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Der vorliegend beschriebene Gegenstand betrifft im Allgemeinen elektrische Verbinder und befasst sich im Spezielleren mit elektrischen Verbindern mit schwimmend gelagerten Ausrichtungselementen.
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Bei verschiedenen buchsenartigen Verbindern bzw. Verbinderbuchsen werden Einrichtungen verwendet, um Anschlüsse in ihrer Position zu verriegeln und sicherzustellen, dass sich die Anschlüsse in einer korrekten Position innerhalb des buchsenartigen Verbinders befinden. Bei einem solchen Bereich handelt es sich um das Gebiet der Kraftfahrzeuge, auf dem die Anwendung typischerweise ein Verriegelungssystem zum Verriegeln der Anschlüsse in ihrer Position sowie eine Anschlusspositions-Gewährleistungsvorrichtung (TPA) verlangt, die sicherstellt, dass sich die Anschlüsse in einer korrekten Position in Längsrichtung innerhalb der jeweiligen Hohlräume befinden. Typischerweise wirken das Verriegelungssystem und die TPA-Vorrichtung zusammen, um eine Verbindung mit einem entsprechenden steckerartigen Verbinder, bei dem einige der Leitungen aufgrund eines nicht vollständigen Einsetzens von einem oder mehreren Anschlüssen offen sind, zu verhindern.
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Einige bekannte buchsenartige Verbinder können eine Ausrichtungsplatte innerhalb des Verbindungshohlraums aufweisen, der den steckerartigen Verbinder aufnimmt. Die Ausrichtungsplatte befindet sich im Inneren des Verbindungshohlraums und stützt die Enden der Anschlüsse ab, um ein Anstoßen während der Verbindung mit dem steckerartigen Verbinder zu verhindern. Beim Einbringen des steckerartigen Verbinders in den Verbindungshohlraum wird die Ausrichtungsplatte in eine vollständig eingesetzte Position bewegt, und die Anschlüsse werden in dem Verbindungshohlraum vollständig freitragend angeordnet und mit dem steckerartigen Verbinder verbunden.
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Bekannte buchsenartige Verbinder mit Ausrichtungsplatten sind nicht ohne Nachteile. Beispielsweise beim Trennen der steckerartigen Verbinder und Entfernen von diesen aus dem Verbindungshohlraum werden die Anschlüsse innerhalb des Verbindungshohlraums freigelegt. Wenn der steckerartige Verbinder nicht mehr mit dem buchsenartigen Verbinder in Verbindung steht, sind die Anschlüsse anfällig für Beschädigung aufgrund von fremden Gegenständen, die in den Verbindungshohlraum eingebracht werden. Wenn der steckerartige Verbinder wieder mit dem buchsenartigen Verbinder verbunden wird, sind die Anschlüsse anfällig für eine Beschädigung aufgrund eines Anstoßens.
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Die Lösung wird durch einen Verbinder geschaffen, der die in diesem untergebrachten Anschlüsse in zuverlässiger und wiederholbarer Weise schützt, wie dies vorliegend beschrieben wird. Der elektrische Verbinder beinhaltet ein dielektrisches Gehäuse mit einem Verbindungshohlraum, der sich zu einer Basiswand erstreckt, und zumindest einem Anschlusshohlraum, der sich durch die Basiswand hindurch zu dem Verbindungshohlraum erstreckt. Dabei ist der Anschlusshohlraum zum Aufnehmen eines Anschlusses konfiguriert, der einen sich in den Verbindungshohlraum hinein erstreckenden Stift aufweist. Eine primäre Anschlussverriegelung erstreckt sich von einer Innenwand des Gehäuses weg und ist dafür konfiguriert, an dem Anschluss anzugreifen, um den Anschluss in dem Anschlusshohlraum festzuhalten. Ein Ausrichtungselement ist in dem Verbindungshohlraum aufgenommen und besitzt eine Ausrichtungsplatte mit mindestens einer Öffnung, die mit einem entsprechenden Anschlusshohlraum ausgerichtet ist. Das Ausrichtungselement ist innerhalb des Verbindungshohlraums zwischen einer eingesetzten Position, in der die Ausrichtungsplatte sich in der Nähe der Basiswand befindet, und einer Abstützposition beweglich, in der die Ausrichtungsplatte von der Basiswand entfernt angeordnet ist. Eine Spitze bzw. ein Ende des Anschlusses ist innerhalb der Öffnung gehalten, wenn sich das Ausrichtungselement in der Abstützposition befindet, und eine Stiftbasis des Anschlusses ist innerhalb der Öffnung gehalten, wenn sich das Ausrichtungselement in der eingesetzten Position befindet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
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1 ein Verbindersystem mit einem steckerartigen Verbinder und einem buchsenartigen Verbinder in einer Ausbildung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
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2 eine perspektivische Frontansicht der in 1 gezeigten Steckeranordnung;
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3 eine perspektivische Frontansicht eines Gehäuses des in 1 gezeigten buchsenartigen Verbinders;
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4 ein Ausrichtungselement des in 1 gezeigten buchsenartigen Verbinders;
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5 eine fragmentarische Schnittdarstellung des buchsenartigen Verbinders, wobei sich das Ausrichtungselement in einer erweiterten Position befindet;
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6 eine fragmentarische Schnittdarstellung des buchsenartigen Verbinders, wobei sich das Ausrichtungselement in einer Abstützposition befindet;
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7 eine fragmentarische Schnittdarstellung des buchsenartigen Verbinders, wobei sich das Ausrichtungselement in einer Sitzposition befindet; und
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8 eine fragmentarische Schnittdarstellung des steckerartigen Verbinders in Verbindung mit dem buchsenartigen Verbinder.
