞式连接器和插座之间的以机械方式连接的构件,即,插塞式连接器经由保持件以机械方式联接到所述插座。由此,有利的是,插塞式连接器的锁定元件(例如闩锁臂)的尺寸或功能不受插座的尺寸和设计的限制,如本领域技术人员已知的,插座通常是预定的部件。在优选实施方式中,连接器系统未设置有锁定元件,以将插塞式连接器直接以机械方式联接到插座。
根据本发明,连接器系统包括至少一个偏转部,该偏转部用于在将插塞式连接器和保持件安装在一起时使闩锁臂偏转,其中偏转部成形为使得偏转提供了抵抗插塞式连接器到保持件中的进一步移动的增大的阻力。在优选实施方式中,闩锁臂设置有优选朝向内的闩锁突起,在将插塞式连接器与保持件安装在一起时,该闩锁突起适于接合偏转部,使得闩锁臂沿基本上平行于安装方向的方向向外偏转。例如,由于闩锁臂因偏转部而偏转,因此闩锁臂能够偏压抵靠在偏转部上。在插塞式连接器朝向插座进一步移动时,偏转增大,由此也增大了闩锁臂的偏压并且因此提供了抵抗插塞式连接器的进一步移动的增大的阻力。
根据本发明,连接器系统包括至少一个释放部,该释放部适于能够进行闩锁臂的释放偏转,其中释放部被成形为使得释放偏转不提供抵抗插塞式连接器的进一步移动的阻力。例如,释放部能够被成形为使得如果闩锁臂偏压抵靠在释放部上并且插塞式连接器朝向插座移动,则闩锁臂偏转为使得偏压减少。因此,不必施加力来使闩锁臂偏转并且由此不提供抵抗插塞式连接器的进一步移动的阻力。
根据本发明,连接器系统包括至少一个闩锁部,该闩锁部适于使闩锁臂闩锁,以将插塞式连接器锁定。例如,在将插塞式连接器完全插入插座中时,闩锁臂能够闩锁在连接器系统的止动表面的后面,以将处于完全插入位置的插塞式连接器锁定到插座。偏转部、释放部和闩锁部能够全部被设置在保持件上或者全部设置在闩锁臂上。另选地,这些部分中的一个或两个能够被设置在保持件上,而这些部分中的另一个或两个能够被设置在闩锁臂上。优选地,偏转部、释放部和闩锁部全部被设置在保持件。
在优选实施方式中,偏转部和释放部被布置成使得在将插塞式连接器和保持件安装在一起时,由闩锁臂的偏转提供的阻力在该闩锁臂的释放偏转能够进行之前达到阈值。例如,偏转部和释放部能够被布置成使得闩锁臂在其能够接合释放部之前接合偏转部。在将闩锁臂与偏转部接合到一起时并且在插塞式连接器朝向插座移动时,闩锁臂能够向外偏转。
由此,由于在插塞式连接器移动时闩锁臂的偏转增大,因此闩锁臂由于该闩锁臂的增大的弹性力而以增大的方式偏压抵靠或压靠在偏转部上。因此,抵抗进一步移动的阻力,即插入力增大,优选地达到阈值。在优选的实施方式中,所述阈值对应于以下范围内的插入力的大小,该范围为1N至100N,优选地为10N至90N,更优选地为20N至80N,甚至更优选地为30N至70N,再甚至更优选地为30N至60N,并且最优选地为35N至45N。
在优选的实施方式中,偏转部、释放部和闩锁部被一体地设置在所谓的通过/不通过(Go/No Go)构件上,其中释放部布置在偏转部和闩锁部之间。所形成的通过/不通过机构示例性地能够为如下。在将插塞式连接器插入插座中时,插塞式连接器的闩锁臂接合偏转部。在插塞式连接器沿插入方向进一步移动时,抵抗进一步移动的阻力由于闩锁臂的增大的偏转而增大。在阻力已到达阈值之后,闩锁臂与释放部接合。从此时起,不再提供抵抗插塞式连接器沿插入方向进一步移动的阻力并且当插塞式连接器被完全插入且闩锁臂已通过释放部时,闩锁臂闩锁到闩锁部,即,例如,闩锁臂的闩锁突起闩锁到闩锁部的止动表面的后面,使得插塞式连接器被锁定在其完全插入位置。
该机构是所谓的通过/不通过构件,这是因为优选地,在插塞式连接器由操作人员在不具有足够力时插入到插座中的情况下,插塞式连接器未被插入,在另一情况下,当操作者用以克服阻力的足够的力挤压时,由于相对大的合成挤压动量,因此操作者不能停止从而将插塞式连接器仅插入到中途,而是将插塞式连接器自动地挤压到其完全插入位置。
