WO2004027938A1 - Steckverbinder mit mit federkraft beaufschlagter sekundärverriegelung - Google Patents

Steckverbinder mit mit federkraft beaufschlagter sekundärverriegelung Download PDF

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locking
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Harald Holweg
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    • H01R13/639—Additional means for holding or locking coupling parts together, after engagement, e.g. separate keylock, retainer strap

Definitions

  • the present invention relates to a connector, in particular for airbag restraint systems according to the preamble of claim 1.
  • a connector is known from DE 100 35 726 AI.
  • Such connectors are subject to the highest demands in several respects with regard to the security of the connection made and the insertion process of a connector into its mating connector.
  • the plug-in connection is designed for a very long service life, during which fatigue of the plug seat must not occur.
  • a connector with a secondary locking device in which a secondary locking device is pushed into a slot between a primary locking tongue and the connector housing during the insertion process of the connector into a corresponding mating connector and after a primary locking device has snapped in, in order to fill this slot and prevent the primary lock from retracting from its locked position.
  • the secondary locking tongue In the final state, the secondary locking tongue is constantly under elastic tension, so that material fatigue and possibly material breakage can occur in the long term. If pieces of the secondary locking tongue fall out of the slot, a secondary locking would therefore no longer be guaranteed. At least the correct fit of the connector would in its mating connector can no longer be guaranteed.
  • an electrical plug in which an electrical contact between complementary plugs is made only towards the end of the plugging process in that a spring is tensioned during the plugging process, when a predetermined spring force is exceeded and after its spring travel has been released pushes the plugs into each other.
  • DE 198 47 872 AI describes an ignition bus housing with a secondary locking device that is biased by a spring during the insertion process and, after the connector locking device engages, is pushed by spring force over the connector locking device and blocks it in its latched position.
  • a spring clip acting as a safety device ensures that the secondary locking can only take place when the connection of the plug has been completed.
  • DE 100 35 726 AI shows a contact carrier in which a secondary locking device is retained during the insertion process until the locking device is engaged.
  • a spring tension builds up, the discharge of which pushes the secondary lock into its end position. This takes place after the spring tension has become large enough due to the spring compression to overcome an elastic resistance which is formed by an elastic compressible clamp.
  • the present invention has for its object to further develop a connector of the type mentioned in such a way that the secondary locking is spring-assisted and brought into its end position at a predetermined moment during the insertion process, but in the end state it rests essentially mechanically stress-free.
  • the present invention is based on the idea of building up a spring force during the plug-in process with which the secondary locking device is "catapulted” into its end position after the primary locking device has snapped in, where it then rests when the spring elements are essentially relaxed.
  • Fig. 7 unlocking the connector from its mating connector.
  • the housing is designed in two parts and consists of a plug-side part housing 3 and a housing part 2 facing away from the plug side, which are locked together.
  • the plug-side housing part 3 has locking arms 4a, 4b, with which the plug connector 1 is locked in a mating connector 7 (FIG. 3).
  • a secondary locking device 5 which has tongues 6a, 6b which, after the locking arms 4a, 4b have been locked in the mating connector 7, fill a gap between the connector body and the locking arms 4a, 4b and thus pivot the back Prevent locking arms 4a, 4b from their locking position.
  • the secondary locking device 5 has locking arms 8a, 8b (FIG. 2), which, as will be explained in more detail below, are shaped in the form of a tuning fork in the exemplary embodiment shown, with bevelled free ends on which there are locking lugs pointing outwards. With these free ends, the secondary locking is supported at the beginning of the insertion process of the connector in its mating connector 7 on the edges of a slot in the mating connector.
  • the secondary lock 5 is shown in the Embodiment attached via four helical compression springs to the rear housing part 2 seen in the direction of insertion. The compression springs are aligned coaxially to the direction of insertion. In the delivery state, ie the two housing parts 2, 3 are locked together, the compression springs 10a to 10d are either not compressed at all or only very slightly. A low compression serves to protect the connector from rattling.
  • the rear housing part 2 has, on opposite sides, longitudinal slots in the plug-in direction, from which webs 13a, 13b, which are formed on the secondary locking device 5, protrude.
  • a release aid 12 is slipped onto these webs 13a, 13b via slots 14 in their side walls, which at least partially encloses the housing 2, 3.
  • This release aid can be shifted by an operator in the opposite direction against the action of the force of the compression springs 10a to 10d, the locking tongues 6a, 6b and the latching arms 8a, 8b being pulled out of the counterplug and the plug connection being able to be released.
  • FIG. 2 shows the delivery state of the connector, in which, as already explained above, the compression springs 10a to 10d are essentially relaxed and the free ends 11a, 11b of the latching arms 8a, 8b are arranged in a protected manner in the plug part of the partial housing 3.
  • Fig. 3 shows the connector 1 the moment it is snapped on the mating connector 7, that is, has just come into contact with it. The free ends Ha, 1 lb of the latching arms 8a, 8b rest on the end face of the mating connector 7. Otherwise, FIG. 3 does not differ from FIG. 2.
  • Fig. 4 the end position of the connector 1 in the mating connector 7 is shown, i.e. the locking arms 4a, 4b are locked behind shoulders of the mating connector 7, not shown here.
  • the insertion process was carried out against the spring force of the compression springs 10a to 10d, which are now almost completely compressed.
  • the latching arms 8a, 8b are still supported on the edges of the slots mentioned in the mating connector 7. This changes abruptly immediately after the locking arms 4a, 4b are snapped in.
  • Fig. 5 shows this state, i. H.
  • a slight pressure load in the plug-in direction of the connector 1 causes the locking arms 8a, 8b to be pushed away from the edges of the slots in the mating connector 7 by ramps arranged on the housing part 3, and the locking arms 8a, 8b to slide off due to the force of the compression springs 10a to 10d are catapulted into the slot, so that the secondary locking device 5 snaps into its end position, the tongues 6a, 6b being inserted into the slots behind the locking arms 4a, 4b.
  • Fig. 6 shows this state again, but with the spread free ends 1 1a, 11b of the locking arms 8a, 8b are shown, with which the secondary locking 5 has locked in the mating connector 7.
  • Fig. 7 shows the unlocking process, wherein the release aid 12 is pulled against the action of the compression springs 10a to 10d in the opposite direction. The secondary lock 5 is thus released from the mating connector 7, so that the secondary locking of the locking arms 4a, 4b is released and a further pull on the release aid 12 pulls the connector 1 out of the mating connector 7.
  • the plug-in connection produced in this way only permits unambiguous states which are clearly perceived by the user.
  • the "locking" of the secondary lock is clearly audible and ends in a clearly locked state due to the pressurization.
  • the connector according to the invention ensures increased security, which is particularly important when used as an airbag connector.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