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1 veranschaulicht ein Verbindersystem 10 mit einem steckerartigen Verbinder bzw. Verbinderstecker 12 und einem buchsenartigen Verbinder bzw. einer Verbinderbuchse 14 in einer Ausbildung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. Der Verbinderstecker 12 beinhaltet ein dielektrisches Gehäuse 16 und eine Mehrzahl von Anschlüssen 18, die in dem Gehäuse 16 gehalten sind. Die Verbinderbuchse 14 beinhaltet ein dielektrisches Gehäuse 20 und eine Mehrzahl von Anschlüssen 22, die in dem Gehäuse 20 gehalten sind. Der Verbinderstecker 12 und die Verbinderbuchse 14 werden derart miteinander verbunden, dass die Anschlüsse 18 mit den Anschlüssen 22 in Verbindung treten.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Verbinderbuchse 14 ein Ausrichtungselement 24, das die Anschlüsse 22 aufnimmt und diese für den Verbindungseingriff mit dem Verbinderstecker 12 ausrichtet. Das Ausrichtungselement 24 beinhaltet Verriegelungselemente 26, die das Ausrichtungselement 24 in dem Gehäuse 20 selektiv positionieren, wie dies im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. Das Ausrichtungselement 24 bildet ein schwimmend gelagertes Ausrichtungselement, das in dem Gehäuse 20 entlang der Anschlüsse 22 schwimmend beweglich ist. Beispielsweise kann das Ausrichtungselement 24 nach innen und nach außen entlang der Anschlüsse 22 schwimmend bewegt werden. Bei der Bewegung des Ausrichtungselements 24 nach innen, wird ein größerer Bereich der Anschlüsse 22 jenseits des Endes des Ausrichtungselements 24 freigelegt oder freitragend angeordnet. Bei einer Bewegung des Ausrichtungselements 24 nach außen wird ein größerer Bereich der Anschlüsse 22 abgestützt, so dass das Risiko einer Beschädigung der Anschlüsse 22, wie z. B. durch Anstoßen an den Enden der Anschlüsse 22 beispielsweise während des Transports oder der Handhabung der Verbinderbuchse 14 und/oder während der Verbindung der Verbinderbuchse 14 mit dem Verbinderstecker 12, vermindert wird. Wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, ist das Ausrichtungselement 24 zwischen einer Anschlussabstützposition (z. B. einer nach außen bewegten Position) und einer Sitzposition (z. B. einer nach innen bewegten Postion) beweglich und kann von der Sitzposition zurück in die erweiterte Position bewegt werden. Bei einer exemplarischen Ausführungsform kann das Ausrichtungselement 24 auch die Funktion einer Anschlusspositions-Gewährleistungsvorrichtung (TPA) aufweisen.
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2 zeigt eine perspektivische Frontansicht der Steckeranordnung 12. Das Gehäuse 16 erstreckt sich zwischen einem Verbindungsende 30 und einem Anschlusseinsetzende 32. Das Gehäuse 16 beinhaltet eine Mehrzahl von Anschlusshohlräumen 34. Bei einer exemplarischen Ausführungsform erstrecken sich die Anschlusshohlräume 34 vollständig zwischen dem Verbindungsende 30 und dem Anschlusseinsetzende 32. Jeder Anschlusshohlraum 34 ist zum Aufnehmen eines Anschlusses dimensioniert und konfiguriert. Die Anschlusshohlräume 34 sind in zwei Reihen 36, 38 angeordnet. Die Anschlusshohlraumreihen 36, 38 müssen nicht miteinander identisch sein, und jeder Anschlusshohlraum 34 in einer jeweiligen Reihe muss nicht mit einem jeweiligen anderen Anschlusshohlraum 34 in dieser Reihe 36, 38 identisch sein. Das heißt, die Anschlusshohlräume 34 können in ihrer Größe und/oder Anzahl verschieden sein. Die Anschlusshohlräume 34 innerhalb einer Reihe 36, 38 müssen nicht miteinander ausgerichtet sein. Ferner können bei alternativen Ausführungsformen auch mehr oder weniger als zwei Reihen von Anschlusshohlräumen 34 vorhanden sein.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Gehäuse 16 eine Mehrzahl von Öffnungen 40 an dem Verbindungsende 30. Die Öffnungen 40 schaffen Zugang zu Kanälen 42 in dem Gehäuse 16. Wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, nehmen die Kanäle 42 Zapfen oder andere Vorsprünge der Verbinderbuchse 14 auf (in 1 gezeigt).
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse 16 eine Mehrzahl von Arretierelementen 44, die sich von beiden Seiten des Gehäuses 16 weg erstrecken. Die Arretierelemente 44 beinhalten eine erste oder nach vorne weisende Rampenfläche 46 und eine zweite oder nach hinten weisende Rampenfläche 48. Die Flächen 46, 48 können mit unterschiedlichen Winkeln rampenförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die nach hinten weisende Rampenfläche 48 ungefähr rechtwinklig in Bezug auf die Seite des Gehäuses 16 ausgebildet sein, und die nach vorne weisende Rampenfläche 46 kann in einem Winkel von etwa fünfundvierzig Grad in Bezug auf die Seite des Gehäuses 16 ausgebildet sein.
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3 zeigt eine perspektivische Frontansicht des Gehäuses 20 der Verbinderbuchse 14 (in 1 gezeigt). Das Gehäuse 20 beinhaltet einen Hauptgehäusekörper 100 und eine sich von dem Körper 100 weg erstreckende Abdeckung 102. Der Körper 100 beinhaltet eine Basiswand 104 an einem vorderen Ende, und die Abdeckung 100 erstreckt sich im Allgemeinen von der Basiswand 104 nach vorne. Das Gehäuse 20 hat eine Erstreckung zwischen einem Verbindungsende 108 und einem Anschlusseinsetzende 110. Der Körper 100 erstreckt sich zwischen dem Anschlusseinsetzende 110 und der Basiswand 104. Die Abdeckung 102 erstreckt sich zwischen der Basiswand 104 und dem Verbindungsende 100. Die Abdeckung 102 bildet einen Verbindungshohlraum 112, der zum Aufnehmen des Verbindersteckers 12 (in 2 gezeigt) konfiguriert ist. Der Verbindungshohlraum 112 erstreckt sich zwischen der Basiswand 104 und dem Verbindungsende 108.
