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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische Verbinder und Verbinderanordnungen und
betrifft insbesondere elektrische Verbinder mit einem „Verbindungsstellungssicherungs"-Merkmal („CPA"-Merkmal).
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VORGESCHICHTE
DER ERFINDUNG
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Bei
verschiedenen Anwendungen steht die Verbinderindustrie erhöhten Anforderungen
für das genaue
und gesicherte elektrische Zusammenpassen von Verbinderkontakten
gegenüber.
Eine solche Anwendung liegt in den mit KFZ-Prallsäcken verbundenen
elektrischen Schaltungen, bei denen ein fehlerhafter Anschluß zu großen Schwierigkeiten
führen kann.
Bei der Suche nach Lösungen
für diese
Anforderungen ist die Industrie zu einer „Verbindungsstellungssicherung" (CPA) genannten
Lösung
gekommen, bei der zusätzlich
zum elektrischen Verbindungsaufbau ein CPA-Bauteil vorgesehen und
zusammen mit dem Verbindungsaufbau so ausgebildet wird, daß sich eine
Anzeige ergibt, die sicherstellt, daß die Verbinderkontakte elektrisch
genau zusammenpassen.
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Im
typischen Fall ist das CPA-Bauteil so ausgebildet, daß es sich
nicht in die Verbinderanordnung einführen läßt, es sei denn, daß das Verbindereinsteckteil
und die Verbinderbuchse so in Anlage miteinander liegen, daß die Verbinderkontakte
elektrisch genau zusammenpassen.
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Beispiele
bekannter CPA-Bauteile werden in den US-Patentschriften Nr. 5 011423,
Nr. 5 041 017, Nr. 5 055 058, Nr. 5 116 236, Nr. 5 203 719, Nr.
5 226 834 und Nr. 5 257 944 gezeigt. Solche bekannten CPA-Bauteile
müssen
in ihrer Ausbildung als unzulässig
aufwendig angesehen werden.
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US-A-5
120 255 und US-A-4 946 404 zeigen beide Verbinder, in denen zwei
Verbinderge häuse durch
eine Einklinkanordnung miteinander verbunden sind und bei denen
ein Verriegel-Bestätigungsglied
vorgesehen ist, das zum Bestätigen
des richtigen Zusammenpassens mit dem Einklinkmechanismus zusammenwirkt.
Die Einklinkmechanismen bestehen aus einer mit einem ersten Gehäuse integralen
ersten Klinke, die mit einer mit einem zweiten Gehäuse integralen
zweiten Klinke verbunden ist. Die erste Klinke ist damit fest mit
dem ersten Gehäuse verbunden.
Die vorliegende Erfindung trachtet nach einer Verbesserung dieser
Anordnungen.
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ZUSAMMENFASSENDE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung sieht ihre Hauptaufgabe im Ausbilden von vereinfachten
CPA-Bauteilen und
-verbindern und diese enthaltenden Verbinderanordnungen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung liegt in dem Ausbilden von mit CPA
ausgerüsteten
elektrischen Verbindern, bei denen das CPA-Bauteil zusätzlich zur
Anzeige des Vorliegens des erforderlichen genauen Zusammenpassens
der elektrischen Kontakte weitere Funktionen aufweist.
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Gemäß der Erfindung
ist eine elektrische Verbinderanordnung vorgesehen mit
- a) einem ersten Gehäuse,
das eine Reihe von ersten Kontakten hält und einen Durchgang zur Aufnahme
eines Verbindungsstellungssicherungs(connection position assurance
(CPA))-Bauteiles ausbildet,
- b) einem durch Verschieben entlang einer Verbindungsachse mit
dem ersten Gehäuse
zusammenpassenden zweiten Gehäuse
mit einer Reihe von zweiten Kontakten zur zusammenpassenden Anlage
mit der Reihe der ersten Kontakte,
- c) einem CPA-Glied mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten
Abschnitt, wobei der erste Abschnitt in dem ersten Gehäusedurchgang
verschiebbar ist, und
- d) ersten bzw. zweiten Klinkenmitteln mit dem ersten und dem
zweiten Gehäuse
und im Verlauf des Zusammenpassens in Anlage gelangbar, wobei das
erste Klinkenmittel in einer Bewegungsbahn des zweiten Abschnitts
des CPA-Gliedes angeordnet ist und wobei das erste Gehäuse und
das erste Klinkenmittel zum Halten des ersten Klinkenmittels am
ersten Gehäuse
ein gegenseitig in Anlage gelangendes Mittel ausbilden.
