DE4441137C2 - Steckverbinder mit Verbindungssensor - Google Patents

Steckverbinder mit Verbindungssensor

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher, aus der DE 43 11 767 A1 bekannter Steckverbinder umfaßt ein erstes und zweites Verbindergehäuse, wobei das erste Gehäuse einen Verriegelungsarm aufweist und das zweite Verbindergehäuse einen Eingriffsabschnitt aufweist, in den der Verriegelungsarm eingreift. In dem ersten Verbindergehäuse ist ein Kurzschlußkontaktglied angeordnet, das einen Basisabschnitt aufweist, der mit dem Verbindergehäuse über eine Klaue des Kurzschlußkontaktes einrastbar ist. Von dem Basisabschnitt erstrecken sich in gegabelter Weise zwei gebogene Kontaktstreifen, von denen die Gabelenden zusammen mit dem Verriegelungsarm bewegt werden. Das zweite Verbindergehäuse weist ein Paar stiftförmiger Kontakte auf, die im vollständig verriegelten Zustand des ersten Verbindergehäuses mit dem zweiten Verbindergehäuse mit den Gabelenden des Kurzschlußkontaktgliedes in Eingriff befindlich sind, so daß die beiden stiftförmigen Kontakte über das Kurzschlußkontaktglied kurzgeschlossen sind.
Anhand der Fig. 8 und 9 wird ein Stand der Technik, wie er z. B. aus der US 5 131 865 bekannt ist, erläutert.
In den Fig. 8 und 9 bezeichnet das Bezugszeichen A ein Stecker-Verbindergehäuse und B ein Buchsen-Verbindergehäuse. Jedes Verbindergehäuse ist unter Verwendung eines synthetischen Harzmaterials geformt.
Wie bekannt ist, hat das Stecker-Verbindergehäuse A eine Vielzahl von anschlußaufnehmenden Kammern 1, so daß ein Buchsen-Anschlußstück C darin eingesetzt und gehalten werden kann. Ähnlich hat das Buchsen-Verbindergehäuse B eine Vielzahl von anschlußaufnehmenden Kammern (nicht dargestellt), damit ein Stecker-Anschlußstück D darin eingesetzt und gehalten werden kann.
Ein freitragender flexibler Verriegelungsarm 3 mit einem ansteigenden Basisabschnitt 3a an seinem vorderen Ende erstreckt sich rückwärtig in einem ausgesparten Abschnitt 2 auf der oberen Oberfläche des Stecker-Verbindergehäuses A. Ein Verriegelungsvorsprung 3b ist auf der oberen Oberfläche in einem mittleren Abschnitt des flexiblen Verriegelungsarmes 3 angeordnet, und Entriegelungsdruckeinwirk-Abschnitte 3c sind auf seinem freien Ende angeordnet. Es sind nicht nur ein Eingriffsrahmenabschnitt 5 entsprechend dem flexiblen Verriegelungsarm 3, sondern auch eine Rückhalteöffnung 5a entsprechend dem Verriegelungsvorsprung 3b in einem mittleren Abschnitt des vorderen Endes einer oberen Wand 4 des Buchsen-Verbindergehäuses B angeordnet.
