DE102004054572A1

DE102004054572A1 - Elektrischer Verbinder mit verbessertem Anschlusselementpositionssicherstellglied

Info

Publication number: DE102004054572A1
Application number: DE102004054572A
Authority: DE
Inventors: Galen Monroe Martin; Eric David Shields; Ralph T. Bentley Ii
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2005-06-16
Also published as: US6827609B1

Abstract

Offenbart wird eine Montage eines elektrischen Verbinders mit einem isolierenden Gehäuse (4) und einem isolierenden Anschlusselementpositionssicherstellglied (6). Das Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) hat eine Vorrastposition, in welcher entsprechende Verrastungsglieder anstoßen, wodurch eine versehentliche Aktivierung und Verriegelung des Anschlusselementpositionssicherstellglieds (6) verhindert werden kann. Das Anschlusselement (8) umfasst einen Vorsprung (98), der an dem Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) angreift und es dem Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) ermöglicht, sich in eine vollständig verriegelte Position zu bewegen.

Description

Die Erfindung richtet sich auf elektrische Verbinder und im Besonderen auf elektrische Verbinder mit einem Anschlusselementpositionssicherstellglied.

In verschiedenen Anwendungen von elektrischen Verbindern werden Vorrichtungen verwendet, um die Anschlüsse an ihrem Platz zu verriegeln und um sicherzustellen, dass sie sich innerhalb des elektrischen Verbinders in geeigneter Position befinden. Ein solcher Bereich findet sich im Fahrzeugbereich, wo die Anwendung typischerweise ein sogenanntes sekundäres Verriegelungssystem erfordert, d.h. ein redundantes Rückhaltesystem zum Verriegeln der Anschlüsse an ihrem Platz, sowie einen Anschlusspositionssicherstellungsmechanismus (TPA von terminal position assurance mechanism), der sicherstellt, dass die Anschlüsse in den entsprechenden Kammern in Längsrichtung die geeignete Position haben. Das verhindert ein richtiges Zusammenstecken eines entsprechenden elektrischen Verbinders, wenn irgendwelche der Leitungen offen sind, da einer oder mehrere Anschlüsse nicht vollständig eingesetzt sind.

Bestimmte elektrische Verbinder sind mit Gehäusen versehen, die sich durch sie erstreckende Kammern zur Aufnahme von Anschlüssen haben, wobei jede Kammer mit einer integral mit dem Gehäuse geformten, federnd nachgiebigen Verriegelungszunge zur Verriegelung eines darin eingeführten Anschlusselementes versehen ist. Um die Anschlüsse innerhalb des Gehäuses weiter zu sichern, ist üblicherweise ein sekundäres Gehäuseglied vorgesehen, das gegen die Verriegelungszungen beweglich ist, um zu verhindern, dass die Verriegelungszungen nach außen vorspannen. In anderen Worten werden die Verriegelungszungen in ihrer Verrastungsposition blockiert. Es ist bekannt, das sekundäre Glied an dem Gehäuse vormontiert zu liefern, und zwar in einer Vormontageposition, die die Einführung des Anschlusselementes in die Verbinderkammern ermöglicht. Das sekundäre Glied kann dann in eine vollständig verriegelte Position bewegt werden, wobei die Anschlüsse in den Kammern verriegelt werden.

Im Wesentlichen bilden diese TPAs in einer Vorstufenposition versandte, von vorne eingebracht Keile, die aktiviert oder in ihre endgültige Position bewegt werden sollen, nachdem die Anschlüsse im Gehäuse montiert werden. Der TPA hat eine Vorverriegelungsposition, aber der TPA stellt ein teilweise eingeführtes Anschlusselement fest, nicht die Abwesenheit eines Anschlusselementes. Herkömmlicherweise werden diese Verbinder in Massen an den Endverbraucher oder Kabelbaumhersteller versandt, wo die Drahtkabelbäume gemacht werden, Drähte an die Anschlüsse gecrimpt und Anschlüsse in die Gehäusekammern eingeführt werden. Danach wird das TPA-Glied in seine endgültige Position bewegt. Ein Problem solcher Systeme besteht jedoch darin, dass diese Systeme dazu neigen, sich während des Versandes zu verriegeln und der Versuch, den TPA aus seiner endgültigen verriegelten Position zu entfernen, bleibt dem Kunden überlassen.

