WO2022229156A1 - Steckverbindung für airbag-zündsysteme - Google Patents

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WO2022229156A1
WO2022229156A1 PCT/EP2022/061005 EP2022061005W WO2022229156A1 WO 2022229156 A1 WO2022229156 A1 WO 2022229156A1 EP 2022061005 W EP2022061005 W EP 2022061005W WO 2022229156 A1 WO2022229156 A1 WO 2022229156A1
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Alfred Annecke
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Amphenol-Tuchel Electronics Gmbh
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Definitions

  • Plug connection for airbag ignition systems having an airbag igniter housing and an airbag plug, having a contact carrier in which two contact elements and one current-carrying cable each attached to the contact elements is arranged, the contact carrier at least is partially provided with a surrounding housing that is produced by means of an overmolding, overmolding material.
  • plug connections are used in a wide variety of configurations and variants.
  • Plug connection solutions are available in a large number of different designs, for example with regard to the number of poles, electrical power and the conditioning of a wide variety of external influences such as moisture, temperature, corrosive media or mechanical loads.
  • IP International Protection
  • Connectors in particular for the realization of different types of protection or IP codes, iP classes, are in many cases enclosed, housed, partially or completely sealed or also shielded by housings. Other requirements such as sealing of the contacting elements, strain relief for the attached electrically conductive cables and lines, multiple contacts in a confined space, etc. can result in further special requirements for contact carriers.
  • the airbag connector must transmit a triggering signal to the airbag igniter with absolute reliability, and on the other hand, electrical interference signals that are triggered due to voltage peaks in the vehicle electronics, for example, must not trigger unintentional ignition of the airbag.
  • Connectors that are designed for use in airbag ignition systems must be compact and space-saving, since there is very little space when they are used in the steering wheel of a motor vehicle. Furthermore, these plug connectors must provide space inside for filters that are intended to prevent electromagnetic interference from leading to an unintentional triggering of the ignition system, for example ferrite cores, so-called ferrite core chokes.
  • filters that are intended to prevent electromagnetic interference from leading to an unintentional triggering of the ignition system, for example ferrite cores, so-called ferrite core chokes.
  • connectors for contacting airbag ignition systems should be easy to wire in order to make the installation of an airbag restraint system as easy as possible.
  • the connector housing consists of two shells, the plug contact and the filter as well as connecting pins for the supply cable being arranged in the lower shell and the supply cable having its ends soldered or welded to the connecting pins.
  • DE 101 46430 A1 discloses an electrical airbag connector with a four-part housing in which two angled electrical socket contacts and an electrical ground line are arranged. A single socket contact and the ground line are each electrically connected to a cable within the airbag connector via soldered and/or crimped connections.
  • a ferrite core choke is in an electrically conductive connection with one of the two socket contacts and the ground line. This electrically conductive connection is made via a soldered connection between a respective line element of the relevant socket contact or the ground line and a respective line end of a coil of the ferrite core choke.
  • the Socket contacts are already angled after they have been manufactured, so that they can also be installed in an angled state.
  • a connector for airbag applications is known from DE 42 17205 A1, which is wired to a flat conductor strip and in which the individual conductor tracks are pierced by contact pins and the electrical contact is ensured by the application of solder.
  • the work step of applying solder is not only cumbersome, but also makes the assembly quality and contacting reliability more prone to errors, since the solder work has to be done on the half-finished connector.
  • a medium-tight outlet of the cable, outgoing from the ignition system, igniter has a particularly high value for contacting tasks of airbag ignition systems, since moisture loads are to be expected at all times when used in vehicles.
  • Such sleeves made of elastic material are not suitable for cable outlets from electrical coupling elements, which are sealed for a particularly high degree of tightness with a sealing compound applied in a hot state and in liquid form under high pressure.
  • sealing compounds are, for example, thermoplastics that are sprayed on in a liquid state under high pressure.
  • DE 10 2004 061 663 B3 proposes to improve the sealing effect of the cable outlet while at the same time ensuring a reliable electrical contacting function of connectors with a rigid outer housing that a sleeve made of elastic material used as a seal between a cable outlet and the receiving opening for the cable of a contact carrier is only then required , if this sleeve is to have the function of an automatic seal.
  • the elasticity of the material of such a sleeve serves to ensure that the sleeve can press against the cable circumference on the one hand and on the inner lateral surface of the cylindrical receiving bore of the contact carrier under elastic tension on the other hand.
  • the sleeve does not have to have or produce an independent sealing effect.
  • the tightness of the cable outlet is created exclusively by the sealing material.
  • the only task of the sleeve here is to reliably prevent the sealing material applied in liquid form under high pressure from penetrating into the contact spaces of the coupling element.
  • the teaching of DE 102004061 663 B3 recognizes that in the case of cable outlets in rigid contact carriers, the seal can be achieved solely by an injected, elastic sealing material and a rigid sleeve prevents the injected sealing material from spreading into the contacting area.
  • This is achieved by forming the sleeve from a substantially incompressible material. With such an incompressible material, the sleeve can no longer be pushed into the receiving opening while being pressed and overlapped, as is the case with an embodiment made of elastic material, but a type of sliding fit is to be provided for the bearing.
  • This fit is to be designed in such a way that the sleeve can be pushed into the receiving opening of the coupling element with as little play as possible with practically no force.
  • the object of the invention is to further develop detachable electrically conductive connections for airbag applications and airbag ignition system contacts in vehicles in such a way that their media-tight structure is improved , manufacture and assembly are simplified and the disadvantages occurring in the prior art are at least partially reduced.
  • the invention recognizes that an arrangement formed from the contact element, the contact carrier, the cable with a surrounding housing produced by overmoulding of these components with simultaneous mechanical fixation within the surrounding housing can create a particularly media-tight composite of the detachable, electrically conductive contact.
