DE19828968A1 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Abstract

Ein elektrischer Steckverbinder (10) umfaßt zwei zusammensteckbare, miteinander verrastbare Verbinderteile (12, 14), die jeweils mehrere Kontakte (16, 18) aufweisen und von denen zumindest eines mit einer Kurzschlußbrücke (24) versehen ist, über die wenigstens zwei Kontakte (18) elektrisch miteinander verbindbar sind. Die Kurzschlußbrücke (24) ist durch einen gleichzeitig als Rastmittel dienenden metallischen Federmechanismus gebildet, durch dessen Rückstellkraft die beiden Verbinderteile (12, 14) in Abhängigkeit vom jeweiligen Steckzustand entweder zusammengezogen und anschließend in einer definierten Rastposition gehalten oder voneinander getrennt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit zwei zusam­ mensteckbaren, miteinander verrastbaren Verbinderteilen, die jeweils mehrere Kontakte aufweisen und von denen zumindest eines mit einer Kurzschlußbrücke versehen ist, über die wenigstens zwei Kontakte elek­ trisch miteinander verbindbar sind. Ein solcher Steckverbinder ist u. a. in Airbag-Systemen verwendbar.

Um sicherzustellen, daß die beiden Verbinderteile tatsächlich korrekt mit einander gekoppelt sind, werden diese in der Regel miteinander verrastet. Bei den bisher üblichen elektrischen Steckverbindern ist dazu ein beson­ derer Verriegelungsmechanismus vorgesehen, der in der Regel einen oder mehrere aus Kunststoff bestehende Verriegelungsarme umfaßt. Ein sol­ cher Steckverbinder der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 762 556 A1 bekannt.

Bei einem aus der DE 43 11 767 A1 bekannten elektrischen Steckverbin­ der werden die beiden Verbinderteile mittels eines federgestützten, in eine komplementäre Rastöffnung eingreifenden Rastarmes miteinander verrie­ gelt. Im geschlossenen Zustand des Verbinders übernimmt die Stützfeder des Rastarmes zusätzlich die Funktion eines Überbrückungskontaktes, durch den zur Signalisierung des geschlossenen Zustandes ein betreffen­ der Stromkreis geschlossen wird. Überdies ist eine getrennte Kurzschluß­ brücke vorgesehen, über die bei voneinander getrennten Verbinderteilen die betreffenden Kontakte elektrisch miteinander verbunden sind, wäh­ rend ein betreffender Kurzschluß beim Zusammenstecken der beiden Ver­ binderteile aufgehoben wird.

Ziel der Erfindung ist es, einen elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Gewährleistung einer höheren Si­ cherheit gegen eine fehlerhafte oder unvollständige Kopplung der beiden Verbinderteile einen insgesamt einfacheren und kompakteren Aufbau be­ sitzt.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kurz­ schlußbrücke durch einen gleichzeitig als Rastmittel dienenden metalli­ schen Federmechanismus gebildet ist, durch dessen Rückstellkraft die beiden Verbinderteile in Abhängigkeit vom jeweiligen Steckzustand entwe­ der zusammengezogen und anschließend in einer definierten Rastposition gehalten oder voneinander getrennt werden.

Demzufolge dient die Kurzschlußbrücke gleichzeitig als Rastmittel, durch das zudem ein sogenanntes Go-No-Go- oder Ja-Nein-System gebildet wird, das gleichzeitig sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Funk­ tion übernimmt. Nachdem diese beiden Funktionen nunmehr durch ein Teil übernommen werden, kann der Steckverbinder als relativ kleine kom­ pakte Einheit verwirklicht werden, so daß er insbesondere auch in einem modularen System wie einem Airbag-System beispielsweise als Modul ei­ ner Sitzverbindung verwendbar ist. Durch den einfacheren Aufbau lassen sich auch die Herstellungskosten verringern. Die erhöhte Sicherheit ist insbesondere bei Airbag-Systemen von entscheidendem Vorteil. So ist bei Verwendung der erfindungsgemäßen Steckverbinder ein Ausfall des be­ treffenden Airbag-Systems durch nicht richtig oder unvollständig zusam­ mengesteckte Verbinderteile praktisch ausgeschlossen.

