EP2666209B1

EP2666209B1 - Verfahren und kontaktverrastungssystem zur temporären primärverrastung von elektrischen kontakten in steckverbindungen

Info

Publication number: EP2666209B1
Application number: EP12701244.1A
Authority: EP
Inventors: Werner Hofmeister; Eckhardt Philipp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: CN103299486A; BR112013017610A2; RU2013138594A; CN103299486B; WO2012098091A1; DE102011002991A1; EP2666209A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Sekundärverriegeln mindestens eines in einer Kontaktkammer primärverrasteten elektrischen Kontakts nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie von einem zugehörigen Kontaktverrastungssystem nach der Gattung des Anspruchs 3.
Derzeit werden im Automotive-Bereich elektrische Stecksysteme eingesetzt, bei denen die elektrischen Kontakte an elektrischen Leitungen angeschlagen (angecrimpt) und anschließend einzeln in Kontaktkammern eines Kontaktkammergehäuses (Kontaktträger) eingeschoben werden. Am Ende des Bestückungsweges verrasten die Kontakte in den Kontaktkammern der Kontaktträger. Diese sogenannte Primärverrastung erfolgt beispielsweise durch federnde Metallzungen der Kontakte, die einen Absatz der Kontaktkammern entgegen der Bestückungsrichtung hintergreifen, oder durch federnde Elemente der Kontaktkammern, die in entsprechende Aussparungen der Kontakte einrasten. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Kontakte an ihren Leitungen unbeabsichtigt aus den einmal erreichten Endpositionen wieder zurückgezogen werden können. Zur Abfrage und Sicherstellung der korrekten Einstecktiefe der Kontakte wird am Ende der Bestückung die sogenannte Sekundärverriegelung geschlossen, durch die alle eingesteckten Kontakte entgegen der Bestückungsrichtung verriegelt sind. Ab diesem Zeitpunkt ist die Primärverrastung quasi überflüssig, da die von der Sekundärverriegelung bereitgestellte Haltesicherheit bzw. Haltekraft in der Regel die der Primärverrastung deutlich übertrifft.
Aus der US 5189788 ist ein Steckverbindersystem bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Kontakten in einen Kontaktträger zunächst lose eingesetzt werden. Anschließend werden mit einem metallischen Verrastungshilfselement die Kontakte derart weit in den Kontaktträger eingeschoben, dass sie sicher mit Rastlanzen im Inneren des Kontaktträgers primärverrasten. Nach Abschluss dieses Primärverrastungsvorgangs wird das metallische Verrastungshilfselement entfernt und durch ein Sekundärverriegelungselement aus Kunststoff ersetzt. Die Primärverrastung durch die Rastlanzen im Inneren des Kontaktträgers bleibt dabei erhalten. US 5 989 059 A zeigt ein Kontaktverrastungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Fig. 1 zeigt den Bestückungsvorgang eines Kontaktkammergehäuses 101 mit elektrischen Kontakten 102 nach dem Stand der Technik.
Wie in Fig. 1a gezeigt, weist der Kontakt 102, gesehen in Bestückungsrichtung 103, einen vorderen Kontaktabschnitt mit Kontaktlamellen 104 zum Kontaktieren eines Kontaktstifts (nicht gezeigt), einen hinteren Anschlussabschnitt mit einer angecrimpten elektrischen Leitung 105 sowie beidseitig jeweils eine seitliche Aussparung 106 auf. Das Kontaktkammergehäuse 101 weist eine Doppelreihe von Kontaktkammern 107 auf, von denen in Fig. 1 nur die jeweils vorderen Kontaktkammern der beiden Kontaktkammerreihen zu sehen sind. Die zwischen den beiden Kontaktkammerreihen befindliche Trennwand 108 des Kontaktträgergehäuses 101 weist für jede Kontaktkammer 107 jeweils einen federnden Rastarm 113 mit einem seitlich in die Kontaktkammer 107 hineinragenden Rasthaken ("Kammerhaken") 115 auf.
