DE19500959A1 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Elektrischer Steckverbinder

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Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung zwischen einem Generator (einer Dose) und einem elektrischen Steuergerät, für aufblasbare Rückhaltesysteme in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein solcher Steckverbinder ist aus der EP 0 591 948 A2 bekannt. Ein Steckverbinder der gattungsgemäßen Art hat eine eng limitierte Baugröße (zum Beispiel Länge: 2-3 cm, Breite: circa 1 cm, Höhe: 0,1 bis 1,0 cm. Daraus folgt, daß die Rastarme zur Festlegung des Gehäuses an der Dose eine Länge von nur wenigen mm aufweisen mit der Folge, daß ihre "Federkraft" sehr begrenzt ist. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten beim Konfektionieren des Steckverbinders mit einer zugehörigen Dose. Die Verriegelungskraft ist relativ hoch, wodurch sowohl ein manueller wie maschineller Zusammenbau erschwert wird.

Steckverbinder für den eingangs genannten Anwendungsbereich sind auch in den EP 0 591 947 A2 und DE 43 17 344 A1 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Steckverbinder so weiterzubilden, daß die zur Kon­ fektionierung mit einer zugehörigen Dose notwendige Steck­ kraft, und entsprechend auch die Kraft für ein etwaiges Lösen, minimiert wird. Darüber hinaus soll die Handhabung des Steckverbinders insgesamt verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Steckverbinder mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen dadurch gelöst, daß die Rastmittel an in Bewegungsrichtung der Rast­ arme flexiblen Gehäuseabschnitten angelenkt sind. Daraus folgt unmittelbar, daß nicht nur die (minimale) Federwirkung der Rastarme, sondern vor allem die elastischen Eigen­ schaften der Gehäuseabschnitte, an denen die Rastarme ange­ lenkt sind, zur Minimierung der Steck- und Lösekraft dienen. Dabei werden die entsprechenden flexiblen Gehäuseabschnitte entweder in-situ beim Einstecken der Rastmittel mitgeführt; sie können aber auch zusätzlich manuell beaufschlagt werden, um das Einstecken oder Lösen der Rastmittel mit möglichst geringer Steck- beziehungsweise Lösekraft ausführen zu können.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, die flexiblen Gehäuseabschnitte brückenähnlich zu gestalten und nur an ihren Endbereichen mit dem zugehörigen Gehäuseteil zu ver­ binden. Auf diese Weise erhalten die flexiblen Gehäuse­ abschnitte die Funktion eines "mechanischen Bypasses", wodurch unmittelbar auch ihr Brückencharakter deutlich wird.

Ebenso ist es aber auch möglich, die flexiblen Gehäuse­ abschnitte nur einseitig an dem zugehörigen Gehäuseteil anzulenken, wodurch die Elastizität (Biegbarkeit) der ent­ sprechenden Gehäuseabschnitte noch erweitert wird.

Eine besonders einfache Handhabung wird dann erreicht, wenn sich die flexiblen Gehäuseabschnitte beidseitig des zuge­ hörigen Gehäuseteils erstrecken und im wesentlichen parallel zu den elektrischen Kabeln verlaufen. Beim manuellen Ein­ stecken oder Lösen können dann zum Beispiel die sich gegen­ überliegenden flexiblen Gehäuseabschnitte mit zwei Fingern gegeneinander gedrückt werden, so daß sich entsprechend auch der Abstand der zugehörigen Rastarme verringert und damit das Einführen des elektrischen Steckverbinders in die Dose nahezu reibungsfrei erfolgen kann, bis die gewünschte End­ position erreicht ist. Danach wird die Druckkraft aufgehoben, so daß die Rasthaken der Rastarme hinter die korrespondie­ renden Rastabschnitte der Dose unter Aufhebung ihrer Vor­ spannung zurückfedern und eine sichere Arretierung beider Teile ermöglichen. Analog gilt dies auch für eine maschinelle Bestückung.

In einer Weiterbildung sieht die Erfindung vor, das Gehäuse dreiteilig auszuführen, und zwar mit einem Gehäuseunterteil zur Aufnahme der Kontaktfedern, einem Gehäuseoberteil zur Abdeckung des Gehäuseunterteils und Festlegung der elek­ trischen Kabel zwischen Gehäuseunter- und -oberteil sowie dem Verriegelungsglied, das durch eine korrespondierende Öffnung im Gehäuseoberteil führbar ist.

