DE19621762A1 - Elektrische Verbinderanordnung mit Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elek­ trische Verbinderanordnung mit einem Steckergehäuse mit wenigstens einer darin ausgebildeten Kontaktauf­ nahmeöffnung, wobei das Steckergehäuse einen biegsamen Gehäusearm für den Eingriff mit einem weiteren, kom­ plementären Verbinder sowie eine Gehäuseöffnung an­ grenzend an den Gehäusearm zum Aufnehmen eines Be­ reichs einer Verbinderpositions-Gewährleistungsein­ richtung aufweist, die einen Hauptarm zum Einführen in die Gehäuseöffnung besitzt, wobei die Verbinderposi­ tions-Gewährleistungseinrichtung mehrere Zusatzarme aufweist und zwischen einer Vorverriegelungsposition und einer Verriegelungsposition in bezug auf die elek­ trische Verbinderanordnung beweglich ist.

Die Hauptfunktion einer Verbinderposition-Gewähr­ leistungseinrichtung besteht darin, daß eine Bedie­ nungsperson die Gewähr hat, daß die miteinander ver­ bindbaren Verbinderhälften miteinander verbunden wor­ den sind, wobei dies an einem Montageband von besonde­ rem Vorteil ist, wo die Bedienungsperson die Verbin­ dungen rasch herstellen muß und sicher sein muß, daß die elektrischen Verbindungen tatsächlich vollständig hergestellt sind. Außerdem sollte eine Verbinderposi­ tions-Gewährleistungseinrichtung eine kompakte Größe aufweisen, und sie muß das Risiko einer unbeabsichtig­ ten Trennung der Verbinderhälften durch sicheres Ver­ hindern einer Biegung jeglicher Verriegelungseinrich­ tungen eliminieren, die zur Aufrechterhaltung des Ver­ bindungszustands verwendet werden. Die vorstehend ge­ nannten Merkmale sind für die Automobilindustrie von Bedeutung, wo die Zuverlässigkeit der Verbindungen des elektrischen Systems von essentieller Bedeutung ist und Material- sowie Arbeitskosten auf ein Minimum re­ duziert werden sollen.

Frühere Verbinderanordnungen, die von Verbinderposi­ tions-Gewährleistungseinrichtungen Gebrauch machen, besitzen Konfigurationen, die den vollständig verbun­ denen Zustand nicht notwendigerweise für eine Bedie­ nungsperson klar erkennbar machen; dies führt somit zu einem Problem bei der Bedienungsperson, da die Verbin­ deranordnungen unverbunden bleiben, bis die Bedie­ nungsperson eine weitere Überprüfung vornimmt. Außer­ dem sind die Verbinderpositions-Gewährleistungsein­ richtungen früherer Anordnungen derart ausgebildet, daß sie von den miteinander verbindbaren Verbindertei­ len bis nach der Verbindung derselben separat ausge­ bildet sind, wonach die Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung an den mit einander verbundenen Verbinderteilen angebracht wird. Dies ist ein Problem dahingehend, daß die Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung als separates Teil auf Vorrat gehalten werden muß, wodurch die Lagerhaltung erhöht wird und der Montagevorgang komplizierter wird, indem für die Bedienungsperson an einem Montageband ein wei­ terer Montageschritt hinzukommt.