Die Lösung dieses Problems wird durch einen elektrischen Verbinder mit einem Gehäuse geschaffen, das mindestens eine Anschlusselementaufnahmekammer hat, die sich von einer hinteren Drahteintrittsseite zu einer Frontseite des Gehäuses erstreckt. Das Gehäuse hat ein Frontverrastungsglied, das sich angrenzend an die Frontseite nach vorne erstreckt, und das Frontverrastungsglied hat ein Frontführungsende. Ein Anschlusspositionssicherstellungsglied kann über die Frontseite des Gehäuses gleitend aufgenommen werden, wobei das Anschlusselementpositionssicherstellglied ein nach hinten weisendes, flexibles Verrastungsglied mit einer nach hinten weisenden stoppfläche umfasst, die sich in Ausrichtung mit dem Frontführungsende des Frontverra stungsgliedes befindet. Ein elektrisches Anschlusselement kann in die Anschlusselementaufnahmekammer aufgenommen werden, wobei das elektrische Anschlusselement einen hochstehenden Vorsprung hat, der zum Angreifen an die nach hinten weisende stoppfläche des flexiblen Verrastungsgliedes und zu deren Vorspannen nach außen profiliert ist. Das Anschlusselementpositionssicherstellglied wird in einer Vormontageposition gehalten, in welcher die nach hinten weisende stoppfläche des flexiblen Verrastungsgliedes an dem Frontführungsende des Frontverrastungsgliedes anstößt, bis das Anschlusselement bis zu einer Position in die Kammer eingeführt wird, in welcher der hochstehende Vorsprung das flexible Verrastungsglied auslenkt und die flexible Verrastung über das Frontverrastungsglied gelangt und in einer vollständig montierten Position hinter diesem einrastet.

Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses der vorliegenden Erfindung, wobei das Anschlusselementpositionssicherstellglied in einer Vormontageposition gezeigt wird, in der es bereit zur Aufnahme eines Kontaktgliedes ist;
2 eine perspektivische Ansicht ähnlich der von 1, die das Anschlusselementpositionssicherstellglied in einer Darstellung zeigt, in welcher es vom Gehäuse weggezogen ist und es außerdem bereit zur Aufnahme eines Gegenverbinders zeigt;
2A eine Ansicht ähnlich der von 2, die eine vergrößerte Ansicht des Gehäuses und des vergrößerten Anschlusselementpositionssicherstellglieds zeigt;
3 ist eine Ansicht ähnlich der von 2 aus einer anderen Perspektive;
4 eine Querschnittansicht durch die Linien 4-4 von 3;
5 eine perspektivische Ansicht eines Anschlusselementes für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung;
6 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses und des Anschlusselementpositionssicherstellgliedes in einem Vormontagezustand, in dem es bereit zur Aufnahme eines Anschlusselementes und eines gecrimpten Drahtes ist;
7 eine perspektivische Ansicht ähnlich der von 6, die den Draht in der Anschlusselementaufnahmekammer zeigt;
8 eine perspektivische Ansicht des Anschlusselementes, das ein Verrastungsglied innerhalb des Anschlusselementpositionssicherstellgliedes auslenkt; und
9 ein Anschlusselementpositionssicherstellglied in seiner vollständig verriegelten Position.
Zuerst mit Bezug auf 1 wird als 2 ein elektrischer Verbinder gezeigt, der ein im Allgemeinen als 4 gezeigtes Gehäuseglied mit einem in einer Vormontageposition verrasteten Anschlusselementpositionssicherstellglied 6 für die Aufnahme eines elektrischen Anschlusselementes oder Kontaktgliedes 8 hat. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Verbinder im Allgemeinen eine vordere Anschlusselementplattform 10, einen hinteren Drahteintrittabschnitt 12 und ein Verrastungsglied 14 zur Verrastung mit einem komplementären elektrischen Verbinder 16, wie hierin beschrieben werden wird.
Es wird nun mit Bezug auf 2A das Gehäuse 4 detaillierter beschrieben. Wie gezeigt, umfasst die vordere Anschlusselementplattform 10 mehrere Anschlusselementaufnahmekanäle, wie 20a, 20b und 20c. Jeder der Anschlusselementaufnahmekanäle 20a und 20b umfasst eine Anschlusselementaufnahmeöffnung 22a und 22b. Kanal 20c ist in dieser Ausführungsform für die Aufnahme einer anderen Anschlusselementkonfiguration als die der Kanäle 20a und 20b konstruiert. Die Kanäle umfassen auch offene obere Flächen 24a und 24b, wobei die Kanäle nach hinten weisende Verrastungsflächen 26a und 26b umfassen. Das Gehäuse 4 umfasst auch einen umfangsmäßigen Kragen 28, der die Anschlusselementplattform 10 und die Verrastungen 14 umgibt und für die Aufnahme eines Gegenverbinders 16 profiliert ist.
Mit Bezug auf 3 umfasst das Gehäuse 4 mehrere hintere Drahtöffnungen 30 und wie in 4 gezeigt, wird der Kanal 20b sich nach hinten erstreckend und eine Drahtaufnahmeöffnung 30b treffend gezeigt. Die Drahtöffnung 30b geht in einen verringerten Querschnitt durch Abschnitte 32b und 34b über. Abschnitt 34b geht in Abschnitt 36b über. Wie am besten in 2A gezeigt, umfasst das Gehäuse 4 weiterhin Verrastungsglieder 40a und 40b, die je über Kanälen 20a und 20b liegen. Jedes der Verrastungsglieder umfasst parallele Glieder, die sich von einem zentralen Körperteil 50 des Gehäuses aus erstrecken, das Verriegelungsglied 40a umfasst z.B. parallele Verlängerungen 42 mit einem sich dazwischen erstreckenden Stabteil 44. Das Verrastungsglied 40b ist identisch mit dem Verrastungsglied 40a und die Verrastungsglieder sind klarer in der Querschnittansicht von 4 zu sehen. Das Verrastungsglied 40b wird mit dem Verlängerungsteil 42, der sich von dem zentralen Körperteil 50 nach vorne erstreckt, und mit dem Verrastungsstab 44 im Querschnitt gezeigt. Der Verrastungsstab 44 hat ein Frontführungsende 46, eine rampenför mige Fläche 48 und eine Verrastungsfläche 52. Das vordere Ende der Verrastungsverlängerungswände 42 umfasst auch nach unten hin schräg abfallende Abschnitte 54 und eine rampenförmige Fläche bei 56. Ferner umfasst der zentrale Körperteil 50 einen nach vorne weisenden vorderen Rand 58.