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In
der insbesondere bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Verbinderanordnung
weist das erste Klinkenmittel ein von einer Oberseite des ersten
Gehäuses
am ersten Gehäusedurchgang
nach oben verlaufenden ersten Endabschnitt auf. Im Laufe der Verschiebung
des CPA-Gliedes im ersten Gehäusedurchgang
zum Bewirken der zweiten Befestigungsmaßnahme vom ersten und zweiten
Gehäuse
erfaßt
das CPA-Glied den ersten Endabschnitt des ersten Klinkenmittels.
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Die
vorstehenden und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden
besser verstanden bei einer Betrachtung der folgenden ins einzelne
gehenden Erörterung
der bevorzugten Praktiken und Ausführungsformen der Erfindung
und aus den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Bauteile und Teile bezeichnen.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht einer Buchse einer erfindungsgemäßen Verbinderanordnung.
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2 ist
eine Aufsicht auf die Buchse nach 1.
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3 ist
eine Unteransicht der Buchse nach 1.
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4 ist
eine Vorderansicht eines Einsteckteils eines erfindungsgemäßen Verbinders.
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5 ist
eine Aufsicht auf das Einsteckteil nach 4.
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6 ist
eine Unteransicht des Einsteckteils nach 4.
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7 ist
eine vergrößerte Vorderansicht
des CPA-Glieds nach 1.
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8 ist
eine Aufsicht auf das CPA-Glied nach 7.
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9 ist
eine Seitenansicht des CPA-Glieds nach 7 von rechts.
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10 ist
eine Unteransicht des CPA-Glieds nach 7.
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11 ist
eine vergrößerte Vorderansicht
eines Klinkengliedes der Buchse nach 1.
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12 ist
eine Aufsicht auf das Klinkenglied nach 11.
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13 ist
eine Seitenansicht des Klinkengliedes nach 11 von
rechts.
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14 ist
in der Vergrößerung eine
Vorderansicht eines Kurzschlußkontaktes
der Buchse nach 1.
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15 ist
eine Aufsicht auf den Kurzschlußkontakt
nach 14.
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16 ist
eine Seitenansicht des Kurzschlußkontaktes nach 14 von
rechts.
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17 ist
eine schematische Ansicht mit Darstellung eines Kurzschlußkontaktes
in Anlage mit einem Aufnahmekontakt der Buchse nach 1.
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18 ist
eine schematische Ansicht mit Darstellung eines aus der Anlage mit
einem Aufnahmekontakt der Buchse nach 1 verschobenen Kurzschlußkontaktes.
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19 ist
eine Seitenansicht des oberen Abschnitts der Buchse nach 1 von
rechts.
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20 ist
eine Aufsicht gemäß 19 mit noch
nicht eingesetztem Klinkenglied und der Darstellung innerer Einzelheiten.
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21 ist
eine Seitenansicht des oberen Abschnitts der Buchse nach 19 von
rechts bei Betrachtung aus der Ebene XXI-XXI in 20.
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22 zeigt
die Lage bei richtigem Sitz des CPA-Glieds gegenüber dem Klinkenglied.
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23 zeigt
die Lage bei unrichtigem Sitz des CPA-Glieds gegenüber dem
Klinkenglied.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
UND BEVORZUGTEN ANWENDUNGEN
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Gemäß den 1 bis 3 besteht
die Buchse 10 aus einem Hauptteil 12 aus elektrisch
isolierendem Werkstoff. Klinkenglieder 14 und 16 werden
am Hauptteil 12 gehalten, obgleich sie getrennt auch aus
elektrisch isolierendem Werkstoff bestehen. Die Klinkenglieder sind
in Haltenestern 18 und 20 des Hauptteils 10 angeordnet.
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CPA-Glieder 22 und 24 sitzen
in (unten erörterten)
im Hauptteil 12 an der Seite der Haltenester 18 und 20 ausgebildeten
Durchgängen.
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Buchsenkontakte 26 sitzen
ebenso wie Kurzschlußkontakte 28 im
Hauptteil 10. Die letzteren überbrücken die Buchsenkontaktpaare
bei nicht mit einem Einsteckteil zusammenpassender Buchse.