Bei der Herstellung des Steckverbinders, der zum Beispiel als Kunststoff-Spritzgußteil ausgeführt sein kann, können dabei zunächst der Gehäuseoberteil und/oder das Verrie­ gelungsglied über biegsame Laschen am Gehäuseunterteil angeschlossen sein. Zur Konfektionierung werden Gehäuse­ oberteil und Verriegelungsglied entsprechend umgeklappt, wobei die Laschen entweder mitgeführt oder vor beziehungs­ weise während der Konfektionierung abgebrochen oder durch­ trennt werden.

Die flexiblen Gehäuseabschnitte, wie sie eingangs näher beschrieben wurden, sind dabei vorzugsweise am Gehäuseunter­ teil angelenkt. Die nachfolgende Figurenbeschreibung zeigt eine beispielhafte Ausführungsform.

Die beschriebene Gestaltung des Steckverbinders ermöglicht es gleichzeitig, weitere konstruktive Merkmale vorzusehen, um die Handhabung des Steckverbinders insbesondere bei seiner Konfektionierung beziehungsweise Montage zu erleich­ tern. So wird nach einer Ausführungsform vorgeschlagen, den Gehäuseoberteil mit einem in Richtung auf den Gehäuseunter­ teil vorkragenden Abschnitt auszubilden, der entsprechend in der Montageposition (nach Umklappen um circa 180°) auf das obere Ende der Kontaktfedern wirkt und dabei die Funktion eines Niederhalters für die Kontaktfedern übernimmt. Auf diese Weise werden die Kontaktfedern beim Zusammenbau des Steckverbinders und dessen Anschluß an eine Dose absolut sicher in Position gehalten. Dies ist vor allem deshalb von Bedeutung, weil dem an sich bekannten Merkmal einer Kurz­ schlußbrücke erhebliche Bedeutung zukommt und mit dem be­ schriebenen Merkmal sichergestellt wird, daß ein unbeab­ sichtigtes Lösen der Kurzschlußbrücke von den Kontaktstiften der Dose (zum Beispiel bei der Montage) unterbleibt. Weist der Gehäuseoberteil mindestens eine Aussparung, benachbart zum Verriegelungsglied (in der Montageposition) auf, so wird durch dieses Merkmal das Lösen des Verriegelungsgliedes zusätzlich erleichtert. Durch die Öffnung läßt sich nämlich besonders leicht ein Werkzeug zum Lösen des Verriegelungs­ gliedes zuführen, während anschließend durch Druck auf die flexiblen Gehäuseabschnitte das Gehäuse wiederum leicht - wie dargestellt - von der Dose gelöst werden kann.

In diesem Fall kann das Verriegelungsglied selbst eine besonders stabile Form aufweisen, um im Steckzustand eine hohe Steckkraft sicherzustellen. Nach einer Ausführungsform besitzt das Verriegelungsglied entsprechend eine U-Form und die genannte Öffnung liegt dann im Bereich zwischen den "U- Schenkeln".

Durch diese Gestaltung können zusätzliche Verriegelungs­ mittel am Verriegelungsglied vorgesehen werden, zum Beispiel nach außen vorkragende Verdickungen am freien Endabschnitt des Verriegelungsgliedes zum Eingriff in einen korrespon­ dierenden Abschnitt der Kurzschlußbrücke.

Diese kann dann beispielsweise aus einer Blattfeder bestehen, die mit ihrem einen Ende in der Dose eingespannt und deren Kurzschlußende gegenüber dem Federteil der Kurz­ schlußbrücke abgewinkelt ist. Auch hierzu enthält die nach­ folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles ergänzende Erläuterungen.

Der die Kontaktfedern aufnehmende Gehäuseteil ist beispiels­ weise rüsselartig gestaltet. Um eine Fehlmontage auszu­ schließen, sieht ein weiteres Merkmal der Erfindung vor, den rüsselartigen Gehäuseteil mit mindestens einer radial abstehenden Rippe zur Aufnahme in einer korrespondierenden Nut der Dose auszubilden. Auf diese Weise können die einzel­ nen Bauteile nur in richtiger Zuordnung untereinander ver­ bunden werden.

