DE102004034321B3

DE102004034321B3 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE102004034321B3
Application number: DE102004034321A
Authority: DE
Inventors: Alfred Annecke
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: FR2873238A1; US20060014413A1; US7108540B2; FR2873238B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (Zünd-pille) und einem elektrischen Steuergerät, für ein Rückhaltesystem in Kraftfahrzeugen, beispielsweise einen Airbag.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (Zündpille) und einem elektrischen Steuergerät für ein Rückhaltesystem in Kraftfahrzeugen, beispielsweise einen Airbag.

Steckverbinder dieser Art sind beispielsweise aus folgenden Veröffentlichungen bekannt: EP 0 591 947 A2 , DE 195 34 205 C2 , DE 195 00 959 C2 , DE 102 27 016 B4 .

Ein solcher Steckverbinder soll auf Grund des geringen Platzangebotes in Rückhaltesystemen möglichst geringe Abmessungen aufweisen. Daraus folgt, dass einzelne Bauteile des Steckverbinders beziehungsweise der zugehörigen Dose nur eine extrem kleine Baugröße aufweisen, gleichwohl aber in Bezug auf die sicherheitstechnische Anwendung (zum Beispiel Gurtstraffer, Airbag) eine leichte Montage einerseits und eine hohe Funktionssicherheit andererseits gefordert wird.

Dies gilt insbesondere in Hinblick auf eine Verrastung von Stecker und Dose, wobei die Kontaktelemente der Bauteile im Verriegelungszustand sicher kontaktieren müssen. Ebenso dürfen sich Stecker und Dose nicht unbeabsichtigt voneinander lösen.

Bei dem vorstehend genannten Stand der Technik wird dieses Problem dadurch gelöst, dass in einem ersten Arbeitsschritt der Stecker und die Dose miteinander kontaktiert und verrastet werden und in einem zweiten Arbeitsschritt ein Verriegelungsglied als sogenannte Sekundärverriegelung hinter die Rastarme des Steckers geführt wird, um die Verrastung gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern.

Beim Steckverbinder gemäß DE 198 40 726 C2 kann das Verriegelungsglied vormontiert werden und liegt in der vormontierten Ausgangsstellung gegen die Wirkung einer Feder in einer angehobenen Position. Steckverbinder und Dose lassen sich gegen die Wirkung der Feder verrasten.

Steckverbinder mit Sekundärverriegelung zeigen auch die DE 100 32 234 A1 , DE 101 51 956 A1 und EP 1130692 A2 , wobei die Sekundärverriegelung in einer vorläufigen Stellung (z.B. Lieferstellung) gehalten werden kann. Aus der EP 1006621 A2 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem Verriegelungsarme an einem Verriegelungsglied angeordnet sind, wobei die Verriegelungsarme funktional unabhängig von Rastarmen in eine Verriegelungsposition geführt werden. Verriegelungsarme und Rastarme liegen dabei nebeneinander.

Weitere gattungsmäßige Steckverbinder sin in der EP 1 150 389 A1 sowie der DE 102 27 016 B4 gezeigt.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine alternative Bauform für einen Steckverbinder angeboten werden, der folgende Anforderungen erfüllt:
Ein Verriegelungsglied zur Sekundärverriegelung von Gehäuse und Dose soll nicht nur vormontierbar sein, sondern das Verriegelungsglied soll in der vormontierten Stellung die Einführung des Steckverbinders (beziehungsweise seines entsprechenden Gehäuseabschnitts) in die Dose gleichzeitig erleichtern. Das Verriegelungsglied soll anschließend in seine Endposition gegenüber dem Gehäuse des Steckverbinders gebracht werden, in der es die gewünschte Funktion einer Sekundärverriegelung gegenüber federnden Rastarmen am Gehäuse übernimmt. Dabei sollen möglichst wenig Bauteile verwendet werden. Weiterhin soll der Steckverbinder trotz geringer Baugröße stabil sein und sicher verriegeln. Die Sekundärverriegelung soll verhindern, dass ein zusammengesteckter Steckverbinder durch Zug an seinem Kabel oder durch andere Umstände unbeabsichtigter Weise gelöst werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es dabei, ein sichereres Verrasten des elektrischen Steckverbinders zu gewährleisten.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es, ein gleitendes Rastmittel vorzusehen, dass in dem Steckverbinder so angeordnet ist, dass beim Zusammenstecken des elektrischen Steckverbinders das Rastmittel aus einer Blockierstellung in eine Freigabestellung verschwenkt.