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Wie
insbesondere in den 14 bis 18 zu
sehen ist, lassen sich Kurzschlußkontakte 28 in Durchgänge P einführen, die
zum Boden der Buchse 10 geöffnet sind und einen U-förmigen Brückenabschnitt 28a und
federnde Schenkel 28b und 28c aufweisen. Diese
gehen vom Brückenabschnitt
aus und weisen Füße 28b-1 und 28c-1 auf,
die Kontakte 26 erfassen. Die Kontakte 28 werden
im Hauptteil 12 durch Ösen 28d,
die mit den Hauptteilvorsprüngen 12a in
Deckung liegen, in ihre richtige Lage gebracht, und weiter durch
Abschnitte 28a gehalten, die mit Reibungsschluß an den
Wänden
der Durchgänge
P anliegen.
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Gemäß den 4 bis 6 weist
das Einsteckteil 30 ein Hauptteil 32 aus elektrisch
isolierendem Werkstoff auf. Rastnasen 34 und 36 sind
integral mit dem Hauptteil 32 ausgebildet und sitzen außen auf
diesem auf. Einsteckkontaktstifte 38 und 40 werden
im Hauptteil 32 in seitlich auseinanderliegenden Reihen
gehalten, wobei erste freie Enden (5) zur Anlage
an den Buchsenkontakten 26 bei Zusammenpassen von Einsteckteil 30 und
Buchse 10 aufwärts verlaufen.
Kontaktstifte 38 und 40 sind derart mit 90°-Biegungen
ausgebildet, daß einander
gegenüberliegende
freie Ende gegenüber
dem Einsteckteil (6) horizontal nach außen verlaufen.
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Auf
der Einsteckteilbasis 42 stehen Vorsprünge 45, die integral
mit dem Hauptteil 32 aus gebildet und so angeordnet sind,
daß sie
in die Buchse 10 eintreten und die Shuntwirkung der Kurzschlußkontakte 28 (18)
unterbrechen.
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Gemäß den 7 bis 10 ist
das CPA-Glied 22 ein einteiliges festes Kunststoffglied mit
einer Brücke 46,
seitlichen Ansätzen 48 und 50 mit
Schenkeln 48a und 50a mit sägezahnförmigen Abschnitten 48a-1 und 50a-1.
Das CPA-Glied 24 ist gleichermaßen ausgebildet.
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Die 11 bis 13 zeigen
ein Klinkenglied 14. An seinem oberen Abschnitt 52 weist
es einen Sitz 52a zur Aufnahme der Brücke 46 des CPA-Gliedes 44 auf.
Unter dem Sitz 52a befindet sich zur Aufnahme eines Rastvorsprungs
des Einsteckteils eine lange Aussparung 54. Das Klinkenglied 14 weist
weiter gebogene Seitenflügel 56 und 58 zum Halten
in dem die Buchse haltenden Nest auf. Das Klinkenglied 16 ist
gleichermaßen
ausgebildet.
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In 19 wird
der obere rechte Seitenabschnitt der Buchse 10 mit im Haltenest 20 angeordnetem
Klinkenglied 16 gezeigt. In der in 20 gezeigten
Aufsicht von 19 ist das Klinkenglied 16 noch
nicht eingesteckt, und deshalb sind Einzelheiten der Haltekonstruktion
zu sehen. 21 ist ein Schnitt gesehen aus
der Ebene XXI-XXI von 20, das heißt, derjenige Abschnitt des
Haltenestes 20, der von der Buchse seitlich nach außen vorsteht,
ist entfernt. Gemäß der Darstellung
weist die Buchse 10 obere Vorsprünge 60 und 62 auf,
und die Seitenwände 64 und 66 des
Haltenestes weisen untere Vorsprünge 68 und 71 auf.
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Beim
Zusammensetzen des Klinkengliedes mit der Buchse wird das erstere
in die Oberseite des Haltenestes 20 eingeführt und
in den Seitenwandschlitzen 64a und 66a nach unten
gedrückt.
Die Flügel 56 und 58 (11)
werden zwischen Vorsprüngen 60 und 64 bzw. 62 und 64 gehalten,
und damit wird das Klinkenglied mit der Buchse im Nest 20 gesichert.