Die vorliegende Verbindung betrifft einen Steckverbinder (1), insbesondere für Airbag-Rückhaltesysteme mit einem ersten Gehäuse (2, 3), das über Verriegelungsarme (4a, 4b.) in einem Gegenstecker (7) verriegelbar ist, und einer mit einer Federkraft beaufschlagbaren Sekundärverriegelung (5). Die Sekundärverriegelung (5) weist Zungen (6a, 6b), die nach Einrasten der Verriegelungsarme (4a, 4b) im Gegenstecker (7) diese blockieren sowie Rastarme (8a, 8b) auf, die beim Einfuhrvorgang von einer Kante (9) am Gegenstecker (7) blockiert werden, bis die Vernegelungsarme (4a, 4b) einrasten, und dann durch die sich bis dahin aufgebaute Federkraft von der Kante (9) abgleiten und die Sekundärverriegelung (5) in ihre Endstellung pressen.

Description

Steckverbinder mit mit Federkraft beaufschlagter Sekundärverriegelung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder, insbesondere für Airbag-Rückhaltesysteme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Steckerbinder ist aus der DE 100 35 726 AI bekannt.
An solche Steckverbinder werden in mehrerer Hinsicht höchste Anforderungen bezüglich der Sicherheit der hergestellten Verbindung und des Einsteckvorgangs eines Steckverbinders in seinen Gegenstecker gestellt. Darüber hinaus ist die Steckverbindung auf eine sehr hohe Lebensdauer ausgerichtet, bei der keine Ermüdungserscheinungen des Stecksitzes auftreten dürfen.
Aus der EP- 1 207 591 A2 ist ein Steckverbinder mit Sekundärverriegelung bekannt, bei dem während des Einsteckvorgangs des Steckers in einen entsprechenden Gegenstecker und nach dem Einrasten einer Primärverriegelung eine Sekundärverriegelung in einen Schlitz zwischen einer Primarverriegelungszunge und dem Steckergehäuse geschoben wird, um diesen Schlitz auszufüllen und ein Zurückweichen der Primärverriegelung aus ihrer verriegelten Stellung zu verhindern. Dabei ist im Endzustand die Sekundärverriegelungs- zunge ständig unter elastischer Spannung, so dass es auf Dauer zu Materialermüdungen und gegebenenfalls Materialbrüchen kommen kann. Fallen Stücke der Sekundärverriegelungszunge aus dem Schlitz, wäre somit eine Sekundärverriegelung nicht mehr sicher gewährleistet. Wenigstens würde der korrekte Sitz des Steckverbin- ders in seinem Gegenstecker nicht mehr mit Sicherheit gegeben sein.
Aus der DE 196 20 177 AI ist ein elektrischer Stecker bekannt, bei dem erst gegen Ende des Steckvorgangs ein elektrischer Kontakt zwischen komplementären Steckern dadurch hergestellt wird, dass während des Steckvorgangs eine Feder gespannt wird, die bei Überschreiten einer vorbestimmten Federkraft und nach Freigabe ihres Federweges die Stecker ineinander schiebt.
Die DE 198 47 872 AI beschreibt ein Zündbusgehäuse mit einer Sekundärverriegelung, die während des Einsteckvorgangs durch eine Feder vorgespannt wird und nach dem Einrasten der Steckerverriegelung sich durch Federkraft über die Steckerverriegelung schiebt und diese in ihrer Raststellung blockiert.
Bei der DE 100 05 858 AI sorgt ein als Sicherheitsvorrichtung wirkender Federbügel dafür, dass die Sekundärverriegelung erst dann erfolgen kann, wenn die Verbindung der Stecker abgeschlossen ist.