在根据本发明的另选实施方式中,提供一种连接器系统,该连接器系统包括插塞式连接器和保持件,其中所述保持件适于被插入对应的插座中。所述插塞式连接器包括连接器壳体和至少一个分配到该连接器壳体的闩锁臂。所述插塞式连接器适于能与所述保持件安装在一起。所述闩锁臂包括朝向内的闩锁突起,在将所述插塞式连接器和所述保持件安装在一起时,该闩锁突起适于抵靠所述保持件的闩锁部闩锁,以将所述插塞式连接器锁定到所述保持件。由此,有利的是,所述插塞式连接器被锁定到所述保持件,在优选实施方式中,所述保持件设置有联接构件,以将所述保持件以机械方式联接到所述插座。因此,在连接器系统的组装状态下,所述插塞式连接器经由所述闩锁臂的所述闩锁突起与所述保持件的相互作用被以机械方式连接到所述插座。
在又一另选实施方式中,提供了一种连接器系统,该连接器系统包括插塞式连接器和保持件,其中所述保持件适于被插入对应的插座中。所述插塞式连接器包括连接器壳体和至少一个分配到该连接器壳体的闩锁臂,所述插塞式连接器适于能与所述保持件安装在一起。所述闩锁臂包括:闩锁段,该闩锁段适于被以机械方式连接到所述保持件的闩锁部;以及释放构件,该释放构件适于被致动以从所述闩锁部释放所述闩锁段。所述闩锁臂经由布置在所述闩锁段和所述释放构件之间的枢转构件以可枢转的方式连接到所述连接器壳体,使得在致动所述释放构件时,所述闩锁段从所述闩锁部被释放。
在优选实施方式中,所述插塞式连接器包括至少一个接触元件,当将所述插塞式连接器安装到所述保持件并且将所述保持件安装到所述插座时,所述接触元件适于电接触所述插座的接触构件。由此,当将所述保持件安装到所述插座时,在将所述插塞式连接器安装到所述保持件之后,在所述插塞式连接器处于其中所述闩锁臂被所述偏转部偏转所在的位置时,所述电接触元件不与所述接触构件电接触。
由此,例如,如果偏转部如上所述是通过/不通过构件的第一部分,则确保了在将插塞式连接器移动经过所述通过/不通过机构的该第一阻挡部之后仅能够建立插塞式连接器和插座之间的电连接。因此,能够仅同时实现插塞式连接器和插座的电耦联和以机械方式联接。进一步地,在闩锁臂由偏转部偏转的同时,例如当插塞式连接器定位于该通过/不通过机构的第一阻挡位置时,操作者能够看得见地检测到插塞式连接器还未被正确地联接到插座。因此,上述的通过/不通过机构能够提供看得见的检测装置,使得当插塞式连接器被完全插入组装后的气囊连接器系统时,操作者能够保证插塞式连接器和插座的正确配合状态。另外,还可以电学检测插塞式连接器和插座的配合状态,这是因为如上所述,仅能够同时实现连接器系统中的插塞式连接器的电连接和以机械方式连接。
应注意,本发明例如能够被实施在这样的气囊连接器系统中,其中,保持件是“气囊爆管”保持件并且插座是所谓的“气囊爆管”插座。
附图说明
下面,参照附图示例性地描述本发明,在附图中:
图1示出了待结合气囊连接器系统使用的插塞式连接器的示意图;
图2从不同视角示出了图1的插塞式连接器;
图3示出了图1和图2的插塞式连接器的部件的分解图;
图4示出了适于结合气囊连接器系统使用的保持件;
图5从不同视角示出了图4的保持件;
图6示出了安装到插座的图4和图5的保持件;
图7A至图7C示出了插入插座中的插塞式连接器和保持件的剖视图,借此示出了插塞式连接器的安装过程;
图8示出了贯穿局部安装有插塞式连接器的连接器系统的剖视图;以及
图9示出了图示出作为相对于插座的插塞式连接器位置的函数的插塞式连接器的插入力的图。
图1示出了待结合气囊连接器系统使用的插塞式连接器100。如能看到的,该插塞式连接器设置有由盖104封闭的连接器壳体101。连接器壳体101设置有具有安全环161的连接管160。插塞式连接器100还设置有两个闩锁臂102,这两个闩锁臂102与连接管160一体地形成。从连接管160切出闩锁臂102的闩锁段130,所述闩锁段130设置有朝向内的闩锁突起131(以下还参见图2)。闩锁臂102经由柔性部(连接桥)141连接到连接管,所述柔性部是闩锁臂的中间部的部分。闩锁臂102还设置有释放构件150,这些释放构件能被朝向连接器壳体101向内挤压,使得闩锁臂102绕枢转构件140枢转,即,绕位于柔性部141之间的所述中间部枢转。
