DE69737280T2

DE69737280T2 - Gehäuse angepasst an ein Lagesicherungssystem für einen elektrischen Verbinder

Info

Publication number: DE69737280T2
Application number: DE69737280T
Authority: DE
Inventors: Alexander Popa
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1996-11-04
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2017-11-04
Also published as: DE69737280D1; JPH10177880A; KR19980042040A; US6068507A; JP3060296B2; KR100291293B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet elektrischer Verbinder und insbesondere ein Verbindergehäuse, das für ein Lagesicherungssystem in einer elektrischen Verbinderanordnung ausgelegt ist.
Hintergrund der Erfindung
Es ist oft notwendig, einen sicheren mechanischen und elektrischen Eingriff zwischen einem Paar von zu paarenden elektrischen Verbindern oder zwischen einem elektrischen Verbinder und einer anderen paarbaren elektrischen Einrichtung zur Verfügung zu stellen. Verschiedene Verrastungsverfahren werden genutzt, um den sicheren Eingriff bereitzustellen. Ein elektrischer Verbinder der vorstehend beschriebenen Art ist in dem US-Patent 4,946,404 offenbart. Dieses Dokument offenbart einen verriegelnden Sicherheitsmechanismus für einen elektrischen Verbinder mit einem Paar aus einzufügendem und aufnehmendem Verbinder, einem Verriegelungsarmelement, wobei sich das Verriegelungselement öffnet und ein verriegelndes Sicherheitselement in einem einzufügenden Verbinderelement in einer normalerweise untrennbaren Weise montiert ist und in einer Voreinfügestellung gehalten wird, wobei in einem aufnehmenden Verbinderelement ein die Voreinfügestellung entrastendes Mittel vorgesehen ist.
Außerdem ist es bei verschiedenen Anwendungen elektrischer Verbinder erforderlich, dass irgendeine Form von Sicherungssystem bereitgestellt wird, welches absolut sicherstellt, dass die Verbinder vollständig gepaart sind, und welches genutzt werden kann, um diese Paarung anzuzeigen. Beispielsweise geht es bei einem elektrischen Schaltungssystem für Autos oder andere Fahrzeuge, beispielsweise einer Sicherheitsschaltung für einen Airbag, bei einem Notfall direkt um menschliches Leben. Daher ist es notwendig, Maßnahmen zu treffen, um eine unvollständige Passung und Verriegelung oder eine unvollständige Paarung von elektrischen Verbindern in der Verdratungsschaltung zu verhindern, und, wenn diese vollständig und richtig gepaart sind, ein unbeabsichtigtes Entriegeln zu verhindern. Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, ein einfaches, effizientes und kosteneffektives Verbindergehäuse zur Verfügung zu stellen, das für ein Sicherungssystem für elektrische Verbinder der oben beschriebenen Gattung ausgelegt ist. Außerdem ist erfindungsgemäß beabsichtigt, ein Verbindergehäuse zur Verfügung zu stellen, das nur eine geringe Anzahl von Teilen aufweist und die Montage eines Lagesicherungssystems an einer elektrischen Verbinderanordnung erleichtert.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein neues und verbessertes Verbindergehäuse zur Verfügung zu stellen, das für ein Verbinder-Lagesicherungssystem in einer elektrischen Verbinderanordnung ausgelegt ist.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet werden, sind insbesondere in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung verstanden werden, und zwar in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren bezeichnen und wobei:
1 eine perspektivische Ansicht zweier zu paarender Verbinder in einer elektrischen Verbinderanordnung darstellt, welche das erfindungsgemäße Verbindergehäuse verkörpert, das an ein Verbinder-Lagesicherungssystem angepasst ist;
2 eine perspektivische Ansicht ähnlich der aus 1 ist, wobei der einfacheren Darstellung halber die Verbinderlagesicherung (CPA – Connector Position Assurance) von dem zweiten Verbinder entfernt ist;
3 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der CPA ist;
4 ein fragmentarischer Schnitt ist, aufgenommenen in der axialen oder Paarungsrichtung durch die Verbinder hindurch, und zwar vor dem Paaren der Verbinder, und wobei sich die CPA in ihrer anfänglichen Stellung befindet;
5 eine nachfolgende Ansicht ähnlich der aus 4 ist, wobei die Verbinder teilweise gepaart sind, wobei sich das Verrastungselement in einer mittleren Stellung befindet und wobei sich die CPA immer noch in ihrer Anfangsstellung befindet;
6 eine nachfolgende Ansicht ähnlich der aus 5 ist, wobei das Verrastungselement vollständig verrastet ist und die Verbinder vollständig gepaart sind, die CPA sich aber in ihrer aktivierten Stellung befindet;
7 eine nachfolgende Ansicht ähnlich der aus 6 ist, wobei die CPA zu ihrer Endstellung hin bewegt wird; und
8 eine nachfolgende Ansicht ähnlich der aus 7 ist, wobei sich die CPA nun in ihrer Endstellung befindet, während gleichzeitig die Verbinder vollständig gepaart sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Nehmen wir detaillierter auf die Zeichnungen und zunächst auf 1 Bezug, so ist das erfindungsgemäße Gehäuse 24, das an ein Verbinder-Lagesicherungssystem angepasst ist, in einer allgemein mit 10 bezeichneten elektrischen Verbinderanordnung verkörpert, welche einen generell mit 12 bezeichneten ersten Verbinder und einen generell mit 14 bezeichneten zweiten Verbinder umfasst. Die Verbinder können in der Richtung der Pfeile "A" gepaart werden.