Die DE 100 35 726 AI zeigt einen Kontaktträger, bei dem während des Einsteckvorgangs eine Sekundärverriegelung solange zurückgehalten wird, bis die Verriegelung eingerastet ist. Während des Einsteckvorgangs baut sich eine Federspannung auf, deren Entladung die Sekundärverriegelung in ihre Endstellung schiebt. Dies erfolgt, nachdem die Federspannung durch die Federkompression groß genug geworden ist, um einen elastischen Widerstand zu überwinden, den eine elastische kompressible Klammer bildet. Deren Verhalten bestimmt den Auslösezeitpunkt und ist daher nur ungenau und wenig reproduzierbar zu bestimmen.
Aus der EP 1 006 621 AI ist ein Steckerbinder mit Sekundärverriegelung bekannt, bei dem die Sekundärverriegelung auf einer Kante des Gegensteckers ruht, bis sie in einem bestimmten Stadium des Steckvorgangs durch seitliches Verschieben freigesetzt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, dass die Sekundärverriegelung federkraftunterstützt in einem vorgegebenen Moment während des Einsteckvorgangs in ihre Endstellung gebracht wird, im Endzustand jedoch im wesentlichen mechanisch spannungsfrei ruht.
Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, während des Steckvorgangs eine Federkraft aufzubauen, mit der die Sekundärverriegelung nach dem Einrasten der Primärverriegelung in ihre Endposition "katapultiert" wird, wo sie bei im wesentlichen entspannten Federelementen anschließend ruht.
Die Federelemente können im Endzustand geringfügig unter mechanischer Spannung stehen, um ein Klappern bei Vibrationen zu verhindern. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das nicht einschränkend zu verstehen ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Steckverbinders,
Fig. 2 bis 6 die einzelnen Etappen des Einsteckvorgangs, und
Fig. 7 das Entriegeln des Steckverbinders aus seinem Gegenstecker.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Steckverbinders 1. Das Gehäuse ist zweiteilig ausgelegt und besteht aus einem steckseitigen Teilgehäuse 3 und einem der Steckseite abgewandten Gehäuseteil 2, die miteinander verrastet sind. Das steckseitige Gehäuseteil 3 weist Verriegelungsarme 4a, 4b auf, mit denen der Steckverbinder 1 in einen Gegenstecker 7 (Fig. 3) verrastet wird. Innerhalb des Gehäuses 2, 3 befindet sich eine Sekundärverriegelung 5, die Zungen 6a, 6b aufweist, die nach der Ver- rastung der Verriegelungsarme 4a, 4b im Gegenstecker 7 einen Spalt zwischen dem Steckverbinderkörper und den Verriegelungsarmen 4a, 4b ausfüllen und somit ein Zurückschwenken der Verriegelungsarme 4a, 4b aus ihrer Verriegelungsstellung verhindern.
Ferner weist die Sekundärverriegelung 5 Rastarme 8a, 8b (Fig. 2) auf, die wie im folgenden noch näher zu erläutern sein wird, im gezeigten Ausführungsbeispiel stimmgabelförmig geformt sind, mit abgeschrägten freien Enden, an denen sich nach außen weisende Rastnasen befinden. Mit diesen freien Enden stützt sich die Sekundärverriegelung zu Beginn des Einsteckvorgangs des Steckverbinders in seinen Gegenstecker 7 an den Rändern eines Schlitzes im Gegenstecker abstützt. Die Sekundärverriegelung 5 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über vier wendeiförmige Druckfedern an dem in Steckrichtung gesehen hinteren Gehäuseteil 2 befestigt. Die Druckfedern sind koaxial zur Steckrichtung ausgerichtet. Im Lieferzustand, d.h. die beiden Gehäuseteile 2, 3 sind miteinander verrastet, sind die Druckfedern 10a bis lOd entweder gar nicht oder nur sehr geringfügig komprimiert. Eine geringe Kompression dient dem Klapperschutz des Steckers.