参照图2,能够看到连接管围绕两个接触端子121,这两个接触端子被接收在连接到连接器壳体101的绝缘管122内。如本领域技术人员将清楚的是,插塞式连接器是“防斜插”插塞式连接器,即,如果该插塞式连接器未被正确地插入对应的爆管插座(如以下在图4至图6中所示),例如以错误的角度插入,则安全环161将抵接插座的一部分,从而防止触针的进一步插入,并且特别是防止触针损坏。因此,如果插塞式连接器被正确地取向以被插入,则接触端子仅能例如与对应的接触构件(即,插座的触针)接触。这里,其例示性地指出插塞式连接器的(阴的)接触端子和插座的触针。然而,如本领域技术人员将清楚的是,类似地,插塞式连接器能设置有触针,而插座能设置有接触端子。
图3示出了插塞式连接器100的多个部分的分解图,其中盖104已与连接器壳体101分离,使得内部构件可见。如从图3获知的,在组装状态下,设置在盖104的任一侧上的闩锁舌106(由于视角的关系仅两个可见)闩锁在对应的闩锁面108的后面,以将盖104锁定到连接器壳体101。可以看到位于盖104与连接器壳体101之间的插塞式连接器的电接触元件,即,接触端子121,这些接触端子与线缆127电连接,所述线缆127在连接器系统的组装状态下例如用于将插座连接到气囊控制电子器件。在线缆127与接触端子121之间例示性地示出了铁素体元件。
图4至图6示出了保持件200。该保持件适于被插入插座中并且因此设置有联接元件,即,止动闩锁231,以将保持件200锁定在插座300内,如图6所示。保持件200设置有8字形开口221,该8字形开口221在保持件200与插座300的组装状态下围绕插座300的触针221(参见图6),并且在将插塞式连接器100安装到插座300内的保持件200之后能够接收连接器壳体101的绝缘管122(以上在图2中示出)。
图7A至图7C示出了插塞式连接器100被插入到插座300中的过程。如在这三个图中能看到的,保持件200被示出为完全插入插座300中,从而围绕该插座的两个触针321。为了示意的目的,在这些图中未示出插塞式连接器的接触端子121,从而仅绝缘管122的内部可见。
当插塞式连接器如图7A中所示被定位时,设置在闩锁臂102的闩锁突起131上的斜面132抵接保持件200的偏转部202。偏转部202成形为使得在将插塞式连接器100沿插入方向401进一步插入插座300中时,偏转部使闩锁臂向外偏转。如本领域技术人员将清楚的,由于该偏转,斜面133偏压抵靠在偏转部202上,其中在插塞式连接器沿插入方向401进一步移动时,偏转增大并且因此偏压增大。需要更多的力来进一步向外偏转闩锁臂102,使得由于闩锁臂的偏转以及斜面133抵靠偏转部202的偏压,而提供增大的阻力来抵抗插塞式连接器沿插入方向401的进一步移动。
如在这些图中能看到的,偏转部202与释放部204相邻地形成在突出部201,即,通过/不通过构件201上。由此,通过/不通过构件201被成形为使得在闩锁臂已到达最大偏转并且阻力已达到阈值之后,在插塞式连接器100沿插入方向401进一步移动时,闩锁突起131抵接释放部204(参见图7B)。换言之,当闩锁臂102的闩锁突起131正好位于偏转部与释放部204之间时,闩锁臂202的偏转达到其最大程度,从而闩锁臂的偏压也最大。由此,由闩锁臂的偏转提供的阻力正好在闩锁臂抵接释放部204之前达到阈值。
优选地,该阈值与在以下范围内的插入力相对应,该范围为1N至100N,优选地为10N至90N,更优选地为20N至80N,甚至更优选地为30N至70N,又甚至更优选地为30N至60N,并且最优选地为35N至45N。