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Das Gehäuse 20 beinhaltet eine Mehrzahl von Anschlusshohlräumen 114. Bei einer exemplarischen Ausführungsform erstrecken sich die Anschlusshohlräume 114 zwischen dem Anschlusseinsetzende 110 und der Basiswand 104 durch den Körper 100 hindurch. Die Anschlusshohlräume 114 öffnen sich in den Verbindungshohlraum 112. Jeder Anschlusshohlraum 114 ist zum Aufnehmen eines Anschlusses 22 (in 1 gezeigt) dimensioniert und konfiguriert. Die Anschlusshohlräume 114 sind in zwei Reihen 116, 118 angeordnet. Die Anschlusshohlraumreihen 116, 118 müssen nicht miteinander identisch sein, und jeder Anschlusshohlraum 114 in einer bestimmten Reihe muss nicht mit einem jeweiligen anderen Anschlusshohlraum 114 in dieser Reihe 116, 118 identisch sein. Das heißt, die Anschlusshohlräume 114 können sich in ihrer Größe und/oder Anzahl unterscheiden. Die Anschlusshohlräume 114 innerhalb einer Reihe 116, 118 müssen nicht miteinander ausgerichtet sein. Bei alternativen Ausführungsformen können ferner auch mehr oder weniger als zwei Reihen von Anschlusshohlräumen 114 vorhanden sein.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse 20 Zapfen 120, die sich von der Basiswand 104 in den Verbindungshohlraum 112 hinein erstrecken. Die Zapfen 120 können zum Abstützen und/oder Führen des Ausrichtungselements 24 (in 1 gezeigt) verwendet werden, wie dies im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. Die Zapfen 120 können zum Codieren und/oder Ausrichten des Verbindersteckers 12 in dem Verbindungshohlraum 112 während der Verbindung mit der Verbinderbuchse 14 verwendet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Zapfen 120 vorgesehen, die im Wesentlichen zentral in dem Verbindungshohlraum 112 angeordnet sind. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Zapfen 120 verwendet werden, und die Position der Zapfen 120 kann bei alternativen Ausführungsformen variieren.
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Das Gehäuse 20 beinhaltet Schienen 122, die entlang der Seiten 124 der Abdeckung 102 vorgesehen sind. Die Schienen 122 können zum Abstützen und/oder Führen des Ausrichtungselements 24 verwendet werden, wie dies im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. Die Schienen 122 können zum Codieren und/oder Ausrichten des Verbindersteckers 12 in dem Verbindungshohlraum 112 während der Verbindung mit der Verbinderbuchse 14 verwendet werden.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Gehäuse 20 eine Mehrzahl von Öffnungen 126 in der Basiswand 104. Die Öffnungen 126 schaffen Zugang zu Kanälen 128 in dem Körper 100. Wie im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, nehmen die Kanäle 128 Finger oder andere Vorsprünge des Ausrichtungselements 24 auf.
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Das Gehäuse 20 beinhaltet eine Mehrzahl von Vorsprüngen 130, die sich von den Seiten 124 der Abdeckung 102 weg erstrecken. Die Vorsprünge 130 sind zum Bilden einer Grenzfläche mit den Verriegelungselementen 26 (in 1 gezeigt) des Ausrichtungselements 24 konfiguriert, um das Ausrichtungselement 24 in dem Verbindungshohlraum 112 zu positionieren. Bei einer exemplarischen Ausführungsform sind die Vorsprünge 130 auf unterschiedlichen Tiefen von dem Verbindungsende 108 angeordnet. Beispielsweise sind erste oder vordere Vorsprünge 132 mit nach hinten weisenden Oberflächen 134 auf einer ersten Tiefe 136 von dem Verbindungsende 108 angeordnet. Zweite oder mittlere Vorsprünge 138 sind mit nach vorne weisenden Oberflächen 140 auf einer zweiten Tiefe 142 und mit nach hinten weisenden Oberflächen 144 auf einer dritten Tiefe 146 angeordnet. Ein dritter oder hinterer Vorsprung 148 ist mit einer nach vorne weisenden Oberfläche 150 auf einer vierten Tiefe 152 und einer nach hinten weisenden Oberfläche 154 auf einer fünften Tiefe 156 angeordnet. Es kann eine beliebige Anzahl von Vorsprüngen auf einem beliebigen Niveau der Tiefe vorgesehen sein, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei vordere Vorsprünge 132, zwei mittlere Vorsprünge 138 und ein hinterer Vorsprung 148 vorgesehen sind. Die drei Tiefen gestatten eine Positionierung des Ausrichtungselements 24 auf drei verschiedenen Stufen oder Positionen innerhalb des Verbindungshohlraums 112. Es können auch mehr oder weniger Stufen von Vorsprüngen vorgesehen sein, um das Ausrichtungselement 24 in einer größeren oder geringeren Anzahl von Positionen anzuordnen. Die Oberflächen der Vorsprünge können eben und allgemein rechtwinklig zu der Seite 124 angeordnet sein oder können alternativ winkelig oder gekrümmt ausgebildet sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist einer der Vorsprünge 130 in der Nähe eines Bodens 158 der Abdeckung 102 an einer der Seiten 124 angeordnet, und ein weiterer Vorsprung 130 ist in der Nähe einer Oberseite 160 der Abdeckung 102 an der anderen Seite 124 der Abdeckung 102 angeordnet. Die Vorsprünge 130 können bei alternativen Ausführungsbeispielen unterschiedlich angeordnet sein.
