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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder,
insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (Zündpille)
und einem elektrischen Steuergerät
für ein
Rückhaltesystem
in Kraftfahrzeugen, beispielsweise einen Airbag.
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Ein solcher Steckverbinder hat eine
eng limitierte Baugröße (zum
Beispiel Länge:
2 bis 3 cm, Breite: ca. 1 cm,
Höhe: 0,1
bis 1,0 cm). Daraus folgt, dass einzelne
Bauteile des Steckverbinders beziehungsweise der zugehörigen Dose
nur eine extrem kleine Baugröße aufweisen,
gleichwohl aber in Bezug auf die sicherheitstechnische Anwendung
(zum Beispiel Gurtstraffer, Airbag) eine leichte Montage einerseits
und eine hohe Funktionssicherheit andererseits gefordert wird.
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Dies gilt insbesondere in Hinblick
auf eine Verrastung von Stecker und Dose, wobei die Kontaktelemente
der Bauteile im Verriegelungszustand sicher kontaktieren. müssen. Ebenso
dürfen
sich Stecker und Dose nicht unbeabsichtigt voneinander lösen.
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Bei dem vorstehend genannten Stand
der Technik wird dieses Problem dadurch gelöst, dass in einem ersten Arbeitsschritt
der Stecker und die Dose miteinander kontaktiert und verrastet werden
und in einem zweiten Arbeitsschritt ein Verriegelungsglied als sogenannte
Sekundärverriegelung
hinter die Rastarme des Steckers geführt wird, um die Verrastung
gegen unbeabsichtigtes Lösen
zu sichern.
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Beim Steckverbinder gemäß
DE 198 40 726 C2 kann
das Verriegelungsglied vormontiert werden und liegt in der vormontierten
Ausgangsstellung gegen die Wirkung einer Feder in einer angehobenen Position.
Steckverbinder und Dose lassen sich gegen die Wirkung der Feder
verrasten.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll
eine alternative Bauform für
einen Steckverbinder angeboten werden, der folgende Anforderungen
erfüllt:
Ein Verriegelungsglied zur Sekundärverriegelung von Gehäuse und
Dose soll vormontierbar sein. Das Verriegelungsglied soll in der
vormontierten Stellung die Einführung
des Steckverbinders (beziehungsweise seines entsprechenden Gehäuseabschnitts)
in die Dose zumindest erleichtern. Das Verriegelungsglied soll anschließend in
seine Endposition gegenüber dem
Gehäuse
des Steckverbinders gebracht werden, in der es die gewünschte Funktion
einer Sekundärverriegelung
gegenüber
federnden Rastarmen am Gehäuse übernimmt.
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Die Erfindung geht von der Überlegung
aus, das Verriegelungsglied mit unterschiedlichen Funktionsarmen
auszubilden, und zwar:
- – mit Verriegelungsarmen, und
- – mit
Federarmen,
die sich beide von einem Basisteil des Verriegelungsgliedes
aus erstrecken. Die Verriegelungsarme dienen, wie der Name sagt,
im Wesentlichen der Sekundärverriegelung
der gehäuseseitigen
Rastarme. Sie können.
deshalb im Wesentlichen steif sein und erfüllen ihre Funktion, wenn sie
in Steckrichtung des Verriegelungsgliedes so weit vorgeschoben wurden, dass
sie in den Bereich hinter die korrespondierenden Rastarme des Gehäuses gelangen.
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Die Federarme weisen eine gewisse
Elastizität
auf, das heißt,
sie können
in unterschiedliche Positionen unter entsprechender Vorspannung
oder Aufhebung der Vorspannung gebracht werden. Dabei soll eine
Position (vor Montage) das Verriegelungsglied gegenüber dem
Gehäuse
festlegen. Durch Druck auf das Verriegelungsglied wird der entsprechende
Gehäuseteil
mitgeführt
und kann in die Dose eingesetzt werden.
