DE4224528C2 - Elektrischer Verbinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft eine Diagnose-Stecksockelanord­ nung zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.

In mindestens einem US-Bundesstaat, nämlich Kalifornien, ist es mit Beginn des Jahres 1994 Gesetz, daß alle Kraftfahrzeuge eine gemeinsame Schnittstelle bzw. einen Stecksockel aufweisen, auf den ein buchsenartiger Verbinder aufgesteckt werden kann, um den Schadstoffausstoß von dem Motor zu prüfen. Aus diesem Grund wird nun die Schaffung eines Stecksockels zur Verwendung in Kraftfahr­ zeugen vorgeschlagen, der die für die gemeinsame Schnittstelle festgelegten Spe­ zifikationen erfüllt.

Aus der US-A-4 583 805 ist ein elektrischer Verbinder bekannt, bei dem zum Ver­ riegeln eines Anschlusses in einem jeweiligen Anschlußaufnahmeraum ein Verrie­ gelungsstopfen mit von einem Ringkörper axial abstehenden Verrastungsstücken vorgesehen ist. Dieses Teil wird mit den Verrastungsstücken in einen Anschluß­ aufnahmehohlraum eingeführt und mit dem Verbindergehäuse verrastet, wobei die Verrastungsstücke durch Leitflächen des Verbindergehäuses verbogen werden, so daß sie hinter einem in dem Aufnahmehohlraum befindlichen Anschluß greifen.

Aus der US-A-4 557 542 ist ein Verbinder mit zwei parallelen Reihen von An­ schlußaufnahmehohlräumen bekannt, wobei zwischen die Hohlräume ein Verrie­ gelungskeil geschoben wird, der an dem Gehäuse des Verbinders befindliche Ver­ riegelungsarme aufspreizt. Die aufgespreizten Verriegelungsarme verriegeln dann die in den Anschlußaufnahmehohlräumen befindlichen Anschlüsse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Verbinder der ein­ gangs genannten Art anzugeben, bei dem die in den Anschlußaufnahmehohlräu­ men befindlichen Anschlüsse in einfacher Weise fixiert werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung.

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 auseinandergezogene Ansicht einer Stecksockelanordnung gemäß einem Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht der Rückseite des Anschluß­ positionssicherungselements der Stecksockel­ anordnung;

Fig. 3 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Gehäuses sowie eine Seitenansicht des Anschlußverriegelungsglieds der Stecksockel­ anordnung;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in der das Verriegelungsglied in das Gehäuse eingeführt ist;

Fig. 5 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Stecksockelanordnung, wobei sich das Anschlußpositionssicherungselement in einer ersten Position befindet;

Fig. 6 eine Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Steck­ sockelanordnung von außen;

Fig. 7 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Stecksockelanordnung, wobei sich das Anschlußpositionssicherungselement in seiner Endposition befindet; und

Fig. 8 eine Ansicht der Stecksockelanordnung der Fig. 7 von außen.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, beinhaltet die Steck­ sockelanordnung 10 ein Gehäuse 12, ein Anschlußver­ riegelungsglied 14, ein Anschlußpositionssicherungs­ element 16 sowie Anschlüsse 18.

Generell gesehen wird das Anschlußverriegelungsglied 14 in einen Schlitz 22 des Gehäuses 12 eingeführt, und das Anschlußpositionssicherungselement 16 wird in einer ersten Position an der Rückseite 24 des Gehäuses 12 angebracht. Anschlüsse 18 werden durch das Element 16 hindurch in Anschlußhohlräume 26 in dem Gehäuse 12 eingeführt und durch das Verriegelungsglied 14 darin festgehalten. Danach wird gegen das Anschlußpositions­ sicherungselement 16 gedrückt, so daß dieses in einer Endposition verriegelt wird, um dadurch die Anordnung 10 zu bilden, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist.

Das Gehäuse 12 kann aus einem geeigneten Kunststoffma­ terial, wie z. B. Polybutylenterephthalat, geformt sein.

Die äußere Konfiguration des Gehäuses 12 beinhaltet parallele Flächen 30, 32 sowie komplexe Seitenflächen 34. Auf der Fläche 30 ist ein Ausrichtungs-Verriege­ lungsblock 36 zentral angeordnet. Ein rückwärtiger Bereich 38 des Gehäuses 12 ist in Ausrichtung mit den Hohlräumen 26 geschlitzt, um dadurch Finger 40 zu definieren. Dabei sind Finger 40a federnd nachgiebig und besitzen nach vorne weisende Verriegelungsschul­ tern 44. Nicht-federnde Finger 40b sind mit Verriege­ lungsstiften 46 versehen. Der rückwärtige Bereich 38 der nicht zu sehenden Fläche 32 beinhaltet ebenfalls Finger 40 mit Verriegelungsschultern 44 und Verriege­ lungsstiften 46 an den Fingern 40a bzw. 40b.

