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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine aktivierbare elektrische Steckverbindung
zur elektromechanischen Verbindung eines Airbaganschlusses, umfassend
ein erstes Verbindungsorgan mit wenigstens einem ersten Kontaktstück, wenigstens
einen Kurzschlusskontakt, ein zweites separates Verbindungsorgan
mit wenigstens einem Gegenkontaktstück und einen Aktivierungskörper.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen aktivierbaren elektrischen Verbindungsstecker
einer Steckverbindung für
einen Airbaganschluss umfassend ein Verbindungsorgan mit wenigstens
einem ersten Kontaktstück,
einem Kurzschlusskontakt und einen Aktivierungskörper.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum elektromechanischen Verbinden
einer aktivierbaren elektrischen Steckverbindung, insbesondere zum
Verbinden einer Steckverbindung eines Airbaganschlusses, wobei zunächst wenigstens
ein erstes Kontaktstück
eines ersten Verbindungsorgans kurzgeschlossen und damit die Steckverbindung
deaktiviert wird, anschließend
das erste Verbindungsorgan und ein zweites separates Verbindungsorgan
zusammengesteckt werden und das wenigstens eine erste Kontaktstück und wenigstens
ein Gegenkontaktstück des
zweiten Verbindungsorgans elektrisch leitend miteinander in Kontakt
gebracht werden, und danach die elektrische Steckverbindung aktiviert
wird, indem der Kurzschluss aufgehoben wird und das erste und das
zweite Verbindungsorgan gegen Auseinanderziehen gesichert werden.
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Bei
elektrischen Steckverbindern und Steckverbindungen, insbesondere
solchen, die im Automobilbereich eingesetzt werden, muss bei getrennten
Verbindungsorganen sichergestellt werden, dass die elektrischen
Kreise deaktiviert sind. Hierzu werden Kurzschlusskontakte eingesetzt,
welche die Kontaktstücke
des Verbindungssteckers kurzschließen.
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Derartige
Verbindungsstecker und Steckverbindungen werden insbesondere für Airbaganschlüsse verwendet,
um zu verhindern, dass der Airbag versehentlich aktiviert wird,
beispielsweise, wenn die Steckverbindung bei Wartungsarbeiten gelöst wird und
statische Aufladungen auftreten.
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Elektrische
Steckverbinder mit einer Kurzschlussbrücke sind aus dem Stand der
Technik bekannt, beispielsweise
WO 93/07662 A1 .
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Diese
Druckschrift betrifft einen Steckverbinder, der ein Gehäuse aus
einem isolierenden Material aufweist, in dem eine Mehrzahl von Kontaktkammern ausgebildet
ist. In die Kontaktkammern sind Kontakte einsetzbar. Parallel zu
diesen Kontaktkammern ist eine Reihe von Kontaktfedern vorgesehen,
wobei jede Kontaktfeder als Kurzschlussbrücke ausgebildet ist und zwei
benachbarte Kontakte kurzschließen kann.
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Die
Kurzschlussbrücke
der
WO 93/07662 A1 weist
eine große
Länge auf,
um einen langen Federarm realisieren zu können. Die große Länge der Kurzschlussbrücke führt dazu,
dass sie über
das Gehäuse übersteht
und durch ein getrennt vorgesehenes Gehäuseteil abgedeckt werden muss.
Ferner ist eine zusätzliche
Rastfeder erforderlich, um die Kurzschlussbrücke in dem Gehäuse festzulegen.
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Der
Steckverbinder der
WO
93/07662 A1 umfasst ferner ein ebenfalls aus Isoliermaterial
bestehenden Steckerkörper,
der mit einer Reihe von zum Einstecken in die Kontaktelemente bestimmten Kontaktstiften
und einer hierzu parallelen Reihe von aus Isoliermaterial bestehenden
Unterbrechungsstiften ausgebildet sind. Jeweils ein Unterbrechungselement
ist einer Kurzschlussbrücke
zugeordnet, so dass bei der Kupplung von Gehäuse und Steckerkörper eine
Kontaktfeder durch einen Unterbrechungsstift von den Kontaktelementen
abgehoben wird.
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Ein
weiterer Steckverbinder, bei dem ein Kontaktschluss durch eine Kurzschlussbrücke kontaktiert
ist, ist in der
US 4,978,311 gezeigt.
Diese Kurzschlussbrücke
ist mit zwei Schlaufen relativ kompliziert aufgebaut und erfordert
viel Platz und einen hohen Materialeinsatz.
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Demnach
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen
Verbindungsstecker bzw. eine elektrische Steckverbindung für einen Airbaganschluss
zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und sicherstellt, dass der
Anschluss sowohl elektrisch als auch mechanisch sicher zusammengeschlossen
und wieder gelöst
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird für
den eingangs genannten elektrischen Verbindungsstecker dadurch gelöst, dass
der Verbindungsstecker aus einer Montagestellung, in welcher der
wenigstens eine Kurzschlusskontakt das wenigstens eine ersten Kontaktstück kontaktiert, über eine Übergangsstellung,
in welcher der Aktivierungskörper
relativ zum Verbindungsorgan beweglich ist, in eine Endstellung überführbar ausgestaltet
ist, in welcher der wenigstens eine Kurzschlusskontakt durch den
Aktivierungskörper
vom wenigstens einen ersten Kontaktstück gelöst ist.