Mit dieser Anordnung wird das Klinkenglied, das erste und zweite
auseinanderliegende Enden aufweist, durch das Gehäuse zwecks
einer Schwenkbewegung an einer Stelle zwischen den ersten und den
zweiten auseinanderliegenden Enden gehalten.
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Durch
Einführen
seiner Schenkel 48a und 50a in die Buchsendurchgänge 70 und 72 wird
das CPA-Glied 24 mit der Buchse 10 zusammengebaut. Jeder
Buchsendurchgang weist einen sägezahnförmigen Seitenwandvorsprung 70a und 72a auf,
die mit dem sägezahnförmigen Abschnitt 48a-1 und 50a-1 des
CPA-Glieds in Anlage liegen. Die Ausgangsanord nung ist teilweise,
das heißt,
die Brücke 46 des CPA-Glieds
liegt in einem Abstand von der Oberseite der Buchse 10 und
insbesondere von dem oberen Abschnitt 52 des Klinkenglieds 16,
in dem nur ihre unteren Sägezähne mit
den Vorsprüngen 70a und 72a in
Anlage stehen.
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Mit
der so angeordneten Buchse 10, das heißt mit sich an ihrer Stelle
befindenden Aufnahme- und Kurzschlußkontakten und mit miteinander
zusammengesetzten Klinken- und CPA-Gliedern, wie dies oben ausgeführt wurde,
befindet sich die Buchse mit den Paaren ihrer Aufnahmekontakte durch
die Kurzschlußkontakte 28 kurzgeschlossen
und bereit zum Zusammenbau mit dem Einsteckteil (17).
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Im
Ausgangsverlauf des Zusammenbaus des Einsteckteils mit der Buchse
treten die Vorsprünge 45 des
Einsteckteils in die Buchsendurchgänge P ein und heben die Kurzschlußkontakte 28 aus
ihrer überbrückenden
Anlage mit den Aufnahmekontakten 26 der Buchse. Beim weiteren
Zusammenbau ergibt sich eine elektrische Anlage an den Aufnahmekontakten 26 der
Buchse und den Einsteckkontakten 38 und 40 des
Einsteckteils. Beim weiteren Zusammenbau treten die Rastvorsprünge 34 und 36 des
Einsteckteils in die Aussparungen 54 der Klinkenglieder der
Buchse ein.
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Sobald
der damit erreichte Zusammenbau den beschriebenen elektrischen Zustand
erreicht hat, sind die CPA-Glieder mit den Klinkengliedern der Buchse
genau ausgerichtet und können
voll in die Buchse eingesetzt werden. Dies wird in 22 gezeigt.
Es ergibt sich die Anzeige der Verbindungsstellungssicherung.
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Eine
erste Maßnahme
zum Sichern des Einsteckteils und der Buchse an ihrem Platz ergibt
sich durch Einsetzen der Riegelvorsprünge des Einsteckteils in den
Aussparungen des Buchsenklinkengliedes. Im Verlauf des Einsetzens
der CPA-Glieder wird eine zweite kumulative Befestigungsmaßnahme für Einsteckteil
und Buchse erreicht. Bei gegebener Schwenkbefestigung der Klinkenglieder
bewirken die CPA-Glieder eine Auswärtsbewegung der oberen Abschnitte
des Klinkengliedes, und die Klinkenglieder schwenken um ihre gehaltenen
Klinkengliedflügel,
um damit die Rastvorsprünge
des Einsteckteils fester in den Aussparungen des Buchsenklinkenglieds
anzuordnen.
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Falls
der Zusammenbau von Einsteckteil und Buchse nicht richtig erfolgt,
zum Beispiel falls ein oder beide Klinkenvorsprünge des Einsteckteils nicht richtig
in den Aussparungen des Buchsenklinkengliedes sitzen, nehmen die
Klinkenglieder gegenüber den
CPA-Gliedern eine nicht ausgerichtete Lage ein, wie es in 21 gezeigt
wird, wieder basierend auf der Schwenklagerung der Klinkenglieder.
Als Ergebnis hiervon werden die CPA-Glieder nicht vollständig in
der Buchse aufgenommen und zeigen damit dem Anwender, daß eine Verbindungsstellungssicherung nicht
vorliegt.