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Am Ende dieses Bewegungsweges sollen sich
die Federarme jedoch aus der Verriegelungsposition gegenüber dem
Gehäuse
wieder lösen.
Es erfolgt dann zum einen die Zuführung des Steckverbinders in
die Verriegelungsposition gegenüber
der Dose. Es erfolgt aber auch eine Relativverschiebung von Verriegelungsglied
und Gehäuse
(in Steckrichtung), so dass das Verriegelungsglied in seine Endposition
gegenüber
dem Gehäuse
geführt
werden kann. In dieser Position liegen dann auch die Verriegelungsarme
hinter den Rastarmen des Gehäuses. In
dieser Position kann ein Verriegelungsarm auch genutzt werden, um
eine Kurzschlußbrücke aufzuheben,
wie noch erläutert
wird.
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Der Bewegungsablauf ist demnach zweistufig:
Zunächst werden
Verriegelungsglied und Gehäuse
in der vormontierten Stellung gemeinsam geführt, anschließend wird
das Verriegelungsglied aus der Verankerungsposition gegenüber dem
Gehäuse
gelöst und
relativ zu diesem verschoben.
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In ihrer allgemeinsten Ausführungsform
betrifft die Erfindung danach einen elektrischen Steckverbinder,
insbesondere zur Verwendung zwischen einer Dose (Zündpille)
und einem elektrischen Steuergerät
für ein
Rückhaltesystem
in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Merkmalen:
- – einem
Gehäuse
zur Aufnahme von elektrisch angeschlossenen Kontaktelementen zur
Kontaktierung mit korrespondierenden Kontaktteilen der Dose,
- – federnden
Rastarmen am Gehäuse
zur Festlegung des Gehäuses
an der Dose,
- – einem
Verriegelungsglied, mit
- – Verriegelungsarmen,
die von einem Basisteil des Verriegelungsglieds abstehen,
- – die
Verriegelungsarme sind so ausgebildet, dass sie die Rastarme gegen
Lösen sichern, wenn
sich das Gehäuse
in der Verriegelungsposition gegenüber der Dose befindet,
- – Federarmen,
die vom Basisteil in die gleiche Richtung wie die Verriegelungsarme
abstehen,
- – die
Federarme sind so ausgebildet, dass sie sich in einer vormontierten
Ausgangsstellung gegen das Gehäuse
in Steckrichtung abstützen
und das Gehäuse
durch Druck auf das Verriegelungselement in die Dose steckbar ist,
jedoch kurz vor Erreichen der Verriegelungsposition gegenüber der
Dose durch Auflaufen auf eine Innenfläche der Dose aus dieser Position
wieder gelöst
werden.
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Die beispielsweise als Schrägfläche gebildete
Innenfläche
im Bereich der Dose (die Schrägfläche kann
ebenso am Federarm ausgebildet werden) wird vorzugsweise im Bereich
eines separaten Isolierkörpers
ausgebildet, der in den, meist metallischen, Dosenkörper eingesetzt
wird. Dies schafft die Möglichkeit,
den Isolierkörper
mit hoher Maßgenauigkeit
einzupassen und damit eine exakte Positionierung des Gehäuses des
Steckverbinders im Bereich der Dose sicherzustellen.
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Dieses Merkmal ist auch von Bedeutung, wenn
durch das Verriegelungsglied gleichzeitig eine Kurzschlußbrücke zwischen
Kontaktstiften gelöst werden
soll. Die erwähnte
kleine Baugröße ermöglicht nur
kurze Steckwege, so dass nur bei optimaler Präzision auch eine optimale Funktion und
Sicherheit erreicht wird. Der Hersteller des Steckverbinders kann
den Isolierkörper
(Einsatz) exakt dimensionieren.
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Die genannten Arme (Verriegelungsarme, Federarme)
stehen von einem gemeinsamen Basisteil ab. Nach einer Ausführungsform
sind die Federarme mit Abstand zu den Rastarmen angeordnet. Die Federarme
können
im unbelasteten Zustand unter einem Winkel ungleich 90 Grad zum
Basisteil verlaufen. Dabei sollte der Winkel zwischen der Außenfläche des
Federarms und der Unterseite des Basisteils < 90° betragen.