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Für die eingangs
genannte elektrische Steckverbindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
die Steckverbindung aus einer Montagestellung, in welcher der wenigstens
eine Kurzschlusskontakt das wenigstens eine erste Kontaktstück kontaktiert
und die beiden Verbindungsorgane voneinander getrennt sind, über eine Übergangsstellung,
in welcher das wenigstens eine erste Kontaktstück und das wenigstens eine
Gegenkontaktstück
elektrisch leitend miteinander in Kontakt stehen, das erste und das
zweite Verbindungsorgan zusammengesetzt sind und der Aktivierungskörper relativ
zum ersten und zweiten Verbindungsorgan beweglich ist, in eine Endstellung überführbar ausgestaltet
ist, in welcher der wenigstens eine Kurzschlusskontakt durch den Aktivierungskörper vom
wenigstens einem ersten Kontaktstück gelöst ist und das ersten und das
zweite Verbindungsorgan gegen Zug gesichert sind.
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Das
eingangs genannte Verfahren löst
die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass der Kurzschluss aufgehoben wird, indem ein an einem der Verbindungsorgane
angeordneter Aktivierungskörper
relativ zum ersten und zweiten Verbindungsorgan (6) bewegt
wird.
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Durch
diese überraschend
einfache Lösung wird
sichergestellt, dass man zunächst
die Verbindungsorgane der elektrischen Steckverbindung zusammensetzt
und den elektrischen Kontakt herstellt. Erst danach löst man durch
Bewegen des Aktivierungskörpers
den Kurzschlusskontakt vom elektrischen Kontaktstück und aktiviert
damit die Steckverbindung. Auf diese Weise entkoppelt man das Zusammenstecken
der Steckverbindungselement vom Aufheben des Kurzschlusses. Somit
ist sichergestellt, dass bei der Montage der elektrischen Steckverbindung
für einen
Airbaganschluss der Kurzschlusskontakt erst dann gelöst wird,
wenn die elektrischen Kontakte zusammengeschlossen sind. Ferner
kann beim Lösen
der Kontaktverbindung die Steckverbindung zunächst deaktiviert werden, bevor die
Verbindungsorgane voneinander getrennt werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte
Ausgestaltungen weiter entwickelt sein, die beliebig miteinander kombinierbar
sind. Auf die einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen und die damit
verbundenen Vorteile wird im Folgenden kurz eingegangen.
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Gemäß einer
ersten vorteilhaften Ausgestaltung kann der Aktivierungskörper in
der Montagestellung am ersten Verbindungsorgan angeordnet sein. Auf
diese Weise weist das erste Verbindungsorgan sowohl den Kurzschlusskontakt
als auch den Aktivierungskörper,
mittels welchem der Kurzschluss aufgehoben wird, auf, was eine besonders
kompakte Bauweise ermöglicht.
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Hierbei
bietet es sich an, der Aktivierungskörper vor dem Zusammenstecken
der Verbindungsorgane am ersten Verbindungsorgan in Richtung einer
Steckbewegung, entlang welcher das erste und zweite Verbindungsorgan
beim Übergang
von der Montagestellung in die Übergangsstellung
zusammengesteckt werden, zu verriegeln. So kann der Aktivierungskörper am
ersten Verbindungsorgan in der Montagestellung in Richtung der Steckbewegung verriegelt
sein, beispielsweise indem man vor dem Zusammenstecken des ersten
und zweiten Verbindungsorgans den Aktivierungskörper mit dem ersten Verbindungsorgan
verrastet. Auf diese Weise kann der Aktivierungskörper in
der Montagestellung am ersten Verbindungsorgan lösbar festgelegt werden, um
sicherzustellen, dass der Aktivierungskörper in der Montagestellung
verriegelt ist und die Steckverbindung beim Zusammensetzen der Verbindungsorgane
nicht aktivieren kann.
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Vorteilhafterweise
kann der Aktivierungskörper
eine Vorschubzunge aufweist, deren Zungenspitze sich in der Montagestellung
in Richtung der Steckbewegung an einem Rückhalteanschlag des ersten Verbindungselementes
abstützt.
Die Vorschubzunge ist ein Bereich des Aktivierungskörpers, welcher
an einer Außenseite
des ersten Verbindungsorgans anliegt, wenn der Aktivierungskörper am
ersten Verbindungsorgan in der Montagestellung angeordnet ist. Dadurch,
dass die Vorschubzunge sich am Rückhalte anschlag
in Richtung der Steckbewegung abstützt, wird vermieden, dass die
erfindungsgemäße Steckverbindung
beim Zusammengefügen
nicht aktiviert wird.
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Bei
Schließen
der elektrischen Steckverbindung werden das erste und das zweite
Verbindungsorgan zusammengesteckt. Um die Steckbewegung zu führen, kann
das erste Verbindungsorgan wenigsten eine Führungsnut aufweisen, welche
die Richtung der Steckbewegung vorgibt. Das zweite Verbindungsorgan
kann wenigstens ein Entriegelungsorgan zum Entriegeln des verriegelten
Aktivierungskörpers
vom ersten Verbindungsorgan (4) aufweisen, so dass die
Verschiebung der Entriegelungsnase in der Führungsnut das korrekte Zusammenstecken
der Verbindungsorgan sicherstellt.
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Somit
wird auf einfache Weise und in kompakter Bauform sichergestellt,
dass in der Montagestellung die Richtung der Steckbewegung vorgegeben
ist, nämlich
durch die Ausrichtung der Führungsnut.