Die Seitenflächen 34 beinhalten einen vorderen Bereich 50, der von der Fläche 32 sowie zueinander parallelen rückwärtigen Bereichen 52 schräg in Richtung nach innen verläuft. An der Verbindungsstelle der Bereiche 50 und 52 sind an beiden Seiten des Gehäuses 12 eine nach vorne weisende Schulter 54 nahe der Fläche 30 und eine nach hinten weisende Schulter 56 nahe der gegen­ überliegenden Fläche 32 gebildet.

Der bereits genannte Schlitz 22 tritt in das Gehäuse 12 von deren Frontseite 62 her ein, so wie sich auch in der Nähe der Fläche 32 befindliche Öffnungen 64 von der Frontseite 62 her in das Gehäuse 12 hinein­ strecken.

Die den Schlitz 22 definierenden Wände 168a (Fig. 3) sind mit Öffnungen 66 versehen, die mit den jeweiligen Hohlräumen 26 ausgerichtet sind und mit diesen kommu­ nizieren. Außerdem führen Öffnungen 70 durch die Vorderseite 62 in die Hohlräume 26.

Nachfolgend werden die innere Konfiguration sowie die Rückseite 24 des Gehäuses 12 beschrieben.

Das Anschlußverriegelungsglied 14 kann ebenfalls aus Polybutylenterephthalat geformt sein. Wie auch in Fig. 3 zu sehen ist, beinhaltet das Anschlußverriegelungs­ glied 14 zwei Reihen von Federarmen 76, die sich von einer Halterung 78 nach außen wegerstrecken. Jede Reihe von Armen 76 ist derart positioniert, daß die Arme in die jeweiligen Öffnungen 66 in dem Schlitz 22 sowie in die jeweiligen Anschlußhohlräume 26 eintre­ ten, wie dies nachfolgend noch ausführlicher erläutert wird. Jeder Arm 76 besitzt einen von der Halterung 78 in Richtung nach außen beabstandeten dickeren Bereich 82, der zur Schaffung einer Erhebung bzw. eines Vor­ sprungs 84 sowie einer nach vorne weisenden Schulter 86 herabgestuft ausgebildet ist, wobei sich die Er­ hebung 84 und die Schulter 86 jeweils an der nach außen gerichteten Kante 88 befinden. Die Schulter 86 befindet sich zur Bildung von Kerben 92 unmittelbar innerhalb von dem freien Ende 90 jedes Federarms 76.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, beinhaltet das Anschluß­ positionssicherungselement 16 an seinen Seitenflächen 104 Plattenverriegelungsglieder 102. Die Plattenver­ riegelungsglieder 102 besitzen je zwei voneinander beabstandete, nach vorne ragende Federarme 106 mit nach rückwärts weisenden Schultern 108 sowie einen nach rückwärts ragenden Federarm 110 zwischen den Armen 106, der eine nach vorne weisende Schulter 112 aufweist. Die Ränder einer nicht gezeigten Platten­ öffnung werden zwischen den jeweiligen Schultern 108 und 112 aufgenommen, um die Anordnung 10 in der Öff­ nung zu befestigen.

Schwenkverriegelungsglieder 114 sind in in Fig. 2 dargestellten Ausnehmungen 116 in einer oberen und einer unteren Fläche 118, 120 vorgesehen und bein­ halten Zusammendrück- oder Quetschstangen 122 sowie Verriegelungsstangen 124. Die Verriegelungsstange 124 an dem Schwenkverriegelungsglied 114 auf der Fläche 118 trägt eine nach außen wegragende Erhebung 126. Die Schwenkpunkte an den Schwenkverriegelungsgliedern 114 sind mit dem Bezugszeichen 128 bezeichnet. Schlitze 129 in den Flächen 118, 120 dienen zur Schaffung nach rückwärts weisender Schultern 130.