Mit anderen Worten: in einer Seitenansicht verlaufen die Federarme,
ausgehend vom Basisteil, jeweils nach außen.
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Die Federarme können auf ihrer, der Dose zugewandten
Außenfläche mit
einem Hinterschnitt (einer sickenartigen Vertiefung) ausgebildet
sein. Dieser Hinterschnitt dient als Auflagefläche auf einer korrespondierenden
Stufe im Bereich der Innenwand des Gehäuses, um die genannte Vormontage-Position
einzustellen. In dieser Position. liegt das Verriegelungsglied also
auf der Gehäusestufe
auf. Drückt
der Benutzer auf den Basisteil, führt er damit automatisch das
Gehäuse
des Steckverbinders mit. Die Ausnehmung kann eine Grundfläche aufweisen,
die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Rastarme verläuft.
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An ihrem freien Ende können die
Federarme außenseitig
mit einer Schrägfläche ausgebildet
sein. Diese Schrägfläche dient
als Auflauffläche
auf einer korrepondierenden Rampe, die im Bereich der Dose angeordnet
ist. Mit Hilfe dieser Schrägflächen/Rampe
kann das Verriegelungsglied beim weiteren Aufstecken auf die Dose
aus der Vormontageposition wieder gelöst werden. Mit anderen Worten:
durch Auflaufen der Federarme im Bereich der Dose oder eines Doseneinsatzes
werden die Federarme unter Vorspannung "nach innen" gedrückt und dabei gleichzeitig
der Hinterschnitt aus seiner Rastposition gegenüber der gehäuseseitigen Stufe gelöst, so dass anschließend eine
Relativverschiebung von Verriegelungsglied und Gehäuse erfolgen
kann.
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Nach einer Ausführungsform stehen die Federarme
von gegenüberliegenden
Abschnitten des Basisteils ab. Beispielsweise bei einem rechteckigen Basisteil
stehen die Federarme im Bereich zweier paralleler Seiten ab. Der
Abstand gegenüberliegender Federarme
im unbelasteten Zustand kann dabei an ihren freien Enden größer als
im Bereich des Basisteils sein, wobei sich in der Seitenansicht
eine nach unten konisch erweiternde Geometrie ergibt.
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Die Federarme sind beispielsweise
so angeordnet, dass ihre Bewegungsrichtung beim Lösen aus
der vormontierten Ausgangsstellung in Richtung auf die Verriegelungsarme
verläuft.
Dies schließt Ausführungsformen
ein, bei denen die Verriegelungsarme im Wesentlichen senkrecht zu
den Federarmen verlaufen, also beispielsweise entlang von parallelen
Randabschnitten senkrecht zu den parallelen Randabschnitten, von
denen die Federelemente aus verlaufen.
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Es können ein oder mehrere Verriegelungsarme
sowie ein oder mehrere Federelemente auf jeder Seite des Basisteils
angeordnet werden. Die Anordnung der Federarme außerhalb
jeder Verbindung zu den Rastarmen erhöht die Sicherheit der Einrichtung.
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Durch die geometrische Trennung der
Verriegelungsarme von den Federarmen können die Verriegelungsarme
nicht nur der Sekundärverriegelung
gehäuseseitiger
Rastarme dienen, sondern durch eine entsprechende Länge gleichzeitig
zum Aufheben einer Kurzschlußbrücke genutzt
werden, die zwischen den Kontaktteilen/Kontaktelementen von Gehäuse und
Dose üblicherweise
angeordnet ist.