  • a contact carrier with the contact element accommodated therein is partially or completely encapsulated on the outside of the contact carrier; the invention understands this to be largely completely encapsulated.
  • the contact carrier has a cable outlet sealed with a soft sealing element and an optional ferrite core, ferrite core choke.
  • the invention supports the mechanical, form-fitting and/or cohesive connection of the contact element(s) within the contact carrier and optionally the soft element seal and/or the ferrite core choke by means of a mechanical undercut, groove on the inside of the contact carrier, into which the encapsulation material can flow.
  • the encapsulation material can produce a form-fitting and/or material-locking connection within the mechanical undercut, groove and bring about the mechanical fixation.
  • a preassembled unit is provided in which the contact element or elements, the soft element seal and the optional ferrite core choke are inserted into the contact carrier.
  • the ferrite core choke closes the contact carrier on the cable entry side of the contact carrier at the front, so that the penetration of overmolding material into the contact chamber is prevented.
  • an end cap can take on this function.
  • the invention provides that a mechanical stop in the form of a mechanical undercut formed, for example, by a groove, a concentric annular shoulder or an axial stop for the contact elements ensures fixation during overmolding.
  • the preassembled unit is then overmoulded in such a way that the largely complete encapsulation with the overmoulding material is realized, with the overmoulding material being left open on the end face of the contact carrier in order to have the contact element accessible for the contacting task.
  • the cable or cables, electrical lines on the side and behind the cable outlet of the contact carrier are also encapsulated with the encapsulation material.
  • the annular gap between the contact carrier and the ferrite core choke or end cap is selected to be large enough for the overmolding material to penetrate at least partially.
  • the materials of the contact carrier and the encapsulation material are matched to one another in such a way that a media-tight bond results.
  • the surrounding housing represents the outer shell of the airbag connector, within the overmoulding, i. H.
  • the preassembled unit is located within the casing produced by the overmoulding. In this way, a medium-tight composite is formed, consisting of one or more contact elements, soft element seal,
  • the invention provides for the direct functional integration of the sealing function into the encapsulation, in that the encapsulation material has elastic and seal-like properties, optionally supplemented by the geometric design of the outer contour of the encapsulation.
  • a suitable geometry is, for example, a sealing lip, a sealing collar or a bead.
  • An alternative, non-integrated sealing function in the encapsulation is also possible, for example by a separate O-ring, a sealing cord or a seal, for which the encapsulation can then have a suitable geometry on its outer surface, for example a groove, a concentric annular shoulder or a Unit volume.
  • the soft sealing element can have compressible properties, which materials from the silicone group offer, for example.
  • the contact element can be formed from a contact box with a latching lance.
  • the encapsulation, which forms the housing, is made of a durable plastic that must be processable in the injection molding process. Thermoplastic elastomers, for example, are suitable. If the encapsulation is to include the direct functional integration of the sealing function in addition to an airbag ignition system housing, the encapsulation material must have sealing properties. Silicone materials, for example, are then suitable.
  • Media in the context of the invention are understood to mean influences occurring in the environment such as moisture, water, liquids, loose elements such as dust, dirt, sand, etc., gas and mixtures of the aforementioned media.
  • this plug-in connection formed in this way can be brought into contact by simply sliding it onto the contact pins of the airbag igniter system, the form practiced in the prior art the contacting by a direct welding process of the stranded wire and the contact pins is replaced by a simple plugging, sliding on.
  • This is particularly advantageous because the direct welding process is very complex due to the different geometries of the elements to be welded (contact pin is round, stranded wire is a stranded bundle, stranded bundle) and requires accessibility to the welding point. Due to the possibility created of using contact elements in the form of one or more plug-in contact boxes on the connector side for contacting, the lines, current-carrying cables and thus the stranded wires are attached by crimping or welding before assembly.
  • Fig. 1 shows the representation of the plug connection for airbag ignition systems in a first
  • Fig. 2 shows the front and side view sectional view of the connector for
  • Airbag ignition systems in a second embodiment shows the 3D representation of the plug connection for airbag ignition systems in the second embodiment;
  • FIG 6 shows the 3D representation of the contact carrier from two viewing directions.
  • Figure 1 shows the plug-in connection for airbag ignition systems in a first embodiment, consisting of airbag igniter housing 100 and an airbag plug 1.
  • contact carrier 10 Within contact carrier 10 are contact element 2 with the line fixed to it via crimp connection 3, current-carrying cable 6, soft element seal 4 and optionally the ferrite core choke 5 arranged.
  • an overmold, overmold material 20 is applied over the entire circumference and also protrudes on the cable outlet side, so that the line, current-carrying cable 6 is also surrounded by the overmold material 20 in a cable section, as is the contact carrier 10 and/or the Ferrite core choke 5 covered at the front.
  • the annular gap between the contact carrier 10 and the ferrite core choke 5 is selected to be large enough for the encapsulation material 23 to penetrate at least partially.
  • a mechanical, positive and material connection of the contact carrier 10 with the elements preassembled as an assembly consisting of at least one contact box 2 with a cable attached to the contact box 2 via a crimp connection 3, current-carrying cable 6 and a soft element seal 4 and a Ferrite core choke 5 realized.
  • No encapsulation material 20 is provided on the end of the contact carrier 10 opposite the cable outlet, so that the contact carrier 10 and the contact element 2 are accessible and the plug contact pin(s) 102 of the airbag igniter can be inserted.
  • the encapsulation 20 encloses the contact carrier 10 completely and over the entire surface with the exception of the front access for the contact element 2.
  • the encapsulation 20 has at least one step 21, so that a contact shoulder for an O-ring 101 for sealing the airbag connector 1 with respect to the airbag igniter housing 100 is formed.