Das Rastmittel erfüllt dadurch seine Funktion, die Sekundärverriegelung so lange zu sperren, bis der Stecker des elektrischen Steckverbinders im wesentlichen vollständig in die Dose gesteckt ist. Durch die gleitende Entriegelung schwenkt das Rastmittel langsam in eine Freigabestellung, in welcher die Sekundärverriegelung betätigt werden kann. Dabei kann die Sekundärverriegelung eine weitere Funktion erfüllen, nämlich die Unterbrechung einer Kurzschlussbrücke, wodurch auch die elektrische Verbindung des Steckverbinders freigegeben wird.

In der Freigabestellung gleitet ein Anlageschenkel der Sekundärverriegelung an dem gefederten Rastmittel entlang, bis das Sekundärverriegelungsglied in seiner Endstellung ist, in welcher es die Kurzschlussbrücke aufhebt.

Der Bewegungsablauf ist demnach zweistufig:
Zunächst werden Verriegelungsglied und Gehäuse in der vormontierten Stellung gemeinsam geführt, anschließend wird das Verriegelungsglied aus der Blockierstellung gegenüber dem Gehäuse freigegeben und kann relativ zu diesem verschoben werden.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung danach einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (Zündpille) und einem elektrischen Steuergerät für ein Rückhaltesystem in Kraftfahrzeugen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Durch die Blockierung des Sekundärverriegelungsgliedes wird effektiv ein unbeabsichtigtes herunterdrücken desselben verhindert, bis der Steckverbinder zusammengesteckt ist, so dass eine sichere Verbindung des elektrischen Steckverbinders allein durch den Druck auf das Sekundärverriegelungsglied erfolgen kann und die Montage dadurch denkbar einfach ist, wodurch zusätzlich Fehler vermieden werden.

Indem das gefederte Rastmittel in eine taschenförmige Ausnehmung der Dose eingesteckt wird, ist eine besonders Platz sparende, sichere und effektive Ausgestalltung des elektrischen Steckverbinders möglich. Die erwähnte kleine Baugröße ermöglicht ausschließlich kurze Steckwege, so dass nur bei optimaler Präzision auch eine optimale Funktion und Sicherheit erreicht wird. Durch die genannte Ausgestaltung kann der Hersteller des Steckverbinders den Isolierkörper, der in die Dose des elektrischen Steckverbinders eingesetzt ist, exakt dimensionieren. Dabei kann die taschenförmige Ausnehmung auch in dem Isolierkörper vorgesehen sein.

Gerade die geforderte flache Bauweise der elektrischen Steckverbinder für Airbag-Rückhaltesysteme von Kraftfahrzeugen wird durch die vorliegende Erfindung begünstigt, da Anlageschenkel und das gefederte Rastmittel dadurch, dass deren freien Enden aufeinander zulaufen und in der Blockierstellung aneinander anliegen, sehr platzsparend untergebracht werden können. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das gefederte Rastmittel eine in dem Gehäuse des Steckers integrierte Rastlanze, die in ausgefederter Stellung aus der Gehäusefläche hervorsteht. Auf diese Rastlanze kann der Rahmen des Sekundärverriegelungsgliedes auflaufen, so dass am Sekundärverriegelungsglied kein zusätzliches Bauteil vorgesehen sein muss. Dieses muss auch keine Ausnehmungungen oder Fortsätze aufweisen, da nur die jeweils freien Enden des gefederten Rastmittels (Rastlanze) und des Anlageschenkels (Rahmen) des Sekundärverriegelungsgliedes aufeinander liegen und die Rastlanze durch Einstecken des Steckers in die Dose gegen die Federkraft der Rastlanze in die Oberfläche des Gehäuses eingesenkt wird, wodurch in der Endstellung das Sekundärverriegelungsglied freigegeben wird.

