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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen elektrischen Verbinder, insbesondere, aber nicht
ausschließlich,
auf einen elektrischen Steckverbinder, der mit einem komplementären elektrischen Buchsenverbinder
verbunden werden kann, um eine elektrische Verbindungseinheit zu
bilden, die eine große
Anzahl von Führungen
aufweist, von der Art, die zur Verbindung eines elektrischen Systems
mit einer elektronischen zentralen Steuereinheit verwendet wird.
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Es sind Verbindungseinheiten der
obigen Art bekannt, in denen, wie zum Beispiel im US-Patent 5,725,398
beschrieben, die Verbinder jeweils Isoliergehäuse aufweisen, die eine bestimmte
Anzahl von Hohlräumen
zur Aufnahme von miteinander verbindbaren elektrischen Stecker-
und Buchsenanschlüssen
definieren.
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Einer der Verbinder weist außerdem ein
Anschluss-Rückhaltegitter
auf, das an der Vorderseite des jeweiligen Gehäuses in entgegengesetzter Richtung
zu derjenigen befestigt ist, gemäß der die
Anschlüsse
in die Hohlräume
eingeführt
werden.
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Zusätzlich zum Rückhalt der
Anschlüsse
innerhalb der Hohlräume
des jeweiligen Gehäuses
hindert das Rückhaltegitter
auch den jeweiligen Verbinder am Zusammenstecken mit dem komplementären Verbinder,
wenn die Anschlüsse
nicht korrekt in die jeweiligen Hohlräume eingesetzt sind. Zu diesem Zweck
weist das Rückhaltegitter
ein Paar von Vorsprüngen
auf, die Anschläge
für den
komplementären
Verbinder bilden, um ein Ineinanderfügen der Verbinder zu verhindern,
wenn das Gitter nicht vollständig
am entsprechenden Gehäuse
befestigt ist. Genauer gesagt, sind die Vorsprünge an den Körper des
Gitters über
dünne Materialstreifen
angelenkt, die sich biegen, um die Vorsprünge aus dem Ein steckpfad der
Gehäuse
zu entfernen, wenn das Gitter vollständig am Gehäuse befestigt ist.
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Ein großer Nachteil von Verbindern
des obigen Typs ist es, dass sie immer noch verbindbar sind, selbst
wenn das Rückhaltegitter
versehentlich nicht am Gehäuse
befestigt wurde; in welchem Fall keine Vorsichtsmaßnahme vorgesehen
ist, um das korrekte Einführen
oder Festhalten der Anschlüsse
innerhalb der Hohlräume
zu überprüfen. Die
Rückhaltefunktion
ist besonders dann wichtig, wenn die Verbindereinheiten eine große Anzahl
von Führungen
aufweisen, die einen bestimmten Kraftaufwand erfordern, um die Verbinder
zusammenzusetzen. Wenn kein Rückhaltegitter
vorhanden ist, und aufgrund der zum Ineinanderstecken der Verbinder
notwendigen Kraft, können
die Anschlüsse
sich verschieben und/oder verformen, was die korrekte Arbeitsweise der
Verbindereinheit als solche verschlechtern könnte.
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Ein unrichtiger Zusammenbau von einem oder
mehreren der Anschlüsse
kann auch beim Testen unbemerkt bleiben, da zum Beispiel die Anschlüsse so positioniert
sind, dass sie in jedem Fall einen prekären elektrischen Kontakt herstellen,
der bei Anwendungen, bei denen der Verbinder Vibrationen unterworfen
ist, wie bei Motorfahrzeugen, irgendwann unterbrochen wird, mit
allen daraus entstehenden Konsequenzen.
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Es ist ein Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, einen elektrischen Verbinder zu liefern, der so gestaltet
ist, dass er in einer einfachen, kostengünstigen Weise den obigen Nachteil
beseitigt, der für
bekannte Verbinder typisch ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein elektrischer Verbinder mit einem Isoliergehäuse geliefert,
das mehrere Hohlräume
zur Aufnahme von elektrischen Anschlüssen definiert, deren Achsen
parallel zu einer ersten Richtung verlaufen, wobei der Verbinder
mit einem komplementären
Verbinder verbunden ist, und mit mindestens einem Rückhalteelement,
das mit dem Gehäuse
in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung und in eine geschlossene
Stellung, in der die Anschlüsse
innerhalb der Hohlräume
zurückgehalten
werden, gleitend verbunden werden kann, wobei das Gehäuse mindestens ein
Spenelement aufweist, das normalerweise in einer Spenstellung ist,
in der die Verbindung des Verbinders mit dem komplementären Verbinder
gespent ist, und auf einen Verbindungsbereich des Verbinders und
des komplementären
Verbinders einwirkt, und das durch Zusammenwirken mit dem Rückhalteelement
in eine Freigabestellung gebracht wird, die die Verbindung des Verbinders
mit dem komplementären
Verbinder ermöglicht,
und in der das Sperrelement nicht auf den Verbindungsbereich einwirkt.