Wenn das Stecker- und Buchsen-Verbindergehäuse A, B miteinander verbunden sind, kommen die Stecker- und Buchsen-Anschlußstücke C, D miteinander in Kontakt, und in diesem Zustand wird der flexible Verriegelungsarm 3 innerhalb eines einen Versatz ermöglichenden Raums R flexibel nach unten versetzt, der unterhalb des Verriegelungsvorsprungs 3 b angeordnet ist, um gegen den Eingriffsrahmenabschnitt 5 zu stoßen, und danach in seine Originalposition mittels des Verriegelungsvorsprungs 3b zurückzukehren, die die Rückhalteöffnung 5a erreicht hat, so daß die komplette Verbindung der beiden Verbindergehäuse verriegelt ist.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen verbindungserkennenden Kontakt, der nicht nur einen federnden Kontaktabschnitt 6b hat, der durch einen gefalteten Abschnitt 6′ an einem Ende des Hauptplattenabschnittes 6a errichtet ist, sondern weiterhin einen streifenartigen Anschlußabschnitt 6c aufweist, der sich nach hinten an dem anderen Ende des Hauptplattenabschnittes 6a durch einen gefalteten Abschnitt 6″ erstreckt, der in eine Richtung entgegengesetzt derjenigen des elastischen Kontaktabschnittes 6b gefaltet ist. Ein Paar von verbindungserkennenden Kontakten 6, 6 sind dadurch befestigt, indem ihre gefalteten Abschnitte 6′ sowohl in den ausgesparten Abschnitt 2 als auch in einen Endabschnitt einer Trennwand 8 zwischen den anschlußaufnehmenden Kammern 1′, 1′ benachbart dem ausgesparten Abschnitt 2 eingepaßt sind. Als Ergebnis werden das Paar der elastischen Kontaktabschnitte 6b, 6b innerhalb des versatzerlaubenden Raumes R aufgestellt, um so dem freien Endabschnitt des flexiblen Verriegelungsarmes 3 gegenüberzustehen. Die streifenartigen Anschlußabschnitte 6c, 6c sind nach hinten innerhalb der anschlußaufnehmenden Kammer 1′, 1′ befestigt. Die Buchsen-Anschlußstücke C sind mit den streifenartigen Anschlußabschnitten 6c, 6c verbunden, so daß ein Erkennungsschaltkreis gebildet wird.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen invertierten U-förmigen Kurzschlußkontakt, der aus einer elastischen Metallplatte hergestellt ist. Der Kurzschlußkontakt 7 hat sich nach außen erstreckende gefaltete Abschnitte 7b, 7b an seinen beiden Beinabschnitten 7a, 7a. Der Kurzschlußkontakt 7 wird befestigt, indem er zwischen gegenüberstehenden Plattenabschnitten 5b, 5b des Eingriffsrahmens 5 eingepaßt wird.
In der obenerwähnten Konstruktion verschiebt sich der freie Endabschnitt des flexiblen Verriegelungsarmes 3 nicht nur nach unten, falls die beiden Verbindergehäuse A, B unvollständig verbunden sind, sondern zwingt auch die elastischen Kontaktabschnitte 6b, 6b der verbindungserkennenden Kontakte 6, 6 nach unten, wie es in der Fig. 9(b) dargestellt ist. Daher wird der Kontakt des Kurzschlußkontaktes 7 mit den elastischen Kontaktabschnitten 6b, 6b unterbrochen, wodurch der erkennende elektrische Schaltkreis betriebsunfähig wird.
Wenn die beiden Verbindergehäuse A, B vollständig verbunden sind, kehrt der flexible Verriegelungsarm 3 in seine Ursprungsposition zurück, wodurch die elastischen Kontaktabschnitte 6b, 6b der verbindungserkennenden Kontakte 6, 6 in ihre Ursprungspositionen zurückkehren, wie es in der Fig. 9(c) dargestellt ist, so daß die elastischen Kontaktabschnitte 6b, 6b in Kontakt mit dem Kurzschlußkontakt 7 kommen, wodurch der erkennende elektrische Schaltkreis aktiviert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Steckverbinder so weiterzubilden, daß dieser bei einfachem Aufbau und leichter Montage sicher funktioniert.