Die Sicherung des Sekundärverriegelungsgliedes gegen ein Lösen aus der vormontierten Stellung erfolgt durch mindestens einen federnden Rastarm am Gehäuse. Der federnde Rastarm hat die weitere Funktion, in der vollständig eingesteckten Stellung in eine Ausnehmung der Dose/des Insolierringes einzurasten. Durch Federarme des Sekundärverriegelungsgliedes wird ein Lösen der federnden Rastarme aus der Ausnehmung verhindert, indem die Federarme die Rastarme hintergreifen. Ein Lösen des Steckverbinders wird erst nach Lösen des Sekundärverriegelungsgliedes zugelassen, wobei zweite Rastnasen durch Einrasten in die Ausnehmung der federnden Rastarme ein solches Lösen verhindern.

Unter Berücksichtung der vorgenannten Merkmale lässt sich eine Ausführungsform realisieren, bei das Sekundärverriegelungsglied die Form einer Zündholzschachtel aufweist, die nach unten offen ist und deren schmale Seiten Laschen mit Ausnehmungen bilden und an deren langen Seite der/die Anlageschenkel angeordnet ist, wobei im Inneren des Sekundärverriegelungsgliedes ein Führungsschenkel absteht, der das Sekundärverriegelungsglied gegenüber dem Gehäuse des Steckverbinders führt. Das Sekundärverriegelungsglied wird auf den rüsselartigen Teil des Gehäuses aufgesteckt, das in diesem Bereich eine der Breite des Sekundärverriegelungsgliedes entsprechende Breite aufweist. Der Anlageschenkel wird in eine Ausnehmung des Gehäuses gesteckt und läuft auf das entgegen der Einsteckrichtung angeorndete, gefederte Rastmittel (Rastlanze) auf. Die Ausnehmungen der seitlichen Laschen dienen zur Einrastung erster Rastnasen der federnden Rastarme des Rüssels. In dieser vormontierten Stellung ist das Sekundärverriegelungsglied gegenüber dem Gehäuse weder in Steckrichtung, was durch die Rastlanze verhindert wird, noch entgegen der Steckrichtung, was durch die ersten Rastnasen verhindert wird, verschiebbar/lösbar.