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Unter Berücksichtigung der vorgenannten Merkmale
läßt sich
eine Ausführungsform
realisieren, bei der das Verriegelungsglied einen rechteckigen Basisteil
aufweist, von dem an zwei gegenüberliegenden
Abschnitten jeweils ein Verriegelungsarm senkrecht absteht und von
dem an den beiden verbleibenden gegenüberliegenden Seitenabschnitten jeweils
ein oder zwei Federarme in dieselbe Richtung abstehen, vorzugsweise
geneigt, so dass gegenüberliegende
Federelemente am freien Ende einen größeren Abstand aufweisen als
im Bereich des Basisteils. Aufgrund dieser Schrägstellung läßt sich die Vorverrastung gegenüber dem
Gehäuse
des Steckverbinders leichter durchführen, gegebenenfalls auch unter
Vorspannung. Sobald das Verriegelungsglied über die freien Enden der Federarme
auf den entsprechenden Abschnitt der Dose aufgelaufen ist, können die
Federarme in eine mehr oder weniger senkrechte Ausrichtung gegenüber dem
Basisteil (unter Vorspannung) verschwenkt werden, wobei eine reversible
Verformung der Federarme selbstverständlich ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus den Merkmalen der Unteransprüche
sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Dabei zeigen – jeweils in schematisierter Darstellung –:
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1 eine
perspektivische Teilansicht eines Steckverbinders mit eingesetztem
Verriegelungsglied,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Verriegelungsgliedes gemäß 1,
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3 eine
teilweise Schnittdarstellung eines Steckverbinders in Zuordnung
zu einer Dose in einer ersten Montagestufe,
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4 eine
teilweise Schnittdarstellung eines Steckverbinders in Zuordnung
zu einer Dose in einer zweiten Montagestufe,
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5 eine
teilweise Schnittdarstellung eines Steckverbinders in Zuordnung
zu einer Dose in einer dritten Montagestufe (endgültige Verriegelungsposition).
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In den Figuren sind gleiche oder
gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern dargestellt.
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Der in
1 dargestellte
Steckverbinder entspricht bezüglich
seines grundsätzlichen
Aufbaus dem gemäß
DE 198 40 726 C2 .
Auf diese Schrift wird insoweit Bezug genommen. Der Steckverbinder weist
demnach in der Seitenansicht eine L-Form auf, wobei in
1 im Wesentlichen nur ein
Steckteil des Gehäuses
10 dargestellt
ist (welches den kürzeren L-Schenkel
bildet). Dieser Gehäuseteil
weist im Wesentlichen eine rechteckige Grundform auf. In Steckrichtung
S verlaufen Öffnungen
12,
in denen Kontaktfedern (nicht dargestellt) angeordnet sind, die
mit korrespondierenden Kontaktstiften
52 einer korrespondierenden
Dose
50 (
3)
im Verriegelungszustand von Steckverbinder und Dose
50 kontaktieren.
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In Steckrichtung
5 verlaufen
ebenfalls federnde Rastarme
14,
16 von gegenüberliegenden Abschnitten
des Gehäuses
10.
Alle diese Merkmale sind von dem in der
DE 198 40 726 C2 beschriebenen
Steckverbinder bekannt.
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Dies gilt auch für das Merkmal eines Verriegelungsgliedes 20 (2) hinsichtlich seiner prinzipiellen
Funktion einer Sekundärverriegelung
für die Rastarme 14, 16.
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Dazu besitzt das Verriegelungsglied 20 mit einem
rechteckigen Basisteil 22 zwei Verriegelungsarme 24, 26,
die von gegenüberliegenden
Seitenabschnitten 22a, 22b des Basisteils 22 senkrecht
abstehen. Um einen Raum 18 zwischen dem rüsselartigen Gehäuseabschnitt 10r und
den Rastarmen 14, 16 im Sinne einer optimalen
Sekundärverriegelung
auszufüllen,
sind die Verriegelungsarme 24, 26 im oberen Teil
(dem Basisteil 22 benachbart) mit nach außen abstehenden
Profilleisten 24p, 26p ausgebildet, während der
jeweils untere Abschnitt 24u, 26u plattenartig
gestaltet ist, und zwar parallel zu den Außenkanten der Abschnitte 22a, 22b des
Basisteils 22.