Zwei Reihen federnd nachgiebiger Finger 132 erstrecken sich durch die Frontöffnung 134 hindurch aus dem Inneren des Hohlraums 136 des Anschlußpositionssicherungselement 16 heraus. Die Finger 132 sind in demselben Muster wie die Anschlußhohlräume 26 sowie in Ausrichtung mit diesen angeordnet, wie dies nach­ folgend noch ausführlicher erläutert wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Rückseite 140 des Anschluß­ positionssicherungselements 16 ist mit in den Hohlraum 136 hineinführenden Öffnungen 142 versehen. Jede Öffnung 142 besitzt an einer Ecke einen Polarisier­ schlitz 144.

Der Anschluß 18, der in Fig. 1 dargestellt ist, bein­ haltet eine um den Draht 150 gecrimpte Quetschzwinge 148 sowie eine rechteckige Aufnahmebuchse 152. An dem hinteren Ende ragt auf einer Seite der Aufnahmebuchse 152 ein Polarisierfortsatz 154 nach außen weg. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, ist ein am Boden 158 der Auf­ nahmebuchse 152 angebrachter erster Vorspannungs- Federarm 156 derart umgefaltet, daß er durch die Öffnung 160 des Anschlusses in die Aufnahmebuchse 152 hineinragt. Der Federarm 156 und das Innere der Auf­ nahmebuchse 152 sind in Fig. 5 dargestellt, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Wie darin zu sehen ist, sind die Anschlüsse 18 in dem Gehäuse 12 derart angeordnet, daß die in der oberen Gehäusereihe befind­ lichen Anschlüsse mit ihrem Aufnahmebuchsenboden 158 nach unten weisen und die in der unteren Gehäusereihe angeordneten Anschlüsse mit ihrem Aufnahmebuchsenboden 158 nach oben weisen. Wie weiterhin in Fig. 5 zu sehen ist, liegt ein aus dem Boden 158 herausgeschnittener oder herausgestanzter zweiter Federarm 162 unter dem ersten Federarm 156 und stützt diesen (bei Betrachtung des Anschlusses 18 in einer Lage, wie sie der in Fig. 5 obere Abschluß einnimmt). Durch das Heraus­ stanzen des Federarms 156 wird in dem Boden 158 eine Öffnung 164 gebildet.

Der Anschluß 18 ist vorzugsweise auf vergütetem Messing durch Stanzen und Formen gebildet und mit Zinn plattiert.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der das Innere des Gehäuses 12 zu sehen ist. Die Hohlräume 26 sind an der Rückseite 24 offen, wie dies durch das Bezugszeichen 166 dargestellt ist. Die beiden Reihen von Hohlräumen 26 sind durch eine längliche Plattform 168 voneinander getrennt, die zur Bildung des Schlitzes 22 von ihrem vorderen Ende her ausgehöhlt ist. Die Öffnungen 66 erstrecken sich durch die beiden durch den Schlitz 22 definierten Wände 168a hindurch in die jeweiligen Hohlräume 26 hinein. Die Begren­ zungsflächen 172 der Hohlräume 26 beinhalten eine Rampe 174, durch die die Dicke des vorderen Bereichs reduziert ist. Die gegenüberliegende Fläche 176 bein­ haltet ebenfalls eine Rampe 178 sowie einen sich in den dickeren Wandbereich hineinerstreckenden Schlitz 180. Die vorstehend genannten Öffnungen 70 durch die Frontseite 62 hindurch sind in Richtung nach innen abgeschrägt, um für nicht gezeigte Flachsteckeran­ schlüsse eine Führung zu schaffen. Ein wichtiger Vor­ teil der Erfindung besteht darin, daß die Hohlräume 26 innerhalb von der Frontseite 62 gelegen sind, so daß in der in Fig. 5 gezeigten Weise die Anschlüsse 18 vollständig geschützt sind.

Fig. 3 zeigt außerdem die Aussparung der Hohlraum­ seitenwände 184 unterhalb der Finger 40a zur Schaffung der Federmöglichkeit, so daß sich die Finger 40a niederdrücken lassen, wie dies nachfolgend noch erläu­ tert wird.

Fig. 4 zeigt das Anschlußverriegelungsglied 14 in den Schlitz 22 in dem Gehäuse 12 eingeführt, wobei die Halterung 78 an der Endwand des Schlitzes anliegt. Die Federarme 76 haben sich durch die Öffnungen 66 hin­ durchbewegt, so daß sich die Erhebungen 84 in den Hohlräumen 26 befinden. Das Anschlußverriegelungsglied 14 ist dadurch in dem Gehäuse 12 festgehalten, daß die Kerben 92 an der Innenfläche 62a der Frontseite 62 angreifen.