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Eine bevorzugte, nicht einschränkend zu verstehende
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird als Beispiel unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der Bauteile einer elektrischen Verbindungseinheit
zeigt, die einen elektrischen Steckverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung
und einen komplementären
elektrischen Buchsenverbinder aufweist;
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2 einen
Längsschnitt
durch den elektrischen Steckverbinder in 1 im vergrößerten Maßstab zeigt:
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3 einen
Querschnitt des elektrischen Steckverbinders aus 1 in vergrößertem Maßstab zeigt, wobei aus Klarheitsgründen Teile
weggelassen wurden;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Details des Steckverbinders aus 1 in einer ersten Betriebsstellung
in vergrößertem Maßstab zeigt;
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5 eine
perspektivische Ansicht des Details aus 4 in einer zweiten Betriebsstellung in vergrößertem Maßstab zeigt;
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die 6 und 7 Ausschnitte aus den Details der 4 und 5 des Steckverbinders in den jeweiligen
Betriebsstellungen und während
des Einbaus in einen Sitz in dem Buchsenverbinder der 1 zeigen.
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Das Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet insgesamt eine
elektrische Verbindungseinheit mit einer großen Anzahl von Führungen,
und insbesondere zur Verbindung einer zentralen elektronischen Steuereinheit
(nicht dargestellt) mit einem elektrischen System eines Fahrzeugs.
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Die Einheit 1 weist einen
ersten Steckverbinder 2 und einen zweiten Buchsenverbinder 3 auf,
die in einer Richtung A miteinander verbunden werden können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist der Verbinder 2 ein Isoliergehäuse 4 aus Kunststoffmaterial
auf, das mehrere Hohlräume 5 ( 2 und 3) definiert, deren Achsen parallel zur
Richtung A verlaufen, und die in einer Anzahl von Queneihen – vier im gezeigten
Beispiel – fluchtend
ausgerichtet sind, die sich parallel zu einer Richtung B senkrecht
zur Richtung A erstrecken. Die Hohlräume 5 nehmen elektrische
Buchsenanschlüsse 6 auf,
die mit elektrischen Kabeln 7 verbunden sind und innerhalb
der Hohlräume 5 durch
primäre
und sekundäre
Rückhaltemittel gehalten
werden, die weiter unten beschrieben werden.
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Das Gehäuse 4 weist einen
hohlen, im wesentlichen parallelepipedischen Hauptkörper 8 auf, der
einen äußeren seitlichen
rohrförmigen
Ansatz 9 zur Führung
der Kabel 7 und einen im wesentlichen parallelepipedischen
Trägerblock 10 zum
Tragen der Anschlüsse 6 aufweist,
der sich innerhalb des Körpers 8 erstreckt
und die Reihen von Hohlräumen 5 definiert
(2).
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Der Verbinder 3 – der hier
nur zum klaren Verständnis
der vorliegenden Erfindung beschrieben wird – weist ein im wesentlichen
parallelepipedisches Isoliergehäuse 11 auf,
das praktischerweise in einem Stück
mit dem äußeren Gehäuse (nicht
dargestellt) der elektronischen zentralen Steuereinheit ausgebildet
ist, und eine Anzahl von elektrischen Steckanschlüssen 12 aufnimmt,
die sich parallel zur Richtung A erstrecken und mit elektrischen
Kabeln (nicht dargestellt) verbunden sind. Das Gehäuse 11 definiert einen
vorderen Sitz 15 zur Aufnahme des Blocks 10 des
Verbinders 2, in den Kontaktabschnitte 16 der Anschlüsse 12 vorstehen.
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Die Einheit 1 weist auch
eine Hebelvorrichtung 17 auf, die die Verbindung der Verbinder 2 und 3 mit
sehr geringer manueller Kraft erlaubt, und die nachfolgend nur kurz
beschrieben wird, da sie nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
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Die Vorrichtung 17 weist
einen Schieber 18 auf, der innerhalb des und in Bezug auf
das Gehäuse 4 in
Richtung B beweglich ist. Der Schieber 18 ist im wesentlichen
C-förmig
und weist zwei einen Abstand zueinander aufweisende, im wesentlichen
flache Seitenwände 19 parallel
zu den Richtungen A und B, und eine Querendwand 20 auf.