  • Figure 2 shows the front and side view sectional view of the airbag connector 1 for airbag ignition systems in a second embodiment.
  • a shoulder 21 works together with a locking lug 22 to seal the airbag connector 1 for airbag ignition systems against the airbag igniter housing 100, which is used here as an insertion opening for the Airbag connector 1 is designed to seal.
  • the encapsulation material 20 can be formed from a silicone material to improve the sealing function.
  • the contact element 2 of this exemplary embodiment has a square outer geometry. Round, polygon-like or multi-cornered outer geometries are also possible.
  • a latching lance 2' is provided for holding, fixing the contact element 2 within the contact carrier 10 for fixing against the insertion forces of the plug contact pin 102 and/or forces occurring when the contact carrier 10 is overmolded with overmolding material 20, which in the end position of the contact element 2 within the contact carrier 10 in a detent position in a form-fitting manner relative to a shoulder in the contact carrier 10 prevents axial displacement.
  • a bead wart can also bring about a positive-locking fixation.
  • FIG. 3 illustrates the airbag plug 1 for airbag ignition systems in the second embodiment in a 3D representation.
  • the outer geometry is cylindrical, rotationally symmetrical and has a conical area.
  • the two lines, current-carrying cables 6 can be implemented as separate lines, as shown. Alternatively, a twin line can also be used, in which the current conductors, cores have a first insulating jacket and are then again surrounded by a common insulating jacket.
  • Figure 4 shows the 3D partial representation of the airbag connector 1 for airbag ignition systems in the second embodiment with encapsulation 20 shown partially transparent.
  • Figure 5 shows the perspective view of the arrangement within the contact carrier 10, which in this exemplary embodiment is formed from two contact boxes 2, each with a line attached to the contact box 2 via a crimp connection 3, current-carrying cable 6 and a soft element seal 4 and a ferrite core choke 5
  • This module is first pre-assembled and then inserted into the contact carrier 10.
  • the contact carrier 10 is designed in two or more parts, so that the pre-assembled module is first inserted into a part of the contact carrier 10, then the contact carrier 10 is completed and closed by the second and possibly further housing elements.
  • the two contact boxes 2 are gold-plated, so that improved electrical contacting with reduced resistance takes place.
  • FIG. 6 shows the 3D representation of the contact carrier 10 from two viewing directions.
  • the contact carrier area with the square outer geometry essentially encloses the contact elements 2 with the crimp connection 3, the contact carrier area with the oval outer geometry essentially encloses the soft element seal 4 and the ferrite core choke 5.
  • the transition area between square outer geometry and oval outer geometry forms an axial one on the inside Contact shoulder for the soft element seal 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme, aufweisend ein Airbag- Anzündergehäüse und einen Airbagstecker, aufweisend einen Kontaktträger, in dem zwei Kontaktelemente und jeweils eine an den Kontaktelementen angeschlagene Leitung, stromführendes Kabel angeordnet ist, wobei der Kontaktträger wenigstens bereichsweise mit einem Umgehäuse versehen ist, dass mittels einer Umspritzung, Umspritzungsmaterial hergestellt ist, wobei das Umgehäuse eine Kontur zur mechanischen Verriegelung mit einer Rastkontur des Anzündergehäuses und gleichzeitiger Dichtfunktion aufweist.

Description

Beschreibung
Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme, aufweisend ein Airbag- Anzündergehäuse und einen Airbagstecker, aufweisend einen Kontaktträger, in dem zwei Kontaktelemente und jeweils eine an den Kontaktelementen angeschlagene Leitung, stromführendes Kabel angeordnet ist, wobei der Kontaktträger wenigstens bereichsweise mit einem Umgehäuse versehen ist, dass mittels einer Umspritzung, Umspritzungsmaterial hergestellt ist.
Zur Kontaktierung oder Herstellung lösbarer elektrisch leitender Verbindungen werden Steckverbindungen in unterschiedlichsten Ausbildungen und Varianten eingesetzt. Steckverbindungslösungen sind in einer Vielzahl verschiedener Ausbildungen verfügbar, beispielsweise hinsichtlich der Polzahl, elektrischer Leistungen und der Konditionierung unterschiedlichster äußerer Einwirkungen wie Feuchte, Temperatur, korrosive Medien oder mechanischer Belastungen.
Je nach Umgebungsbedingungen und den sich daraus ergebenden Einwirkungen auf Steckverbindungen muss sichergestellt sein, dass die Kontaktierungsaufgabe dauerhaft, zuverlässig und störungsfrei realisiert wird. Um dieses Ziel zu erreichen sind Schutzarten definiert worden, welche durch IP-Codes (IP = International Protection) ausgedrückt werden und denen Prüfungsverfahren mit verschiedenen Umgebungsbedingungen hinterlegt sind. Steckverbinder, insbesondere zur Realisierung verschiedener Schutzarten bzw. IP-Codes, iP-Klassen sind in vielen Fällen von Gehäusen umschlossen, eingehaust, teil- oder vollständig abgedichtet oder auch abgeschirmt. Andere Anforderungen wie beispielsweise Abdichtung der Kontaktierungselemente, Zugentlastung der angeschlagenen elektrisch leitenden Kabel und Leitungen, Kontaktierungsvielzahl auf engem Raum usw. können weitere besondere Anforderungen an Kontaktträger nach sich ziehen.