Der Aktivierungskörper
kann jedoch in der Montagestellung nicht relativ zum Verbindungsstecker bewegt
werden, weil die Vorschubzunge in Steckrichtung an den Rückhalteanschlag
anstößt und somit
in Steckrichtung verriegelt ist.
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Um
die mechanische Verbindung in der Übergangsstellung zu gewährleisten,
können
in der Übergangsstellung
das erste und zweite Verbindungsorgan durch ein Befestigungsmittel
miteinander gegen Auseinanderziehen gesichert werden, vorzugsweise
indem die Verbindungselemente verrastet werden. Das Verrasten der
Verbindungsorgane ist insofern vorteilhaft, als dadurch eine mechanisch
sichere, aber einfach lösbare
Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungsstecker als erstem Verbindungsorgan
und dem zweiten Verbindungsorgan, beispielsweise einer Stiftwanne,
hergestellt wird.
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Die
vorliegende Erfindung kann vorsehen, den Aktivierungskörper nach
oder beim Sichern der Verbindungsorgane gegen Auseinanderziehen
zu entriegeln. Es ist insbesondere vorteilhaft, der Kurzschluss
erst dann aufzuheben, wenn das erste und das zweite Verbindungsorgan
gegen Auseinanderziehen gesichert sind. Auf diese Weise ist gewährleistet,
dass die Steckverbindung im deaktivierten Zustand elektromechanisch
zusammengesetzt ist, bevor sie aktiviert wird.
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Dies
kann in einer Ausgestaltung dadurch erreicht werden, dass das zweite
Verbindungsorgan kann wenigstens ein Entriegelungsorgan aufweisen, welches
die Festlegung des Aktivierungskörpers
am ersten Verbindungsorgan lösbar
ausgestaltet. Das Entriegelungsorgan kann als Entriegelungsnase
ausgebildet sein, die in die wenigstens eine Führungsnut einsetzbar ausgestaltet
ist. Das erste Verbindungsorgan kann wenigstens eine Führungsnut
aufweist, in welche in der Montagestellung eine Auslenknase, die an
der Vorschubzunge ausgebildet ist, eingreift. Gemäß dieser
Ausführung
könne in
der Übergangsstellung
die Entriegelungsnase und die Auslenknase in Steckrichtung zusammenfallen,
wobei die Entriegelungsnase in der Führungsnut und die Auslenknase außerhalb
der Führungsnut
angeordnet und die Zungenspitze radial zur Steckrichtung vom Rückhalteanschlag
beabstandet sein.
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Diese
Ausgestaltungen ermöglichen
es auf konstruktiv einfache Weise und in kompakter Bauform, den
Aktivierungskörper
der Übergangsstellung freigegeben
und die Steckverbindung zu aktivieren. Ferner kann der Aktivierungskörpers im
Zuge der Steckbewegung, mit welcher die Verbindungsorgane zusammengesteckt
werden, relativ zum ersten und zweiten Verbindungsorgan verschoben
wird. Das Verbinden und Aktivieren der Steckverbindung erfolgt somit
nacheinander in einer fließenden
Steckbewegung mit welcher die Steckverbindung aus der Montagestellung über die Übergangsstellung
in die Endstellung überführt werden
kann.
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Um
den elektromechanischen Zusammenschluss der elektrischen Steckverbindung
in der Endstellung zu gewährleisten,
kann der Aktivierungskörper
mit wenigstens einem der Verbindungsorgane, vorzugsweise mit dem
ersten Verbindungsorgan nach dem Aktivieren der elektrischen Steckverbindung
verrastet werden.
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In
einer Ausgestaltung kann die Vorschubzunge wenigstens eine Rastöffnung aufweist,
in welche wenigstens eine Rastnase in der Endstellung eingreift.
Dadurch ist auf einfache Weise die Endverrastung des Aktivierungskörpers in
der Endstellung sichergestellt, so dass sämtliche Elemente der Steckverbindung
in der Endstellung miteinander gegen Zug gesichert sind. Gegen Zug
gesichert bedeutet, dass die Verbindungsorgane der Steckverbindung
nicht auseinander gezogen und voneinander getrennt werden können.
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Vorteilhafterweise
kann die Rastnase den Rückhalteanschlag
des Verbindungssteckers bzw. der Steckverbindung ausbilden. Nachdem
die Auslenknase der Verschlusszunge die Entriegelungsnase des zweiten
Verbindungsorgans in Richtung der Steckbewegung passiert hat, fallen
die Rastöffnungen
der Vorschubzunge mit der wenigstens einen Rastnase, welche vorher
den Rückhalteabsatz
ausbildete, zusammen. So wird auf einfache Weise erreicht, dass
der Aktivierungskörpers
in der Endstellung am ersten Verbindungsorgan festgelegt ist. Selbstverständlich kann
der Aktivierungskörper
auch am zweiten Verbindungsorgan festgelegt werde und es ist auch
möglich
ein Verrastung für
die Verbindung der ersten Verbindungsorgans, des zweiten Verbindungsorgans
und des Aktivierungskörpers
anzuwenden
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Um
zu vermeiden, dass die mechanische Verbindung zwischen dem ersten
und dem zweiten Verbindungsorgan gelöst wird, wenn der Aktivierungskörper in
der Kontaktverbindungsstellung am Verbindungsstecker verrastet ist,
kann der Aktivierungskörper
eine Verbindungssicherung aufweisen, welche das Befestigungsmittel
in der Endstellung nach außen
abschirmt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass beim Lösen der
elektrischen Steckverbindung zunächst
der Aktivierungskörper
entriegelt und der Steckverbinder deaktiviert wird, bevor auch die
zuggesicherte Verbindung zwischen den Verbindungsorganen gelöst und die
Steckerteile getrennt werden können.