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4 veranschaulicht das Ausrichtungselement 24 der Verbinderbuchse 14 (in 1 gezeigt). Das Ausrichtungselement 24 beinhaltet eine Ausrichtungsplatte 170 mit einer Vorderseite 172 und einer Rückseite 174. Die Verriegelungselemente 26 erstrecken sich von der Vorderseite 172 nach vorne. Mehrere Stabilisatoren 176 erstrecken sich von der Rückseite 174 nach hinten. Mehrere Finger 178 erstrecken sich von der Rückseite 174 nach hinten.
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Die Stabilisatoren 176 werden durch die Öffnungen 126 (in 3 gezeigt) in die Kanäle 128 (in 3 gezeigt) eingebracht. Die Stabilisatoren 176 sorgen für das orientierungsmäßige Ausrichten und/oder Führen des Ausrichtungselements 24 in Eingriff mit dem Gehäuse 20 (in 3 gezeigt). Es kann eine beliebige Anzahl von Stabilisatoren 176 verwendet werden, und die Positionen der Stabilisatoren 176 können bei alternativen Ausführungsformen variieren.
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Die Finger 178 werden durch die Öffnungen 126 in die Kanäle 128 eingebracht. Bei einer exemplarischen Ausführungsform werden die Finger 178 dazu verwendet, eine korrekte Positionierung der Anschlüsse 22 (in 1 gezeigt) zu gewährleisten, wie dies im Folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. Es kann eine beliebige Anzahl von Fingern 178 verwendet werden, und die Positionen der Finger 178 können in alternativen Ausführungsformen variieren.
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Die Ausrichtungsplatte 170 weist eine Mehrzahl von sich durch diese hindurch erstreckenden Öffnungen 180 auf. Die Öffnungen 180 nehmen die Anschlüsse 22 auf, wenn das Ausrichtungselement 24 in das Gehäuse 20 (in 1 gezeigt) eingebracht wird. Bei einer exemplarischen Ausführungsform entsprechen die Öffnungen 180 den Anschlusshohlräumen 114 (in 2 gezeigt). Die Öffnungen 180 können komplementär zu den Anschlusshohlräumen 114 dimensioniert und positioniert sein und die Anschlüsse 22 aufnehmen, die sich von den Anschlusshohlräumen 114 weg erstrecken. Beispielsweise kann jede Öffnung 180 derart dimensioniert und positioniert sein, dass sie einen der Anschlüsse 22 aufnimmt, jedoch können die Öffnungen 180 bei alternativen Ausführungsformen auch mehr als einen Anschluss 22 aufnehmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind einundzwanzig Öffnungen 180 in zwei Reihen 182, 184 angeordnet, wobei acht Öffnungen 180 in der ersten Reihe 182 angeordnet sind und dreizehn Öffnungen 180 in der zweiten Reihe 184 angeordnet sind. Die Reihen 182, 184 müssen nicht miteinander identisch sein, und jede Öffnung 180 in einer bestimmten Reihe muss nicht mit einer jeweiligen anderen Öffnung 180 in dieser Reihe 182, 184 identisch sein. Beispielsweise können unterschiedliche Öffnungen 180 unterschiedlich dimensionierte oder konfigurierte Anschlüsse 22 aufnehmen. Die Öffnungen 180 können sich in ihrer Größe und/oder Anzahl unterscheiden. Die Öffnungen 180 innerhalb einer Reihe 182, 184 müssen nicht miteinander ausgerichtet sein. Ferner können bei alternativen Ausführungsformen mehr oder weniger als zwei Reihen von Öffnungen 180 vorgesehen sein.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet jede Öffnung 180 einen zugeordneten Finger 178, der der Öffnung 180 benachbart angeordnet ist. Beispielsweise kann sich der Finger 178 von einem Bereich der Ausrichtungsplatte 170 nahe der Öffnung 180 von der Rückseite 174 nach hinten erstrecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Finger 178 entweder unmittelbar über oder unmittelbar unter den Öffnungen 180 positioniert. Optional können die Finger 178 mehrere Öffnungen 180 einnehmen, jedoch können die Öffnungen 180 auch einen speziellen Finger 178 aufweisen, der ausschließlich dieser bestimmten Öffnung 180 zugeordnet ist.
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Die Ausrichtungsplatte 170 beinhaltet eine Mehrzahl von Zapfenöffnungen 186, die die Zapfen 120 (in 3 gezeigt) des Gehäuses 20 aufnehmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Zapfenöffnungen 186 zum Codieren und/oder Ausrichten des Ausrichtungselements 24 in dem Verbindungshohlraum 112 (in 3 gezeigt) verwendet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Zapfenöffnungen 186 vorgesehen, die in Bezug auf die Ausrichtungsplatte 170 im Wesentlichen zentral angeordnet ist. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Zapfenöffnungen 186 verwendet werden, und die Position der Zapfenöffnungen 186 kann bei alternativen Ausführungsformen variieren.
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Die Verriegelungselemente 26 beinhalten jeweils ein Paar Schenkel 188, die sich von der Ausrichtungsplatte 170 rechtwinklig nach vorne weg erstrecken. Ein Fuß 190 ist an dem distalen Ende der Schenkel 188 vorgesehen. Ein Schlitz 192 ist durch die Schenkel 188 und den Fuß 190 gebildet. Bei einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet der Fuß 190 eine rampenförmige Innenfläche 194, die sich in Richtung auf eine Spitze 196 erstreckt, die eine Außenfläche des Verriegelungselements 26 bildet. Die Spitze 196 weist allgemein nach vorne. Der Fuß 190 beinhaltet eine Arretierfläche 198, die allgemein nach hinten weist. Die Arretierfläche 198 ist allgemein parallel zu sowie im Abstand von der Spitze 196 angeordnet. Eines der Verriegelungselemente 26 ist in der Nähe des Bodens der Ausrichtungsplatte 170 vorgesehen, und das andere Verriegelungselement 26 ist in der Nähe der Oberseite der Ausrichtungsplatte 170 vorgesehen. Die Arretierelemente 26 können bei alternativen Ausführungsbeispielen anders angeordnet sein.