Schließlich ermöglicht es die mehrteilige Ausbildung des Gehäuses auch, einen die elektrischen Kabel einschließenden Ferritkern mehrteilig, insbesondere zweiteilig, auszubilden, wobei ein Abschnitt des Ferritkerns im Gehäuseoberteil und der andere Abschnitt des Ferritkerns im Gehäuseunterteil positioniert ist. Grundsätzlich wäre es möglich, den Ferrit­ kern einteilig auszubilden und Durchbrechungen für die Kabel vorzusehen, die dann jedoch in und durch den Ferritkern "gefädelt" werden müßten. Die zweiteilige Ausführungsform ermöglicht demgegenüber erhebliche Montagevorteile, weil die Kabel zum Beispiel in eine halbkreisförmige Öffnung eines Abschnittes des Ferritkerns (im Gehäuseunterteil) eingelegt werden können und der Ferritkern über den im Gehäuseoberteil befindlichen anderen Abschnitt des Ferritkerns erst bei der Montage geschlossen wird. Um einen absolut geschlossenen Ferritkern auszubilden, können dabei an den Kontaktflächen korrespondierende Nut-/Federausbildungen erfolgen, wodurch gleichzeitig die Kontaktfläche zwischen den beiden Ab­ schnitten des Ferritkerns und damit der EMP (electronic magnetic pulse)-Schutz beziehungsweise die elektromagne­ tische Verträglichkeit optimiert werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs­ unterlagen. Insoweit enthält auch die nachfolgende Beschrei­ bung eines Ausführungsbeispieles allgemein gültige Merkmale und ist in keiner Weise beschränkend auszulegen.

Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -

Fig. 1: eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Steck­ verbinder im nicht montierten Zustand,

Fig. 2: einen vertikalen Längsschnitt durch den konfektio­ nierten Steckverbinder im Eingriff mit einer zuge­ hörigen Dose,

Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 3,

Fig. 5: eine Aufsicht auf den konfektionierten Steckver­ binder,

Fig. 6: einen Schnitt durch den Ferritkern des Steckver­ binders.

Der in den Figuren dargestellte Steckverbinder besteht aus einem Gehäuseunterteil 10, an dem gemäß Fig. 1 ein Gehäuse­ oberteil 12 über Laschen 14 und ein Verriegelungsglied über Laschen 18 angelenkt sind.

Insbesondere die Fig. 2 und 3 lassen erkennen, daß der Gehäuseunterteil 10 an seiner Unterseite rüsselartig (20) verlängert ist. Der Rüssel 20 umfaßt zwei Bohrungen 22 zur Auf­ nahme zugehöriger Kontaktfedern 24, die über Crimpanschlüsse 26 an zugehörige elektrische Kabel 28 angeschlossen sind. Die Kabel 28 sind zwischen Gehäuseunterteil 10 und Gehäuseober­ teil 12 festgelegt und durchlaufen dabei einen zweiteiligen Ferritkern 30 (Fig. 6), wobei die Abschnitte 30a, b des Ferritkerns 30 im Gehäuseoberteil 12 beziehungsweise Gehäuse­ unterteil 10 festgelegt sind und im montierten Zustand des Steckverbinders (Fig. 2) unmittelbar aneinanderliegen (Fig. 6). Nut-/Federverbindungen 32a, b an den korrespon­ dierenden Flächenabschnitten der Teile 30a, b des Ferritkerns 30 sorgen für eine flächige Kontaktierung und damit für die gewünschte elektromagnetische Verträglichkeit des Steckver­ binders.

Bei der Montage wird der Gehäuseoberteil 12 um circa 180° umgeklappt und über Rastmittel 34a, b, c mit dem Gehäuse­ unterteil 10, der korrespondierende Rastmittel 36a, b, c aufweist, verrastet.

Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, stehen anschließend nach wie vor Gehäuseabschnitte 38a, b des Gehäuseunterteils 10 über den aufgesetzten Gehäuseoberteil 12 vor. Diese Gehäuseab­ schnitte 38a, b sind - wie Fig. 1 zeigt - brückenartig ge­ staltet, also nur in ihren Endbereichen 38e mit dem übrigen Gehäuseunterteil verbunden, wodurch längliche Öffnungen 40 ausgebildet werden.