Eine solche frühere Verbinderanordnung ist in der US- A-4 634 204 offenbart, die elektrische Anschlüsse mit einer steckerartigen und einer buchsenartigen Verbin­ derhälfte vorsieht, die miteinander verbindbar sind und von denen eine eine federnd nachgiebige, verlän­ gerte Verriegelungsarmeinrichtung zur Verriegelung hinter einer Verriegelungsleiste eines Fensters der komplementären Verbinderhälfte aufweist. Nachdem die beiden Verbinderhälften miteinander verbunden sind, werden die Verbinderpositions-Gewährleistungseinrich­ tung und eine Hilfseinrichtung axial entlang eines Führungsschlitzes eingeführt. Diese bekannte Anordnung mit Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung be­ inhaltet die bei früheren Anordnungen auftretenden Probleme, da sie eine Konfiguration aufweist, die zu einem großen Teil innerhalb der miteinander verbunde­ nen Verbinder eingehüllt ist, wodurch eine visuelle und durch Berührung erfolgende Überprüfung schwierig wird, und außerdem muß die Verbinderposition-Gewähr­ leistungseinrichtung als separates Teil auf Vorrat gehalten werden, bis die vollständige Verbindung der komplementären Hälften stattgefunden hat.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genann­ ten Probleme durch Schaffung einer elektrischen Ver­ binderanordnung mit einem Steckergehäuse mit wenigstens einer darin ausgebildeten Kontaktauf­ nahmeöffnung, wobei das Steckergehäuse einen biegsamen Gehäusearm für den Eingriff mit einem weiteren, kom­ plementären Verbinder sowie eine Gehäuseöffnung an­ grenzend an den Gehäusearm zum Aufnehmen eines Be­ reichs einer Verbinderpositions-Gewährleistungsein­ richtung aufweist, die einen Hauptarm zum Einführen in die Gehäuseöffnung besitzt, wobei die Verbinderposi­ tions-Gewährleistungseinrichtung mehrere Zusatzarme aufweist und zwischen einer Vorverriegelungsposition und einer Verriegelungsposition in bezug auf die elek­ trische Verbinderanordnung beweglich ist, wobei sich die Verbinderanordnung dadurch auszeichnet, daß die Zusatzarme in sichtbarer Weise über einen Bereich der Außenfläche des Steckergehäuses angeordnet sind, um eine Vorverriegelung der Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung an dem Steckergehäuse vor der Verbindung mit dem komplementären Verbinder zu schaffen, und daß der Hauptarm der Verbinderpositions- Gewährleistungseinrichtung in seiner Verriegelungspo­ sition in einen Versetzungswinkel relativ zu den Zu­ satzarmen auslenkbar ist, wenn das Steckergehäuse und der komplementäre Verbinder miteinander verbunden sind. Da die Zusatzarme freiliegen, kann eine Bedie­ nungsperson somit eine Verbinderanordnung visuell überprüfen, um eine vollständige Verbindung der Anord­ nung zu verifizieren, und in solchen Fällen, in denen eine visuelle Überprüfung nicht durchführbar ist, kann die Bedienungsperson ihre Hand oder Finger verwenden und mit ihrem Berührungssinn verifizieren, daß eine vollständige Verbindung stattgefunden hat. Außerdem ist die Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung mit dem Gehäuse vorverriegelt, so daß die Anzahl der Teile und Montageschritte reduziert ist, die zur Fer­ tigstellung der Anordnung erforderlich sind.

Wenn die Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung von der Vorverriegelungsposition in die Verriegelungs­ position bewegt wird, gleitet ein Endabschnitt des Hauptarms entlang einer Schiene des komplementären Verbinders, wodurch der Hauptarm in Richtung auf den Versetzungswinkel ausgelenkt wird. Der Winkel des Hauptarms ermöglicht, daß die Konfiguration der Ver­ binderpositions-Gewährleitungseinrichtung nach außen hin besser freiliegt, d. h. die Zusatzarme befinden sich auf einer Außenseite des Gehäuses der Anordnung, damit die Bedienungsperson den vollständig verbundenen Zustand durch eine visuelle oder durch Berührung er­ folgende Überprüfung verifizieren kann.