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5 zeigt eine partielle Schnittdarstellung des buchsenartigen Verbinders 14 bzw. des Buchsenverbinders, wobei sich das Ausrichtungselement 24 in einer erweiterten bzw. nach außen verlagerten Position befindet. Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist das Ausrichtungselement 24 in dem Verbindungshohlraum 112 zwischen verschiedenen Positionen beweglich. Das Verriegelungselement 26 und die Vorsprünge 130 wirken zusammen, um die Position (z. B. die Tiefe) des Ausrichtungselements 24 in dem Verbindungshohlraum 112 zu steuern. In der erweiterten Position greift das Verriegelungselement 26 an den vorderen Vorsprüngen 132 an. In der erweiterten Position ist das Gehäuse 20 dafür konfiguriert, die Anschlüsse 22 aufzunehmen. Beispielsweise kann das Ausrichtungselement 24 zu Beginn durch das Verbindungsende 108 in den Verbindungshohlraum 112 eingebracht und in der erweiterten Position angeordnet werden. Die Anordnung kann dann zu einem Kabelbaumhersteller oder einer anderen Montagestation zum Einbringen der Anschlüsse 22 in die Anschlusshohlräume 114 verbracht werden.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform handelt es sich bei den Anschlüssen 22 um Stiftanschlüsse mit einem Hauptkörper 200 und einem Stift 202, der sich von einer Vorderseite des Hauptkörpers 200 weg erstreckt. Der Hauptkörper 200 beinhaltet eine Eingriffsfläche 204. Bei einer exemplarischen Ausführungsform ist die Eingriffsfläche 204 allgemein nach hinten weisend angeordnet und an einem hinteren Ende oder Anschlussende 206 des Anschlusses 22 angeordnet. Der Anschluss 22 kann an dem Anschlussende 206 an einen Draht angeschlossen sein.
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Das Gehäuse 20 beinhaltet eine Mehrzahl primärer Anschlussverriegelungen 210, die sich von einer Innenwand 212 des Gehäuses 20 weg erstrecken. Die Verriegelungen 210 sind derart konfiguriert, dass sie sich zumindest teilweise in die Anschlusshohlräume 114 hinein erstrecken. Während des Einbringvorgangs werden die Anschlüsse 22 durch das Anschlusseinführende 210 in die Anschlusshohlräume 114 eingebracht, zumindest bis die Verriegelungen 210 hinter der Eingriffsfläche 204 der Anschlüsse 22 verriegeln. Wenn die Anschlüsse 22 die Verriegelungen 210 passieren, werden die Verriegelungen 210 aus den Anschlusshohlräumen 114 hinaus in einen Freiraum 214 gezwängt. Sobald der Anschluss 22 in eine vollständig eingesetzte Position eingebracht ist, können die Verriegelungen 210 zumindest teilweise in die Anschlusshohlräume 114 zurückkehren und eine blockierende Position einnehmen. Die Verriegelungen 210 halten die Anschlüsse 22 in den Anschlusshohlräumen 114 fest, indem sie einer nach hinten gehenden Bewegung der Anschlüsse 22 in den Anschlusshohlräumen 114 durch Blockieren der Eingriffsfläche 204 entgegenwirken.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, wirkt das Ausrichtungselement 24 als TPA-Vorrichtung. Die Finger 178 des Ausrichtungselements 24 sind dafür konfiguriert, dass sie den Freiraum 214 zumindest teilweise ausfüllen und einer nach außen gehenden Bewegung der Verriegelungen 210 entgegenwirken. Wenn die Finger 178 während des Einbringens der Anschlüsse 22 in den Freiräumen 214 positioniert wären, wären die Verriegelungen 210 daran gehindert, sich nach außen in den Freiraum 214 hinein zu biegen, und der Anschluss 22 wäre blockiert und könnte nicht in die endgültige Position eingebracht werden. Wenn sich das Ausrichtungselement 24 in der erweiterten Position befindet, sind die Finger 178 vor dem Freiraum 214 und der Verriegelung 210 angeordnet. Damit sind in der erweiterten Position die Finger 178 in einer nicht blockierenden Position angeordnet, die den Verriegelungen 210 ein Biegen in die Freiräume 214 hinein ermöglicht. Das Ausrichtungselement 24 wird zu Beginn in der erweiterten Position angeordnet und zu dem Kabelbaumhersteller oder einem anderen Montagestadium verbracht, um die Anschlüsse 22 in die Anschlusshohlräume 112 einzubringen.
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Wenn sich die Anschlüsse 22 in den vollständig eingebrachten Positionen befinden, sind die Stifte 202 zumindest teilweise in den Öffnungen 180 in der Ausrichtungsplatte 170 aufgenommen. Wahlweise kann der Stift 202 an mindestens einer der die Öffnung 180 bildenden Wände derart angreifen, dass der Stift 202 durch die Ausrichtungsplatte 170 direkt abgestützt ist. Die Wände der Öffnung 180 können an jeder Seite des Stifts 202 angreifen, um sowohl einer vertikalen als auch einer horizontalen Bewegung des Stifts 202 entgegenzuwirken. Wahlweise kann eine Spitze 216 jedes Stifts 202 sich geringfügig über die Vorderseite 172 der Ausrichtungsplatte 170 hinaus erstrecken. Damit sind die Stifte 202 durch die Ausrichtungsplatte 170 zumindest teilweise abgestützt, wenn sich das Ausrichtungselement 24 in der erweiterten Position befindet.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform ist das Ausrichtungselement 24 durch das Verriegelungselement 26 in der erweiterten Position gehalten. Beispielsweise greift die Spitze 196 des Verriegelungselements 26 an den nach hinten weisenden Oberflächen 134 der vorderen Vorsprünge 132 an, um einer Bewegung des Ausrichtungselements 24 nach vorne entgegenzuwirken. In ähnlicher Weise greift die Verriegelungsfläche 198 (in 4 gezeigt) des Verriegelungselements 26 an den nach vorne weisenden Oberflächen 140 (in 3 gezeigt) der mittleren Vorsprünge 138 (in 3 gezeigt) an, um einer Bewegung des Ausrichtungselements 24 nach hinten entgegenzuwirken. Das Ausrichtungselement 24 kann durch Lösen der Verriegelung 26 aus der erweiterten Position bewegt werden. Beispielsweise kann ein Werkzeug oder eine andere Komponente dafür verwendet werden, das Verriegelungselement 26 von der Seite 124 der Abdeckung 102 weg zu drücken, wonach das Ausrichtungselement 24 auf eine andere Tiefe in dem Verbindungshohlraum 112 bewegt werden kann.