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Über die
Zusammenfassung und mit Einführung
der sich anschließenden
Patentansprüche
zeigt sich, daß die
Erfindung in einer Hinsicht eine elektrische Verbinderanordnung
ergibt, bei der ein CPA-Glied einen in einem ersten Gehäusedurchgang verschiebbaren
ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei das
erste bzw. das zweite Klinkenmittel im Verlauf seines Zusammenführens mit
dem ersten und dem zweiten Gehäuse
in Anlage gerät
und wobei das erste Klinkenmittel in einer Bewegungsbahn des zweiten
Abschnitts des CPA-Glieds liegt.
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Das
erste Gehäuse
und das erste Klinkenmittel bilden zusammen in Anlage bringbare
Mittel zum Halten des ersten Klinkenmittels am ersten Gehäuse. Die
gemeinsam in Anlage bringbaren Mittel weisen am ersten Gehäuse erste
und zweite Vorsprünge
auf zum Verhindern einer Bewegung des ersten Klinkenmittels entlang
der Verbindungsachse. Die miteinander in Anlage bringbaren Mittel
weisen weiter Nestmittel auf dem ersten Gehäuse auf zum Zusammenwirken
mit dem ersten und dem zweiten Vorsprung zum Verhindern einer Verschiebung
des ersten Klinkenmittels entlang der Verbindungsachse. Die Nestmittel
weisen eine das erste Klinkenmittel teilweise umschreibende erste
Gehäusestruktur
auf.
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Das
erste Klinkenmittel enthält
einen ersten Endabschnitt, der von einer Oberseite des ersten Gehäuses an
einem Durchgang des ersten Gehäuses nach
oben verläuft.
Im Verlauf der Bewegung des CPA-Glieds im Durchgang des ersten Gehäuses erfaßt das CPA-Glied
den ersten Endabschnitt des ersten Klinkenmittels. Das erste Klinkenmittel
enthält weiter
einen zweiten Endabschnitt mit einer dem zweiten Gehäuse gegenüberliegenden
Rastnase, wobei das zweite Klinkenmittel vom zweiten Gehäuse ausgehend
in Richtung auf die Rastnase des ersten Klinkenmittels verläuft.
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Das
erste Gehäuse
und das CPA-Glied sind beide so ausgebildet, daß das CPA-Glied ge genüber dem
ersten Gehäuse
mehrere verschiedene Lagen einnehmen kann. Das CPA-Glied weist einen
in dem Durchgang des ersten Gehäuses
liegenden gezahnten Schenkel auf, und das erste Gehäuse enthält mindestens
einen in dem Durchgang des ersten Gehäuses liegenden Zahn.
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Wie
erörtert
wurde, bildet die Erfindung nach einem weiteren Gesichtspunkt eine
elektrische Verbinderanordnung aus, wobei das erste bzw. das zweite
Klinkenmittel mit dem ersten und dem zweiten Gehäuse in Anlage gelangen kann
zum Bewirken eines ersten Befestigungsschritts des ersten und des zweiten
Gehäuses
und wobei ein in dem Durchgang des ersten Gehäuses verschiebbares CPA-Glied
mit dem ersten Klinkenmittel in Anlage gelangen kann zum Bewirken
eines zweiten Befestigungsschritts für das erste und das zweite
Gehäuse.
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Während die
obige zusammenfassende Beschreibung auf den Zusammenbau des ersten
und des zweiten Gehäuses
abgestellt ist, bildet die Erfindung auch einen individuellen Verbinder
aus mit einem Gehäuse,
einer Vielzahl von in dem Gehäuse entlang
einer Verbindungsachse gehaltenen elektrischen Kontakten, einem
durch das Gehäuse
gehaltenen CPA-Glied und einem Klinkenglied mit ersten und zweiten
auseinanderliegenden Enden, wobei das Klinkenglied durch das Gehäuse zwecks Schwenkbewegung
um eine Stelle zwischen seinen ersten und zweiten Enden abgestützt wird.
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Verschiedene Änderungen
an der insbesondere offenbarten Ausführungsform und den offenbarten
Praktiken können
offensichtlich ohne Abweichen von der Erfindung durchgeführt werden.
Entsprechend sollte es einleuchten, das die insbesondere erörterte und
gezeigte bevorzugte Ausführungsform und
die Praktiken der Erfindung nur als erläuternd und nicht in einem beschränkenden
Sinne gedacht sind. Der wahre Inhalt und Umfang der Erfindung wird
in den nachfolgenden Patentansprüchen
aufgeführt.