Außerdem wird der Hauptarm in dem Versetzungswinkel angeordnet, wobei ein distaler bzw. freier Abschnitt des Arms angrenzend an den biegsamen Gehäusearm ange­ ordnet wird, wodurch eine Biegung des Gehäusearms in der Verriegelungsposition der Verbinderpositions-Ge­ währleistungseinrichtung blockiert wird. Ferner bein­ haltet die Verbinderpositions-Gewährleistungsein­ richtung einen Stegbereich zwischen dem Haupt- und den Zusatzarmen, der sich biegt, wenn der Hauptarm in dem Versetzungswinkel angeordnet wird, wobei der Stegbe­ reich in einem gespannten Zustand verbleibt, wenn die Anordnung vollständig zusammengebaut ist. Schließlich beinhaltet der Hauptarm eine Hauptarretiereinrichtung zum Angreifen an einen Bereich des Steckergehäuses, und die Zusatzarme beinhalten Zusatzarretiereinrich­ tungen zum Angreifen an einem Bereich des Steckerge­ häuses, wenn sich die Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung in der Vorverriegelungsposition befindet.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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

Fig. 1 eine isometrische Ansicht des Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung in einem vormontierten Zustand;

Fig. 2 eine isometrische Ansicht der Verbinderpo­ sitions-Gewährleistungseinrichtung der Fig. 1

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Ver­ binderpositions-Gewährleistungseinrichtung der Fig. 2;

Fig. 4 eine von der Seite gesehene Schnittansicht der Anordnung der Fig. 1;

Fig. 5 eine Darstellung der Verbinderpositions- Gewährleistungseinrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung in einem an einem Steckergehäuse montierten Zustand;

Fig. 6 eine im Schnitt dargestellte Seitenaufriß­ ansicht des Steckergehäuses und des Buch­ sengehäuses im vollständig miteinander ver­ bundenen Zustand, wobei sich die Verbinder­ positions-Gewährleistungseinrichtung jedoch in einer vorverriegelten Position befindet;

Fig. 7 eine Darstellung des Steckergehäuses und des Buchsengehäuses im völlig miteinander verbundenen Zustand, wobei sich die Verbin­ derpositions-Gewährleistungseinrichtung in einer vollständig eingeführten, endgültigen Verriegelungsposition befindet.

Fig. 1 zeigt eine elektrische Verbinderanordnung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Verbinderanord­ nung 10 beinhaltet eine Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung 20, ein Steckergehäuse 30 und ein Buchsengehäuse 40. Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 zu sehen ist, besitzt die Verbinderpositions- Gewährleistungseinrichtung 20 einen Körper 21, von dem sich ein zentraler Arm 22 sowie zwei seitliche Arme 23 wegerstrecken. Der zentrale Arm 22 besitzt eine Nut 22a zum Regulieren der Biegung des Arms bei der Aus­ führung seiner Funktion als Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung, eine zentrale Arretiereinrich­ tung 22b an einer Bodenfläche sowie einen Endabschnitt 22c. Die seitlichen Arme 23 besitzen jeweils eine ebe­ ne Bodenfläche 23a sowie seitliche Arretiereinrichtun­ gen 23b, die zwischen den seitlichen Armen 23 und dem Körper 21 ausgebildet sind. Der zentrale Arm 22 ist mit dem Körper 21 durch einen flexiblen Steg 24 ver­ bunden, der ein gekrümmtes Profil 24a aufweist.

Das Steckergehäuse 30 besitzt einen Satz Drahtaufnah­ meöffnungen 31 sowie eine zentrale Öffnung 32 zum Auf­ nehmen des zentralen Arms 22, und die zentrale Öffnung 32 beinhaltet einen Armaufnahmeraum 32a zum Aufnehmen des Endabschnitts 22c des zentralen Arms 22. Seitliche Eckabschnitte 33 sind zum Aufnehmen der seitlichen Arme 23 vorgesehen, wobei Kanten 33a für einen Verrie­ gelungseingriff mit den seitlichen Arretiereinrichtun­ gen 236 vorgesehen sind und Laufflächen 33b zum Tragen der ebenen Bodenflächen 23a der seitlichen Arme 23a ausgelegt sind. Ein zentral angeordneter biegsamer Arm 34 ist mit einer Anschlagkante 34a zum Angreifen an einem Bereich des Buchsengehäuses 40 versehen, wie dies im folgenden noch ausführlicher erläutert wird.