Der erste Verbinder 12 umfasst ein Gehäuse 16, welches eine Buchse 18 definiert. Das Gehäuse/die Buchse ist allgemein rechteckig und weist eine obere Wandung 16a auf. Ein Verrastungsvorsprung 20 mit einer nach vorn gewandten schrägen Oberfläche 20a ist allgemein mittig der oberen Wandung 16a angeordnet und ragt von dieser nach oben. Zwei aktivierende Vorsprünge 22 ragen außerdem an entgegengesetzten Seiten des Verrastungsvorsprungs 20 nach oben. Jeder Aktivierungsvorsprung 22 weist eine nach vorn gewandte schräge Oberfläche 22a und eine nach hinten gewandte schräge Oberfläche 22b auf. Obwohl in den Zeichnungen nicht sichtbar, ragt eine Mehrzahl von Stiftanschlüssen in der Buchse 18 des ersten Verbinders 12 nach vorn.
Der zweite Verbinder 14 stellt einen Verbinderstecker dar, mit einem Abschnitt, der in der Buchse 18 des Verbinders 12 aufgenommen werden kann. Der zweite Verbinder umfasst das Gehäuse 24 mit einer Mehrzahl von Anschlussaufnahmekanälen 26, in welchem eine Mehrzahl von Buchsenanschlüssen zum gegenseitigen Eingriff mit den Stiftanschlüssen in der Buchse 18 des ersten Verbinders montiert sind. Eine Verbinder-Lagesicherungseinrichtung (CPA), die generell mit 28 bezeichnet ist, ist verschiebbar an einem generell mit 30 bezeichneten Verrastungselement auf der Oberseite des zweiten Verbinders 14 montiert. Die CPA ist relativ zu dem Verrastungselement in Richtung des doppelseitigen Pfeils "B" verschiebbar.
Nehmen wir auf 2 in Verbindung mit 1 Bezug, so ist hier die CPA 28 (1) entfernt worden, um eine bessere Veranschaulichung des Verrastungselements 30 der Erfindung zu ermöglichen. Spezieller ist das Gehäuse 24 des zweiten Verbinders 14 einstückig aus dielektrischem Material wie etwa Kunststoff oder dergleichen geformt, und das Verrastungselement 30 ist auf der Oberseite des Gehäuses mittels zweier integraler Schwenkpunkte 32 montiert, welche Hebelpunkte definieren, um die herum das Verrastungselement in Richtung des doppelseitigen Pfeils "C" schwenkbar ist. Ein rückwärtiges Ende 34 des Verrastungselements 30 ist für den Finger eines Bedieners zugänglich, sodass ein Herunterdrücken des rückwärtigen Endes 34 bewirken wird, dass ein vorderes Ende 36 des Verrastungselements nach oben schwenkt. Zwei Arme 38 erstrecken sich an dem Verrastungselement 30 von vorn nach hinten, und eine Verrastungsschulter 40 überspannt die Arme an der Vorderseite eines Schlitzes 42. Die Verrastungsschulter befindet sich in einer Höhe unterhalb der Oberseiten der Arme 38. Zwei Anschlagflügel 44 ragen von den Armen 38 des Verrastungselements 30 aus nach außen.
