DE19614978A1

DE19614978A1 - Verbinder mit schwenkbarem Kopplungshebel

Info

Publication number: DE19614978A1
Application number: DE19614978A
Authority: DE
Inventors: Lothar Andreas Post; Joerg Kunze
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1996-10-24
Also published as: GB2300078A; FR2733365B1; GB9608192D0; US5833484A; FR2733365A1; GB9508189D0; GB2300078B; JPH08298163A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elek trische Verbinderanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft eine Verbinderanordnung mit einer Zahnstangen- und -Ritzel-Verriegelungseinrich tung zum Koppeln komplementärer Verbinder.

Ein Zahnstangen- und Ritzelmechanismus zum Koppeln miteinander verbindbarer Verbinder ist aus dem DE-GM 87 14 016 bekannt und in Fig. 10 dargestellt, wobei eine Buchsen-Verbinderanordnung 2′ eine Verzahnungs einrichtung 10 aufweist, die um eine Achse schwenkbar ist und an einem Hebelarm 14′ angebracht ist; ferner weist eine Stiftsockel-Verbinderanordnung 3′ eine Zahnstange 11′ entlang einer Wand eines Hohlraums 13′ zum Aufnehmen des Buchsenverbinders 2′ auf. Eine Ver bindung der Verbinder 2′ und 3′ erfolgt durch ein faches Einsetzen des Buchsenverbinders in den Hohlraum des Stiftsockelverbinders, wobei ein Eingriff zwischen der Zahnstange 11′ und dem Ritzel 10′ ein Verschwenken des Hebelarms 14′ verursacht und ein vollständiges Einsetzen des Buchsenverbinders in den Hohlraum des komplementären Verbinders ermöglicht. Ein Entkoppeln der miteinander verbundenen Verbinder 2′, 3′ erfolgt durch einfaches Verschwenken des Hebels 14′ in der entgegengesetzten Richtung.

Zur Gewährleistung einer Verriegelung der miteinander verbundenen Verbinder kann der Hebel in seiner endgül tigen gekoppelten Position durch irgendeine Art einer federnd nachgiebigen Verriegelungseinrichtung 15′ ver riegelt werden. In der offenen Position sollte der Hebelarm 20 in einer festgelegten Position gehalten werden, so daß das Koppeln der Verbinder rasch er folgt, indem man sie einfach ineinander einsetzt und zusammenschnappt. Der Verzahnungshebelarm des genann ten Gebrauchsmusters greift in das Buchsengehäuse mit einer an diesem ausgebildeten Erhebung ein, um den Hebel in federnd nachgiebiger Weise in der vollständig geöffneten Position zu halten, wobei der Hebel dadurch in die geschlossene Position schwenkbar ist, daß man einfach ein ausreichendes Drehmoment auf die Verzah nungseinrichtung ausübt (wobei dies beim festen Zusam mendrücken der komplementären Verbinder erfolgt).

Eines der Probleme, das bei der federnd nachgiebigen Verriegelungseinrichtung 15′ des Standes der Technik in der gekoppelten Position auftritt, besteht darin, daß der Hebelarm 14′ aus der geschlossenen Position entweder durch Ausüben einer ausreichenden nach oben gerichteten Kraft auf den Hebelarm oder durch Nieder drücken der federnd nachgiebigen Verriegelungseinrich tung 15′ gelöst werden kann. Solche Verbindersysteme werden manchmal bei Airbag-Anwendungen von Kraftfahr zeugen verwendet, wo es wichtig ist, eine korrekte Kopplung der Verbinder miteinander sicherzustellen sowie eine unbeabsichtigte Entkopplung derselben zu verhindern. Sicherheitssysteme, wie z. B. Airbags, er fordern ein sehr sicheres und zuverlässiges Festhalten der Verbindungssysteme.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Verbinderanordnung mit einem zu verlässigen und sicheren Kopplungsmechanismus, insbe sondere wenn die Verbinderanordnung mit einer komple mentären Verbinderanordnung gekoppelt wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Verbinderanordnung mit einer ritzelartigen Kopplungs- und Verriegelungseinrichtung, die sich in zuverlässiger Weise in der vollständig gekoppelten Position sichern läßt, so daß sie nicht unbeabsichtigter Weise gelöst werden kann.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Verbinderanordnung mit einem sicheren Festhalte- und Kopplungsmechanismus, der sich kostengünstig herstellen läßt und zuverlässig ist.