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert. Die
unterschiedlichen Merkmale können
dabei unabhängig
voneinander kombiniert oder weggelassen werden, wie dies oben bei
den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
Es zeigen:
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1 eine
Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungssteckers und
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Steckverbindung;
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2 eine
perspektivische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A
der 1 der elektrischen Steckverbindung beim Übergang
von der Montagestellung in die Übergangsstellung;
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3 eine
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 1 der
elektrischen Steckverbindung beim Übergang von der Montagestellung
in die Übergangsstellung;
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4 eine
perspektivische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A
der 1 der elektrischen Steckverbindung in der Übergangsstellung;
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5 eine
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 1 der
elektrischen Steckverbindung in der Übergangsstellung;
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6 eine
perspektivische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A
der 1 der elektrischen Steckverbindung in der Endstellung;
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7 eine
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 1 der
elektrischen Steckverbindung in der Endstellung; und
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8 eine
perspektivische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A
der 1 des elektrischen Verbindungssteckers in der
Montagstellung.
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1 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen aktivierbaren
elektrischen Steckverbindung 1. Die elektrische Steckverbindung
umfasst einen elektrischen Verbindungsstecker 2 und einen
mit diesem korrespondierenden Gegenstecker 3. Der Gegenstecker 3 ist
typischerweise eine als Zündpille
bezeichnete Aktivierungseinrichtung eines Airbags, Gurtstraffers
oder dergleichen.
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Der
elektrische Verbindungsstecker 2 umfasst ein erstes Verbindungsorgan 4,
das als Buchsengehäuse 4 mit
einer Vielzahl von Kontaktkammern 5 versehen ist. Das Buchsengehäuse kann
in einer Steckbewegung in Richtung S mit dem zweiten Verbindungsorgan 6,
das als Stiftwanne 6 ausgebildet ist, zusammengefügt werden.
Dabei werden das Buchsengehäuse 4 und
die Stiftwanne 6 so ineinander gesteckt, dass die Kontaktkammern 5 zumindest abschnittsweise
im Kontaktierungsraum 9 der Stiftwanne angeordnet sind.
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Die
Stiftwanne ist mit einem Wannenboden 7 und einem Wannenmantel 8 versehen,
welche den in 1 nicht erkennbaren Kontaktierungsraum 9 ausbilden.
Der Wannenmantel weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
mit abgerundeten Ecken auf.
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Eine
Längswand
des Wannenmantels 8 ist als Montageseite 10 der
Stiftwanne 6 mit einer Rastnase 11 und zwei Entriegelungsnasen 12 versehen. Die
Rastnase 11 ist ein nach außen aus der Montageseite 10 herausragender
Vorsprung, der mittig bezogen auf die Breite der Montageseite 10 und
auf etwa 2/3 bis ¾ der
Höhe des
Kontaktierungsraums 9 – in
Steckrichtung S vom offenen Ende des Wannenmantels 8 in
Richtung Wannenboden 7 – angeordnet ist. Die Rastnase 11 weist
eine sich aus der Montageseite 10 erhebende Schräge auf und
schließt
in einer im Wesentlichen senkrecht zu Montageseite 10 und Steckrichtung
S liegenden Verrastungsfläche
ab.
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Die
beiden Entriegelungsnasen 12 sind, bezogen auf die Montageseitenbreite,
rechts und links zur Rastnase 11 versetzt angeordnet. Bezogen
auf die Kontaktierungsraumhöhe
sind die beiden Entriegelungsnasen 12 von der offenen Stiftwannenseite etwa
1/3 bis ½ der
Gesamthöhe
beabstandet. Die Entriegelungsnasen 12 ragen im Wesentlichen
trapezförmig
aus der Montageseite 11 heraus.
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Das
Buchsengehäuse 4 weist
eine Vielzahl von Kontaktkammern 5 auf, welche sich im
Wesentlichen in Steckrichtung S erstrecken. Das Buchsengehäuse 4 ist
auf den Wannenmantel 8 der Stiftwanne 6 in Steckrichtung
S so aufsteckbar, dass eine Montageseite 13 des Buchsengehäuses an
der Außenseite
der Montageseite 10 in der Stiftwanne 6 entlang gleitet.
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Die
Montageseite 13 des Buchsengehäuses 4 ist mit einer
der Rastnase 11 entsprechenden Gegenraste 14,
zwei Führungsnuten 15,
zwei Vorrastnasen 16 sowie zwei Endrastnasen 17 versehen.
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Die
Gegenraste 14 steht, wie auch die Vorrastnasen 16 und
die Endrastnasen 17, im Wesentlichen senkrecht aus der
Montageseite 13 des Buchsengehäuses 4 hervor. Die
Gegenraste 14 ist mittig der Montageseitenbreite des Buchsengehäuses 4 angeordnet und
liegt endständig
an dem Rand, an welchem das Buchsengehäuse 4 auf die offene
Seite der Stiftwanne 6 aufgesetzt wird.
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Die
Führungsnuten
erstrecken sich im Wesentlichen entgegen der Steckrichtung S, ausgehend vom
aufzusetzenden Ende des Buchsengehäuses bis kurz vor das gegenüberliegende
Ende des Buchsengehäuses 4.
Bezüglich
der Gegenraste 14 sind die im Wesentlichen parallel verlaufenden
Führungsnuten 15 jeweils
zu einer Seite versetzt ausgebildet.