Von diesen Gehäuseabschnitten 38a, b verlaufen parallel zum Rüssel 20 Rastarme 42a, b (Fig. 3) mit nach außen vor­ springenden Verdickungen 44 im freien Endbereich.

Zum Aufsetzen des Steckverbinders auf eine zugehörige Dose 46 mit integrierter Zündpille wird der Steckverbinder über die Rastarme 42a, b in eine entsprechende Öffnung der Dose 46 geführt. Da die Biegsamkeit der Rastarme 42a, b nur be­ schränkt ist, der Außenumfang im Bereich der Verdickungen 44 jedoch größer ist als der Durchmesser der korrespondierenden Öffnung in der Dose 46, müssen die Rastarme 42a, b elastisch aufeinander zu verformt werden, was erfindungsgemäß über die brückenartigen elastischen Gehäuseabschnitte 38a, b ermög­ licht wird, beispielsweise durch manuelles Zusammendrücken mit Hilfe von zwei Fingern. Sobald der Steckverbinder die gewünschte Position zur Dose 46 erreicht hat, wird diese manuelle Druckkraft aufgehoben, so daß die Rastarme 42a, b beziehungsweise ihre Verdickungen 44 in beziehungsweise hinter korrespondierende Ausnehmungen 48 der Dose 46 rutschen und den Steckverbinder gegenüber der Dose 46 fest­ legen.

Beim Einführen des Steckverbinders in die Dose 46 werden gleichzeitig Kontaktstifte 50 der Dose 46 in die zugehörigen Kontaktfedern 24 geführt.

Die Kontaktstifte 50 sind dabei nach wie vor über eine Kurzschlußbrücke 52 kurzgeschlossen, die hier aus einer Blattfeder besteht, die mit einem Ende 52a in einem Isolier­ ring 54 der Dose 46 (Generator) festgelegt ist (Fig. 2) und deren federndes Ende nach Umbiegung um etwa 180° und einer endseitigen Abkröpfung um etwa 90° die Kontaktstifte 50 miteinander verbindet (nicht dargestellt).

Im nächsten Schritt wird nun das Verriegelungsglied 16 über die Laschen 18 um circa 180° umgelegt und durch eine korrespondierende Öffnung 56 im Gehäuseoberteil 12 einge­ führt, wobei das Verriegelungsglied 16 den federnden Ab­ schnitt 52b der Kurzschlußbrücke 52 wegdrückt und damit den abgewinkelten freien Endabschnitt 52c der Kurzschlußfeder 52 von den Kontaktstiften 50 abhebt, so daß die Kurzschluß­ stellung aufgehoben wird. Wichtig dabei ist, daß der Kurz­ schluß erst dann aufgehoben wird, wenn der Steckverbinder seine definierte Rastposition gegenüber der Dose 46 einge­ nommen hat.

Verdickungen 60 am Verbindungsschenkel 16b des Verriegelungs­ gliedes 16 dienen dazu, in der Montageposition unter einen aufgebogenen Teil des federnden Abschnitts 52b der Kontakt­ brücke 52 zu greifen und damit eine zusätzliche Arretierung für das Verriegelungsglied 16 zu schaffen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Öffnungen 62a, b im Gehäuse­ oberteil 12, die in der Montageposition (Fig. 2) beidseitig der oberen Abdeckung des Verriegelungsgliedes 16 liegen und so die Zuführung eines Werkzeuges zum Lösen des Verriegelungsgliedes 16 ermöglichen.

Die Darstellung in den Fig. 2 und 3 zeigt die Funktion eines in Fig. 1 erkennbaren Vorsprungs 64 auf der dem Gehäuseunterteil 10 zugewandten Seite des Gehäuseoberteils 12. Dieser Vorsprung 64 drückt in der Montageposition (Fig. 2, 3) auf die Kontaktfedern 24 und hält diese damit zusätzlich in Position.

Die Darstellung nach Fig. 4 schließlich zeigt eine Modi­ fikation für die Gestaltung des Rüssels 20, der hier mit zwei, beabstandet zueinander und radial vom Rüssel 20 ab­ stehenden Stegen 20a, b ausgebildet ist, die in korrespon­ dierenden Nuten des Isolierrings 54 einliegen und dadurch eine exakte Positionierung der Teile zueinander ermöglichen.