Erreicht werden diese Ziele durch Schaffung einer elektrischen Verbinderanordnung, die mit einer komple mentären Verbinderanordnung verbindbar ist, wobei die Verbinderanordnung ein schwenkbares Verzahnungselement mit einem Hebelarm sowie einem an dem einen Ende des Hebelarms angebrachten Ritzel aufweist, wobei das Rit zel mit einer komplementären Zahnstangeneinrichtung der komplementären Verbinderanordnung in Eingriff bringbar ist, wobei die Verbinderanordnung einen federnd nachgiebigen Verriegelungsmechanismus für eine Primärverriegelung des Hebels in der gekoppelten Posi tion aufweist und die Verbinderanordnung ferner ein Zusatzverriegelungselement aufweist, das von einer ersten Position, in der die Primärverriegelungsein richtung in federnd nachgiebiger Weise vorgespannt werden kann, in eine zweite, verriegelte Position be wegbar ist, in der das federnd nachgiebige Verriege lungselement derart verriegelt ist, daß der Hebelarm nicht freigegeben werden kann. Bei dem Zusatzverriege lungselement kann es sich um eine plattenartige Kon struktion mit federnd nachgiebigen Verriegelungsein richtungen handeln, die mit Schultern des Verbinder gehäuses in derartigen Eingriff bringbar sind, daß sich dieses in der ersten bzw. zweiten Position ver riegeln läßt. Das Zusatzverriegelungselement kann in einem Schlitz in dem Verbindergehäuse in der Nähe einer von einer Verbindungsseite desselben abgelege nen, oberen Oberfläche des Gehäuses aufgenommen sein. Das Hebelarm-Verriegelungselement kann in Form eines freitragenden Arms gebildet sein, der in der Nähe sei nes freien Endes eine Verriegelungsschulter aufweist, die mit einem von dem Ritzel abgelegenen Ende des Hebelarms in Eingriff bringbar ist, wodurch sich das Zusatzverriegelungselement gegen eine untere Oberfläche des federnd nachgiebigen Verriegelungsarms nahe dem vorderen Ende desselben bewegen läßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellten Sei tenansicht einer Verbinderanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 3 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 4 in Fig. 1;

Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei die Verbinderanordnung jedoch in einer Anordnung vor der Verbindung mit einer komplementären Verbinderanordnung dargestellt ist;

Fig. 5 eine Ansicht der Verbinderanordnungen der Fig. 4 in ihrem miteinander gekoppelten Zu stand;

Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, wobei der Kopplungsmechanismus jedoch in der vollständig verriegelten Position angeordnet ist;

Fig. 7 eine der Fig. 1 ähnliche, jedoch nicht im Schnitt dargestellte Ansicht;

Fig. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 9 der Fig. 7;

Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeils 10 der Fig. 7; und

Fig. 10 eine Seitenansicht einer herkömmlichen, aus einem Verbinder sowie einem komplementären Verbinder bestehenden Anordnung mit einer Kopplungseinrichtung des Typs mit einer Zahn stange und einem Ritzel.

Wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 zu sehen ist, besitzt eine buchsenartige Verbinderanordnung 3 ein Gehäuse 4 mit einem Hauptgehäuse 6 zur Aufnahme elektrischer Anschlüsse in diesem sowie ein Verzahnungselement 8, das ein Ritzel 10 mit einer Verzahnung 12 aufweist, und einen Hebelarm 14. Das Verzahnungselement 8 ist an einer Achse 16 des Gehäuses 4 schwenkbar angebracht. Die in dem Hauptgehäuse 6 anbringbaren Anschlüsse ragen in Richtung auf eine Verbindungsseite 18 dessel ben, und die Verbinderanordnung 3 ist mit einer kom plementären Verbinderanordnung 2 ähnlich der Verbin deranordnung 2′ des Standes der Technik verbindbar. Die komplementäre Verbinderanordnung besitzt daher eine Zahnstange ähnlich der Zahnstange 6′ für den Ein griff mit der Verzahnung 12 des Ritzels 10 beim Ver binden und Trennen der Verbinderanordnungen. Ähnlich dem in Fig. 10 gezeigten Stand der Technik wird das Verbindergehäuse 4′ in einen Hohlraum der komplemen tären Verbinderanordnung eingeführt, wobei das Ritzel 10 und die Zahnstange aneinander angreifen, um ein Verschwenken des Verzahnungselements 8 zu verursachen, bis die in den Fig. 5, 6, 7 und 1 gezeigte, voll ständig verbundene Position erreicht ist.

In Fig. 4 ist die Verbinderanordnung 3 in einer vor gekoppelten Position gezeigt, wobei sich der Hebelarm 14 in der vollständig geöffneten Position befindet, so daß sich ein von dem Ritzel 10 abgelegenes Ende 19 desselben nahe einer Endseite 20 des Gehäuses 6 befin det, die sich zwischen der Verbindungsseite 18 und einer dieser beabstandet gegenüberliegenden oberen Wand 22 erstreckt. Bei Kopplung mit der komplementären Verbinderanordnung 2 wird der Hebel 14 um 90° ver schwenkt, so daß das Ende 19 in der in den Fig. 1, 5 und 6 gezeigten, vollständig gekoppelten Position an der oberen Wand 22 anliegt. Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist das Verzahnungselement 8 ein Paar solcher Hebelarme 14 auf beiden Seiten des Verbinder gehäuses 6 auf, die durch die Endwand 19 miteinander verbunden sind.

Die obere Wand 22 weist eine federnd nachgiebige Ver riegelungseinrichtung 26 nach Art eines freitragenden Arms auf (siehe Fig. 2 sowie 4 bis 6), die in der Nähe eines freien Endes 30 eine Verriegelungsschulter 28 zum Angreifen an einer komplementären Schulter 32 der Hebelendwand 19 aufweist, um den Hebel 14 in der vollständig gekoppelten Position zu verriegeln, wie dies in den Fig. 1 und 5 gezeigt ist. Die federnd nachgiebige Verriegelungseinrichtung 26 ist in inte graler Weise an die obere Wand 22 des Gehäuses 6 ange formt.

Unter der oberen Wand 22 befindet sich eine weitere Wand 34 parallel und im Abstand zu dieser, um einen Hohlraum 36 zum gleitend verschiebbaren Aufnehmen ei nes Zusatzverriegelungselements 38 zu bilden. Das Zu satzverriegelungselement weist eine im wesentlichen planare Basisplatte 40 auf, die ein Paar integraler, federnd nachgiebiger, nach Art freitragender Arme aus gebildeter Verriegelungsglieder 42, 43 besitzt, die sich von gegenüberliegenden Enden 44, 46 des Platten elements 40 weg zu freien Enden 48, 50 erstrecken, die durch einen Spalt voneinander beabstandet sind, um dadurch einander gegenüberliegende Festhalteschultern 52, 54 zu bilden. Die Schultern 52, 54 sind für das Angreifen an Festhalteschultern 56, 58 und 60, 62 aus gelegt, die durch Ausschnitte in der oberen Wand 22 gebildet sind, um eine Verschiebebewegung des Zusatz verriegelungselements 40 zu verhindern. Das erste Paar der Schultern 56, 58 dient zur Verriegelung des Zu satzverriegelungselements 38 in einer vorverriegelten Position, und die Schultern 60, 62 dienen zum Verriegeln des gleitend verschiebbaren Zusatzverriege lungselements in der vollständig verriegelten Position, wie dies in den Fig. 1 und 6 gezeigt ist, während die vorverriegelte Position in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.