Die Seitenwände 19 des
Schiebers 18 gleiten innerhalb der Seitenwände 21 des
Hauptkörpers 8 des
Gehäuses 4 und
außerhalb
des Blocks 10, und der Hauptkörper 8, der Block 10 und
die Seitenwände 19 des
Schiebers 18 definieren einen Sitz 14 zur Aufnahme
des Gehäuses 11 des
Verbinders 3 im Betrieb, und definieren so einen Verbindungsbereich
der Verbinder 2 und 3.
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Jede Seitenwand
19 weist
mehrere Nockenschlitze
22 auf, die mit Stiften
23 auf
der Außenseite
des Gehäuses
11 zusammenwirken,
um die Verbinder
2 und
3 zueinander zu bewegen,
wenn der Schieber
18 in das Gehäuse
4 in Richtung
B bewegt wird. Die Form der Schlitze
22 ist aus der
EP 0 363 804-A bekannt
und wird daher nicht beschrieben.
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Die Vorrichtung 17 weist
auch einen Betätigungshebel 24 auf,
der an das Gehäuse 4 und
an die Seitenwände 19 des
Schiebers 18 angelenkt ist, so dass die Drehung des Hebels 24 der
Translationsbewegung des Schiebers 18 in Richtung B, und,
aufgrund des Eingreifens der Stifte 23 in die Schlitze 22, dem
gegenseitigen Eingreifen der Verbinder 2 und 3 und
der Anschlüsse 6 und 12 in
Richtung A entspricht.
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Genauer gesagt, ist der Hebel 24 in
Bezug auf das Gehäuse 4 zwischen
einer angehobenen oder offenen Stellung (1) entsprechend einem maximalen Vorstehen
des Schiebers 18 vom Gehäuse 4, und einer angesenkten
oder geschlossenen Stellung auf dem Gehäuse 4 beweglich, die
dem vollen Einschieben der Seitenwände 19 des Schiebers 18 in
das Ge häuse
4 und einer vollen Eingriffsstellung der Verbinder 2 und 3 und
der Anschlüsse 6 und 12 entspricht.
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Unter besonderer Bezugnahme auf die 2 und 3 weist jeder Anschluss 6 des
Verbinders 2 einen im wesentlichen zylindrischen, rohrförmigen vorderen
Kontaktabschnitt 25, in den der Kontaktabschnitt 16 eines
entsprechenden Steckanschlusses 12 des Verbinders 3 eingreift,
einen hinteren Abschnitt 26 zur Verbindung mit dem elektrischen
Kabel 7 und einen dazwischenliegenden Zwischenabschnitt 27 auf,
der einen kleineren Querschnitt hat als die Abschnitte 25 und 26.
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Jeder Anschluss 6 wird in
den entsprechenden Hohlraum 5 durch eine hintere Öffnung 28 des Hohkaums
eingeführt,
aus der im Betrieb das entsprechende elektrische Kabel 7 vorsteht,
und wird mit dem Kontaktabschnitt 25 vor einer vorderen Öffnung 29 des
Hohlraums 5 positioniert.
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Die primären Rückhaltemittel weisen für jeden
Anschluss 6 einen Rückhaltesitz 30,
der in der Seitenwand des entsprechenden Hohlraums 5 ausgebildet
ist, und eine elastische Lanze 31 (3) auf, die vom Kontaktabschnitt 25 des
Anschlusses 6 im wesentlichen in einer Richtung parallel
zur Richtung A und zum Zwischenabschnitt 27 hin nach außen vorsteht
und in den Sitz 30 einschnappt.
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Unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 weisen die sekundären Rückhaltemittel ein im wesentlichen
kammförmiges,
bewegliches Rückhalteelement 35 auf,
das getrennt vom Gehäuse 4 ausgebildet
und in der Richtung B gleitend innerhalb eines Quersitzes 36 des
Blocks 10 des Gehäuses 4,
der die Hohlräume 5 senkrecht
schneidet, eingesetzt ist.
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Genauer gesagt, weist der Block 10 einen parallelepipedischen
hinteren Abschnitt 37, der fest mit dem Hauptkörper 8 verbunden
ist und eine Anzahl von ersten Durchgangslöchern aufweist, und einen parallelepipedischen
vorderen Abschnitt 38 auf, der in den Hauptkörper 8 in
eine Stellung nahe dem Abschnitt 37 einschnappt und eine
zweite Anzahl von Durchgangslöchern
aufweist, die mit den ersten Durchgangslöchern fluchten und mit ihnen
Hohlräume 5 definieren.