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß weist das Kurzschlußkontaktglied einen Basisplattenabschnitt auf, von dem sich ein elastischer Plattenabschnitt erstreckt. Abdeckplattenabschnitte überdecken den elastischen Plattenabschnitt. Damit ist eine einfache Montage des Kurzschlußkontaktgliedes im Verbindergehäuse gegeben, wobei durch die Abdeckplattenabschnitte die elastische Bewegung des elastischen Plattenabschnittes sichergestellt wird. Von dem elastischen Plattenabschnitt erstreckt sich ein Paar elastischer Kontaktstücke, die an ihren Enden druckaufnehmende Abschnitte aufweisen, die durch den Verriegelungsarm betätigt werden. Auf einem mittleren Abschnitt zwischen den durckaufnehmenden Abschnitten und dem elastischen Plattenabschnitt sind Kurzschlußkontaktpunkte vorgesehen, die zur Kontaktierung mit den stiftartigen Anschlußstücken vorgesehen sind. Da die druckaufnehmenden Abschnitte plattenförmig ausgebildet sind und durch Kollisionsabschnitte, die in Richtung des Schlitzes verlaufen, versteift sind, ist eine gute mechanische Festigkeit der Kontakte gegeben. Da der Kurzschlußkontaktpunkt in der Mitte zwischen dem elastischen Plattenabschnitt und den druckaufnehmenden Plattenabschnitten ausgebildet ist, ist eine sichere Kontaktierung auch dann gegeben, wenn z. B. durch Werkstoffermüdung am Verriegelungsarm die Elastizität desselben nachläßt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine teilweise perspektivische Explosionsansicht, die ein Stecker- und ein Buchsen-Verbindergehäuse einer Ausführungsform der Erfindung in einem getrennten Zustand zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Stecker- Verbindergehäuses von vorne betrachtet;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Kurzschlußkontaktes;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Stecker- und Buchsen-Verbindergehäuse;
Fig. 5 eine Schnittansicht in Längsrichtung der Stecker- und Buchsen-Verbindergehäuse in einem Anfangszustand der Verbindung;
Fig. 6 eine Schnittansicht in Längsrichtung der Stecker- und Buchsen-Verbindergehäuse in einem unvollständig verbundenen Zustand;
Fig. 7 eine Schnittansicht in Längsrichtung der Stecker- und Buchsen-Verbindergehäuse in dem vollständig verbundenen Zustand;
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsansicht eines konventionellen Beispiels;
Fig. 9(a) eine Schnittansicht in Längsrichtung des konventionellen Beispiels der Fig. 8 in einem getrennten Zustand;
Fig. 9(b) eine Schnittansicht in Längsrichtung des konventionellen Beispiels der Fig. 8 in einem unvollständig verbundenen Zustand; und
Fig. 9(c) eine Schnittansicht in Längsrichtung des konventionellen Beispiels der Fig. 8 in dem vollständig verbundenen Zustand.
In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen A′ ein Stecker- Verbindergehäuse; B′ ein Buchsen-Verbindergehäuse für eine Leiterplatte. Jedes Verbindergehäuse wird unter Verwendung eines synthetischen Harzmaterials geformt.
Das Stecker-Verbindergehäuse A′ hat eine Vielzahl von anschlußaufnehmenden Kammern 10, und ein Buchsen-Anschlußstück C′ wird darin eingesetzt und darin gehalten (siehe Fig. 4). Das Buchsen-Verbindergehäuse B′ hat stiftartige Anschlußstücke D′, die innerhalb eines Gehäusekörpers 12 nebeneinanderliegen, während sie von einer rückwärtigen Wand 11 getragen werden (siehe Fig. 4).
Ein freitragender, flexibler Verriegelungsarm 14 mit einem ansteigenden Basisabschnitt 14a an seinem vorderen Ende erstreckt sich nach hinten in einem ausgesparten Abschnitt 13 auf der oberen Oberfläche des Stecker-Verbindergehäuses A′. Ein Verriegelungsvorsprung 14b ist auf der oberen Oberfläche des mittleren Abschnittes des flexiblen Verriegelungsarmes 14 angeordnet und ein Entriegelungsdruckabschnitt 14c ist an dessen freiem Ende angeordnet. Es sind nicht nur ein Eingriffsrahmenabschnitt 16 entsprechend dem flexiblen Verriegelungsarm 14, sondern weiterhin eine Rückhalteöffnung 16a entsprechend dem Verriegelungsvorsprung 14b in einem mittleren Abschnitt des vorderen Endes einer oberen Wand 15 des Buchsen-Verbindergehäuses B′ angeordnet.
Wenn die beiden Verbindergehäuse A′, B′ miteinander gekoppelt sind, kommen die beiden Anschlußstücke C′, D′ miteinander in Kontakt, und in diesem Zustand wird der flexible Verriegelungsarm 14 flexibel nach unten durch einen einen Versatz erlaubenden Raum R₁ versetzt, der unterhalb des Verriegelungsvorsprungs 14b vorgesehen ist, um gegen das vordere Ende des Eingriffsrahmenabschnitts 16 zu stoßen und danach in seine Ursprungsposition zurückzukehren, wobei der Verriegelungsvorsprung 14b die Rückhalteöffnung 16a erreicht hat, so daß die vollständige Verbindung der beiden Verbindergehäuse A′, B′ verriegelt wird.