Die Kontakte 102 werden durch eine Bestückungsöffnung 109 in Bestückungsrichtung 103 in die Kontaktkammern 107 eingesteckt ( Fig. 1b ). Dabei wird der jeweilige Rastarm 113 seitlich gegen seine elastische Rückstellkraft ausgelenkt ( Fig. 1c ), bis er dann bei vollständig eingestecktem Kontakt 102 mit seinem Rasthaken 115 in die Aussparung 106 des Kontakts 102 einrastet und den eingesteckten Kontakt 102 entgegen der Bestückungsrichtung 103 hintergreift ( Fig. 1d ). Der so in der Kontaktkammer 107 primärverrastete Kontakt 102 ist gegen Zurückziehen aus der Kontaktkammer 107 gesichert. Am Ende der Bestückung, wenn alle Kontaktkammern 107 mit Kontakten 102 bestückt sind, wird ein als Querschieber ausgeführtes Verriegelungselement 117 in Längsrichtung der Kontaktkammer-Doppelreihe, in Fig. 1 also rechtwinklig zur Zeichenebene, verschoben, das alle eingesteckten Kontakte 102 in Bestückungsrichtung 103 hintergreift ("sekundärverriegelt") und dadurch deren korrekte Einstecktiefe abfragt und sicherstellt. Ab diesem Zeitpunkt ist die Primärverrastung nicht mehr erforderlich, da die von der Sekundärverriegelung bereitgestellte Haltesicherheit bzw. Haltekraft die der Primärverrastung deutlich übertrifft.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind der minimal mögliche Reihenabstand (Rastermaß) A' der beiden Kontaktkammerreihen und damit die minimal mögliche Breite B' des Kontaktkammergehäuses 101 durch die Trennwandbreite C' vorgegeben, die wiederum durch die für die Primärrastung erforderliche Auslenkung der Rastarme 113 vorgegeben ist.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Kontaktverrastungssystem der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass der minimal mögliche Reihenabstand (Rastermaß) von benachbarten Kontaktkammerreihen noch weiter reduziert werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Kontaktverrastungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 3 gelöst.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Primärverrastung nicht durch einen gehäuseseitigen Kammerhaken, sondern von außen durch die Kontaktkammerwand hindurch mittels eines speziellen externen Rastwerkzeugs auszuführen, das während des Bestückungsvorganges die Wirkkontur und die Wirkungsweise eines Kammerhakens übernimmt. Nach dem Schließen der Sekundärverriegelung wird dieses Rastwerkzeug wieder entfernt, so dass die Kontakte dann ausschließlich sekundärverriegelt sind. Mithilfe der Erfindung ist es möglich, bei jedem einzelnen Kontakt und bei jeder Steckverbindung auf besondere Konturen für die Gestaltung einer Primärverrastung zu verzichten und dadurch Bauraum und Material einzusparen, sowie konstruktive Freiräume für die Gestaltung von Kontakten und Kontaktkammern zu gewinnen.
Vorzugsweise weist das Rastwerkzeug für jede Kontaktkammer einen federbelasteten Einzelrasthaken auf, der durch die seitliche Öffnung der Kontaktkammeraußenwand in die Kontaktkammer hineinragt. Das Rastwerkzeug beeinflusst die mechanische und elektrische Prüfung der Kontakte in den Kontaktkammern nicht und kann beispielsweise in die Bestückungsbretter beim Kabelbaumhersteller integriert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung exemplarisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fign. 1a-1e den: Bestückungsvorgang eines Kontaktkammergehäuses mit elektrischen Kontakten nach dem Stand der Technik;
Fig. 2: eine vergrößerte Ansicht des mit elektrischen Kontakten bestückten Kontaktkammergehäuses der Fig. 1 e;
Fign. 3a-3j: den erfindungsgemäßen Bestückungsvorgang des erfindungsgemäßen Kontaktkammergehäuses mit erfindungsgemäßen elektrischen Kontakten;
Fig. 4: eine vergrößerte Ansicht des mit elektrischen Kontakten bestückten Kontaktkammergehäuses der Fig. 3j; und
Fig. 5: eine Modifikation des erfindungsgemäßen Kontaktträgergehäuses und der erfindungsgemäßen elektrischen Kontakte in einer Ansicht analog zu Fig. 3h.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 3 ist der erfindungsgemäße Bestückungsvorgang eines Kontaktkammergehäuses ("Kontaktträger") 1 mit elektrischen Kontakten 2 gezeigt.