Beim Einstecken in das entsprechende Gegenstück der Dose, welche die Steckkontakte, den Dichtungsring und die Kurzschlussbrücke umfasst, wird die Rastlanze entgegen Ihrer Federkraft in die Oberfläche des Rüssels beziehungsweise bündig zu der Oberfläche des Rüssels gedrückt, so dass bei Erreichung der Endstellung der Anlageschenkel des Sekundärverriegelungsgliedes in Einsteckrichtung freigegeben wird und ein Verschieben des Sekundärverriegelungsgliedes in die Endstellung möglich ist. In dieser Entverriegelungsstellung rasten zweite Rastnasen der federnden Rastarme in die Ausnehmungen der seitlichen Lasche des Sekundärverriegelungsgliedes, während Federarme des Sekundärverriegelungsgliedes die federnden Rastarme hintergreifen, so dass ein Lösen des federnden Rastarmes aus Ausnehmungen der Dose/des Dichtringes verhindert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigen – jeweils in schematisierter Darstellung:
1a: eine geschnittene Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß Schnittlinie B-B aus 1b in vormontiertem Zustand,
1b: eine geschnittene Vorderansicht des Steckverbinders gemäß Schittlinie A-A aus 1a in vormontiertem Zustand,
1c: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders in vormontiertem Zustand,
2a: eine geschnittene Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß Schnittlinie B-B aus 2b in einem halb eingesetzten Zustand,
2b: eine geschnittene Vorderansicht des Steckverbinders gemäß Schittlinie A-A aus 2a in einem halb eingesetzten Zustand,
2c: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders in einem halb eingesetzten Zustand,
3a: eine geschnittene Seitenansicht eines Steckverbinders gemäß Schnittlinie B-B aus 3b in eingesetztem Zustand,
3b: eine geschnittene Vorderansicht des Steckverbinders gemäß Schittlinie A-A aus 3a in eingesetztem Zustand,
3c: eine perspektivische Ansicht des Steckverbinders in eingesetztem Zustand.
In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
Der in den Figuren dargestellte Steckverbinder entspricht bezüglich seines grundsätzlichen Aufbaus dem gemäß DE 102 27 016 B4 . Auf diese Schrift wird insoweit Bezug genommen. Der Steckverbinder weist demnach in der Seitenansicht eine L-Form auf, wobei der Steckverbinder in 1 nicht zusammengesetzt ist. Das obere Gehäuseteil des Gehäuses 10 weist im wesentlichen eine rechteckige Grundform auf. In Steckrichtung S verlaufen Öffnungen 13, in denen Kontaktfedern angeordnet sind, die mit korrespondierenden Kontaktstiften 52 eine korrespondierende Dose 50 im Verriegelungszustand des elektrischen Steckverbinders kontaktieren.
Die wesentlichen Bauteile des elektrischen Steckverbinders sind das Gehäuse 10 mit dem Rüssel 15, die einstückig ausgebildet sind, das Sekundärverriegelungsglied 20 und die Dose 50.
Das Gehäuse 10 weist einen Deckel 17 auf, um den Zugang zu den elektrischen, nicht näher beschriebenen Kontakten und Anschlüssen zu ermöglichen. Weiterhin weist das Gehäuse 10 in seinem vorderen, über dem Rüssel 15 angeordneten Abschnitt Ausnehmungen und Einkerbungen für das Einsetzen, Führen und Festlegen des Sekundärverriegelungsgliedes 20 auf. In Steckrichtung S verläuft der Rüssel 15, der eine an die Dose 50 angepaßte Form, im vorliegenden Fall zylinderförmig, aufweist.
In den Rüssel eingeformt ist in 1a linksseitig eine Rastlanze 12 zu erkennen, die im unbelasteten Zustand aus der Zylindermantelfläche des Rüssels 15 laschenartig herausragt. Das freie Ende 12e der Rastlanze 12 ist entgegen der Steckrichtung S gerichtet.
Wie in 1b, 1c, 2b, 2c, 3b und 3c zu erkennen ist, weist das Gehäuse 10 weiterhin federnde die Rastarme 14 auf, die mehrere Funktionen erfüllen. Die ersten Rastnasen 14.1, die je auf gegenüberliegenden Seiten des Rüssels angeordnet sind (wie auch die weiteren Rastnasen), sichern das Sekundärverriegelungsglied 20, indem sie in Ausnehmungen 24a von Laschen 24 eingreifen und eine Bewegung des Sekundärverriegelungsgliedes 20 entgegen der Steckrichtung S verhindern.
Die zweiten Rastnasen 14.2 dienen zur Sicherung des Sekundärverriegelungsgliedes 20 in der Endstellung, wie in 3b und 3c zu erkennen ist.
Die Rastnasen 14.3 erfüllen die Funktion, in Ausnehmungen 56 der Dose 50 einzurasten, sobald das Gehäuse 10 vollständig in die Dose 50 eingesteckt ist. Damit die Rastnasen 14.3 sich nicht versehentlich aus den Ausnehmungen 56 der Dose 50 lösen, hintergreifen Federarme 28 des Sekundärverriegelungsgliedes 20 die Rastnasen 14.3 der federnden Rastarme 14, sobald das Sekundärverriegelungsglied vollständig eingesteckt ist.
Die Betätigung beziehungsweise das Einstecken des Steckverbinders wird allein durch Druck auf ein Basisteil 20p des Sekundärver riegelungsgliedes 20 bewirkt. In den ersten beiden Schritten, die in 1 und 2 dargestellt sind, überträgt der Anlageschenkel 22 an seinem freien Ende 22e die Druckkraft F auf das freie Ende 12e des gefederten Rastmittels 12 (Rastlanze) und damit auf das Gehäuse 10, das in die Dose 50 hineingedrückt wird. Das durch die periphere Lage des Anlageschenkels 22 entstehende Drehmoment wird durch den Führungsschenkel 21 des Sekundärverriegelunggliedes 20 aufgenommen, wodurch ein Verkanten des Sekundärverriegelungsglieds 20 gegenüber dem Gehäuse 10 verhindert wird.
Der Führungsschenkel 21 dient weiterhin dazu, mit seinem freien Ende 21e ein verriegelter/eingesteckter Position eine Kurzschlussbrücke zwischen den Kontaktstiften 52 der Dose 50 zu lösen.
Die in den 1 und 2 dargestellte Blockierstellung des Sekundärverriegelungsglieds 20, ausgelöst durch die Auflage des Anlageschenkels 22 auf den gefederten Rastmittel 12, wird automatisch dadurch freigegeben, dass das gefederte Rastmittel 12 beim Einführen in eine taschenförmige Ausnehmung 51 eines Isolierringes 50i durch die Wandfläche 51w der taschenförmigen Ausnehmung 50 gleitend in Richtung des Doseninneren der Dose 50 schwenkt, wodurch das freie Ende 12e des gefederten Rastmittels 12 relativ zu dem freien Ende 22e des Anlageschenkels 22 verschoben wird und ab einer bestimmten Eintauchtiefe des Gehäuses 10/des gefederten Rastmittels 12 das Sekundärverriegelungsglied 20 automatisch freigibt. Dabei beträgt der Winkel zwischen dem gefederten Rastmittel 12 und der Wandfläche 51w bzw. der Mittelachse des zylinderförmigen Rüssels zwischen 1° und 10°.