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In 1 ist
das Verriegelungsglied 20 in teilweisem Eingriff mit dem
Gehäuse 10 zu
sehen. Zu sehen ist auch der untere Abschnitt 24u des Verriegelungsgliedes 24,
der in dieser Steckposition den korrespondierenden Rastarm 14 nach
unten überragt.
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Im Wesentlichen senkrecht zu den
Verriegelungsarmen 24, 26 verlaufen, wiederum
an gegenüberliegenden
Abschnitten 22c, 22d des Basisteils jeweils zwei
Federarme 28, 30, 32, 34, die
gleich gestaltet sind und am Beispiel des Federarms 28 erläutert werden:
Der Federarm 28 steht vom Basisteil 22 in gleicher
Richtung wie die Verriegelungsarme 24, 26 ab,
jedoch nicht senkrecht, sondern geneigt, wobei der Winkel zwischen
der unteren Stirnfläche
des Basisteils 22 und der Mittenlängsachse M-M des Federarms 28 etwa
80° beträgt. Entlang
einer Außenfläche 28a ist
eine sickenartige Ver tiefung 28h ausgebildet, wodurch eine
Art Hinterschritt gebildet wird. Am freien Ende des Federarms 28 ist
eine Schrägfläche 28s ausgebildet,
so dass der Endbereich des Federarms 28 schmaler ist als
der am Basisteil 22 angelenkte Abschnitt.
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3 zeigt
eine erste Montagestufe: Das Verriegelungsglied 20 ist
in eine korrespondierende Öffnung 40 des
Gehäuseteils 10 eingesetzt,
wobei dieser Gehäuseteil
innenseitig an gegenüberliegenden
Abschnitten jeweils eine stufenartige Verdickung 42 aufweist.
Beim Einsetzen des Verriegelungsgliedes 20 läuft dieses
zunächst
mit den Schrägflächen (wie 28s)
auf diese Stufe 42 auf, wird dabei nach innen verschwenkt,
und federt anschließend
in die in 3 dargestellte
vorläufige
Verriegelungsposition. Diese Position stellt eine Art Vormontage
dar, die beim Hersteller des Steckverbinders erfolgen kann, so dass
Steckverbinder und Verriegelungsglied gemeinsam und unverlierbar
zum Kunden ausgeliefert werden können.
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Zur Endmontage wird der Steckverbinder
in der in 3 dargestellten
Anordnung weiter auf eine zugehörige
Dose mit einem Einsatz 54 (Isolierkörper) aufgesetzt und durch
Druck auf das Verriegelungsglied 20 in Steckrichtung S
gedrückt.
Dabei laufen die Schrägflächen (wie 28s)
der Federarme 28, 30, 32, 34 auf
korrespondierende Schrägflächen des
Isolierkörpers 54 auf
und werden wiederum nach innen (Pfeilrichtung I) gedrückt, so
dass sie über
die in 4 dargestellte
Position in die in 5 dargestellte
Endposition gelangen, bei denen der Steckverbinder vollständig mit
der Dose verriegelt ist. Die Verriegelungsposition wird einerseits über die
Kontaktierung der Kontaktstifte 52 mit den entsprechenden
Federn des Steckverbinders erreicht, weiter durch das Einfedern
der Rastarme 14, 16 in eine korrespondierende,
umlaufende Nut 56 der Dose 50 (in den 3 bis 5 verläuft dieser Nutabschnitt 56 parallel
zur Zeichenebene) und diese Position wird schließlich gesichert durch die Verriegelungsglieder 24, 26,
die sich nun hinter den Rastarmen 14, 16 befinden.
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Durch die verlängerte Ausbildung der Verriegelungsarme 24, 26 mit
ihren Abschnitten 24u, 26u wird auf dem letzten
Weg des Verriegelungsgliedes 20 in die Dose 50 gleichzeitig
eine zwischen den Kontaktstiften 52 verlaufende Kurzschlußbrücke 58 gelöst.