Elektrische Steckverbinder müssen im Kraftfahrzeugbereich, in schmutzigen, feuchten oder chemisch aggressiven Umgebungen dauerhaft eine einwandfreie Übertragung von elektrischen Signalen und elektrischer Leistung gewährleisten. Aufgrund der großen Bandbreite von Anwendungen für Steckverbinder sind eine große Anzahl von speziell optimierten Steckverbindern bekannt. Insbesondere bei sicherheitskritischen elektrischen Verbindungen, wie beispielsweise einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem Zünder, z, B. eines Airbags oder einer Gurtstraffeinrichtung und einem elektrischen Steuergerät eines Insassen-Rückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug, werden hohe Anforderungen an die lösbare elektrische Kontaktierung gestellt. Ein in dieser Funktion eingesetzter elektrischer Airbag-Steckverbinder muss fehlerfrei arbeiten und kompakt ausgelegt sein. Hierbei muss der Airbag-Steckverbinder einerseits dem Zünder des Airbags ein Auslösesignal absolut zuverlässig übermitteln und andererseits dürfen elektrische Störsignale, die zum Beispiel aufgrund von Spannungsspitzen in der Fahrzeugelektronik ausgelöst werden, keine unbeabsichtigte Zündung des Airbags auslösen.
Um die besonders anspruchsvolle Aufgabe der Kontaktierung von Airbag-Zündsystemen zu lösen, sind unterschiedliche Konzepte und technische Ausführungen von Steckverbindern entwickelt worden. Steckverbinder, die für den Einsatz bei Airbag-Zündsystemen konzipiert sind, müssen kompakt und raumsparend sein, da bei deren Einsatz im Lenkrad eines Kraftfahrzeugs sehr wenig Platz vorhanden ist. Ferner müssen diese Steckverbinder in ihrem Innern Raum bieten für Filter, mit denen verhindert werden soll, dass elektromagnetische Störungen zu einer unbeabsichtigten Auslösung des Zündsystems führen, beispielsweise Ferritkerne, sogenannte Ferritkerndrosseln. Um die zuverlässige und einfache Montage zu unterstützen, sollten Steckverbinder für die Kontaktierung von Airbag-Zündsystemen einfach verkabelt werden können, um den Einbau eines Airbag-Rückhaltesystems so einfach wie möglich zu gestalten.
Bei bekannten Steckverbindern für Airbag-Systeme besteht das Steckergehäuse aus zwei Schalen, wobei in der unteren Schale der Steckkontakt und der Filter sowie Anschlussstifte für das Zuleitungskabel angeordnet sind und wobei das Zuleitungskabel mit seinen Enden an den Anschlussstiften verlötet oder verschweißt sind.
Die DE 101 46430 A1 offenbart einen elektrischen Airbag-Steckverbinder mit einem vierteiligen Gehäuse, in welchem zwei gewinkelte elektrische Buchsenkontakte und eine elektrische Masseleitung angeordnet sind. Ein einzelner Buchsenkontakt und die Masseleitung sind innerhalb des Airbag-Steckverbinders über Löt- und/oder Crimpverbindungen mit jeweils einem Kabel elektrisch verbunden. In einem montierten Zustand des Airbag-Steckverbinders ist eine Ferritkerndrossel in einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem der beiden Buchsenkontakte und der Masseleitung. Diese elektrisch leitende Verbindung erfolgt über eine Lötverbindung zwischen jeweils einem Leitungselement des betreffenden Buchsenkontakts bzw. der Masseleitung und einem jeweiligen Leitungsende einer Spule der Ferritkerndrossel. Die Buchsenkontakte sind nach deren Herstellung bereits gewinkelt, sodass sie auch in einem gewinkelten Zustand eingebaut werden.
Aus der DE 42 17205 A1 ist ein Steckverbinder für Airbag-Anwendungen bekannt, der mit einem Flachleiterband verkabelt ist und bei dem die einzelnen Leiterbahnen von Kontaktstiften durchstochen werden und der elektrische Kontakt durch Aufbringen von Lötzinn gewährleistet wird. Der Arbeitsschritt des Auftragens von Lötzinn ist nicht nur umständlich, sondern bewirkt auch eine höhere Fehleranfälligkeit der Montagequalität und Kontaktierungszuverlässigkeit, da die Lötzinnarbeit am halb fertiggestellten Steckverbinder erfolgen muss.
Besonders hohen Stellenwert bei Kontaktierungsaufgaben von Airbag-Zündsystemen hat ein mediendichter Abgang des Kabels, abgehend aus dem Zündsystem, Anzünder, da bei der Verwendung in Fahrzeugen grundsätzlich jederzeit mit Feuchtebelastungen zu rechnen ist.