Nehmen wir auf 3 in Verbindung mit den 1 und 2 Bezug, so umfasst die CPA 28 einen zentralen Rumpfabschnitt 46, der freitragend von einem quer verlaufenden Basisabschnitt 48 vorsteht. Der zentrale Rumpfabschnitt weist ein fernes Ende 50 auf, das eine Sperrzunge definiert, und zwar für Zwecke, die später beschrieben werden. Zwei Anschlagarme 52 ragen ebenfalls von dem quer verlaufenden Basisabschnitt 48 an entgegengesetzten Seiten des zentralen Rumpfabschnitts 46 nach vorn. Schließlich ragen vier mit Haken versehene Montagelappen 54 von dem zentralen Rumpfabschnitt 46 aus nach unten.
Die mit Haken versehenen Montagelappen ragen durch den Schlitz 42 (2) in dem Verrastungselement 30 hindurch, und die mit Haken versehenen Abschnitte der Montagelappen schnappen unter die Unterseite des Verrastungselements. Daher bieten die mit Haken versehenen Montagelappen 54 der CPA 28, die in dem Schlitz 42 des Verrastungselements 30 aufgenommen werden, ein Mittel zur verschiebbaren Montage der CPA an dem Verrastungselement im Hinblick auf eine Bewegung relativ zu dem Verrastungselement in Richtung des doppelseitigen Pfeils "B" (1). Das hintere Ende 34 des Verrastungselements 30 verschließt den Schlitz 42, wobei es einen Anschlag für die CPA bereitstellt. 1 zeigt, dass an der Oberseite der CPA eine gezahnte Rampe 56 vorgesehen ist, um die Verschiebung der CPA, beispielsweise durch den Daumen oder Finger eines Bedieners, zu erleichtern.
Die 4-8 zeigen verschiedene aufeinanderfolgende Stellungen des ersten Verbinders 12, des zweiten Verbinders 14, des Verrastungselements 30 und der CPA 28 während eines Paarungsvorgangs der Verbinder. Bevor wir mit einer Beschreibung dieser Funktionsweise fortfahren, sei Bezug nehmend auf 4 gesagt, dass an jedem Anschlagarm 52 der CPA 28 an dessem vorderen fernen Ende ein nach unten ragender Haken 58 vorgesehen ist. Der Haken definiert eine nach vorn gewandte Anschlagfläche 58a, eine nach vorn und unten abgeschrägte Oberfläche 58b und eine nach hinten gewandte, abgeschrägte Oberfläche 58c.
Wenden wir uns nun dem Zusammenfügen der Verbinder und der Funktionsweise des Verbinder-Lagesicherungssystems zu, so zeigt 1 den ersten Verbinder 12 und den zweiten Verbinder 14 in einem vollständig ungepaarten Zustand. Das Verrastungselement 30 befindet sich in seiner statischen oder funktionslosen Stellung, und die CPA 28 befindet sich in ihrer zurückgezogenen oder hinteren, inaktiven Anfangsstellung.
5 zeigt den ersten Verbinder 12 und den zweiten Verbinder 14 nur teilweise gepaart. In dieser Stellung hat sich das vordere Ende 36 des Verrastungselements 30 auf der abgeschrägten Oberfläche 20a des Verrastungsvorsprungs 20 nach oben geschoben und liegt auf der Oberseite des Vorsprungs auf. Während dieser Bewegung kommen die Anschlagflügel 44 (2) an den Seiten des Verrastungselements (die in 5 nicht sichtbar sind) von den aktivierenden Vorsprüngen 22 des ersten Verbinders 12 frei und werden durch diese nicht behindert. In dieser mittleren Zusammenfügungsstellung der Verbinder, die in 5 gezeigt ist, befindet sich die CPA 28 immer noch in ihrer hinteren oder inaktiven Anfangsstellung. Es sollte in den 4 und 5 erkannt werden, dass sich die CPA 28 nicht nach vorn bewegen kann, weil die Anschlagflächen 58a der Anschlagarme 52 an den hinteren Rändern der Anschlagflügel 44 des Verrastungselements 30 anstoßen werden. Dadurch werden komplementär aneinander in Anlage kommende Anschlagmittel zwischen der CPA und dem Verrastungselement bereitgestellt, um zu verhindern, dass sich die CPA aus ihrer Anfangsstellung in ihre Endstellung bewegt, wenn die Verbinder nicht gepaart sind.