Wesentlich ist, daß die jeweilige Rückstellkraft hoch genug ist, um eine zuverlässige Rastverbindung zu gewährleisten. Die bei einem Auseinan­ derziehen der beiden Verbinderteile zu überwindende Kraft kann bei­ spielsweise etwa 50 N betragen.

Die gleichzeitig als Rastmittel dienende Kurzschlußbrücke ist vorzugswei­ se durch eine aus Metall bestehende Blattfeder oder Federklemme gebil­ det. Eine solche Sicherheitsfeder kann insbesondere als Stahlfeder in Form eines Bandes vorgesehen sein.

Aus der DE 196 01 360 A1 ist es zwar bereits bekannt, einen Blattfeder­ mechanismus zwischen zwei komplementären Gehäusehälften eines Steckverbinders anzuordnen, um unter Nutzung der Federrückstellkraft eine vollständige Verbindung der Gehäusehälften zu gewährleisten. Hier­ bei handelt es sich jedoch um einen Steckverbinder ohne Kurzschluß­ brücke.

Die Kurzschlußbrücke kann zweckmäßigerweise einen Rastabschnitt und einen vorzugsweise über einen Mittelabschnitt mit dem Rastabschnitt ver­ bundenen, mit den Kontakten in Eingriff bringbaren Kontaktierabschnitt umfassen, wobei der Rastabschnitt vorzugsweise wenigstens einen sich allgemein in Steckrichtung erstreckenden gewölbten Rastarm besitzen kann. Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform besitzt dieser Rastabschnitt wenigstens zwei über einen Steg miteinander ver­ bundene gewölbte Rastarme.

Ist die einem jeweiligen Verbinderteil zugeordnete Kurzschlußbrücke durch eine Blattfeder oder Federklemme gebildet, so ist sie zweckmäßi­ gerweise durch dem anderen Verbinderteil zugeordnete Mittel quer zur Steckrichtung komprimierbar. Diese dem anderen Verbinderteil zugeord­ neten Komprimiermittel können wenigstens einen Vorsprung oder derglei­ chen umfassen, durch den die Sicherungsfeder dann entsprechend beauf­ schlagt wird.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist die als Blattfeder oder Federklemme ausgebildete Kurzschlußbrücke an einem Ende an dem betreffenden Verbinderteil fixiert. Dabei kann es sich beispielsweise um das dem anderen Verbinderteil zugewandte Ende handeln.

Das freie Ende des Rastabschnittes der Kurzschlußbrücke kann an einer dem betreffenden Verbinderteil zugeordneten Fläche geführt und zur Bil­ dung einer mit dieser Führungsfläche zusammenwirkenden Gleitfläche umgebogen sein. Damit ist bei einer jeweiligen Komprimierung der Kurz­ schlußbrücke eine reibungsarme Verlagerung des freien Brückenendes auf der betreffenden Führungsfläche möglich.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen elektrischen Steckverbinders sind bei voneinander getrennten Verbin­ derteilen die betreffenden Kontakte durch die Kurzschlußbrücke elek­ trisch miteinander verbunden, während ein betreffender Kurzschluß bei zusammengesteckten Verbinderteilen aufgehoben ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform werden in einer Ebene ange­ ordnete Kontakte über die Kurzschlußbrücke paarweise kurzgeschlossen. Insbesondere in einem solchen Fall kann die Kurzschlußbrücke auch mehrteilig ausgeführt sein. Grundsätzlich ist jedoch eine einteilige Kurz­ schlußbrücke bevorzugt.

Insbesondere im Fall einer einteiligen Kurzschlußbrücke ist es grundsätz­ lich auch möglich, daß über die Kurzschlußbrücke sämtliche in einer Ebene angeordnete Kontakte elektrisch miteinander verbunden werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines elektrischen Steckverbinders, dessen beide Verbinderteile zwar be­ reits miteinander ausgerichtet, jedoch noch nicht voll­ ständig zusammengesteckt sind, wobei der Schnitt durch einen Rastarm der Kontaktbrücke geführt ist,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung der im Steckverbinder gemäß Fig. 1 verwendeten Kontakt­ brücke,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt des elektrischen Steckverbinders, dessen beide Verbinderteile nach wie vor noch nicht vollständig zusammengesteckt sind, wo­ bei der Schnitt durch den Mittelabschnitt der Kontakt­ brücke geführt ist,

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt des elektrischen Steckverbinders, dessen beide Verbinderteile vollständig zusammengesteckt und miteinander verrastet sind, wo­ bei der Schnitt durch einen Rastarm der Kontaktbrücke geführt ist, und

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt des elektrischen Steckverbinders bei vollständig zusammengesteckten und miteinander verrasteten Verbinderteilen, wobei der Schnitt durch den Mittelabschnitt der Kontaktbrücke geführt ist.