Claims (15)

1. Elektrischer Steckverbinder, insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (46) und einem elektrischen Steuer­ gerät für aufblasbare Rückhaltesysteme in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Merkmalen:
  • 1.1 einem Gehäuse (10, 12) zur Aufnahme elektrischer Kabel (28) sowie an diesen angeschlossenen Kontakt­ federn (24),
  • 1.2 die Kontaktfedern (24) dienen zur Aufnahme von Kon­ taktstiften (50) der zugehörigen Dose (46) mit Zünd­ pille,
  • 1.3 federnden Rastarmen (42a, b) am Gehäuse (10) zur Festlegung des Gehäuses (10) an der Dose (46), sowie
  • 1.4 einem Verriegelungsglied (16), das nach Einsetzen in eine korrespondierende Gehäuseöffnung (56) die Rast­ arme (42a, b) gegen unbeabsichtigtes Lösen sichert und in der Verriegelungsposition eine Kurzschluß­ brücke (52) zwischen den Kontaktstiften (50) der Dose (46) löst,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1.5 die Rastarme (42a, b) an in Bewegungsrichtung der Rastarme (42a, b) flexiblen Gehäuseabschnitten (38a, b) angelenkt sind.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die flexiblen Gehäuseabschnitte (38a, b) brückenähnlich gestaltet sind und nur an ihren Endbereichen (38e) mit dem zugehörigen Gehäuseteil (10) verbunden sind.
3. Steckverbinder nach Anspruch 1, bei dem die flexiblen Gehäuseabschnitte von einseitig mit dem zugehörigen Gehäuseteil verbundenen Armen gebildet werden.
4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich die flexiblen Gehäuseabschnitte (38a, b) beidseitig des zugehörigen Gehäuseteils (10) erstrecken und im wesentlichen parallel zu den elektrischen Kabeln (28) verlaufen.
5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Gehäuse (10, 12, 14) dreiteilig ist, mit einem Gehäuseunterteil (10) zur Aufnahme der Kontaktfedern (24), einem Gehäuseoberteil (12) zur Abdeckung des Gehäuseunterteils (10) und Festlegung der elektrischen Kabel (28) zwischen Gehäuseunter- und -oberteil (10, 12) sowie dem Verriegelungsglied (16), das durch eine korrespondierende Öffnung (56) im Gehäuseoberteil (12) führbar ist.
6. Steckverbinder nach Anspruch 5, bei dem der Gehäuseober­ teil (12) und/oder das Verriegelungsglied (14) am Gehäuseunterteil (10) über biegsame Laschen (14, 16) angeschlossen ist (sind).
7. Steckverbinder nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die flexiblen Gehäuseabschnitte (38a, b) am Gehäuseunterteil (10) angelenkt sind.
8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem der Gehäuseoberteil (12) einen in Richtung auf den Gehäuseunterteil (10) vorkragenden, in der Montage­ position auf das obere Ende der Kontaktfedern (24) wirkenden vorkragenden Abschnitt (64) aufweist.
9. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der Gehäuseoberteil (12) mindestens eine Aussparung (62a, b), benachbart zum Verriegelungsglied (16), aufweist.
10. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Verriegelungsglied (16) eine U-Form aufweist.
11. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Verriegelungsglied (16) an seinem freien End­ abschnitt mindestens eine, nach außen vorkragende Ver­ dickung (60) zum Eingriff in einen korrespondierenden Abschnitt (52b) der Kurzschlußbrücke (52) aufweist.
12. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der die Kontaktfedern (24) aufnehmende Gehäuseteil (10, 20) rüsselartig gestaltet ist und mindestens einen radial abstehenden Steg (20a, b) zur Aufnahme in einer korrespondierenden Nut der Dose (46, 54) aufweist.
13. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einem zweiteiligen, die elektrischen Kabel (28) ein­ schließenden Ferritkern (30), wobei ein Abschnitt (30a) des Ferritkerns (30) im Gehäuseoberteil (12) und der andere Abschnitt (30b) des Ferritkerns (30) im Gehäuse­ unterteil (10) positioniert ist.
14. Steckverbinder nach Anspruch 13, bei dem die korrespon­ dierenden Abschnitte (30a, b) des Ferritkerns (30) im Kontaktbereich mit Nut-/Federverbindungen (32a, b) ausgebildet sind.
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