Wie auch in Fig. 4 gezeigt, weist der elektrische Kontakt 2, gesehen in Bestückungsrichtung 3, einen vorderen Kontaktabschnitt mit Kontaktlamellen 4 zum Kontaktieren eines Kontaktstifts (nicht gezeigt), einen hinteren Anschlussabschnitt mit einer angecrimpten elektrischen Leitung 5 sowie einen durch die Rückseite des Kontakts 2 gebildeten Hinterschnitt 6 für eine Primärverrastung auf. Das Kontaktkammergehäuse 1 weist eine Doppelreihe von Kontaktkammern 7 auf, von denen in Fig. 3 nur die jeweils vorderen Kontaktkammern der beiden Kontaktkammerreihen zu sehen sind. Die Kontaktkammern 7 der beiden Kontaktkammerreihen sind durch eine Trennwand 8 des Kontaktkammergehäuses 1 voneinander getrennt und weisen jeweils eine Bestückungsöffnung 9 auf. In den der Trennwand 8 gegenüberliegenden Außenwänden 10 der Kontaktkammern 7 ist jeweils eine seitliche Wandöffnung 11 vorgesehen.
Vor dem Bestücken des Kontaktkammergehäuses 1 mit Kontakten 2 wird, wie in Fign. 3a und 3b gezeigt, das Kontaktkammergehäuse 1 von der den Bestückungsöffnungen 9 gegenüberliegenden Seite her von einem Rastwerkzeug 12 klammerförmig umgriffen. Das Rastwerkzeug 12 umfasst zwei Reihen von ersten und zweiten Rastarmen 13a, 13b, von denen in Fig. 3 nur der jeweils vordere zu sehen ist. Die ersten und zweiten Rastarme 13a, 13b sind um eine gemeinsame Drehachse 14 gelagert und weisen jeweils einen Rasthaken 15 auf. Die Rasthaken 15 der ersten und zweiten Rastarme 13a, 13b sind jeweils einander zugewandt und durch Federn 16 aufeinander zu vorgespannt.
Das gegen die Rückstellkraft der Federn 16 geöffnete Rastwerkzeug 12 umgreift das Kontaktkammergehäuse 1, bis die Rastarme 13a, 13b mit ihren Rasthaken 15 von außen jeweils durch die seitliche Wandöffnung 11 der Kontaktkammeraußenwand 10 in die Kontaktkammern 7 hineingreifen ( Fig. 3c ). Durch die seitliche Wandöffnung 11 ist der Hinterschnitt 6 des eingesteckten Kontakts 2 von außen zugänglich.
Anschließend werden die Kontakte 2 durch die Bestückungsöffnungen 9 in Bestückungsrichtung 3 in die Kontaktkammern 7 eingesteckt ( Fig. 3d ). Dabei wird der in die Kontaktkammer 7 vorstehende Rastarm 13 gegen die Rückstellkraft seiner Feder 16 ausgelenkt und dadurch vorgespannt ( Fig. 3e ), bis er dann bei vollständig eingestecktem Kontakt 2 mit seinem Rasthaken 15 hinter den Hinterschnitt 6 des Kontakts 2 einrastet und den eingesteckten Kontakt 2 entgegen der Bestückungsrichtung 3 hintergreift ( Fig. 3f ). Der so in der Kontaktkammer 7 primärverrastete Kontakt 2 ist gegen Zurückziehen aus der Kontaktkammer 7 gesichert.