Im folgenden wird nun die vollständige Kopplung der Verbinderanordnung 3 mit dem komplementären Verbinder 2 unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 erläutert. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, befindet sich der Hebelarm 14 zu Beginn in der geöffneten Position, und das Ver bindungsende 18 der Verbinderanordnung 3 läßt sich in den Hohlraum 5 der komplementären Verbinderanordnung 2 einführen. Ein Angreifen des Ritzels 10 an einem kom plementären Zahnstangenelement entlang der Seitenwand des Hohlraums 5 verursacht eine Rotationsbewegung des Verzahnungselements 8, die durch eine manuelle Rota tion des Hebelarms 14 unterstützt werden kann, bis das Verbindungsende 18 an einer Verbindungsfläche 7 des komplementären Verbinders anliegt, so daß sich die in Fig. 5 gezeigte Anordnung ergibt. Bei Rotation des Hebelarms 14 spannt die Hebelarm-Endwand 19 den Ver riegelungsarm 26 in federnd nachgiebiger Weise vor, bis ein Verriegelungseingriff der komplementären Ver riegelungsschultern 32, 28 erreicht ist. Das Zusatz verriegelungselement 38 befindet sich in der vorver riegelten Position und ist an einer Verschiebebewegung dadurch gehindert, daß die federnd nachgiebigen Ver riegelungsarm-Festhalteschultern 52, 54 jeweils mit den gegenüberliegenden Festhalteschultern 56, 58 der oberen Gehäusewand 22 in Eingriff stehen.

In der vorverriegelten Position, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, kann das Verzahnungselement 8 dadurch freigesetzt werden, daß man das freie Ende 30 der fe dernd nachgiebigen Verriegelungseinrichtung 26 nie derdrückt, um dadurch die Verbinder 2, 3 zu entkop peln. Zum sicheren und zuverlässigen Verriegeln der Verbinder 2, 3 miteinander wird das Zusatzverriege lungselement 38 in die vollständig verriegelte Posi tion verschoben, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, indem man den federnd nachgiebigen Verriegelungsarm 42 der art niederdrückt, daß sich seine Schulter 54 von der Gehäuseschulter 58 löst, und man gleichzeitig gegen das gleitend verschiebbare Zusatzverriegelungselement 38 drückt, z. B. durch Eingreifen mit einem Schrauben dreher in eine Nut 60, die von einer Oberseite des Zusatzverriegelungselements her zugänglich ist. Ein Niederdrücken der federnd nachgiebigen Arme 42, 43 des Zusatzverriegelungselements wird durch die Ausschnitte 55, 57, 59 durch die obere Wand 22 ermöglicht, wobei diese Ausschnitte außerdem die Verriegelungsschultern 56, 58 sowie 60, 62 bilden.

Beim Verschieben des Zusatzverriegelungselements in die vollständig verriegelte Position wird der Verrie gelungsarm 43 steuerflächenartig unter die obere Wand 22 bewegt, wonach er in federnd nachgiebiger Weise in Eingriff mit der Schulter 60 einrastet, sobald die vollständig verriegelte Position erreicht ist, wobei die andere Festhalteschulter 54 an der gegenüber liegenden Festhalteschulter 62 der oberen Wand an greift, um das Zusatzverriegelungselement in seinen beiden entgegengesetzten axialen Verschieberichtungen festzuhalten.

In der vollständig verriegelten Position untergreift das Ende 44 des Zusatzverriegelungselements 38 den freien Endbereich des federnd nachgiebigen Verriege lungsarms 26, um dadurch ein Vorspannen des Verriegelungsarms zu verhindern. Das Verzahnungselement 8 ist somit sicher festgelegt und in der vollständig gekop pelten Position verriegelt, wodurch ein unbeabsichtig tes Entkoppeln der Verbinderanordnungen 2, 3 sicher verhindert wird.