Immer noch mit Bezug auf 4 umfasst das Anschlusselementpositionssicherstellglied 6 einen vorderen Gehäuseteil 60 und einen hinteren Kragenteil 62 und mehrere Öffnungen 64 in Ausrichtung mit den entsprechenden Kanälen 20a, 20b und 20c. Das Glied 6 umfasst auch ein Verrastungsglied 70 mit einer nach hinten weisenden stoppfläche 72, einer Steuerfläche 74 und einer Verriegelungsfläche bei 76. Das Glied 6 umfasst auch ein Verrastungsglied bei 80, das das Glied in einer Vormontageposition festhält und eine rampenförmige Fläche bei 82 und eine Verrastungsfläche bei 84 umfasst. Schließlich umfasst das Glied 6 Verlängerungsfinger bei 88, die sich von dem Körperteil 60 aus nach hinten erstrecken, wie hierin beschrieben werden wird.
Mit Bezug auf 5 wird nun das elektrische Anschlusselement 8 in perspektivischer Ansicht gezeigt, wobei das elektrische Anschlusselement einen nach vorne gerichteten Kontaktteil 90, einen dazwischen liegenden Drahtcrimpabschnitt 92 und einen Zugentlastungsabschnitt bei 94 umfasst. Man beachte, dass das elektrische Anschlusselement einen nach vorne gerichteten Buchsenteil bei 96 umfasst, der für die Aufnahme eines elektrischen Gegenanschlusselementes oder Stiftes eines Gegenverbinders profiliert ist. Man beachte auch, dass das elektrische Anschlusselement aus einem elektrisch leitenden Metall, wie z.B. Berylliumkupfer, gestanzt und geformt ist, obwohl weder das spezielle Material noch die Gesamtkontaktfiguration besonders relevant für die Erfindung sind. Das Anschlusselement umfasst jedoch einen am besten bei 98 gezeigten integral gebildeten Vorsprung, der eine rampenförmige Fläche 100 und eine obere Fläche 102 umfasst.
Mit Bezug auf die 4 und 6 wird jetzt der Montagebeginn des elektrischen Verbinders beschrieben. Wie am besten in 6 gezeigt, wird das Anschlusselementpositionssicherstellglied 6 in einem vormontierten, mittels einer Verrastungsschulter 84 von der Verrastungsverlängerung 80, die hinter der Verrastungsfläche 26b einer der die Kammer 20b bildenden Kanalwände positioniert ist, in mit dem Gehäuse 4 verrastetem Zustand gezeigt. Man beachte, dass die nach hinten weisende Verrastungsverlängerung 70 mittig mit dem Verrastungsstab 44 in Ausrichtung ist, der sich zwischen sich gegenüberliegenden Wänden 44 erstreckt. Wie in 6 gezeigt, sind die Flächen 46 und 72 folglich in einer im Wesentlichen aneinanderstoßenden Beziehung gezeigt, in welcher das Anschlusselementpositionssicherstellglied 6 nicht weiter nach hinten bewegt werden kann als bis zu der vormontierten Position. Wie auch in 6 gezeigt, ist das an einen Draht 110 gecrimpte Anschlusselement 8 bereit zur Aufnahme in dem Drahtaufnahmeteil 30b, der wiederum in Verbindung mit dem Kanal 20b steht.
Ein fortgesetztes Einführen des Anschlusselementes 8 veranlasst das Anschlusselement 8 über Übergangswände 32b und 34b zu gelangen, um auf dem Kanalboden 36b zu sitzen. Wie in 7 gezeigt, erzeugt das eine vorverrastete Position, in welcher die Schulter 104 des Vorsprungs 98 hinter dem nach vorne weisenden Rand 58 des Körperteils 50 positioniert ist. Wenn das Anschlusselement 8 unter das Verrastungsglied 40b gelangt, kontaktiert der Vorsprung 98 die rampenförmige Fläche 48, was es dem Anschlusselement 8 ermöglicht, da hindurch zu gelangen. Eine fortgesetzte Bewegung des Anschlusselementes in den Durchgang erzeugt mittels der Interaktion der rampenförmigen Flächen 100 und 74 eine Bewegung des flexiblen Verrastungsarmes 70 nach oben, derart dass das flexible Verrastungsglied unter Vorspannung in die in 8 gezeigte Position auslenkt. Wie in 8 gezeigt, ist das Anschlusselement 8 in der vollständig eingeführten Position dargestellt und in Anbetracht der Auslenkung des flexiblen Verrastungsarmes 70 kann das Anschlusselementpositionssicherstellglied 6 nun derart nach hinten bewegt werden, dass die rampenförmige Fläche 74 (8) des flexiblen Verrastungsgliedes 70 über den Querstabteil 44 das Verrastungsglied 40b kontaktieren und steuern kann. Die vollständig verriegelte Position des Anschlusselementpositionssicherstellgliedes 6 ist in 9 gezeigt. Zusammenwirkende Flächen 76 und 52 der Verriegelung 70 bzw. des Querstabes 44 halten das Anschlusselementpositionssicherstellglied in der vollständig montierten und verriegelten Position.
Vorteilhafterweise haben sowohl die Anschlüsse wie auch das Anschlusselementpositionssicherstellglied vorverrastete Zustände bezüglich des Gehäuses 4, und die exakte Lage des Anschlusselementes innerhalb des Gehäuses bestimmt, wann das Anschlusselementpositionssicherstellglied aus der vormontierten in die vollständig montierte Position bewegt werden kann. Die Konstruktion ist ferner vielseitig, da sie mit mehreren Kontaktelementkonstruktionen und Verriegelungsstrukturen verwendet werden kann.