6 zeigt den ersten und den zweiten Verbinder 12 bzw. 14 in ihrer vollständig gepaarten Stellung. Das vordere Ende 36 des Verrastungselements 30 hat sich nun nach unten, in Richtung des Pfeils "D" abgesenkt, und die Verrastungsschulter 40 hat sich nun hinter das abrupte vordere Ende des Verrastungsvorsprungs 20 abgesenkt.
In dieser Stellung können die Verbinder nicht einfach durch Auseinanderziehen der Verbinder getrennt werden. Die einzige Möglichkeit, diese zu trennen, besteht darin, das hintere Ende 34 des Verrastungselements 30 nach unten zu drücken, um das vordere Ende 36 und die Verrastungsschulter 40 in ausreichender Weise zurück nach oben zu schwenken, sodass diese von dem Verrastungsvorsprung 20 freikommen. Es ist jedoch zu sehen, dass die Anschlagarme 52 in einer erhöhten Stellung verbleiben, weil die Hakenabschnitte 58 der Anschlagarme nun auf der Oberseite der aktivierenden Vorsprünge 22 aufliegen. Anders ausgedrückt haben die Aktivierungsvorsprünge des ersten Verbinders die Wirkung, die Anschlagmittel, welche ein Bewegen der CPA nach vorn verhindern, zu lösen.
7 zeigt den ersten und den zweiten Verbinder 12 bzw. 14 immer noch in vollständig gepaartem Zustand, wobei das vordere Ende 36 des Verrastungselements 30 hinter dem Verrastungsvorsprung 20 des ersten Verbinders verrastet ist. Die CPA 28 ist jedoch in Richtung des Pfeils "E" nach vorn, aus ihrer Anfangsposition weg und in eine mittlere Position bewegt worden, wobei sich die schrägen Oberflächen 58b am vorderen Ende der Anschlagarme 52 über die Anschlagflügel 44 des Verrastungselements geschoben haben, bis die Hakenabschnitte 58 der Anschlagarme 52 sich auf die Oberseiten der Anschlagflügel 44 geschoben haben.
8 zeigt erneut den vollständig gepaarten Zustand des ersten und des zweiten Verbinders 12 bzw. 14, die CPA 28 ist nun aber vollständig nach vorn in Richtung des Pfeils "F" in ihre Endanzeigestellung bewegt worden, welche anzeigt, dass die Verbinder vollständig gepaart sind. Die Anschlagarme 52 haben sich nach unten, in Richtung des Pfeils "G" abgesenkt, da sich die Hakenabschnitte 58 der Anschlagarme von den Anschlagflügeln 44 des Verrastungselements 30 nach vorn bewegt haben und von diesen freigekommen sind.
Es sei erwähnt, dass in der Endstellung der CPA 28, wie sie in 8 gezeigt ist, sich die sperrende Zunge 50 an der Vorderseite der CPA unter eine Kante 60 geschoben hat, welche einen Teil des Gehäuses 24 des zweiten Verbinders bildet, wie in den 1 und 2 zu sehen ist. Daher kann, wenn ein Versuch unternommen wird, die Verbinder zu entrasten, indem das hintere Ende 34 des Verrastungselements 30 nach unten gedrückt wird, das verrastende Element nicht aus seiner verrasteten Stellung weg geschwenkt werden, da die sperrende Zunge 50 unter der Kante 60 sitzt und verhindert, dass die gesamte Anordnung aus Verrastungselement und CPA aus dem verrasteten Endzustand der Bestandteile heraus geschwenkt wird.
Um die Verbinder zu entrasten, wird die CPA 28 zurück nach hinten geschoben, entgegen der Richtung des Pfeils "F" (8), um zu bewirken, dass die nach hinten gewandten, schrägen Oberflächen 58c der Hakenabschnitte 58 der CPA sich über die Oberseiten der Anschlagflügel 44 schieben und ermöglichen, die CPA zurück in ihre Anfangsstellung zu bewegen. Nachdem die CPA in Bezug auf das Verrastungselement 30 zurück nach hinten geschoben worden ist, bewegt sich die vordere sperrende Zunge 50 der CPA aus dem Eingriff unter der Kante 60 heraus, wodurch das Verrastungselement 30 aus seiner verrasteten Stellung heraus geschwenkt werden kann und die Verbinder getrennt werden können.
Es versteht sich, dass die Erfindung in anderen speziellen Formen verkörpert sein kann, ohne dass von den Ansprüchen abgewichen wird. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind daher in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die vorliegend angegebenen Details beschränkt.