Claims

Elektrischer Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (50) (Zündpille) und einem elektrischen Steuergerät für ein Rückhaltesystem in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Merkmalen: 1.1 einem Gehäuse (10) zur Aufnahme von, insbesondere elektrisch, angeschlossenen Kontaktelementen zur Kontaktierung mit korrespondierenden Kontaktteilen (52) der Dose (50), 1.2 einem Sekundärverriegelungsglied (20) mitmindestens einem Anlageschenkel (22), der von dem Basisteil (20p) des Sekundärverriegelungsglieds (20) absteht und so ausgebildet ist, dass er beim Einstecken des Sekundärverriegelungsglieds (20) in das Gehäuse (10) auf ein gefedertes Rastmittel (12) des Gehäuses (10) trifft, wobei der Anlageschenkel (22) so ausgebildet ist, dass er sich in einer vormontierten Ausgangstellung gegen das Gehäuse (10) in Steckrichtung abstützt und das Gehäuse (10) durch Druck auf das Basisteil (20p) des Verriegelungselements (20) in die Dose (50) steckbar ist, und das gefederte Rastmittel (12) durch gleitende Führung an einer innenliegenden Wandfläche (51w) einer taschenförmigen Ausnehmung (51) der Dose (50) entgegen der Federkraft des gefederten Rastmittels (12) aus einer Blockierstellung in eine Freigabestellung schwenkbar ist, wobei das gefederte Rastmittel (12) als Rastlanze ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein federnder Rastarm (14) am Gehäuse (10) zur Festlegung des Gehäuses (10) an der Dose (50) vorgesehen ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das gefederte Rastmittel (12) in der vormontierten Ausgangsstellung mit dem Anlageschenkel (22) jeweils an ihren freien Enden (12e, 22e) anliegen.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem ein Führungsschenkel (21) eine solche Länge aufweist, dass er in vollständig eingesteckter Stellung des Gehäuses (10) in der Dose (50) mit seinem freien Ende (21e) eine zwischen den Kontaktteilen (52) und/oder Kontaktelementen wirksame Kurzschlussbrücke löst.
Steckverbinder nach Anspruch 2, bei dem die federnden Rastarme (14) in vollständig eingesteckter Stellung des Gehäuses (10) in der Dose (50) von Federarmen (28, 30) hintergriffen sind, so dass ein Lösen der federnden Rastarme (14) aus einer Ausnehmung (56) verhindert wird.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (10) einen Rüssel (15) aufweist und das gefederte Rastmittel (12) einstückig mit dem Rüssel (15) ausgebildet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das gefederte Rastmittel (12) in der Blockierstellung ausgefedert ist und von einer Gehäuseoberfläche des Gehäuses (10) in einem Winkel zwischen 1° und 10° gegen die Gehäuseoberfläche hervorsteht.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem das Sekundärverriegelungsglied (20) seitlich Laschen (24) mit Ausnehmungen (24a) aufweist, in welche erste Rastnasen (14.1) der federnden Rastarme (14) zur Sicherung des Sekundärverriegelungsglieds (20) gegen Lösen aus der vormontierten Ausgangsstellung einrasten.
Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem in die Dose (50) ein Isolierring (50i) eingesetzt ist, in welchen die taschenförmige Ausnehmung (51) der Dose (50) eingeformt ist.