Bei Steckverbindern mit einem starren Außengehäuse, deren Kabelabgang durch umspritztes Verschlussmaterial mediendicht ausgebildet werden soll, besteht das Problem eines Durchdringens des unter Druck in heißem Zustand aufgetragenen Verschlussmaterials axial über den Dichtbereich der das Kabel innerhalb des Kupplungselementes zu Dichtzwecken umschließenden Hülse. Der Grund hierfür besteht darin, dass bisher für die vorgenannte, zu Dichtzwecken eingesetzte Hülse elastisches Material verwendet worden ist, um die Hülse möglichst dicht unter radialer elastischer Verspannung in die zugehörige Öffnung des elektrischen Kupplungselementes einschieben zu können. Derartige Hülsen aus elastischem Material eignen sich gut für das Dichten eines Kabelabganges hinaus aus einem elektrischen Kupplungselement (Steckverbinderstecker). Nicht geeignet sind solche Hülsen aus elastischem Material allerdings bei Kabelabgängen von elektrischen Kupplungselementen, die für eine besonders hohe Dichtheit mit in heißem Zustand, flüssig unter hohem Druck aufgetragener Verschlussmasse gedichtet werden. Solche Verschlussmassen sind beispielsweise Thermoplaste, die in flüssigem Zustand unter hohem Druck aufgespritzt werden. Bei derartigen Kabel-Abgangsverschlüssen von elektrischen Kupplungselementen kommt es häufig vor, dass das flüssig aufgetragene Verschlussmaterial die als Dichtung eingesetzte Hülse an deren Außenumfang überströmt, so dass Verschlussmasse bis in die Kontaktzonen des Kupplungselementes eindringt und damit die Funktion der elektrischen Kontaktierung beeinträchtigt oder verhindert. Die DE 10 2004 061 663 B3 schlägt zur Verbesserung der Abdichtungswirkung des Kabelabgangs bei gleichzeitig zuverlässiger elektrischer Kontaktierungsfunktion von Steckverbindern mit starrem Außengehäuse vor, dass eine als Dichtung zwischen einem Kabelabgang und der Aufnahmeöffnung für das Kabel eines Kontaktträgers eingesetzte Hülse aus elastischem Material nur dann benötigt wird, wenn diese Hülse die Funktion einer selbsttätigen Dichtung besitzen soll. In solchen Fällen dient die Elastizität des Materials einer solchen Hülse dazu, dass die Hülse unter elastischer Verspannung einerseits dicht an dem Kabelumfang und andererseits dicht an der Innenmantelfläche der zylindrischen Aufnahmebohrung des Kontaktträgers anlegen, anpressen kann. Bei einem Kabelabgang, der durch eine aufgespritzte Verschlussmasse gedichtet wird, muss die Hülse dagegen keine eigenständige Dichtwirkung besitzen bzw. erzeugen. Die Dichtheit des Kabelabganges wird in diesem Fall ausschließlich von dem Verschlussmaterial erzeugt. Die Hülse hat hier lediglich die Aufgabe, ein Eindringen des flüssig unter hohem Druck aufgetragenen Verschlussmaterials in die Kontakträume des Kupplungselementes hinein sicher zu vermeiden.
Mit anderen Worten erkennt die Lehre der DE 102004061 663 B3, dass bei Kabelabgängen in starren Kontaktträgern die Abdichtung allein durch ein eingespritztes, elastischen Verschlussmaterial erreicht werden kann und eine starre Hülse die Ausbreitung des eingespritzten Verschlussmaterials hinein in den Kontaktierungsbereich verhindert. Dies wird durch die Ausbildung der Hülse aus einem im Wesentlichen inkompressiblen Material erreicht. Bei einem solchen inkompressiblen Material kann die Hülse nicht mehr wie bei einer Ausbildung aus elastischem Material unter Überdeckung in die Aufnahmeöffnung verpresst eingeschoben werden, sondern es ist für die Lagerung eine Art Schiebepassung vorzusehen. Diese Passung ist derart auszulegen, dass die Hülse praktisch kraftlos bei einem möglichst geringen Spiel in die Aufnahmeöffnung des Kupplungselementes eingeschoben werden kann.
Diese Lösung der Kabelabgangsabdichtung ist nicht nur aufwändig, sondern die Dichtwirkung ist einzig von der dichtspeisenden Einspritzung des Verschlussmaterials abhängig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, lösbare elektrisch leitende Verbindungen für Airbaganwendungen und Airbag-Zündsystemkontaktierungen in Fahrzeugen derart weiterzuentwickeln, dass deren mediendichter Aufbau verbessert, Herstellung und' Montage vereinfacht und die im Stand der Technik auftretenden Nachteile wenigstens teilweise reduziert werden. Die Erfindung erkennt, dass durch eine Anordnung, gebildet aus dem Kontaktelement, dem Kontaktträger, dem Kabel mit einem durch Umspritzung hergestellten Umgehäuses dieser Komponenten bei gleichzeitiger mechanischer Fixierung innerhalb des Umgehäuses ein in besondererWeise mediendichter Verbund der lösbaren, elektrisch leitenden Kontaktierung geschaffen werden kann. Das bedeutet, dass ein Kontaktträger mit dem darin aufgenommenen Kontaktelement teilweise oder vollständig außenseitig des Kontaktträgers umspritzt wird, die Erfindung versteht dies als weitgehend vollständig umspritzt. Der Kontaktträger verfügt über eine mit einem Weichdichtelement abgedichteten Kabelabgang und einem optionalen Ferritkern, Ferritkerndrossel.
Die Erfindung unterstützt die mechanische, form- und/oder stoffschlüssige Verbindung des oder der Kontaktelemente innerhalb des Kontaktträgers sowie optional der Weichelementdichtung und/oder der Ferritkerndrossel durch einen mechanischen Hinterschnitt, Nut innenseitig des Kontaktträgers, in welche das Umspritzungsmaterial hineinfließen kann. Dadurch kann das Umspritzungsmaterial innerhalb des mechanischen Hinterschnittes, Nut eine form- und/oder stoffschlüssige Verbindung hersteilen und die mechanische Fixierung bewerkstelligen.
Vor der Umspritzung wird eine vormontierte Einheit bereitgestellt, bei dem das oder die Kontaktelemente, die Weichelementdichtung und die optionale Ferritkerndrossel in das Kontaktträger eingesetzt sind. Neben der Abschirmfunktion gegenüber Hochfrequenzeinflüssen verschließt die Ferritkerndrossel das Kontaktträger an der Kabeleingangsseite des Kontaktträgers stirnseitig, sodass das Eindringen von Umspritzungsmaterial in die Kontaktkammer verhindert wird. Alternativ oder additiv zur Ferritkerndrossel kann eine Abschlusskappe diese Funktion übernehmen.