Spalte 36 sind derart konfiguriert, daß dem biegsamen Arm 34 der erforderliche Raum für eine Biegung zur Verfügung steht. Ein Öffnungsflansch 37 ist angrenzend an die zentrale Öffnung 32 ausgebildet, um eine Ver­ riegelung mit der zentralen Arretiereinrichtung 22b des zentralen Arms 22 herzustellen, wie dies im fol­ genden noch erläutert wird.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Ver­ binderpositions-Gewährleistungseinrichtung 20 dahinge­ hend, daß Verriegelungsvorsprünge 51 an den jeweiligen Enden der seitlichen Arme 23 zum Zweck der Schaffung einer zusätzlichen Verriegelungseinrichtung ausgebil­ det sind. Es ist vorgesehen, daß die Verriegelungsvor­ sprünge 51 auf den Laufflächen 33b des Steckergehäuses 30 aufliegen, wenn die Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung 20 in ihre vorverriegelte Posi­ tion an dem Steckergehäuse 30 bewegt ist, um dadurch eine Verlagerung der Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung 20 vor der Montage zu verhindern.

Wie unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 zu sehen ist, besitzt das Buchsengehäuse 40 einen Steckergehäuse- Aufnahmehohlraum 41, einen Kanal 42, Wände 43, eine sich verjüngende Schiene 44 sowie eine Verriege­ lungsöffnung 45. Der Kanal 42 und die Wände 43 sind zur Aufnahme des biegsamen Arms 34 des Steckergehäuses 30 dimensioniert, wobei die Wände 43 derart dimensio­ niert sein sollten, daß sie gleitend in die jeweiligen Spalte 36 des Steckergehäuses 30 einpaßbar sind. Fig. 1 zeigt zwei Achsen: eine Achse W, die mit der Längs­ achse des seitlichen Arms 23 ausgefluchtet ist, sowie eine Achse X, die mit der Längsachse des zentralen Arms 22 ausgefluchtet ist. Diese Achsen sind in Fig. 1 im wesentlichen parallel zueinander dargestellt, wer­ den jedoch versetzt, wenn sich die Verbinderpositions- Gewährleistungseinrichtung in ihrer vollständig vor­ bewegten Position befindet, wie dies im folgenden noch erläutert wird.

Fig. 4 zeigt am besten einige der Details der Anord­ nung der Fig. 1. Zum Beispiel ist der vordere Ab­ schnitt des biegsamen Arms 34 als abgeschrägtes Ende 35 ausgebildet, das für einen Gleiteingriff mit der abgeschrägten Schiene 44 des Buchsengehäuses 40 ausge­ fluchtet ist, wenn das Steckergehäuse 30 und das Buch­ sengehäuse 40 miteinander verbunden sind. Der biegsame Arm 34 wird bei Angreifen an der abgeschrägten Schiene 44 federnd nach unten bewegt.

Fig. 5 zeigt die Verbinderpositions-Gewährleistungs­ einrichtung 20 in einer vorverriegelten Position, wo­ bei die zentrale Arretiereinrichtung 22b des zentralen Arms 22 hinter den Öffnungsflansch 37 eingeführt wor­ den ist und an diesem angreift. Außerdem befindet sich der Endabschnitt 22c des zentralen Arms 22 in Eingriff mit dem vorderen Abschnitt 35 des Arms 34, wodurch die Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung mit dem Steckergehäuse verriegelt ist und an diesem festgehal­ ten ist, bevor die vollständige Verbindung des Steckergehäuses mit dem Buchsengehäuse 40 stattfindet. Außerdem kann die Verbinderpositions-Gewährleistungs­ einrichtung 20 nur sowie erst dann vorbewegt werden, wenn der vordere Abschnitt 35 um die abgeschrägte Schiene 44 herumgelenkt worden ist. In dieser Position befinden sich die Böden 23a der seitlichen Arme 23 auf den Laufflächen 33b der seitlichen Eckabschnitte 33 des Steckergehäuses 30, und die seitlichen Arretier­ einrichtungen 23b der seitlichen Arme 23 befinden sich in Eingriff mit den seitlichen Eckabschnitten 33 des Steckergehäuses 30.