Claims

Verbindergehäuse (24) für ein Verbinder-Lagesicherungssystem zur Nutzung in einer elektrischen Verbinderanordnung (10), wobei die elektrische Verbinderanordnung (10) umfasst: einen ersten elektrischen Verbinder (12) und einen zweiten elektrischen Verbinder (14), wobei der zweite elektrische Verbinder (14) mit dem ersten Verbinder (12) gepaart werden kann und wobei das Verbindergehäuse (24) für den zweiten elektrischen Verbinder bestimmt ist, wobei der erste elektrische Verbinder (12) ein zweites Gehäuse (16) mit einem Verrastungsabschnitt (20) aufweist, wobei das Verbindergehäuse (24) für den zweiten elektrischen Verbinder ein Verrastungselement (30) aufweist, das bis zum Eingriff mit dem Verrastungsabschnitt (20) des ersten Verbinders (12) bewegt werden kann, wenn die Verbinder gepaart werden, wobei das Verbindergehäuse für den zweiten elektrischen Verbinder eine Verbinder-Lagesicherungsvorrichtung (CPA) (28) aufweist und wobei das Verbindergehäuse (24) für den zweiten elektrischen Verbinder Mittel (44) aufweist, welche verhindern, dass sich die CPA (28) in Bezug auf das Verrastungselement (30) aus ihrer Anfangsstellung in ihre Endstellung bewegt, wenn die Verbinder nicht gepaart sind, dadurch gekennzeichnet, dass die CPA (28) an dem Verrastungselement (30) montiert ist, und zwar im Hinblick auf eine Bewegung relativ zu dieser zwischen einer inaktiven Anfangsstellung und einer Endanzeigestellung zum Anzeigen, dass die Verbinder gepaart sind.
Gehäuse nach Anspruch 1, bei welchem die CPA (28) in ihrer Endstellung positioniert eine Bewegung des Verrastungselements (30) aus dem Eingriff mit dem Verrastungsabschnitt (20) heraus blockiert.
Gehäuse nach Anspruch 1, welches Mittel (42, 54) umfasst, durch welche die CPA (28) verschiebbar an dem Verrastungselement (30) zur Bewegung zwischen diesen Stellungen gelagert ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, welches Mittel (32) umfasst, durch welche das Verrastungselement (30) an dem Gehäuse (24) des zweiten Verbinders (14) im Hinblick auf eine Schwenkbewegung bis zum Eingriff mit dem Verrastungsabschnitt (20) und aus diesem heraus gelagert ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, bei welchem Anschlagmittel einen federnd vorgespannten Anschlagarm (52) an der CPA (28) umfassen, der zum Eingriff mit einer an dem Verrastungselement (30) vorgesehenen Anschlagschulter (44) vorgespannt ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, welches einen Aktivierungsabschnitt (22) umfasst, komplementär aneinander in Anlage kommende Anschlagmittel (44, 58a) zwischen der CPA (28) und dem Verrastungselement (30), um zu verhindern, dass sich die CPA aus ihrer Anfangsstellung in ihre Endstellung bewegt, wenn die Verbinder nicht gepaart sind; und bei welchem der Aktivierungsabschnitt (22) des ersten Verbinders (12) effektiv ermöglicht, dass sich die CPA (28) aus ihrer Anfangsstellung in ihre Endstellung bewegt, wenn die Verbinder gepaart werden.
Gehäuse nach Anspruch 6, bei welchem die CPA (28) in ihrer Endstellung positioniert eine Bewegung des Verrastungselements (30) aus dem Eingriff mit dem Verrastungsabschnitt (20) heraus blockiert.
Gehäuse nach Anspruch 6, welches Mittel (42, 54) umfasst, durch welche die CPA (28) verschiebbar an dem Verrastungselement (30) zur Bewegung zwischen diesen Stellungen gelagert ist.
Gehäuse nach Anspruch 6, welches Mittel (32) umfasst, durch welche das Verrastungselement (30) an dem Gehäuse (24) des zweiten Verbinders (14) im Hinblick auf eine schwenkbare Bewegung bis zum Eingriff mit dem Verrastungsabschnitt (20) und aus diesem heraus gelagert ist.
Gehäuse nach Anspruch 6, bei welchem die Anschlagmittel einen federnd vorgespannten Anschlagarm (52) an der CPA (28) umfassen, der zum Eingriff mit einer an dem Verrastungselement (30) vorgesehenen Anschlagschulter (44) vorgespannt ist.