Fig. 5 zeigt die Anordnung 10, wobei die Anschlüsse 18 in die Hohlräume 26 eingebracht sind und sich das Anschlußpositionssicherungselment 16 in einer ersten Position an dem Gehäuse 12 befindet. Die Drähte 150 sind zur Schaffung einer klareren Darstellung weg­ gelassen worden. Beim Einbringen müssen die Anschlüsse 18 derart ausgerichtet werden, daß der Polarisierfort­ satz 154 in den Schlitz 144 in der Öffnung 142 (Fig. 2) sowie in den Schlitz 180 in der Hohlraumfläche 176 eintritt. Beim Eintreten der Aufnahmebuchsen 152 in die Hohlräume 26 werden die Federfinger 76 gebogen, wobei diese zurückfedern, wenn die an den Federfingern 76 vorgesehenen Erhebungen bzw. Vorsprünge 84 in die Öffnungen 164 im Boden 158 der Aufnahmebuchsen 152 eintreten. Die Anschlüsse 18 können nicht nach rück­ wärts herausbewegt werden, ohne daß man die Arme 76 aus dem Weg schafft.

Das Anschlußpositionssicherungselement 16 wird an dem Gehäuse 12 in einer ersten Position angebracht und dort verriegelt, indem die Schulter 44 an dem federnd nachgiebigen Finger 40a an der Schulter 130 angreift. Die einzige Möglichkeit, das Element 16 zu entfernen, besteht durch gleichzeitiges Niederdrücken aller vier Finger 40a.

Die Finger 132 an dem Anschlußpositionssicherungs­ element 16 befinden sich in den Hohlräumen 26 un­ mittelbar rückwärts von den Rampen 178.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ansicht der Anordnung 10 unter Darstellung des Anschlußpositionssicherungs­ elements 16 in der ersten Position. Diese Ansicht zeigt, daß sich das Anschlußpositionssicherungselement 16 nicht weiter auf das Gehäuse 12 hinaufbewegen läßt; d. h., die Stifte 46 blockieren die Verriegelungs­ stangen 124 an den Verriegelungsgliedern 114, wenn die Zusammendrückstangen 122 nicht zum Heben der Verrie­ gelungsstangen 124 über die Stifte 46 hinweg zu­ sammengedrückt werden.

Die Fig. 7 und 8 zeigen das Anschlußpositions­ sicherungselement 16 in der zweiten, endgültigen Posi­ tion an dem Gehäuse 12. Die Finger 132 sind die Rampen 178 steuerflächenartig hinab in eine Position bewegt worden, in der sie an dem hinteren Ende der Aufnahme­ buchse 152 an den Anschlüssen 18 anliegen. Die Fähig­ keit, daß sich die Finger 132 vollständig nach innen gegen die Aufnahmebuchsen 152 bewegen lassen, zeigt der Bedienungsperson an, daß alle Anschlüsse 18 korrekt behandelt worden sind. Wie zu erkennen ist, drücken die Finger 132 die Anschlüsse 18 in Position; wenn sie jedoch auf einen Widerstand stoßen, sind ein oder mehrere Anschlüsse 18 nicht korrekt in den jewei­ ligen Hohlräumen 26 angeordnet.

Das Anschlußpositionssicherungsselement 16 wird da­ durch in die endgültige Positionssicherungsstellung gebracht, daß man die Zusammendrückstangen 122 in Richtung aufeinander zu zusammendrückt, um die Verrie­ gelungsstangen 124 über die Stifte 46 hinwegzuheben und auf der anderen Seite derselben anzuordnen, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Auf diese Weise kann das Element 16 nicht zurückbewegt werden, ohne daß man die Stangen 124 über die Stifte 46 hinweghebt.

Gemäß der vorliegenden Beschreibung ist eine Stift­ sockelanordnung offenbart worden. Diese Anordnung beinhaltet ein Gehäuse, ein separates Anschlußverrie­ gelungsglied, Anschlüsse sowie ein Anschlußpositions­ sicherungselement. Ein Vorteil der Erfindung besteht in dem Vorhandensein des Anschlußpositionssicherungs­ elements, das in einer ersten Position an dem Gehäuse vormontiert ist und nicht ohne spezielle Werkzeuge von diesem entfernt werden kann und außerdem ohne positive Wirkung durch eine Bedienungsperson nicht in eine zweite, endgültige Position bewegt werden kann. Das separate, im Inneren befindliche Anschlußver­ riegelungsglied ist gegen Beschädigung geschützt und umgeht die Notwendigkeit, daß die eigentlichen Anschlüsse Verriegelungszungen aufweisen müssen. Die dualen Anschlußfederarme schaffen eine geringe Ein­ führkraft bei maximaler Normalkraft zur Erzielung einer guten elektrischen Verbindung mit damit ver­ bundenen Flachsteckeranschlüssen. Außerdem besitzen das Gehäuse und die Anschlüsse Polarisierungsein­ richtungen zur Verhinderung einer fehlerhaften Montage und Plazierung in Kraftfahrzeugen.