Fig. 6 zeigt das Steckergehäuse 30 und das Buchsenge­ häuse 40 in einer vollständig miteinander verbundenen Position. In dieser Position läßt sich die Verbinder­ positions-Gewährleistungseinrichtung 20 nach vorne bewegen, wobei jedoch der vordere Abschnitt 35 des Arms 34 in der Verriegelungsöffnung 45 des Buchsenge­ häuses 40 angeordnet sein muß. Dies erfolgt, da der vordere Abschnitt 35 ansprechend auf das Angreifen an der abgeschrägten Schiene 44 nach unten gebogen worden ist, er jedoch anschließend jedoch wieder nach oben zurückfedert, wodurch das Buchsengehäuse 40 und das Steckergehäuse 30 miteinander verriegelt sind. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, befindet sich der Endabschnitt 22c des zentralen Arms 22 angrenzend an die abgeschrägte Schiene 44 des Buchsengehäuses 40. An diesem Punkt befinden sich die ebenen Böden 23a der seitlichen Arme 23 in satter Anlage an den Laufflächen 33b der seitli­ chen Eckabschnitte 33, und der flexible Steg 24 der Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung 20 be­ findet sich in einem verformten Zustand, so daß eine winkelmäßige Differenz bzw. Versetzung zwischen der Achse W der seitlichen Arme 23 und der Achse X des zentralen Arms 22 vorhanden ist. Vorteilhafterweise weist der Steg 24 das gekrümmte Profil 24a auf, das durch die Biegung des Stegmaterials aufgrund der Ver­ setzung der Achsen W und X erweitert worden ist. Die Krümmungsform des Profils 24a verhindert eine Konzen­ tration von Zugkräften in dem Steg 24 der Verbinderpo­ sitions-Gewährleistungseinrichtung 20, die ansonsten Spannungsrisse und Spalte in dem Material der Verbin­ derpositions-Gewährleistungseinrichtung verursachen würden.

Fig. 7 zeigt die elektrische Verbinderanordnung 10 in einem vollständig miteinander verbundenen Zustand, wobei sich die Verbinderpositions-Gewährleistungsein­ richtung 20 in einem voll nach vorne bewegten Zustand befindet. Der Endabschnitt 22c des zentralen Arms 22 ist unter dem vorderen Endabschnitt 35 des Steckerge­ häuses 30 angeordnet, wodurch eine Doppelverriegelung des biegsamen Arms 34 geschaffen ist. Die seitlichen Arretiereinrichtungen 23b der seitlichen Arme 23 be­ finden sich in einer verriegelten Position hinter den Kanten 33a des Steckergehäuses 30, wodurch die Verbin­ derpositions-Gewährleistungseinrichtung 20 in dem vollständig nach vorne bewegten Zustand an der elek­ trischen Verbinderanordnung 10 festgehalten ist. Außerdem steht der Öffnungsflansch 37 des Steckerge­ häuses 30 in Eingriff mit dem zentralen Arm 22, wo­ durch der Arm gehaltert wird und in einem Festsitz zwischen dem Öffnungsflansch 37 und dem vorderen Ab­ schnitt 35 des Arms 34 eingekeilt ist.