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Zwei
im Wesentlichen quaderförmige
Vorsprünge
bilden die Endrastnasen 17 aus. Die Endrastnasen 17 sind
im Wesentlichen zentral in der Montageseite 13 angeordnet
und liegen in Steckrichtung S gesehen jeweils zwischen einer der
beiden Führungsnuten 15 und
der Gegenraste 14.
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Die
beiden Vorrastnasen 16 sind in Richtung der Montagenseitenbreite
außen,
jenseits der Führungsnuten 15 angeordnet.
In Steckrichtung S liegen die Vorrastnasen 16 im Wesentlichen
mittig der Buchsenlänge
und vor den Endrastnasen 17. In Steckrichtung S betrachtet
liegen somit von links nach rechts eine erste Vorrastnase 16,
die erste Führungsnut 15,
die erste Endrastnase 17, die Gegenraste 14, die
zweite Endrastnase 17, die zweite Führungsnut 14 und abschließend die
zweite Vorrastnase 16.
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Das
Buchsengehäuse 4 bildet
zusammen mit einem Aktivierungskörper 18 den
elektrischen Verbindungsstecker 2. Der Aktivierungskörper 18 ist in
der dargestellten Ausführungsform
als Verbindungssicherungselement (CPA: connection position assurance)
ausgebildet. Das CPA-Element 18 wird auf das Buchsengehäuse 4 in
Steckrichtung S aufgesteckt und mit dem Buchsengehäuse 4 in
einer Vorübergangsstellung
Ia vorverrastet, wie in 8 dargestellt ist.
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Vor
der Verbindung des CPA-Elementes 18 mit dem Buchsengehäuse 4 werden
in 1 nicht zu sehende erste Kontaktstücke 29,
die in den Kontaktkammern 5 angeordnet sind, an die elektrischen
Leitungen des Airbagsystems angeschlossen. Auf diese Weise bildet
der Aktivierungskörper 18 ein
das Buchsengehäuse 4 einseitig
verschließendes
Element, welches ferner der Kabelführung dient. Weiterhin stellt
der Aktivierungskörper 18 den
Körper
sicher, dass beim Verbinden des aktivierbaren elektrischen Verbindungssteckers 2 mit
dem Gegenstecker 3 zunächst
eine mechanische Verbindung und erst danach die Aktivierung der
elektrischen Verbindung erfolgt.
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Der
Aktivierungskörper 18 weist
eine Montageseite 20 mit einer Vorschubzunge 19 sowie
wenigsten einen in 1 nicht sichtbaren Aktivierungsstift 21 auf.
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Der
Aktivierungskörper 18 wird
in Steckrichtung S auf das Buchsengehäuse 4 aufgesetzt und der
elektrische Steckverbinder 2 dabei in die in 8 zu
sehende Montagestellung 1 überführt.
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Bei
Aufsetzen werden zwei Führungsschienen 22 des
Aktivierungskörper 18 über zwei
korrespondierende Führungsleisten 23 des
Buchsengehäuses 4 geschoben.
Die Führungsleisten 23 sind
seitlich an der Montageseite 13 des Buchsengehäuses 4 ausgebildet
und verlaufend im Wesentlichen in Steckrichtung S. Die Führungsschienen 22 schließen sich
seitlich an die Montageseite 20 des Aktivierungskörpers 18 an.
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In
der Montageseite 20 des CPA-Bauelementes 18 sind
zwei den Vorrastnasen 16 entsprechende Vorrastöffnungen 24 ausgebildet.
Bezogen auf die Länge
des CPA-Bauelementes 19,
in Steckrichtung S betrachtet, liegen die Vorrastöffnungen 24 etwa
1/6 bis 1/5 vor dem Ende der Montageseite 20, welche außen auf
die Montageseite 13 des Buchsengehäuses 4 aufgesetzt
wird.
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Die
Vorschubzunge 19 ist in der Montageseite 20 des
Aktivierungskörpers 18 angeordnet
und einseitig an dem Ende befestigt, welches der auf das Buchsengehäuse 4 aufzusteckenden
Seite gegenüberliegt.
Die Vorschubzunge 19 ist, bezogen auf die Breite der Montageseite 20,
zentral angeordnet und erstreckt sich in etwa über die Hälfte der Montagenseitenbreite.
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Die
auslenkbare Zungenspitze 37 der Vorschubzunge 19 ist
mit zwei Endrastöffnungen 24 versehen,
die den Endrastnasen 17 des Buchsengehäuses 4 entsprechen.
Die Endrastöffnungen 25 liegen in
Steckrichtung S vor den Vorrastöffnungen 24,
wobei die bei den Vorrastöffnungen 24 und
die Endrastöffnungen 25 in
Steckrichtung S im Wesentlichen bündig aufeinander folgen.
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Die
Vorschubzunge 19 ist von einem Rahmenelement 26 der
Montageseite 20 seitlich eingefasst. Das Rahmenelement 26 ragt
an drei Seiten, der Befestigungsseite der Vorschubzunge sowie den dazu
senkrecht verlaufenden Seiten, im Wesentlichen senkrecht, vom seitlichen
Rand der Vorschubzunge 19 ausgehend aus der Montageseite 20 heraus.
An der Aufsteckseite des Aktivierungskörpers 18 ist das Rahmenelement 26 haubenförmig als
Verbindungssicherung 27 ausgebildet.