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Die Bewegung des Ausrichtungselements 24 kann durch verschiedene Merkmale des Ausrichtungselements 24 und/oder des Gehäuses 20 gesteuert oder geführt werden. Bei einer exemplarischen Ausführungsform können die Zapfen 120 und/oder die Schienen 122 des Gehäuses 20 zum Führen des Ausrichtungselements 24 innerhalb des Verbindungshohlraums 112 verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Stabilisatoren 176 und/oder die Finger 178 zum Führen des Ausrichtungselements 24 in dem Verbindungshohlraum 112 verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können auch der äußere Umfangsrand der Ausrichtungsplatte 170 und die Innenflächen der Abdeckung 102 zum Führen des Ausrichtungselements 24 in dem Verbindungshohlraum 112 verwendet werden.
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6 zeigt eine fragmentarische Schnittdarstellung der Verbinderbuchse 14, wobei sich das Ausrichtungselement 24 in einer Anschlussabstützposition befindet. Das Ausrichtungselement 24 wird von der erweiterten Position (in 5 gezeigt) in die Abstützposition (in 6 gezeigt) transferiert, indem das Ausrichtungselement 24 nach innen gedrückt oder bewegt wird. Die Ausrichtungsplatte 170 ist relativ näher bei der Basiswand 104 als in der erweiterten Position angeordnet. Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann das Ausrichtungselement 24 von der erweiterten Position in die Abstützposition bewegt werden, indem die Verriegelungseinrichtung 26 gelöst wird oder die Verriegelungseinrichtung 26 anderweitig nach rückwärts von den vorderen Vorsprüngen 132 gezwängt wird.
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In der Abstützposition sind die Stifte 202 der Anschlüsse 22 durch die Ausrichtungsplatte 170 abgestützt. Die Stifte 202 erstrecken sich durch die Öffnungen 180 derart hindurch, dass ein Bereich der Stifte 202 freitragend von der Ausrichtungsplatte 170 gehalten ist. Zum Beispiel können die Spitzen 216 über eine Distanz 220 von der Vorderseite 172 der Ausrichtungsplatte 170 angeordnet sein.
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Optional können sich zumindest einige der Stifte 202 über eine Distanz 222 erstrecken, die größer ist als die Distanz 220, wie z. B. bei länger ausgebildeten Stiften 202. Eine Basis 224 jedes Stifts 202 ist in einer Distanz 226 von der Rückseite 174 der Ausrichtungsplatte 170 angeordnet, so dass sich ein abgestützter Bereich des Stifts 202 zwischen der Ausrichtungsplatte 170 und der Basiswand 104 befindet. Optional kann der Stift 202 auch an mindestens einer der die Öffnung 180 bildenden Wände angreifen, so dass der Stift 202 durch die Ausrichtungsplatte 170 direkt abgestützt ist. Die Wände der Öffnung 180 können an jeder Seite des Stifts 202 angreifen, um sowohl einer vertikalen als auch einer horizontalen Bewegung des Stifts 202 entgegenzuwirken.
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Durch Steuern der Tiefe der Ausrichtungsplatte 24 in der Abstützposition kann das Ausmaß des Überstands der Stifte 202 gesteuert werden. Durch Reduzieren des Ausmaßes des Überstands liegt z. B. ein geringerer Teil des Stifts 202 frei. Kürzere Stifte 202 sind weniger anfällig für Beschädigung, beispielsweise durch Anstoßen oder durch Einbringen von Fremdkörpern in den Verbindungshohlraum 112. Die Distanz 220 kann wahlweise derart gewählt werden, dass weniger als die Hälfte des Stifts 202 sich über die Ausrichtungsplatte 170 hinaus erstreckt.
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Bei einer exemplarischen Ausführungsform sind in der Abstützposition die Finger 178 des Ausrichtungselements 24 in einer Blockierstellung in Bezug auf die Verriegelungen 210. Zum Beispiel können Bereiche der Finger 178 axial in Ausrichtung mit den Verriegelungen 210 angeordnet sein, so dass ein Biegen der Verriegelungen 210 in die Freiräume 214 blockiert ist. Die Finger 178 bewirken somit, dass die Verriegelungen 210 in einer Blockierstellung in Bezug auf die Anschlüsse 22 verriegelt sind. Damit ist eine Handhabung und/oder ein Transport der Verbinderbuchse 14 ohne Risiko eines Lösens der Anschlüsse 22 möglich. Die Verbinderbuchse 14 kann in einem solchen Zustand zu dem Endverbraucher, wie z. B. dem Kraftfahrzeugmontagewerk, verschickt werden.