Der Sitz 36 wird auf gegenüberliegenden Seiten durch die
Abschnitte 37 und 38 des Blocks 10 definiert.
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Der Sitz 36 steht mit dem
Sitz 14 durch zwei geformte Öffnungen 39, 40 in
Verbindung, deren Profile jeweils zu dem des Querschnitts des Rückhalteelements 35 komplementär sind und
in jeweiligen gegenüberliegenden
Wänden 41, 42 des
Blocks 10 parallel zur Endwand 20 des Schiebers 18 ausgebildet sind
(2).
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Das Rückhalteelement 35 weist
einen Basisabschnitt 43 im wesentlichen in Form einer Stange und
mehrere Arme 44 – fünf im gezeigten
Beispiel auf, die sich senkrecht zum Basisabschnitt 43 erstrecken
und paarweise und auf entgegengesetzten Seiten jeder Reihe von Hohlräumen 5 mit
den Zwischenabschnitten 27 der entsprechenden Anschlüsse 6 zusammenwirken,
die korrekt in die Hohlräume 5 eingeführt sind.
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Genauer gesagt, definieren die Arme 44 des Rückhalteelements 35 eine
Anzahl von Zwischenräumen
gleich der Anzahl von Reihen von Hohlräumen 5 – vier im
gezeigten Beispiel – deren
Querschnitt geringfügig
größer ist
als die Zwischenabschnitte 27 der Anschlüsse 6,
aber kleiner als die anderen Querschnitte der Anschlüsse 6,
so dass, nur wenn die Anschlüsse 6 alle
richtig in die Hohlräume 5 eingeführt sind,
d. h. mit den jeweiligen Zwischenabschnitten 27 innerhalb
des Sitzes 36, das Rückhalteelement 35 in eine
geschlossene, vollständig
in den Sitz 36 eingeführte
Stellung gebracht werden kann, in der die Arme 44 seitlich
mit den Anschlüssen 6 zusammenwirken,
um sie in den Hohlräumen 5 zurückzuhalten.
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Die Arme 44 des Rückhalteelements 35 haben
je einen parallelepipedischen Querschnitt, enden je mit abgeschrägten, kegelstumpf-pyramidenartig geformten
freien Enden 45, und haben auf gegenüberliegenden Seiten je parallelepipedische,
längliche Führungsvorsprünge 46,
die sich gleitend in entsprechende komplementäre Schlitze 47 einfügen, die
in den Seitenwänden
der Reihen von Hohlräumen 5 ausgebildet
sind.
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Das Rückhalteelement 35 wird
in den Sitz 36 durch drei aufeinanderfolgenden Öffnungen
eingeführt,
das heißt:
eine rechteckige Durchgangsöffnung 48,
die in der Endwand 20 des Schiebers 18 ausgebildet
ist, eine geformte Öffnung 49,
deren Profil komplementär
zu demjenigen des Querschnitts des Rückhalteelements 35 ist
und die in einer Wand 50 des Hauptkörpers 8 parallel zu
den Wänden 41, 42 ausgebildet
ist, und eine Öffnung 39 in
der Wand 41 des Blocks 10.
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Wenn das Rückhalteelement 35 in
der geschlossenen Stellung ist, greifen die Enden 45 der Arme 44 in
die Öffnung 40 in
der Wand 42 des Blocks 10 ein.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist der Abschnitt 38 des Blocks 10 eine Zunge 51 (4 bis 7) auf, die von der Wand 42 vorsteht,
sich normalerweise in einer Spenstellung befindet, in der die Verbindung
der Verbinder 2 und 3 gesperrt ist (4 und 6) und in der die Zunge 51 leicht
in Bezug auf die Richtung A geneigt ist, wobei ein Endabschnitt 52 vom
Block 10 in den Sitz 14 vorsteht, um auf das Gehäuse 11 des
Verbinders 3 in der Richtung A einzuwirken, und durch Zusammenwirken
mit dem Rückhalteelement 35,
wenn das Rückhalteelement 35 in der
geschlossenen Stellung ist, in eine Freigabestellung gebracht werden
kann, in der die Verbindung der Verbinder 2 und 3 möglich ist
(5 und 7) und in der die Zunge 51 vollständig innerhalb
des Außenprofils des
Blocks 10 angeordnet ist.