Das hintere Gehäuseteil 2 weist auf gegenüberliegenden Seiten Längsschlitze in Steckrichtung auf, aus denen Stege 13a, 13b, die an der Sekundärverriegelung 5 angeformt sind, herausragen. Auf diese Stege 13a, 13b ist eine Lösehilfe 12 über Schlitze 14 in deren Seitenwänden aufgesteckt, die zumindest teilweise das Gehäuse 2, 3 umschließt. Diese Lösehilfe kann von einer Bedienungsperson in Gegensteckrichtung gegen die Wirkung der Kraft der Druckfedern 10a bis lOd verschoben werden, wobei die Verriegelungszungen 6a, 6b und die Rastarme 8a, 8b aus dem Gegenstecker herausgezogen werden und die Steckverbindung gelöst werden kann.
Im folgenden werden anhand der Fig. 2 bis 6 die einzelnen Schritte des Steckvorgangs erläutert.
Fig. 2 zeigt den Anlieferungszustand des Steckverbinders, in dem wie bereits vorstehend erläutert die Druckfedern 10a bis lOd im wesentlichen entspannt sind und die freien Enden 11a, 11b der Rastarme 8a, 8b im Steckerteil des Teilgehäuses 3 geschützt angeordnet sind. Fig. 3 zeigt den Steckverbinder 1 in dem Moment, in dem er am Gegenstecker 7 angeschnäbelt ist, d.h. gerade mit diesem in Kontakt getreten ist. Dabei liegen die freien Enden Ha, 1 lb der Rastarme 8a, 8b auf der Stirnfläche des Gegensteckers 7 auf. Im Übrigen unterscheidet sich Fig. 3 nicht von Fig. 2.
In Fig. 4 ist die Endlage des Steckverbinders 1 im Gegenstecker 7 gezeigt, d.h. die Verriegelungsarme 4a, 4b sind hinter hier nicht gezeigten Schultern des Gegensteckers 7 eingerastet. Der Einsteckvorgang erfolgte gegen die Federkraft der Druckfedern 10a bis lOd, die jetzt alle fast vollständig komprimiert sind. In diesem Zustand stützen sich die Rastarme 8a, 8b immer noch an den Rändern der erwähnten Schlitze im Gegenstecker 7 ab. Die ändert sich abrupt, unmittelbar nachdem die Rastarme 4a, 4b eingeschnappt sind.
Fig. 5 zeigt diesen Zustand, d. h. eine geringfügige Druckbelastung in Steckrichtung des Steckverbinders 1 führt dazu, dass die Rastarme 8a, 8b durch am Gehäuseteil 3 angeordnete Rampen von den Kanten der Schlitze in dem Gegenstecker 7 weggedrückt werden, abrutschen und die Rastarme 8a, 8b durch die Kraft der Druckfedern 10a bis lOd in den Schlitz katapultiert werden, so dass die Sekundärverriegelung 5 in ihre Endstellung schnellt, wobei die Zungen 6a, 6b in die Schlitze hinter den Rastarmen 4a, 4b eingeführt sind.
Fig. 6 zeigt diesen Zustand noch einmal, wobei jedoch die auseinandergespreizten freien Enden 1 1a, 11b der Rastarme 8a, 8b gezeigt sind, womit die Sekundärverriegelung 5 sich im Gegenstecker 7 verrastet hat. Fig. 7 zeigt den Entriegelungsvorgang, wobei die Lösehilfe 12 gegen die Wirkung der Druckfedern 10a bis lOd in Gegensteckrichtung gezogen ist. Damit wird die Sekundärverriegelung 5 aus dem Gegenstecker 7 gelöst, so dass die Sekundärverriegelung der Verriegelungsarme 4a, 4b aufgehoben ist und ein weiteres Ziehen an der Lösehilfe 12 den Steckverbinder 1 aus dem Gegenstecker 7 zieht.
Die so hergestellte Steckverbindung lässt nur eindeutige Zustände zu, die von dem Benutzer auch eindeutig wahrgenommen werden. Das "Einschließen" der Sekundärverriegelung ist deutlich vernehmbar und endet aufgrund der Druckbeaufschlagung in einem eindeutig verrasteten Zustand. Somit gewährleistet der erfindungsgemäße Steckverbinder eine erhöhte Sicherheit, was insbesondere bei der Verwendung als Airbagstecker wesentlich ist.