In den Fig. 1 und 3 bis 5 ist in rein schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbin­ ders 10 mit zwei zusammensteckbaren, miteinander verrastbaren Verbin­ derteilen 12 und 14 gezeigt.

Die beiden Verbinderteile 12, 14 besitzen jeweils mehrere in entsprechen­ den Kontaktaufnahmen angeordnete Kontakte 16 bzw. 18, über die bei zusammengesteckten Steckverbindern die entsprechenden elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Wie anhand der Fig. 1 und 3 bis 5 zu erkennen ist, sind diese Kontakte 16, 18 mit elektrischen Leitungen 20 bzw. 22 verbunden.

In den Fig. 1 und 3 bis 5 ist der rechte Verbinderteil 14 mit Stecker­ kontakten 18 versehen, die mit komplementären Kontakten 16 des linken Verbinderteils 1 2 zusammenwirken.

Im vorliegenden Fall ist das die Steckerkontakte 18 aufweisende rechte Verbinderteil 14 mit einer Kurzschlußbrücke 24 versehen, über die wenig­ stens zwei Kontakte 18 elektrisch miteinander verbindbar sind.

Die Kurzschlußbrücke 24 ist durch einen gleichzeitig als Rastmittel die­ nenden metallischen Federmechanismus gebildet, durch dessen Rück­ stellkraft die beiden Verbinderteile in Abhängigkeit vom jeweiligen Steck­ zustand entweder zusammengezogen und anschließend in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten definierten Rastposition gehalten oder voneinan­ der getrennt werden, wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.

Diese Kurzschlußbrücke 24 ist in Fig. 2 nochmals im einzelnen darge­ stellt. Sie umfaßt einen Rastabschnitt 24' und einen über einen Mittelab­ schnitt 24'' mit dem Rastabschnitt 24' verbundenen, mit den Kontakten (18) in Eingriff bringbaren Kontaktierabschnitt 24'''. Der Rastabschnitt 24' besitzt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei äußere, über einen Steg 46 miteinander verbundene nach oben gewölbte Rastarme 44. Der Kontaktierabschnitt 24''' weist zwei Kontaktierarme 48 auf, die mit ihren nach unten abgebogen freien Enden mit den Kontakten 18 in Eingriff bringbar sind. Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Mittelab­ schnitt 24'' mit zwei Ausnehmungen 52 versehen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die gleichzeitig als Rastmittel dienende Kurzschlußbrücke 24 durch eine aus Metall bestehende einteili­ ge Blattfeder oder Federklemme gebildet.

Die Rastarme 44 der im vorliegenden Fall dem Verbinderteil 14 zugeord­ neten Kurzschlußbrücke 24 sind durch dem anderen Verbinderteil 12 zu­ geordnete Mittel quer zur Streckrichtung, in den Fig. 1 bis 5 nach unten, komprimierbar. Im vorliegenden Fall umfassen die dem anderen Verbinderteil 12 zugeordneten Komprimiermittel wenigstens einen Vor­ sprung 26. Wie anhand der Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist dieser Vorsprung 26 an einer unteren Seitenfläche 28 des Verbinders 12 vorge­ sehen, von der er senkrecht nach unten ab steht.

Die Kurzschlußbrücke 24 ist in einer in dem Verbinder 14 vorgesehenen Aufnahme 30 angeordnet und mit ihrem dem anderen Verbinderteil 12 zugewandten Ende 32, d. h. im vorliegenden Fall im Bereich des Steges 46, an der innenliegenden Fläche 34 einer die Aufnahme 30 begrenzenden Wand 36 fixiert.

Die ins Innere der Aufnahme 30 gerichteten Enden 38 der Rastarme 44 sind frei beweglich an der inneren Fläche 34 der Wand 36 geführt und zur Bildung einer mit dieser Führungsfläche 34 zusammenwirkenden Gleitflä­ che 40 umgebogen.