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Die Zunge 51 ist in einen
Schlitz 53 in der Wand 42 des Blocks 10 eingeführt und
am Zwischenabschnitt 54 über ein von einem Kunststoffstreifen definiertes,
elastisches Scharnier 55 einstöckig mit dem Block 10 verbunden.
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Wenn das Rückhalteelement 35 in
der geschlossenen Stellung ist, üben
die Enden 45 der Arme 44 einen Schub auf einen
zum Endabschnitt 52 entgegengesetzt liegenden Endabschnitt 56 der
Zunge 51 aus.
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Die Zunge 51 hat auch einen
sich vom Endabschnitt 52 zum Endabschnitt 56 verringernden Querschnitt.
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Die Einheit 1 wird durch
Bewegen der Verbinder 2 und 3 zueinander in der
Richtung A, so dass die Stifte 23 in die ursprünglichen
Abschnitte der Schlitze 22 eindringen, und dann durch Drehen
des Hebels 24 aus der angehobenen Stellung der 1 in die abgesenkte Stellung
zusammengebaut, nachdem zuerst die Anschlüsse 6, 12 in
die jeweiligen Gehäuse 4, 11 eingesetzt
und das Rückhalteelement 35 in
die geschlossene Stellung im Block 10 des Gehäuses 4 gebracht
wurde.
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Wenn einer der Anschlüsse 6 nicht
korrekt in den entsprechenden Hohlraum 5 eingesetzt ist,
greift der Kontaktabschnitt 25 anstelle des Zwischenabschnitts 27 des
Anschlusses 6 in den Sitz 36 ein, wodurch ein
vollständiges
Einführen
des Rückhalteelements 35 in
den Sitz 36 verhindert wird. Das heißt, die Arme 44 werden
durch Zusammenwirkung mit dem Kontaktabschnitt 25 des Anschlusses 6 blockiert,
der, wie bereits gesagt, einen größeren Querschnitt aufweist
als die Zwischenräume
des Rückhaltelements 35.
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Da das Rückhalteelement 35 nicht
vollständig
in den Sitz 36 eingeführt
werden kann, werden die Enden 45 der Arme 44 folglich
daran gehindert, mit dem Endabschnitt 56 der Zunge 51 zusammenzuwirken,
die in der Sperrstellung bleibt und auf das Gehäuse 11 einwirkt, um
die Verbindung der Verbinder 2 und 3 zu verhindern
(4 und 6).
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In gleicher Weise wird der Zusammenbau der
Einheit 1 auch verhindert, wenn versehentlich das Rückhalteelement 35 nicht
in den Sitz 36 eingeführt
wird, in welchem Fall die Zunge 51 wieder in der Spenstellung
bleibt.
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Umgekehrt, wenn alle Anschlüsse 6 korrekt in
die Hohlräume 5 eingeführt sind,
d. h. mit den Lanzen 31 der Anschlüsse 6 in die Rückhaltesitze 30 der Hohlräume 5 eingeschnappt,
kann das Rückhalteelement 35 im
Sitz 36 in Richtung B durch die Tatsache, dass die Zwischenabschnitte 27 der
Anschlüsse 6 in die
Zwischenräume
des Rückhalteelements 35 eingreifen,
in die geschlossene Stellung gleiten. In diesem Fall üben die
Enden 45 der Arme 44 einen Schub in Richtung B
auf den Endabschnitt 56 der Zunge 51 aus, um die
Zunge 51 um das elastische Scharnier 55 in die
Freigabestellung zu drehen, in der die Zunge 51 sich vollständig innerhalb
des Außenprofils
des Blocks 10 und insbesondere der Wand 42 befindet
(5 und 7).
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Der Block 10 des Gehäuses 4 kann
somit in den Sitz 15 des Gehäuses 11 gleiten, um
die Verbindung der Verbinder 2 und 3 zu vervollständigen.
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Die Vorteile des Verbinders 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung geht klar aus der vorhergehenden Beschreibung hervor.
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Insbesondere verhindert die Zunge 51 die Verbindung
der Verbinder 2 und 3 sowohl, wenn irgend einer
der Anschlüsse 6 nicht
korrekt in seinen Hohlraum 5 eingeführt ist, wodurch das Rückhalteelement 35 nicht
in die geschlossene Stellung gebracht werden kann, als auch, wenn
das Rückhalteelement 35 versehentlich
nicht im Sitz 36 angeordnet ist.
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Selbstverständlich können Änderungen am soeben beschriebenen
Verbinder 2 durchgeführt werden,
ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.