如在图7B中能看到的,如果以超过克服阻力所需要的插入力的力沿插入方向401挤压插塞式连接器100,则闩锁突起131能够移动通过偏转部202,使得闩锁突起131与释放部204接触。如从该图可以获知的,因为闩锁臂仍向外偏转,因此它们被偏压抵靠在释放部204上。在插塞式连接器100沿插入方向401进一步移动时,由于释放部204的形状,闩锁臂202能够自由地向内弯曲。由于闩锁臂的由偏转部向外偏转造成的内在张力,因此自动地紧接着进行闩锁臂的随后向内偏转。因此,不必施加额外的力,并且换言之,该偏转,即释放偏转不提供抵抗插塞式连接器沿插入方向401进一步移动的任何阻力。如从图7C可获知的,在将插塞式连接器100完全插入爆管插座300中时,闩锁突起131向内卡合在爆管保持件200的闩锁部206的后面,以将插塞式连接器100锁定到保持件200。由于保持件200设置有用于将保持件200以机械方式联接到插座300的联接构件231(参见图4和图5),因此,如图7C所示,在气囊连接器的组装状态下,插塞式连接器100仅经由保持件200被以机械方式连接到插座300。
如从图7A至图7C能看到的,优选地,偏转部202、释放部204以及闩锁部206被一体地设置在通过/不通过构件201上,其中释放部204被布置在偏转部202与闩锁部206之间。如以上所述,在将插塞式连接器100移动到插座300中时,通过/不通过构件201为插塞式连接器100提供了通过/不通过机构。如果如图7A所示将插塞式连接器100放置在初始位置并且利用不超过所需要的阈值的插入力从该初始位置被挤压到插座300中,则插塞式连接器300不能被插入插座300中。如从图7A中能看到的,因为保持件200伸出插座300之外而使得在将插塞式连接器100插入插座300中之前闩锁突起131的斜面133抵接偏转部202,因此在插塞式连接器100的初始位置,不能够建立插座300的触针321与接触端子121(未示出)之间的电连接。
在插入力超过阈值的情况下,插塞式连接器100能够移动到插座300中。优选地,用于插入的超过阈值所需要的力大至使得如果操作者利用该力推动,则插塞式连接器100被直接推入最终位置,在该最终位置,闩锁突起131抵接闩锁部206,如图7C所示。
如本领域技术人员将清楚的,为了提供上述通过/不通过机构,通过/不通过构件201的尺寸必须被适当地选择。如从图7C能看到的,为此,优选地,偏转部202的长度为Ld,释放部204的长度为Lr,借此两个长度被平行于插塞式连接器100的插入方向401测量并且其中Ld比Lr短。优选地,比值Ld/Lr在以下范围内,该范围为0.05至0.8,更优选地为0.1至0.75,甚至更优选为0.15至0.5,并且最优选地为0.2至0.3。
如从图8能看到的,闩锁臂102的释放构件150能够由操作者致动,即,闩锁臂的释放构件150能够被朝向连接器壳体10向内挤压,借此,如从该图能够看到的,通过绕枢转构件(如图1中可见的柔性部)枢转闩锁臂102,闩锁段,即闩锁突起131被从闩锁部206释放。如果释放构件150如图8所示被致动,则插塞式连接器100能够自由地被移除到插座300之外。
图9示出了这样的图,该图示出了用于沿插入方向将插塞式连接器移动到插座中所需要的插入力,该插入力为相对于插座的插塞式连接器位置的函数。
如从图9A能够得出的,在插塞式连接器100能够被插入插座300中之前,闩锁突起131与偏转部202接触。因此,在插塞式连接器100的接触端子(未示出)能够与插座的触针321接触之前,插入力线性地增大,直到达到阈值40N。只有在插入力超过该阈值时,插塞式连接器100才能够被完全插入插座300中,使得接触端子121能够与触针321完全接触。该图表示出了如上所述的通过/通过机构。