Im vorliegenden Fall sind die Kontakte 18 bei voneinander getrennten Verbinderteilen 12, 14 durch den Kontaktierabschnitt 24 ''' der Kurz­ schlußbrücke 24 elektrisch miteinander verbunden. Der betreffende Kurz­ schluß wird beim Zusammenstecken der beiden Verbinderteile 12, 14 auf­ gehoben. Dies geschieht im vorliegenden Fall dadurch, daß der Kontak­ tierabschnitt 24 ''' durch eine vordere untere Kante 50 des Verbinderteils 12 von den Kontakten 18 weg nach unten gebogen wird, sobald die beiden Verbinderteile 12 und 14 weit genug zusammengesteckt sind (vgl. insbe­ sondere Fig. 4 und 5).

Die in einer Ebene angeordneten Kontakte 18 können über die Kurz­ schlußbrücke 24 beispielsweise auch paarweise kurzgeschlossen werden. Insbesondere in diesem Fall ist auch eine mehrteilige Kurschlußbrücke 24 denkbar. Bevorzugt ist jedoch eine einteilige Kurschlußbrücke 24 vorgese­ hen, über die vorzugsweise sämtliche Kontakte 18 elektrisch miteinander verbunden werden.

Wie anhand der Fig. 1, 2 und 4 zu erkennen ist, sind zum Rastab­ schnitt 24' der durch eine Stahlfeder gebildeten Kurzschlußbrücke 24 ge­ hörenden Rastarme 44 nach oben gewölbt bzw. V-förmig gebogen. Der am Verbinder 12 vorgesehene Vorsprung 42 besitzt auf der linken Seite eine Schrägfläche 42, die bei zusammengesteckten und miteinander verraste­ ten Verbinderteilen 12 und 14 am rechten Schenkel der V-förmig geboge­ nen Rastarme 44 anliegt.

In der Darstellung gemäß den Fig. 1 und 3 sind die beiden Verbin­ derteile 12, 14 zwar bereits miteinander ausgerichtet, jedoch noch nicht vollständig zusammengesteckt. Der dem Verbinder 12 zugeordnete Vor­ sprung 26 liegt noch dem linken Schenkel der V-förmig gebogenen Rastarme 44 gegenüber. Werden die beiden Verbinderteile 12,14 nun weiter zusammengesteckt, wodurch die zueinander parallelen, den Vor­ sprung 26 bzw. die Kurzschlußbrücke 24 tragenden Flächen 28 und 34 zueinander parallel verschoben werden, so werden die dem Rastabschnitt 24' der Kurzschlußbrücke 24 zugeordneten Rastarme 44 der Kurzschluß­ brücke 24 durch den wenigstens einen Vorsprung 26 quer zur Steckrich­ tung, in den Fig. 1 und 2 nach unten, komprimiert. Grundsätzlich ist zwar eine Ausführung denkbar, bei der bereits dadurch auch der Kontak­ tierabschnitt 24''' von den Kontakten 18 bzw. von diesen zugeordneten elektrisch leitenden Teilen abgehoben wird, um den betreffenden Kurz­ schluß aufzuheben. Im vorliegenden Fall geschieht dies jedoch erst über die vordere untere Kante 50 des Verbinders 12 (vgl. Fig. 4 und 5).

Werden die beiden Verbinderteile 12 und 14 nicht vollständig zusammen­ gesteckt, so bewirkt die Rückstellkraft der mit ihrem linken Schenkel mit dem wenigstens einen Vorsprung 26 in Kontakt stehenden Rastarme 44 des Rastabschnitts 24', daß die beiden Verbinderteile 12, 14 wieder von­ einander getrennt werden (vgl. Fig. 1).

Werden die beiden Verbinderteile 12 und 14 dagegen über den Totpunkt hinaus zusammengesteckt, so daß der Vorsprung 26 über den Scheitelbe­ reich der Rastarme 44 hinweg auf den rechten Schenkel dieser Rastarme 44 gelangt, so werden die beiden Verbinderteile 12 und 14 durch die Rückstellkraft der zuvor komprimierten Kurzschlußbrücke 24 zusammen­ gezogen und anschließend in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten defi­ nierten endgültigen Rastposition gehalten. In dieser definierten Rastposi­ tion liegt die Schrägfläche 42 des wenigstens einen Vorsprungs 26 in der in der Fig. 4 gezeigten Weise am rechten Schenkel der Rastarme 44 an.