Da die einwirkenden Kräfte beim Umspritzungsprozess erheblich sind, ist es erforderlich, dass die vormontierte Einheit mechanisch fixiert ist. Dazu sieht die Erfindung vor, dass ein mechanischer Anschlag in Form eines mechanischen Hinterschnitts beispielsweise gebildet durch eine Nut, eine konzentrische Ringschulter oder ein Axialanschlag für die Kontaktelemente die Fixierung beim Umspritzen sicherstellt. Anschließend erfolgt die Umspritzung der vormontierten Einheit derart, dass die weitgehend vollständige Umhüllung mit dem Umspritzungsmaterial realisiert wird, wobei stirnseitig des Kontaktträgers das Umspritzungsmaterial ausgespart bleibt, um das Kontaktelement für die Kontaktierungsaufgabe zugänglich zu haben. Das oder die Kabel, elektrischen Leitungen auf der Seite und hinter dem Kabelabgang des Kontaktträgers werden ebenfalls mit dem Umspritzungsmaterial umspritzt.
Der Ringspalt zwischen Kontaktträger und Ferritkerndrossel oder Abschlusskappe ist so groß gewählt, dass Umspritzungsmaterial wenigstens teilweise eindringen kann.
Die Werkstoffe des Kontaktträgers und des Umspritzungsmaterials sind aufeinander derart abgestimmt, sodass sich ein mediendichter Verbund ergibt.
Das Umgehäuse stellt quasi die äußere Hülle des Airbagsteckers dar, innerhalb der Umspritzung, d. h. innerhalb des durch die Umspritzung hergestellten Umgehäuses befindet sich die vormontierte Einheit. Auf diese Weise ist ein mediendichter Verbund gebildet, bestehend aus einem oder mehrerer Kontaktelemente, Weichelementdichtung,
Ferritkerndrossel oder Abschlusskappe und Kontaktträger, welche umhüllt werden von dem Umgehäuse. Neben der mediendichten Umhüllung der vormontierten Einheit realisiert das Umgehäuse zusätzlich auch die Abdichtung hinsichtlich verschiedener Medien gegenüber dem Gehäuse von Airbag-Zündsystemen (dem sogenannten Anzünder). Die Erfindung sieht dazu die direkte funktionale Integration der Abdichtungsfunktion in die Umspritzung vor, dadurch, dass das Umspritzungsmaterial elastische und dichtungsähnliche Eigenschaften aufweist, ggf. durch geometrische Gestaltung der Außenkontur der Umspritzung ergänzt. Eine geeignete Geometrie ist beispielsweise eine Dichtlippe, ein Dichtkragen oder eine Wulst.
Eine alternative, nicht integrierte Abdichtungsfunktion in die Umspritzung ist ebenfalls möglich, beispielsweise durch einen separaten O-Ring, eine Dichtschnur oder eine Dichtung, für die die Umspritzung dann eine geeignete Geometrie an dessen Außenfläche aufweisen kann, beispielsweise eine Nut, eine konzentrische Ringschulter oder ein Absatz.
Das Weichdichtelement kann kompressible Eigenschaften aufweisen, welches beispielsweise Materialien der Silikongruppe bieten. Das Kontaktelement kann aus einem Kontaktkasten mit Rastlanze gebildet sein. Die Umspritzung, welche das Umgehäuse bildet, ist durch einen beständigen Kunststoff hergestellt, der im Spritzverfahren verarbeitbar sein muss. Geeignet sind beispielsweise thermoplastische Elastomere. Soll die Umspritzung die direkte funktionale Integration der Abdichtungsfunktion zusätzlich gegenüber einem Airbag-Zündsystemgehäuse umfassen, muss das Umspritzungsmaterial Dichtungseigenschaften aufweisen. Geeignet sind dann beispielsweise Silikonwerkstoffe.
Unter Medien im Sinn der Erfindung werden in der Umwelt auftretende Einflüsse wie Feuchte, Wasser, Flüssigkeiten, schüttfähige Elemente wie Staub, Schmutz, Sand usw., Gas und Gemische aus den vorgenannten Medien verstanden.
Durch die Umspritzung der vormontierten Einheit bestehend aus einem Kontaktträger, das den oder die Kontaktelemente, die Weichelementdichtung und die optionale Ferritdrossel kann dieser so gebildete Steckverbindung durch einfaches Aufschieben auf die Kontaktpins des Airbag-Anzündersystems in Kontakt gebracht werden, die im Stand der Technik praktizierte Form der Kontaktierung durch einen Direktschweißprozess der Litze und der Kontaktpins wird also durch ein einfaches Aufstecken, Aufschieben ersetzt. Dies ist insbesondere deshalb sehr vorteilhaft, weil der Direktschweißprozess aufgrund der unterschiedlichen Geometrien der zu verschweißenden Elemente (Kontaktpin ist rund, Litze ist ein Litzenbündel, Litzenbüschel) sehr aufwändig ist und die Zugänglichkeit zur Schweißstelle erfordert. Durch die geschaffene Möglichkeit, für die Kontaktierung steckerseitig Kontaktelemente in Form eines oder mehrerer Steckkontaktkästen einzusetzen, erfolgt das Anschlägen der Leitungen, stromführenden Kabel und damit die oder der Litzen durch Crimpen oder Schweißen vor der Montage.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand zwei exemplarischer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren näher erläutert: Dabei zeigen:
Fig. 1 die Darstellung der Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme in einer ersten
Ausführungsform;
Fig. 2 die Vorder- und Seitansicht-Schnittdarstellung der Steckverbindung für
Airbag-Zündsysteme in einer zweiten Ausführungsform; Fig. 3 die 3D-Darstellung der Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme in der zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 die 3D-Teildarstellung der Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme in der zweiten Ausführungsform;
Fig, 5 die perspektivische Ansicht auf die Anordnung innerhalb des Kontaktträgers;
Fig. 6 die 3D-Darstellung des Kontaktträgers aus zwei Blickrichtungen.