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Das
Rahmenelement 26 dient dazu, die Auslenkung der Vorschubzunge
senkrecht zur Montageseite zu führen,
worauf, wie auch auf die Funktion der Verbindungssicherung 27,
nachfolgend im Detail eingegangen wird.
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8 zeigt
eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 1 des
elektrischen Verbindungssteckers 2 in der Montagestellung
I, welche auf die in 1 gezeigte Stellung folgt, in
welcher die Verbindungssteckerteile 4, 18 separat
vorliegen. In der Montagestellung I ist der Aktivierungskörper 18 in Steckrichtung
S auf das Buchsengehäuse 4 gesteckt.
Die Steckerelemente 4, 18 sind über die
Vorrastnasen 16 und die Vorrastöffnungen 24 miteinander
verrastet.
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In 8 ist
der vormontierte elektrische Verbindungsstecker 2 zu sehen.
Die Vorschubzunge 19 liegt in dieser Position außen an der
Montageseite 13 des Buchsengehäuses 4 an und erstreckt
sich im Wesentlichen in Steckrichtung S. In 8 ist ferner ein
Aktivierungsstift 21 des Aktivierungskörpers zu erkennen. Der Aktivierungsstift
erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Vorschubzunge 19,
also ebenfalls in Steckrichtung S und ist, wie die Vorschubzunge 19,
einseitig am CPA-Deckel 28 befestigt. Im Unterschied zur
Vorschubzunge 19, die im Randbereich des Deckels 28 ausgeformt
ist, liegt der Aktivierungsstift 21 in der Mitte des Deckels 28,
so dass er beim vormontierten elektrischen Verbindungsstecker 2 in den
Kontaktierungsraum 9 des Buchsengehäuses 4 hineinragt.
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In 8 ist
ferner zu erkennen, dass die Vorschubzunge 19 an ihrem
auslenkbaren Ende einen Auslenkhaken bzw. eine Auslenknase 35 aufweist. Die
Auslenknase 35 ist in der Führungsnut 15 der Montageseite 13 des
Buchsengehäuses 4 angeordnet.
Das auslenkbare Ende der Vorschubzunge 19, die Zungenspitze 37,
stützt
sich in Steckrichtung S auf der Endrastnase 17 abstützt. Die
Endrastnase 17 bildet in der Montagestellung I einen Rückhalteanschlag 39 aus,
welcher den Vorschub des Aktivierungskörpers 18 blockiert
und den Aktivierungskörper 18 am
Buchsengehäuse 4 in
Steckrichtung S festgelegt.
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8 zeigt
ferner eines der Kontaktstücke 29 des
Verbindungssteckers 2. Das Kontaktstück 29 ist als Kontaktklammer 29 ausgebildet
und in einer der Kontaktkammern 5 des Buchsengehäuses 4 angeordnet.
Der Kontaktklammer 29 ist ein Kurzschlusskontakt 30 zugeordnet,
der die beiden Klammerarme der Kontaktkammer 29 kurzschließend kontaktiert.
Die Kurzschlussbrücke 30 verhindert, dass
bei Wartungsarbeiten am Airbaganschluss eine Fehlauslösung des
Airbagsystem erfolgt.
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Der
Kurzschlusskontakt 30 umfasst ein im Wesentlichen U- bzw.
V-förmiges
Federelement 31 mit zwei Federschenkeln 32 und 33.
Der erste Federschenkel 32 ist im Wesentlichen linear geformt.
An seinem freien Ende weist der Federschenkel 32 eine Schräge 40 auf,
die etwa um 45° zum
Federschenkel 32 abgewinkelt ist, und die Kontaktklammer 29 des Verbindungssteckers 2 kontaktiert.
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Der
erste Federschenkel 32 ist in einer sich im Wesentlichen
in Steckrichtung S erstreckenden Federkammer 34 des Buchsengehäuses 4 angeordnet,
Lediglich die Schräge 40 des
ersten Federschenkels 32 ragt aus der Federkammer 34 heraus,
um die Kontaktklammer zu kontaktieren.
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Der
Verbindungsbereich 41, an dem die beiden Federschenkel 32, 33 zusammentreffen,
ist ebenfalls in der Federkammer 34 angeordnet. Vom Verbindungspunkt 41 aus
erstreckt sich der zweite Federschenkel 33 im Wesentlichen
bogenförmig
und leicht schräg
zur Steckrichtung S, wobei sich das freie Ende des zweiten Federschenkels 33 in
Steckrichtung S auf einem Federabsatz 35 des Buchsengehäuses 4 abstützt. Der
Aktivierungsstift 21 ist dem zweiten Federschenkel 33 des
Federelementes 31 zugeordnet und in der Montagestellung
I vom Federelement 31 entgegen der Steckrichtung S beabstandet
angeordnet.
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Auch
wenn in 8 lediglich eine Kontaktkammer 5 mit
einem Kontaktstück 29 und
einem diesem zugeordneten Kurzschlusskontakt 30 sowie mit einem
den Kurzschlusskontakt 30 betätigbaren Aktivierungsstift 21 dargestellt
ist, kann der erfindungsgemäße Verbindungsstecker 2 selbstverständlich mehrere
solcher aktivierbaren Kontakte aufweisen.
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In
den 2 und 3 ist eine perspektivische Schnittdarstellung
bzw. eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 1 der
erfindungsgemäßen Steckverbindung
gezeigt. Die 2 und 3 zeigen
die Steckverbindung 1 beim Übergang von der Montagestellung
I, in welcher die Verbindungsorgane 4 und 6 getrennt
vorliegen, in die Übergangsstellung
II. In den 2 und 3 ist der
elektrische Verbindungsstecker 2 der 8 auf
die als Gegenstecker 3 ausgestaltete Stiftwanne 6 aufgesetzt,
mit dieser jedoch elektrisch nicht verbunden ist.