Ein Entkoppeln der Verbinder 2, 3 läßt sich dadurch erzielen, daß man ein Werkzeug in den Ausschnitt 59 einführt, um den Verriegelungsarm 43 niederzudrücken und das Zusatzverriegelungselement 38 in seine vorver riegelte Position zu verschieben. Das federnd nachgie bige Verriegelungselement 26 läßt sich somit nieder drücken und das Verzahnungselement 8 läßt sich zum Entkoppeln der Verbinder verschwenken.

Vorteilhafterweise ist somit eine sichere und zuver lässige Kopplung und Verriegelung der Verbinderanord nungen 2 und 3 geschaffen.

Claims

1. Elektrische Verbinderanordnung (3) zur Verbindung mit einer komplementären Verbinderanordnung (2), wobei die Verbinderanordnung (3) ein Gehäuse (4) mit einem sich zwischen einer oberen Wand (22) und einem Ver bindungsende (18) erstreckenden Hauptgehäuseabschnitt (6) zum Aufnehmen elektrischer Anschlüsse aufweist, die mit den elektrischen Anschlüssen einer komplemen tären Verbinderanordnung (2) verbindbar sind, wobei das Verbindergehäuse (4) ein drehbares Verzahnungs element (8) mit einem Hebelarm (14) und einem an einem Ende des Hebelarms angebrachten Ritzel (10) aufweist, wobei das Ritzel (10) eine Verzahnung (12) besitzt, die mit einer Zahnstangeneinrichtung der komplemen tären Verbinderanordnung (2) in Eingriff bringbar ist, wobei das Gehäuse (6) eine Verriegelungseinrichtung (26) mit einer Verriegelungsschulter (28) aufweist, die mit einer komplementären Verriegelungsschulter (32) des Hebelarms (14) in Eingriff bringbar ist, um die Verbinderanordnungen in der verbundenen Position festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbinderanordnung (3) ein Zusatzverriegelungselement (38) aufweist, das von einer vorverriegelten Position, in der die Verriege lungseinrichtung (26) und eine komplementäre Verriege lungsschulter voneinander lösbar sind, in eine verrie gelte Position bewegbar ist, in der sich die Verriege lungseinrichtung und die Verriegelungsschulter nicht voneinander trennen können, wobei das Zusatzverriege lungselement (38) einen Bereich (44) aufweist, der sich im wesentlichen gegen die Verriegelungseinrich tung (26) bewegen läßt, so daß ein Vorspannen dersel ben zum Entriegeln des Hebelarms (14) verhindert ist, und wobei das Zusatzverriegelungselement (38) Fest halteelemente (48,50) aufweist, die zum Zusammenwirken mit komplementären Festhalteschultern des Gehäuses (6) ausgelegt sind, um das Zusatzverriegelungselement in der vorverriegelten bzw. der verriegelten Position festzuhalten.

2. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzverriegelungs element (38) in einem der oberen Wand (22) benachbar ten Hohlraum (36) gleitend verschiebbar aufgenommen ist.

3. Verbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (26) als federnd nachgiebiger freitragender Arm ausgebildet ist, der sich von der oberen Wand (22) zu einem freien Ende (30) in der Nähe des Zusatzverriegelungselements (38) erstreckt.

4. Verbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Zusatzverriegelungselement (38) einen Endbereich (44) aufweist, der in der verriegel ten Position angrenzend an das freie Ende (30) der Verriegelungseinrichtung (26) angeordnet ist.

5. Verbinderanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Zusatzverriegelungselement-Festhalteelementen (48, 50) um freitragende Arme handelt, die Festhalteschultern (52, 54) aufweisen, die mit den komplementären Fest halteschultern (56, 58, 60, 62) in Eingriff bringbar sind, die durch sich durch die obere Wand (22) hin durcherstreckende Ausschnitte (55, 57, 59) gebildet sind.