Claims

Elektrischer Verbinder (2), aufweisend ein Gehäuse (4) mit mindestens einer Anschlusselementaufnahmekammer, die sich von einer hinteren Drahteintrittsseite (12) zu einer Frontseite des Gehäuses (4) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) ein Frontverrastungsglied (40) besitzt, das sich an die Frontseite angrenzend nach vorne erstreckt, wobei das Frontverrastungsglied (40) ein Frontführungsende (46) hat; dass ein Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) vorgesehen ist, das über die Frontseite des Gehäuses (4) gleitend aufgenommen werden kann, wobei das Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) ein nach hinten weisendes, flexibles Verrastungsglied (70) mit einer nach hinten weisenden stoppfläche (72) umfasst, die sich in Ausrichtung mit dem Frontführungsende (46) des Frontverrastungsgliedes (40) befindet; und dass ein elektrisches Anschlusselement (8) vorgesehen ist, das in der Anschlusselementelementaufnahmekammer aufgenommen werden kann, wobei das elektrische Anschlusselement (8) einen hochstehenden Vorsprung (98) hat, der profiliert ist zum Angreifen an der nach hinten weisender Stoppfläche (72) des Verrastungsgliedes (70) und zu deren Vorspannen nach außen; wobei das Anschlusselementelementpositionssicherstellglied (6) in einer vormontierten Position gehalten wird, in welcher die nach hinten weisende stoppfläche (72) des Verrastungsgliedes (70) an dem Frontführungsende (46) des Frontverrastungsgliedes (40) anstößt, bis das Anschlusselement (8) in die Kammer bis zu einer Position eingeführt ist, in welcher der hochstehender Vorsprung (98) das flexible Verrastungsglied (70) auslenkt und das flexible Verrastungsglied über das Frontverrastungsglied (40) gelangt und hinter diesem in einer vollständig montierten Position einrastet.
Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 1, wobei das Frontverrastungsglied (40) von zwei voneinander beabstandeten, des Gehäuses (4) auskragenden Wänden bestimmt wird, mit einem sich zwischen den Wänden erstreckenden Verrastungsstab (44), wobei das flexible Verrastungsglied (70) in der vollständig montierten Position mit dem Verrastungsstab (44) eine Verriegelung eingeht.
Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 2, wobei der Verrastungsstab (44) an einem unteren Rand eine rampenförmige Fläche (48) aufweist, die zum Angreifen an dem hochstehendem Vorsprung (98) an dem Anschlusselement (8) profiliert ist.
Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das flexible Verrastungsglied durch einen auskragenden Verrastungsarm (70) bestimmt ist, der eine rampenförmige, nach hinten schräg ansteigende Fläche (74) hat, wobei die rampenförmige Fläche (74) zum Angreifen an den Verrastungsstab (44) und zur Unterstützung des Auslenkens an dem auskragenden Verrastungsarm (70) über dem Verrastungsstab (44) profiliert ist.
Elektrischer Verbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend zusammenwirkende Verrastungselemente an dem Gehäuse (4) und dem Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) zur Verrastung des Gehäuses (4) und Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) in der vormontierter Position.
Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 5, wobei die zusammenwirkenden Verrastungselemente einen auskragenden Verrastungsarm (70) aufweisen, der sich von dem Anschlusselementpositionssicherstellglied (6) aus erstreckt und für das Angreifen mit einer Schulter (84) an dim Gehäuse (4) ausgebildet ist.
Elektrischer Verbinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Anschlusselementaufnahmekammer eine offene obere Fläche (24) hat und das Frontverrastungsglied (40) sich teilweise über der offenen oberen Fläche (24) erstreckt und das nach hinten weisende, flexible Verrastungsglied (70) sich von einer entgegengesetzten Position über der offenen oberen Fläche (24) erstreckt.
Elektrischer Verbinder (2) nach einem der Ansprüche 17, wobei das elektrische Anschlusselement (8) einen nach vorne gerichteten Kontaktbereich (8), einen Drahtcrimpabschnitt (92) und einen Zugentlastungsabschnitt (94) umfasst, wobei sich der hochstehende Vorsprung (98) dem nach vorne gerichtetem Kontaktbereich (8) nach oben erstreckt.
Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 8, wobei das elektrische Anschlusselement (8) ein inneres Kontaktglied (8) und eine äußere kastenförmige Schutzabdeckung umfasst, wobei der hochstehende Vorsprung (98) sich von der äußeren kastenförmigen Schutzabdeckung nach oben erstreckt.
Elektrischer Verbinder (2) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der hochstehende Vorsprung (98) eine sich nach hinten erstreckende rampenförmige Fläche (100) und eine obere Fläche (102) aufweist.