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Die
Montageseite 13 des Buchsengehäuses 4 liegt außen an der
Montageseite 10 der Stiftwanne 6 an. Dabei sind
die Entriegelungsnasen 12 der Stiftwanne 6 den
Führungsnuten 15 des
Buchsengehäuses 4 zugeordnet.
Die Entriegelungsnasen 12 werden beim Verbinden der Steckers 2 mit
dem Gegenstecker 3 in den Führungsnuten 15 geführt. Die
Führungsnuten 15 geben
somit die Richtung der Steckbewegung S vor.
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Ferner
ist zu erkennen, dass im einseitig offenen Kontaktierungsraum 9 eine
Vielzahl von Kontaktstiften 36 angeordnet sind. Die Kontaktstifte 36 erstrecken
sich vom Wannenboden 7 ausgehend im Wesentlichen entgegen
der Steckrichtung S, wobei jeweils ein Kontaktstift 36 einer
Kontaktkammer 5 des Buchsengehäuses 4 zugeordnet
ist.
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Dadurch,
dass die auslenkbare Zungenspitze 37 der Vorschubzunge 19 sich
in Steckrichtung S am Rückhalteanschlag 39 der
Endrastnasen 17 abstützt,
wird eine in Steckrichtung S wirkende Steckkraft vom Aktivierungskörper 18 auf
das Buchsengehäuse 4 übertragen,
wenn der elektrische Verbindungsstecker 2 auf den Gegenstecker 3 aufgesteckt und
aus der Montagestellung I in die Übergangsstellung II, welche
in den 4 und 5 dargestellt ist, überführt wird.
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4 zeigt
die Übergangsstellung
II der elektrischen Steckverbindung 1 in einer perspektivischen
Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A, 5 in
einer Schnittdar stellung entlang der Schnittlinie A-A, wobei für Teile,
deren Aufbau und/oder Funktion ähnlich
oder identisch zu Teilen der vorherigen Abbildung ist, dieselben
Bezugszeichen verwendet werden.
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In
der Übergangsstellung
II ist der elektrische Verbindungsstecker 2 mit dem Gegenstecker 3 zuggesichert
verbunden. Dazu ist die Rastnase 11 mit der Gegenraste 14 verrastet.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass Stecker 2 und
Gegenstecker 3 erst dann durch Auseinanderziehen voneinander
getrennt werden können,
wenn die Verrastung 11, 14 vorher gelöst wurde.
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In
der Übergangsstellung
II ist die Kontaktklammer 29 mit dem Kontaktstift 36 elektrisch
leitend verbunden. Jedoch ist der elektrische Kontakt zwischen der
Kontaktklammer 29 und dem Gegenkontaktstück 36 durch
die Kurzschlussbrücke 30 deaktiviert,
welche nach wie vor die Kontaktarme der Kontaktklammer 29 kurzschließt.
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Im
Unterschied zur Montagestellung I ist in der Übergangsstellung der Aktivierungskörper 18 relativ
zu den beiden Verbindungsorganen 4 und 6 beweglich
und zwar im Wesentlichen in Steckrichtung S verschiebbar.
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In
der Übergangsstellung
II fällt
die Auslenknase 35 der Vorschubzunge 19 des Buchsengehäuses 4 mit
der Entriegelungsnase 12 des Gegensteckers 3 in
der Führungsschiene 15 zusammen.
Die Entriegelungsnase 12 verdrängt die Auslenknase 35 aus
der Führungsnut 15,
wodurch die Zungenspitze 37 der Vorschubzunge 19 seitlich
ausgelenkt und in Steckrichtung S neben den Rückhalteanschlag 39 der
Rastnase 17 bewegt wird. Diese Auslenkung hat zur Folge,
dass die Vorschubzunge 19 sich in Steckrichtung S nicht
mehr an der Endrastnase 17 abstützt. Der Aktivierungskörper ist
in der Übergangsstellung
entriegelt, kann die Steckbewegung in Steckrichtung S fortführen und
relativ zu den miteinander verbundenen Verbindungsorgane 4 und 6 verschoben
werden.
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Beim
Zusammenstecken des elektrischen Verbindungssteckers 2 mit
den Gegenstecker 3 in Steckrichtung S wird die Aufsteckkraft
zunächst
vom Aktivierungskörper 18 auf
das Buchsengehäuse 4 übertragen,
bis das Buchsengehäuse 4 und
die Stiftwanne 5 in der Übergangsstellung zusammengesteckt
und miteinander zuggesichert verbunden sind.
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Beim
Zusammenstecken werden die elektrischen Kontaktstücke 29, 36 elektrisch
leitend verbunden. Die elektrische Leitung ist aber noch durch das
Kurzschlusselement 30 unterbrochen.
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Bis
zu dieser Übergangsstellung
II ist der Aktivierungskörper 18 in
Steckrichtung S am Buchsengehäuse 4 unbeweglich
festgelegt. Mit oder nach Erreichen der Übergangsstellung II wird der
Aktivierungskörper 18 freigegeben
und kann in Steckrichtung S relativ zum Buchsengehäuse 4 und
der Stiftwanne 6 verschoben werden, da der Steckdruck nicht
mehr auf das Gehäuse 4 übertragen
wird.