Am Ende der Bestückung, wenn alle Kontaktkammern 7 mit Kontakten 2 bestückt sind ( Fig. 3g ), wird ein als Querschieber ausgeführtes Verriegelungselement 17 in Längsrichtung der Kontaktkammer-Doppelreihe, in Fig. 3 also rechtwinklig zur Zeichenebene, verschoben, das alle eingesteckten Kontakte 2 in Bestückungsrichtung 3 hintergreift ("sekundärverriegelt") und dadurch deren korrekte Einstecktiefe abfragt und sicherstellt ( Fig. 3h ). Wenn alle Kontakte 2 sekundärverriegelt sind, wird das Rastwerkzeug 12 geöffnet ( Fig. 3i ) und entfernt ( Fig. 3j ). Die Kontakte 2 sind dann im Kontaktkammergehäuse 1 nicht mehr primärverrastet, sondern ausschließlich sekundärverriegelt. Das Rastwerkzeug 12 dient also nur zur temporären Primärverrastung der in die Kontaktkammern 7 eingesteckten Kontakte 2.
Wie in Fig. 4 gezeigt, kann die Trennwand 8, da sie keine Primärverrastungsfunktion übernimmt, mit minimaler Wandstärke C ausgebildet werden. Im Vergleich zum bekannten Kontaktkammergehäuse 101 der Fig. 2 sind der minimal mögliche Reihenabstand (Rastermaß) A der beiden Kontaktkammerreihen und damit die minimal mögliche Breite B des Kontaktkammergehäuses 1 deutlich reduziert.
Vom Kontaktverrastungssystem der Fig. 4 unterscheidet sich das in Fig. 5 gezeigte modifizierte Kontaktverrastungssystem lediglich dadurch, dass hier der Hinterschnitt 6' des Kontakts 2 durch eine seitliche Aussparung (oder einen seitlichen Absatz) des Kontakts 2 gebildet ist, die durch die seitliche Wandöffnung 11 des Kontaktkammergehäuses 1 von außen zugänglich ist. Der Bestückungsvorgang entspricht ansonsten identisch dem der Fig. 3.

Claims

Kontaktverrastungssystem für eine elektrische Steckverbindung,
mit einem Rastwerkzeug (12),
mit mindestens einem elektrischen Kontakt (2), der einen Hinterschnitt (6; 6') für eine Primärverrastung aufweist,
mit einem Kontaktkammergehäuse (1), das mindestens eine Kontaktkammer (7) zum Einstecken des elektrischen Kontakts (2) aufweist,
und wobei eine Kontaktkammeraußenwand (10) der Kontaktkammer (7) eine seitliche Wandöffnung (11) aufweist, durch die der Hinterschnitt (6; 6') des eingesteckten Kontakts (2) von außen zugänglich ist,
gekennzeichnet durch
mindestens ein Verriegelungselement (17) zum Sekundärverriegeln des eingesteckten elektrischen Kontakts (2) entgegen der Bestückungsrichtung (3),
wobei das Rastwerkzeug (12) mindestens eine Reihe von auslenkbaren Rastarmen (13a, 13b) aufweist, an denen Rasthaken (15) vorgesehen sind,
wobei im montierten Zustand die Kontakte (2) im Kontaktkammergehäuse (1) nicht mehr primärverrastet, sondern ausschließlich sekundärverriegelt sind,
wobei am Kontaktkammergehäuse (1) das Rastwerkzeug (12) anordenbar ist zur temporären Primärverrastung von in ihre jeweilige Kontaktkammer (7) eingesteckten Kontakten (2),
wobei das Rastwerkzeug (12) für jede Kontaktkammer (7) jeweils einen Rasthaken (15) aufweist, mit dem es von außen durch die seitliche Wandöffnung (10) des Kontaktkammergehäuses (1) in die Kontaktkammer (7) hineingreift und den Hinterschnitt (6; 6') eines eingesteckten Kontakts (2) in Bestückungsrichtung (3) hintergreift.
Kontaktverrastungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktkammergehäuse (1) mindestens eine Reihe von Kontaktkammern (7) aufweist, die auf der gleichen Außenseite des Kontaktkammergehäuses (1) jeweils eine seitliche Wandöffnung (11) aufweisen, durch die der Hinterschnitt (6; 6') des jeweils eingesteckten Kontakts (2) von außen zugänglich ist.
Kontaktverrastungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktkammergehäuse (1) eine Doppelreihe von Kontaktkammern (7) aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Außenseiten des Kontaktkammergehäuses (1) jeweils eine seitliche Wandöffnung (11) aufweisen, durch die der Hinterschnitt (6; 6') des jeweils eingesteckten Kontakts (2) von außen zugänglich ist.
Kontaktverrastungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastwerkzeug (12) klammerförmig mit zwei Reihen von einander gegenüberliegenden auslenkbaren ersten und zweiten Rastarmen (13a; 13b) ausgebildet ist, deren Rasthaken (15) jeweils einander zugewandt sind.
Kontaktverrastungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastarme (13a; 13b) der beiden Reihen um eine gemeinsame Drehachse (14) schwenkbar gelagert sind.
Kontaktverrastungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastwerkzeug (12) in seine in die Kontaktkammern (7) hineingreifende Raststellung durch mindestens eine Feder (16) vorgespannt ist.
Kontaktverrastungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (6) durch die Rückseite des Kontakts (2) gebildet ist.
Kontaktverrastungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (6') durch einen Absatz oder eine seitliche Aussparung des Kontakts (2') gebildet ist.
Verfahren zum Sekundärverriegeln mindestens eines elektrischen Kontakts (2) eines Kontaktverrastungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Kontakt (2) in eine Kontaktkammer (7) eingesteckt und darin primärverrastet ist,
wobei der mindestens eine elektrische Kontakt (2) in seiner Kontaktkammer (7) mittels eines externen Rastwerkzeugs (12), das von außen durch eine seitliche Wandöffnung (11) der Kontaktkammeraußenwand (10) in die Kontaktkammer (7) hineingreift, primärverrastet wird und dass der elektrische Kontakt (2) in seiner Kontaktkammer (7) sekundärverriegelt wird, bevor das externe Rastwerkzeug (12) wieder entfernt wird und die elektrischen Kontakte (2) dann im Kontaktkammergehäuse (1) nicht mehr primärverrastet, sondern ausschließlich sekundärverriegelt sind,
wobei das Rastwerkzeug (12) für jede Kontaktkammer (7) jeweils einen Rasthaken (15) aufweist, mit dem es von außen durch die seitliche Wandöffnung (10) des Kontaktkammergehäuses (1) in die Kontaktkammer (7) hineingreift und den Hinterschnitt (6; 6') eines eingesteckten Kontakts (2) in Bestückungsrichtung (3) hintergreift,
wobei das Rastwerkzeug (12) mindestens eine Reihe von auslenkbaren Rastarmen (13a, 13b) aufweist, an denen die Rasthaken (15) vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere elektrische Kontakte (2) in ihren ein- oder doppelreihig angeordneten Kontaktkammern (7) mittels des externen Rastwerkzeugs (12), das von außen durch seitliche Wandöffnungen (11) der Kontaktkammeraußenwände (10) in die Kontaktkammern (7) hineingreift, jeweils primärverrastet werden und dass die elektrischen Kontakte (2) in ihren Kontaktkammern (7) sekundärverriegelt werden, bevor das externe Rastwerkzeug (12) wieder entfernt wird.