Sollen die beiden Verbinderteile 12 und 14 wieder voneinander getrennt werden, so muß zunächst die relativ hohe Rückstellkraft der Kurzschluß­ brücke 24 überwunden werden. Dabei kann die als Kurzschlußbrücke 24 verwendete Stahlfeder beispielsweise so ausgelegt sein, daß die zu über­ windende Kraft in einen Bereich von etwa 50 N liegt.

Bezugszeichenliste

10

elektrischer Steckverbinder

12

Verbinderteil

14

Verbinderteil

16

Kontakte

18

Kontakte

20

elektrische Leitung

22

elektrische Leitung

24

Kurzschlußbrücke

24

' Rastabschnitt

24

'' Mittelabschnitt

24

''' Kontaktierabschnitt

26

Komprimiermittel, Vorsprung

28

Seitenfläche

30

Aufnahme

32

Ende

34

Fläche

36

Wand

38

freies Ende

40

Gleitfläche

42

Schrägfläche

44

Rastarme

48

Kontaktierarme

50

Kante

52

Ausnehmungen

Claims (14)

1. Elektrischer Steckverbinder (10) mit zwei zusammensteckbaren, miteinander verrastbaren Verbinderteilen (12, 14), die jeweils meh­ rere Kontakte (16, 18) aufweisen und von denen zumindest eines mit einer Kurzschlußbrücke (24) versehen ist, über die wenigstens zwei Kontakte (18) elektrisch miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbrücke (24) durch einen gleichzeitig als Rast­ mittel dienenden metallischen Federmechanismus gebildet ist, durch dessen Rückstellkraft die beiden Verbinderteile (12, 14) in Abhängigkeit vom jeweiligen Steckzustand entweder zusammenge­ zogen und anschließend in einer definierten Rastposition gehalten oder voneinander getrennt werden.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig als Rastmittel dienende Kurzschlußbrücke (24) durch eine aus Metall bestehende Blattfeder oder Federklemme ge­ bildet ist.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbrücke (24) einen Rastabschnitt (24') und einen vorzugsweise über einen Mittelabschnitt (24'') mit dem Rastab­ schnitt (24') verbundenen, mit den Kontakten (18) in Eingriff bring­ baren Kontaktierabschnitt (24''') umfaßt.

4. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastabschnitt (24') der als Blattfeder oder Federklemme ausgebildeten Kurzschlußbrücke (24) wenigstens einen sich allge­ mein in Steckrichtung erstreckenden gewölbten Rastarm (44) um­ faßt.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastabschnitt (24') wenigstens zwei über einen Steg (46) miteinander verbundene gewölbte Rastarme (44) besitzt.

6. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einem jeweiligen Verbinderteil (14) zugeordnete Kurzschluß­ brücke (24) durch dem anderen Verbinderteil (12) zugeordnete Mit­ tel (26) quer zur Steckrichtung komprimierbar ist.

7. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dem anderen Verbinderteil (12) zugeordneten Komprimier­ mittel wenigstens einen Vorsprung (26) oder dergleichen umfassen.

8. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Blattfeder oder Federklemme ausgebildete Kurzschluß­ brücke (24) an einem Ende (32) an dem betreffenden Verbinderteil (14) fixiert ist.

9. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbrücke (24) am dem anderen Verbinderteil (12) zugewandten Ende (32) an dem betreffenden Verbinderteil (14) fi­ xiert ist.

10. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (38) des Rastabschnittes (24') der Kurzschluß­ brücke (24) an einer dem betreffenden Verbinderteil zugeordneten Fläche (34) geführt und zur Bildung einer mit dieser Führungsfläche zusammenwirkenden Gleitfläche (40) umgebogen ist.

11. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei voneinander getrennten Verbinderteilen (12, 14) die betref­ fenden Kontakte (18) durch die Kurzschlußbrücke (24) elektrisch miteinander verbunden sind und ein betreffender Kurzschluß bei zusammengesteckten Verbinderteilen (12, 14) aufgehoben ist.

12. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ebene angeordneten Kontakte (18) über die Kurz­ schlußbrücke (24) paarweise kurzgeschlossen werden.

13. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbrücke (24) mehrteilig ausgeführt ist.

14. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Kurzschlußbrücke (24) sämtliche in einer Ebene ange­ ordnete Kontakte (18) elektrisch miteinander verbindbar sind.