Claims

Patentansprüche
Steckverbinder (1), insbesondere für Airbag-Rückhaltesysteme mit einem ersten Gehäuse (2, 3), das über Verriegelühgsarme (4a, 4b) in einem Gegenstecker (7) verriegelbar ist, und einer mit einer Federkraft beaufschlagbaren Sekundärverriegelung (5), bei der die Sekundärverriegelung (5) Zungen (6a, 6b), die nach Einrasten der Verriegelungsarme (4a, 4b) im Gegenstecker (7) diese blockieren, sowie Rastarme (8a, 8b) aufweist, die beim Einführvorgang von einer Kante (9) am Gegenstecker (7) blockiert werden, bis die Verriegelungsarme (4a, 4b) einrasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsarme (4a, 4b) dann durch die sich bis dahin aufgebaute Federkraft von der Kante (9) abgleiten und die Sekundärverriegelung (5) in ihre Endstellung pressen, wobei die Rastarme (8a, 8b) an ihrem freien Ende abgeschrägte Rastnasen (11a, 11b) aufweisen.
Steckverbinder (1), insbesondere für Airbag-Rückhaltesysteme mit einem ersten Gehäuse (2, 3), das über Verriegelungsarme (4a, 4b) in einem Gegenstecker (7) verriegelbar ist, und einer mit einer Federkraft beaufschlagbaren Sekundärverriegelung (5), bei der die Sekundärverriegelung (5) Zungen (6a, 6b), die nach Einrasten der Verriegelungsarme (4a, 4b) im Gegenstecker (7) diese blockieren, sowie Rastarme (8a, 8b) aufweist, die beim Einführvorgang von einer Kante (9) am Gegenstecker (7) blockiert werden, bis die Verriegelungsarme (4a, 4b) einrasten, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsarme (4a, 4b) dann durch die sich bis dahin aufgebaute Federkraft von der Kante (9) abgleiten und die Sekundärverriegelung (5) in ihre Endstellung pressen, wobei Rampen an einem Teil des ersten Gehäuses (3) kurz vor der vollständigen Komprimierung der Schraubenfedern (10a - lOd) die Rastarme (8a, 8b) von der Kante (9) wegschieben.
3. Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärverriegelung (5) sich über mindestens eine Schraubenfeder (10a - lOd) am Gehäuse (2, 3) abstützt, wobei die Schraubenfeder bzw. -federn (10a - lOd) im nicht gesteckten Zustand des Steckverbinders (1) sowie im gesteckten Zustand entspannt ist bzw. sind.
4. Steckverbinder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastarme (8a, 8b) paarweise stimmgabelförmig mit nach außen abstehenden Rastnasen (11a, 11b) ausgebildet sind.
5. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2, 3) eine Steckhälfte (3) und eine rückwärtige Hälfte (2) aufweist, die miteinander ver- rastbar sind und in denen die Sekundärverriegelung (5) mit den Schraubenfedern (10a - lOd) angeordnet sind. Steckverbinder (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärverriegelung (5) auf gegenüberliegenden Seiten quer zur Steckrichtung verlaufende Stege (13a, 13b) aufweist, die in entsprechende Schlitze einer das Gehäuse (2, 3) mindestens teilweise umfangenden Lösehilfe (12) eingreifen, mit der die Sekundärverriegelung (5) gegen die Kraft der Federn (10a - lOd) aus dem Gegenstecker (7) gezogen werden kann und anschließend das Gehäuse (2, 3) im nicht mehr sekundärverriegelten Zustand von dem Gegenstecker (7) gelöst werden kann.
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