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Das Ausrichtungselement 24 ist durch die Verriegelungseinrichtung 26 in der Abstützposition gehalten. Beispielsweise greift die Spitze 196 der Verriegelungseinrichtung 26 an den nach hinten weisenden Oberflächen 144 der mittleren Vorsprünge 138 an, um einer nach vorne gehenden Bewegung des Ausrichtungselements 24 entgegenzuwirken. In ähnlicher Weise greift die Arretierfläche 198 (in 4 gezeigt) der Verriegelungseinrichtung 26 an der nach vorne weisenden Oberfläche 150 (in 3 gezeigt) des hinteren Vorsprungs 148 an, um einer nach hinten gehenden Bewegung des Ausrichtungselements 24 entgegenzuwirken. Das Ausrichtungselement 24 kann durch Lösen der Verriegelungseinrichtung 26 aus der Abstützposition bewegt werden. Bei einer exemplarischen Ausführungsform ist der Verbinderstecker 12 (in 1 gezeigt) dafür konfiguriert, die Verriegelungseinrichtung 26 während der Verbindung mit der Verbinderbuchse 14 zwangsweise von der Seite 124 der Abdeckung 102 weg zu bewegen, wonach das Ausrichtungselement 24 auf eine andere Tiefe innerhalb des Verbindungshohlraums 112 bewegt werden kann.
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7 zeigt eine fragmentarische Schnittdarstellung der Verbinderbuchse 14 mit dem Ausrichtungselement 24 in einer Sitzposition. Das Ausrichtungselement 24 wird von der Abstützposition (in 6 gezeigt) in die Sitzposition (in 7 gezeigt) transferiert, indem das Ausrichtungselement 24 nach innen in Richtung auf die Basiswand 104 gedrückt oder bewegt wird. In der Sitzposition ist die Ausrichtungsplatte 170 relativ näher bei der Basiswand 104 angeordnet als in der erweiterten Position. Die Ausrichtungsplatte 170 kann in der Sitzposition optional angrenzend an die Basiswand 104 angeordnet sein. Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann das Ausrichtungselement 24 von der Abstützposition durch Lösen der Verriegelungseinrichtung 26 in die Sitzposition bewegt werden.
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In der Sitzposition erstrecken sich die Stifte 202 der Anschlüsse 22 durch die Öffnungen 180 hindurch, so dass die Stifte 202 von der Ausrichtungsplatte 170 freitragend getragen sind. Beispielsweise können die Spitzen 216 in einer Distanz 230 von der Vorderseite 172 der Ausrichtungsplatte 170 angeordnet sein. Die Distanz 230 ist größer als die Distanz 220 (in 6 gezeigt), so dass ein größerer Teil des Stifts 202 von der Ausrichtungsplatte 170 freitragend übersteht. Die Ausrichtungsplatte 170 kann in der Nähe der Basis 224 der Stifte 202 angeordnet sein. Wahlweise können die Basisbereiche 224 innerhalb der Öffnungen 180 gehalten sein.
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In der Sitzposition kann der Verbinderstecker 12 (in 1 gezeigt), mit der Verbinderbuchse 14 vollständig verbunden werden, im Gegensatz zu der Abstützposition, in der der Verbinderstecker 12 nicht vollständig mit der Verbinderbuchse 14 verbunden werden kann. Die Stifte 202 können sich über eine ausreichende Distanz von der Ausrichtungsplatte 170 weg erstrecken, um mit den Anschlüssen 18 (in 1 gezeigt) des Verbindersteckers 12 in Verbindung zu treten. In einer exemplarischen Ausführungsform sind in der Sitzposition die Finger 178 des Ausrichtungselements 24 in einer blockierenden Position in Bezug auf die Verriegelungen 210 angeordnet.
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Das Ausrichtungselement 24 ist durch die Verriegelungseinrichtung 26 in der Sitzposition gehalten. Beispielsweise greift die Spitze 196 der Verriegelungseinrichtung 26 an der nach hinten weisenden Oberfläche 154 des hinteren Vorsprungs 148 an, um eine nach vorne gehende Bewegung des Ausrichtungselements 24 zu verhindern. Die Basiswand 104 kann eine nach hinten gehende Bewegung des Ausrichtungselements 24 verhindern. Das Ausrichtungselement 24 kann durch Lösen der Verriegelungseinrichtung 26 aus der Sitzposition bewegt werden. Bei einer exemplarischen Ausführungsform ist dann, wenn der Verbinderstecker 12 aus der Verbindung gelöst und aus dem Verbindungshohlraum 112 entfernt wird, der Verbinderstecker 12 dafür konfiguriert, die Verriegelungseinrichtung 26 von der Seite 124 der Abdeckung 102 weg zu drücken, beispielsweise durch zwangsweises Veranlassen der Verriegelungseinrichtung 26, sich entlang der hinteren Rampenoberfläche des hinteren Vorsprungs 148 zu bewegen. Der Verbinderstecker 12 greift ferner an dem Fuß 190 an und zieht die Verriegelungseinrichtung 26 und somit das Ausrichtungselement 24 nach außen, beispielsweise zurück in die Abstützposition (in 6 gezeigt).
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8 zeigt eine fragmentarische Schnittdarstellung des Verbindersteckers 12, der mit der Verbinderbuchse 14 verbunden ist. 8 veranschaulicht die Verbinderbuchse 14 mit dem Ausrichtungselement 24 in der Sitzposition, in der dieses anliegend an die Basiswand 104 sitzt. Der Verbinderstecker 12 liegt an dem Ausrichtungselement 24 an. Wenn im Betrieb der Verbinderstecker 12 aus dem Verbindungshohlraum 112 in Richtung einer Verbindungslösung, wie z. B. in der Richtung des Pfeils A, entfernt oder anderweitig gelöst wird, greift die Arretiereinrichtung 44 an der Verriegelungseinrichtung 26 an. Beispielsweise greift die nach hinten weisende Rampenfläche 48 an der Arretierfläche 198 an und zieht die Verriegelungseinrichtung 26 beim Lösen des Verbindersteckers 12 allgemein nach hinten.