Hinsichtlich der für die Konstruktion verwendeten Ma­ terialien ist ins Auge gefaßt, daß die Verbinderposi­ tions-Gewährleistungseinrichtung 20, das Steckerge­ häuse 30 und das Buchsengehäuse 40 vorzugsweise aus einem geeigneten dielektrischen Material, z. B. einem Thermoplast, einem Duroplast oder einem elastomeren Material hergestellt sind. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Anordnung 10 ist zum Beispiel ein Spritzgießverfahren. Das vorstehend beschriebene Aus­ führungsbeispiel zeigt zwar drei Kontaktöffnungen 31 in dem Steckergehäuse 30, jedoch versteht es sich, daß die Erfindung auch mit mehr oder weniger in dem Steckergehäuse ausgebildeten Öffnungen ausgeführt wer­ den kann. Außerdem ist ins Auge gefaßt, daß die Ver­ binderpositions-Gewährleistungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrer Voreingriffs-Position auch an dem Buchsengehäuse 40 montiert werden könnte, indem man das Buchsengehäuse 40 und das Steckergehäuse 30 entsprechend modifiziert.

Claims (5)

1. Elektrische Verbinderanordnung mit einem Steckergehäuse (30) mit wenigstens einer darin ausge­ bildeten Kontaktaufnahmeöffnung (31), wobei das Steckergehäuse einen biegsamen Gehäusearm (34) für den Eingriff mit einem weiteren, komplementären Verbinder (40) sowie eine Gehäuseöffnung (32) angrenzend an den Gehäusearm zum Aufnehmen eines Bereichs einer Verbin­ derpositions-Gewährleistungseinrichtung (20) aufweist, die einen Hauptarm (22) zum Einführen in die Gehäuse­ öffnung (32) besitzt, wobei die Verbinderpositions- Gewährleistungseinrichtung (20) mehrere Zusatzarme (23) aufweist und zwischen einer Vorverriegelungspo­ sition und einer Verriegelungsposition in bezug auf die elektrische Verbinderanordnung beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzarme (23) in sichtbarer Weise über einen Bereich der Außenfläche des Steckergehäuses (30) an­ geordnet sind, um eine Vorverriegelung der Verbinder­ positions-Gewährleistungseinrichtung (20) an dem Steckergehäuse (30) vor der Verbindung mit dem komple­ mentären Verbinder (40) zu schaffen, und daß der Hauptarm (22) der Verbinderpositions-Gewährleistungs­ einrichtung (20) in seiner Verriegelungsposition in einen Versetzungswinkel relativ zu den Zusatzarmen (23) auslenkbar ist, wenn das Steckergehäuse (30) und der komplementäre Verbinder (40) miteinander verbunden sind.

2. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bewegung der Verbinderpositions-Gewähr­ leistungseinrichtung (20) von der Vorverriegelungspo­ sition in die Verriegelungsposition ein Endabschnitt (22c) des Hauptarms (22) eine Schiene (44) des komple­ mentären Verbinders (40) entlanggleitet und der Haupt­ arm (22) dadurch in Richtung auf den Versetzungswinkel ausgelenkt wird.

3. Verbinderanordnung nach einem der vorausgehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des Hauptarms (22) in dem Ver­ setzungswinkel ein freier Abschnitt (22c) des Haupt­ arms (22) angrenzend an den biegsamen Gehäusearm (34) angeordnet wird, wodurch eine Biegung des Gehäusearms (34) in der Verriegelungsposition der Verbinderposi­ tions-Gewährleistungseinrichtung (20) blockiert ist.

4. Verbinderanordnung nach einem der vorausgehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbinderpositions-Gewährleistungseinrichtung einen Stegbereich (24) zwischen dem Haupt- und den Zusatzarmen aufweist, der sich biegt, wenn der Haupt­ arm in dem Versetzungswinkel angeordnet ist, und daß der Stegbereich (24) in einem gespannten Zustand ver­ bleibt, wenn die Anordnung vollständig zusammengebaut ist.

5. Verbinderanordnung nach einem der vorausgehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptarm (22) eine Hauptarretiereinrichtung (22b) zum Angreifen an einen Bereich (37) des Stecker­ gehäuses (3 aufweist und daß die Zusatzarme (23) Zusatzarretiereinrichtungen (23b) zum Angreifen an einem Bereich (33) des Steckergehäuses (30) aufweisen, wenn sich die Verbinderpositions-Gewährleistungsein­ richtung (20) in der Vorverriegelungsposition befin­ det.