Figur 1 stellt die Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme in einer ersten Ausführungsform bestehend aus Airbag-Anzündergehäuse 100 und einen Airbagstecker 1 dar. Innerhalb des Kontaktträgers 10 sind das Kontaktelement 2 mit der über die Crimpverbindung 3 daran festgelegten Leitung, stromführendes Kabel 6, die Weichelementdichtung 4 sowie optional die Ferritkerndrossel 5 angeordnet. Außenseitig des Kontaktträgers 10 ist eine Umspritzung, Umspritzungsmaterial 20 auf dem gesamten Umfang aufgebracht und auf der Kabelabgangsseite darüber hinaus kragend, sodass die Leitung, stromführendes Kabel 6 in einem Kabe labschnitt ebenfalls von dem Umspritzungsmaterial 20 umfasst ist und gleichfalls der Kontäktträger 10 und/oder die Ferritkerndrossel 5 stirnseitig überdeckt. Der Ringspalt zwischen Kontaktträger 10 und Ferritkerndrossel 5 ist so groß gewählt, dass Umspritzungsmaterial 23 wenigstens teilweise eindringen kann. Auf diese Weise wird eine mechanische, form- und stoffschlüssige Verbindung des Kontaktträgers 10 mit der als Baugruppe vormontierten Elemente, bestehend aus wenigstens einem Kontaktkasten 2 mit einer über eine Crimpverbindung 3 an dem Kontaktkasten 2 angeschlagenen Leitung, stromführendes Kabel 6 sowie einer Weichelementdichtung 4 und einer Ferritkerndrossel 5 realisiert.
An der dem Kabelabgang gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Kontaktträgers 10 ist kein Umspritzungsmaterial 20 vorgesehen, sodass der Kontaktträger 10 und das Kontaktelement 2 zugänglich sind und der oder die Steckkontaktpins 102 des Airbag-Anzünders einschiebbar sind. D. h. die Umspritzung 20 umhüllt den Kontaktträger 10 vollständig und vollflächig mit Ausnahme des stirnseitigen Zugangs für das Kontaktelement 2. Die Umspritzung 20 verfügt über wenigstens einen Absatz 21 , sodass eine Anlageschulter für einen O-Ring 101 zur Abdichtung des Airbagsteckers 1 gegenüber dem Airbag- Anzündergehäuse 100 gebildet wird.
Figur 2 zeigt die Vorder- und Seitansicht-Schnittdarstellung des Airbagsteckers 1 für Airbag- Zündsysteme in einer zweiten Ausführungsform. In diesem Ausführungsbeispiel ist kein außenseitiger Absatz als Anlageschulter für einen O-Ring ausgebildet, sondern ein Absatz 21 wirkt zusammen mit einer Rastnase 22, um eine Abdichtung des Airbagsteckers 1 für Airbag- Zündsysteme gegenüber dem Airbag-Anzündergehäuse 100, welches hier als Einschuböffnung für den Airbagstecker 1 ausgebildet ist, abzudichten. Auf diese Weise ist ein separater O-Ring oder anderes Dichtelement nicht erforderlich, die Abdichtung erfolgt integrativ durch den Absatz 21 und die Rastnase 22. In diesem Fall kann zu Verbesserung der Abdichtungsfunktion das Umspritzungsmaterial 20 aus einem Silikonwerkstoff gebildet sein.
Das Kontaktelement 2 dieses Ausführungsbeispiels weist eine Vierkant-Außengeometrie auf, Gleichfalls möglich sind runde, polygonähnliche oder Vielkantaußengeometrien. Zur Halterung, Festlegung des Kontaktelementes 2 innerhalb des Kontaktträgers 10 zur Fixierung gegen die Einsteckkräfte des Steckkontaktpins 102 und/oder beim Umspritzen des Kontaktträgers 10 mit Umspritzungsmaterial 20 auftretenden Kräfte ist eine Rastlanze 2‘ vorgesehen, welche in der Endlage des Kontaktelementes 2 innerhalb des Kontaktträgers 10 in einer Raststellung formschlüssig gegenüber einem Absatz im Kontaktträger 10 ein axiales Verschieben verhindert. Alternativ statt der Rastlanze 2‘ kann auch eine Wulst, Warze eine form-kraftschlüssige Fixierung bewerkstelligen.
Die Weichelementdichtung 4 dichtet die Leitung, stromführendes Kabel 6 gegen das Kontaktträger 10, stützt sich axial gegen eine Schulter, Absatz des Kontaktträgers ab und liegt an der Ferritkerndrossel 5 an. Wird die Variante des erfindungsgemäßen Aufbaus ohne Ferritkerndrossel 5 realisiert, wird stattdessen eine Abschlusskappe (nicht dargestellt) angeordnet. Die Ferritkerndrossel 5 oder die Abschlusskappe sorgen für die axialen Anlageflächen für die Weichelementdichtung 4,. sodass das Umspritzungsmaterial 20 beim Umspritzungsvorgang nicht in den Kontaktkasten 2 eindringen kann. Figur 3 illustriert in einer 3D-Darstellung den Airbagstecker 1 für Airbag-Zündsysteme in der zweiten Ausführungsform. Die Außengeometrie ist zylindrisch, rotationssymmetrisch und weist einen konischen Bereich auf. Lediglich eine Stirnseite des Airbagsteckers 1 ist nicht von Umspritzungsmaterial 20 bedeckt, sodass das Kontaktelement 2 (in diesem Ausführungsbeispiel sind es zwei Kontaktelemente) für den Steckkontaktpin 102 zugänglich ist. Die zwei Leitungen, stromführenden Kabel 6 können wie gezeigt als separate Leitungen realisiert werden. Alternativ kann auch eine Zwillingsleitung zum Einsatz kommen, bei der die Stromleiter, Seelen einen ersten Isolationsmantel aufweisen und dann nochmals von einer gemeinsamen Isölationshülle umschlossen sind.