Zusätzlich zu den vorstehend genannten Vorteilen besteht ein sehr wichtiger Vorteil darin, daß die Frontseite 62 den Anschlußfederarm 156 gegen Beschädi­ gung durch einen damit verbundenen Flachsteckerkontakt schützt.

Claims (8)

1. Elektrischer Verbinder (10) mit einem Gehäuse (12) mit einer Rückseite (24) und einer in die entgegen­ gesetzte Richtung weisenden Frontseite (62), mit einer Mehrzahl von in dem Gehäuse (12) vorgesehenen An­ schlußaufnahmehohlräumen (26), die sich von einer Stelle nahe der Frontseite (62) zu einer Stelle nahe der Rückseite (24) erstrecken, und mit einer Mehrzahl von in den Anschlußaufnahmehohlräumen (26) positio­ nierten Anschlüssen (18), dadurch gekennzeichnet, daß ein Verriegelungsglied- Aufnahmeschlitz (22) vorgesehen ist, der sich von der Frontseite (62) in Richtung auf die Rückseite (24) erstreckt und den Anschlußaufnahmehohlräumen (26) benachbart positioniert ist, und daß ein separates Verriegelungsglied (14) in dem Verriegelungs-Aufnahme­ schlitz (22) positioniert ist, wobei das Verriege­ lungsglied (14) einen Halterungsbereich (78) mit einer Mehrzahl sich von diesem wegerstreckender, federnd nachgiebiger Verriegelungsarme (76) aufweist, die sich zur Verriegelung der Anschlüsse (18) in den jeweiligen Anschlußaufnahmehohlräumen (26) in die Anschlußauf­ nahmehohlräume (26) hineinerstrecken.

2. Elektrischer Verbinder (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verriegelungsglied-Aufnahmeschlitz (22) definierenden Wände (168a) Öffnungen (66) aufweisen, die sich von dem Verriegelungsglied-Aufnahmeschlitz (22) zu den Anschlußaufnahmehohlräumen (26) er­ strecken.

3. Elektrischer Verbinder (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die federnd nachgiebigen Verriegelungsarme (76) von dem Verriegelungsglied-Aufnahmeschlitz (22) durch die Öffnungen (66) hindurch sowie in die An­ schlußaufnahmehohlräume (26) hineinerstrecken, so daß ein Bereich der federnd nachgiebigen Verriegelungsarme (76) in den Anschlußaufnahmehohlräumen (26) positio­ niert ist und mit den Anschlüssen (18) derart zu­ sammenwirkt, daß die Anschlüsse (18) relativ zu dem Gehäuse (12) in Position festgehalten sind.

4. Elektrischer Verbinder (10) nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (14) zwei Reihen federnd nachgiebiger Verriegelungsarme (76) aufweist.

5. Elektrischer Verbinder (10) nach einem der voraus­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsarme (76) nahe der Frontseite (62) des Gehäuses (12) positionierte freie Enden (90) sowie von der Frontseite (62) in Richtung auf die Rückseite (24) weg positionierte festgelegte Enden aufweisen, und daß die festgelegten Enden an dem Hal­ terungsbereich (78) angebracht sind.

6. Elektrischer Verbinder (10) nach einem der voraus­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd nachgiebigen Verriegelungsarme (76) sich von dem Halterungsbereich (78) wegerstreckende dickere Bereiche (82) aufweisen und daß die dickeren Bereiche (82) zur Schaffung von Vorsprüngen (84) heruntergestuft ausgebildet sind.

7. Elektrischer Verbinder (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der freien Enden (90) der federnd nachgiebi­ gen Verriegelungsarme (76) Schultern (86) vorgesehen sind, die mit dem Gehäuse (12) derart zusammenwirken, daß sie das Verriegelungsglied (14) in dem Verriege­ lungsglied-Aufnahmeschlitz (22) festhalten.

8. Elektrischer Verbinder (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsbereich (78) des Verriegelungsglieds (14) an einer Endwand des Verriegelungsglieds-Auf­ nahmeschlitzes (72) anliegt.