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Die
weitere Montage und Aktivierung der elektrischen Steckverbindung 1 erfolgt
durch Ausüben
bzw. Fortführen
des Steckdruckes in Steckrichtung S auf den Aktivierungskörper 18,
wobei durch die Bewegung des Aktivierungskörpers 18 die elektrische
Steckverbindung aus der Übergangsstellung
II der 4 und 5 in die Endstellung III, welche
in den 6 und 7 gezeigt ist, überführt wird.
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Im
Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zwischen der Übergangsstellung
II der 4 und 5 und der Endstellung III der 6 und 7 eingegangen.
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An
der Montageseite ist zu erkennen, dass die Vorschubzunge 19 aus
der ausgelenkten Position der Übergangsstellung
II wieder in die ursprüngliche Ebene
der Montageseite zurück
gebogen ist. Dabei sind die Auslenknasen 35 wieder in den
Führungsnuten 15 angeordnet.
Im Unterschied zur den 2 und 3 liegen
die Auslenknasen 35 in Steckrichtung S nicht vor, sonder
hinter der Entriegelungsnase 12 der Stiftwanne 6.
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Des
weiteren ist insbesondere in 6 zu erkennen,
in der Endstellung III die Endrastnasen 17 des Buchsengehäuses 4 in
den Endrastöffnungen 25 der
Vorschubzunge 19 angeordnet sind. Auf diese Weise ist der
Aktivierungskörper 18 am
Buchsengehäuse 4 endverrastet.
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Die
Verbindungssicherung 27 des Rahmenelementes 26 schirmt
die Rastvorrichtung 11, 14, welche das Buchsengehäuse 4 und
die Stiftwanne 6 aneinander fixiert, nach außen ab.
Die Verbindungssicherung 27 verhindert als den Zugriff
auf die Rastvorrichtung 11, 14 in der Endstellung
III. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Buchsengehäuse 4 und Stiftwanne 6 erst
dann voneinander gelöst
werden können,
wenn der Aktivierungskörper 18 zurück in die Übergangsstellung
versetzt wird. Dies bedeutet, dass auch die elektrischen Kontaktstücke 29, 36 erst dann
voneinander gelöst
werden können,
wenn der Aktivierungskörper
die Kurzschlussbrücke 30 die Kontaktklammer 29 in
die Übergangsstellung
kontaktiert und eine Fehlauslösung
des Airbagsystem verhindert wird.
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Ferner
ist in den 6 und 7 zu erkennen,
dass der Kurzschlusskontakt 30 durch den Aktivierungskörper 18,
genauer dessen Aktivierungsstift 21 von der Kontaktklammer 29 gelöst ist.
Das Lösen des
Kurzschlusskontaktes 30 vom Kontaktstücke 29 erfolgt beim Übergang
von der Übergangs-
II in die Endstellung III durch Verschieben des Aktivierungskörpers 18 in
Steckrichtung S.
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Der
Vorschub der Aktivierungskörper 18 bedingt
ein Verschieben des Aktivierungsstiftes 21. Dabei drückt der
Aktivierungsstift 21 auf den bogenförmigen zweiten Federschenkel 33,
presst diesen gegen den Federabsatz 40 und weitet die Krümmung des
Bogens des zweiten Federschenkels 33 auf. Da der Federschenkel
lediglich entgegen der Steckrichtung S die Druckkraft ableiten kann,
verschiebt sich der Verbindungsbereich 41 des Federelementes 31 entgegen
der Einsteckrichtung S in der Federkammer 34 nach oben.
Die Verschiebung des Verbindungsbereichs 41 zieht den ersten
Federschenkel 32 entgegen der Steckrichtung S mit, wodurch
die Schräge 40 am
freien Ende des ersten Federschenkels 32 von der Kontaktklammer 29 abhebt.
Der Kurzschluss ist getrennt.
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So
erreicht man auf konstruktiv einfache Weise, dass beim Zusammenstecken
der elektrischen Steckverbindung 1 in Steckrichtung S das
Federelement 31 entgegen der Steckrichtung S vom Kontaktstück 29 abgehoben
wird.
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Der
erfindungsgemäße elektrische
Verbindungsstecker 2 bzw. die erfindungsgemäße elektrische
Steckverbindung 1 gewährleistet
auf konstruktiv einfache Weise eine sowohl in elektrischer als auch in
mechanischer Hinsicht gesicherte Verbindung des Anschlusses.
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Dabei
wird zunächst
die mechanische Verbindung des elektrischen Verbindungssteckers
mit dem Gegenstecker 3 realisiert, wobei das Kontaktstück 29 des
Verbindungssteckers 2 mit dem Gegenkontaktstück 36 des
Gegensteckers 3 elektrisch leitend verbunden wird. Die
elektrische Verbindung ist jedoch durch den Kurzschlusskontakt 30 unterbrochen.
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Erst
nachdem der Stecker 2 mit dem Gegenstecker 3 korrekt
und zuggesichert mechanisch und elektrisch verbunden ist, kann der
Aktivierungskörper 18 bewegt
werden, um die elektrische Steckverbindung 1 zu aktivieren,
indem die Kurzschlussbrücke 30 vom
Kontaktstück 29 abgehoben
wird. Somit ist sichergestellt, dass der Kurzschluss erst nach erfolgter Kontaktierung
der Steckverbindungselemente erfolgt, wodurch eine Fehlauslösung des
Airbagsystems bei der Montage oder Wartung des Airbaganschlusses
verhindert wird.