Figur 4 zeigt die 3D-Teildarstellung des Airbagsteckers 1 für Airbag-Zündsysteme in der zweiten Ausführungsform mit teiltransparent dargestellter Umspritzung 20.
Figur 5 bildet die perspektivische Ansicht auf die Anordnung innerhalb des Kontaktträgers 10 ab, welche in diesem Ausführungsbeispiel gebildet sind aus zwei Kontaktkästen 2 mit jeweils einer über eine Crimpverbindung 3 an den Kontaktkasten 2 angeschlagenen Leitung, stromführendes Kabel 6 sowie einer Weichelementdichtung 4 und einer Ferritkerndrossel 5. Diese Baugruppe wird zunächst vormontiert und anschließend in das Kontaktträger 10 eingelegt. Das Kontaktträger 10 ist zwei- oder mehrteilig ausgebildet, sodass die vormontierte Baugruppe zunächst in ein Teil des Kontaktträgers 10 eingelegt wird, anschließend wird das Kontaktträger 10 durch das zweite und ggf. weitere Gehäuseelemente komplettiert und verschlossen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die zwei Kontaktkästen 2 vergoldet, sodass eine verbesserte, widerstandsreduzierte elektrische Kontaktierung erfolgt.
Figur 6 zeigt die 3D-Darstellung des Kontaktträgers 10 aus zwei Blickrichtungen. Der Kontaktträgerbereich mit der Vierkant-Außengeometrie umschließt im Wesentlichen die Kontaktelemente 2 mit der Crimpverbindung 3, der Kontaktträgerbereich mit der Oval- Außengeometrie umschließt im Wesentlichen die Weichelementdichtung 4 und die Ferritkerndrossel 5. Der Übergangsbereich zwischen Vierkant-Außengeometrie und Oval- Außengeometrie bildet innenseitig eine axiale Anlageschulter für die Weichelementdichtung 4. Bezugszeichenliste
1 Airbagstecker
2 Kontaktelement
2‘ Rastlanze
3 Crimpverbindung
4 Weichelementdichtung
5 Ferritkerndrossel
6 Leitung, stromführendes Kabel
10 Kontaktträger
20 Umspritzung, Umspritzungsmaterial
21 Absatz, konzentrische Ringschulter
22 Rastnase
23 Umspritzungsmaterialkanal
100 Airbag-Anzündergehäuse
101 O-Ring
102 Steckkontaktpin Airbag-Anzünder

Claims

Ansprüche
1. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme, aufweisend ein Airbag-Anzündergehäuse (100) und einen Airbagstecker (1), aufweisend einen Kontaktträger (10), in dem zwei Kontaktelemente (2) und jeweils eine an den Kontaktelementen (2) angeschlagene Leitung, stromführendes Kabel (6) angeordnet ist, wobei der Kontaktträger (10) wenigstens bereichsweise mit einem Umgehäuse versehen ist, dass mittels einer Umspritzung, Umspritzungsmaterial (20) hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehäuse eine Kontur zur mechanischen Verriegelung mit einer Rastkontur des Anzündergehäuses (100) und gleichzeitiger Dichtfunktion aufweist.
2. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Umspritzungsmaterial (20) des Umgehäuses eine mechanische Verbindung des Kontaktträgers (10) mit den zwei Kontaktelementen (2) durch einen mechanischen Hinterschnitt, Nut bewerkstelligt.
3. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umspritzungsmaterial (20) des Umgehäuses eine Abdichtung und Fixierung gegenüber den Leitungen, stromführenden Kabeln (6) bewerkstelligt.
4. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitgehend vollständige Umhüllung des Kontaktträgers (10) durch Umspritzungsmaterial (20) auf der Kontaktseite stirnseitig ausgespart ist, um das Kontaktelement (2) für die Kontaktierungsaufgabe zugänglich zu halten.
5. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kontaktträgers (10) eine Weichelementdichtung (4) zur Abdichtung der Leitungen, stromführenden Kabel (6) angeordnet ist.
6. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung der Leitungen, stromführenden Kabel (6) zum Gehäuse des Kontaktträgers (10) erfolgt.
7. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung der Leitungen, stromführenden Kabel (6) zueinander erfolgt.
8. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen, stromführenden Kabel (6) als Zwillingsleitung ausgebildet ist.
9. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kontaktträgers (10) eine Ferritkerndrossel (5) zur Abschirmung der Leitungen, stromführenden Kabel (6) angeordnet ist.
10. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferritkerndrossel (5) und die Weichelementdichtung (4) innerhalb des Kontaktträgers (10) um die Leitungen, stromführenden Kabel (6) herum angeordnet sind.
11. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt zwischen Kontaktträger (10) und Ferritkerndrossel (5) mit Umspritzungsmaterial (20, 23) wenigstens teilweise gefüllt ist.
12. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung einen Absatz (21) aufweist, sodass eine Anlageschulter für einen O-Ring (101) zür Abdichtung des Airbagsteckers (1) gegenüber einem Airbag- Anzündergehäuse (100) gebildet ist.
13. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung eine Rastnase (22) aufweist, die in einen Ringspalt am Airbag- Anzündergehäuse (100) dichtend eingreift, sodass eine Abdichtung des Airbagsteckers (1) gegenüber dem Airbag-Anzündergehäuse (100) erfolgt.
14. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung benachbart zur Rastnase (22) eine schräge Rampe und einen Hinterschnitt aufweist, wobei der Hinterschnitt als umlaufende Nut ausgebildet ist.
15. Steckverbindung für Airbag-Zündsysteme gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kontaktelemente (2) jeweils eine Rastlanze (2‘) aufweisen, welche in der Endlage des Kontaktelementes (2) innerhalb des Kontaktträgers (10) in einer
Raststellung formschlüssig gegenüber einem Absatz im Kontaktträger (10) eingerastet ist.
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