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Sobald die Verriegelungseinrichtung 26 die nach vorne weisende Oberfläche 150 des hinteren Vorsprungs 148 überwunden hat, greift die Spitze 196 an der nach hinten weisenden Oberfläche 144 des mittleren Vorsprungs 138 an, so dass eine nach vorne gehende Bewegung des Ausrichtungselements 24 unterbunden ist. Bei einem weiteren Ziehen an dem Verbinderstecker 12 in Richtung einer Trennung der Verbindung wird die Verriegelungseinrichtung 26 in Richtung auf die Seite 124 der Abdeckung 102 nach außen verlagert. Beispielsweise veranlasst die nach hinten weisende Rampenfläche 48 eine zwangsweise Bewegung der Verriegelungseinrichtung 26 nach außen, bis die Spitze der Arretiereinrichtung 44 die Verriegelungseinrichtung 26 überwunden hat. Der Verbinderstecker 12 wird dann ohne weitere nach hinten gehende Bewegung des Ausrichtungselements 24 entfernt. Damit wird das Ausrichtungselement 24 durch den Verbinderstecker 12 automatisch von der Sitzposition in die Abstützposition bewegt.
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Es wird somit ein Verbindersystem 10 geschaffen, das sich in kostengünstiger und zuverlässiger Weise herstellen lässt. Das Verbindersystem 10 beinhaltet den Verbinderstecker bzw. steckerartigen Verbinder 12 und die Verbinderbuchse bzw. den buchsenartigen Verbinder 14. Die Verbinderbuchse 14 weist ein schwimmend gelagertes Ausrichtungselement 24 auf, das zwischen einer Mehrzahl von Postionen beweglich ist. Das Ausrichtungselement 24 ist in einer Abstützposition positionierbar, die von einer Basiswand 104 abgelegen ist, um die Stifte 202 der Anschlüsse 22 abzustützen. Durch Abstützen der Stifte 202 in der Nähe der Spitzen 216 sind die Stifte 202 weniger anfällig für Beschädigung, wie z. B. ein Anstoßen an diesen. Bei der Verbindung des Verbindersteckers 12 mit der Verbinderbuchse 14 wird das Ausrichtungselement 24 in einer Sitzposition in Anlage an der Basiswand 104 angeordnet. Bei einer exemplarischen Ausführungsform ist beim Trennen und Entfernen des Verbindersteckers 12 aus dem Verbindungshohlraum 112 der Verbinderstecker 12 dafür konfiguriert, das Ausrichtungselement 24 in die Abstützposition zurück zu ziehen, so dass das Ausrichtungselement 24 die Stifte 202 wiederum abstützt und schützt. Die Verbinderbuchse 14 beinhaltet die Verriegelungseinrichtung 26 an dem Ausrichtungselement 24 sowie Vorsprünge 130 an dem Gehäuse 20. Die Vorsprünge 130 sind dafür konfiguriert, die Verriegelungseinrichtung 26 in den verschiedenen Positionen zu halten. Bei einer exemplarischen Ausführungsform sind drei Stufen von Vorsprüngen 130 vorgesehen, die die Verriegelungseinrichtung in drei verschiedenen Positionen halten. Optional kann das Ausrichtungselement 24 auch die Funktion einer TPA-Vorrichtung aufweisen.
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Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung der Erläuterung dient und nicht einschränkend ist. Beispielsweise können die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte von diesen) in Kombination miteinander verwendet werden. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne dass man deren Umfang verlässt. Abmessungen, Materialtypen, Orientierungen der verschiedenen Komponenten sowie die Anzahl und die Positionen der verschiedenen hierin beschriebenen Komponenten sollen Parameter von bestimmten Ausführungsformen definieren und sind in keinster Weise einschränkend zu verstehen, sondern bilden lediglich exemplarische Ausführungsformen. Den Fachleuten erschließen sich bei Lektüre der vorstehenden Beschreibung viele weitere Ausführungsformen und Modifikationen im Umfang der Ansprüche. Der Umfang der Erfindung ist daher unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zu bestimmen, und zwar zusammen mit dem gesamten Umfang an Äquivalenten, zu denen diese Ansprüche berechtigen. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „beinhalten” und „in dem bzw. der” als einfache sprachliche Äquivalente für die jeweiligen Begriffe „aufweisend” und „wobei” verwendet. Weiterhin sind in den nachfolgenden Ansprüchen die Begriffe „erster”, „zweiter” und „dritter” usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet, wobei diese keine ziffernmäßigen Erfordernisse hinsichtlich ihrer Objekte begründen sollen. Ferner sind die Beschränkungen der nachfolgenden Ansprüche nicht im Mittelplus-Funktion-Format geschrieben und diese sollen auch nicht auf der Basis von 35 USC §112, Absatz 6, interpretiert werden, es sei denn, solche Anspruchsbeschränkungen verwenden ausdrücklich die Ausdrucksweise „Mittel für” gefolgt von einer Funktionsangabe ohne weitere Konstruktionsangaben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein elektrischer Verbinder beinhaltet ein dielektrisches Gehäuse mit einem Verbindungshohlraum, der sich zu einer Basiswand erstreckt, sowie mit mindestens einem Anschlusshohlraum, der sich durch die Basiswand hindurch zu dem Verbindungshohlraum erstreckt. Der Anschlusshohlraum ist dazu ausgebildet, in seinem Inneren einen Anschluss aufzunehmen, der einen sich in den Verbindungshohlraum hinein erstreckenden Stift aufweist. Ein Ausrichtungselement ist in dem Verbindungshohlraum aufgenommen und weist eine Ausrichtungsplatte mit mindestens einer Öffnung auf, die mit einem entsprechenden Anschlusshohlraum ausgerichtet ist. Das Ausrichtungselement ist in dem Verbindungshohlraum zwischen einer Sitzposition, in der sich die Ausrichtungsplatte nahe bei der Basiswand befindet, und einer Abstützposition beweglich, in der die Ausrichtungsplatte von der Basiswand entfernt angeordnet ist. Eine Spitze des Anschlusses ist in der Öffnung gehalten, wenn sich das Ausrichtungselement in der Abstützposition befindet, und eine Stiftbasis des Anschlusses ist innerhalb der Öffnung gehalten, wenn sich das Ausrichtungselement in der Sitzposition befindet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- 35 USC §112, Absatz 6 [0053]