Ein Stützrahmenabschnitt 17 erstreckt sich von der Rückwand 11 nach vorne, um so dem Eingriffsrahmen 16 innerhalb des Gehäusekörpers 12 des Buchsen-Verbindergehäuses B′ zu entsprechen. Der Stützrahmenabschnitt 17 ist im wesentlichen im Querschnitt T-förmig, indem ein Trennplattenabschnitt 17b in der Mitte des flachen Plattenabschnittes 17a angeordnet ist. Ein Paar von verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücken D″ sind an beiden Seiten des Trennplattenabschnittes 17b angeordnet, während sie durch die Rückwand 11 durchgreifen. Die verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″ erstrecken sich weiter nach vorne als die vorerwähnten stiftartigen Anschlußstücke D′.
Eine im wesentlichen T-förmige Öffnung 18 erstreckt sich nach hinten zu einer Position entsprechend der des flexiblen Verriegelungsarmes 14 in dem Stecker-Verbindergehäuse A′. Die Öffnung 18 ermöglicht, daß der Stützrahmenabschnitt 17 eintreten kann. Unterhalb der Öffnung 18 ist eine das Kurzschlußkontaktglied 19 stützende Kammer 20, deren vorderes Ende offen angeordnet ist.
In dem Kurzschlußkontaktglied 19, hergestellt aus einer elastischen Metallplatte, ist nicht nur ein elastischer Plattenabschnitt 19b durch einen gekrümmt gefalteten Abschnitt 19b₁ auf einem Basisplattenabschnitt 19a angeordnet, um so die Elastizität zu erhöhen, sondern es sind weiterhin gegabelte elastische Kontaktstücke 19c, 19c, als Ausleger auf dem elastischen Plattenabschnitt 19b angeordnet, wodurch ein Schlitz 19f dazwischen geschaffen wird. Die entsprechenden elastischen Kontaktstücke 19c, 19c haben untere flache Abschnitte 19c₁, ansteigende Abschnitte 19c₂, gekrümmte Kurzschlußkontaktpunkte 19c₃ und einen oberen flachen Abschnitt 19c₄. Angetriebene Abschnitte 19d, 19d sind auf den freien Endabschnitten aufgerichtet. Abdeckplattenabschnitte 19e, 19e sind oberhalb des elastischen Plattenabschnittes 19b durch Biegen beider Seiten des Basisplattenabschnittes 19a angeordnet. Druckaufnehmende Plattenabschnitte 19d₁, 19d₁ sind auf dem Paar der angetriebenen Abschnitte 19d, 19d angeordnet, und Kollisionsplattenabschnitte 19d₂, 19d₂ sind so angeordnet, um einander gegenüberzustehen, wodurch die inneren Enden der druckaufnehmenden Abschnitte 19d₁, 19d₁ nach unten zeigen, so daß, wenn eine Last aufgebracht wird, diese druckaufnehmenden Abschnitte wechselseitig diese Last tragen, um zu verhindern, daß die angetriebenen Abschnitte 19d, 19d nach innen herab fallen. Die Abdeckplattenabschnitte 19e, 19e schützen nicht nur den elastischen Plattenabschnitt 19b, sondern halten ebenfalls eine Last des flexiblen Verriegelungsarms 14 davon ab, direkt auf das Gehäuse aufgebracht zu werden. Die rückhaltenden Vorsprünge 19g entsprechend den Stützkammern 20 sind auf beiden lateralen Seiten der Abdeckplattenabschnitte 19e, 19e angeordnet.
Das Kurzschlußkontaktglied 19 wird befestigt, indem der Basisabschnitt 19a an die Abdeckplattenabschnitte 19e, 19e mit den Stützkammern 20 eingepaßt wird. Die elastischen Kontaktstücke 19c erstrecken sich nach hinten, so daß deren Kurzschlußkontaktpunkte 19c₃ eine Bodenwand 13a des ausgesparten Abschnittes 13 in einem Abstand R₂ gegenüberstehen, und die angetriebenen Abschnitte 19d werden gegen die untere Seite des Entriegelungsdruckabschnittes 14c des flexiblen Verriegelungsarms 14 gedrückt, während dieser in den Aussparungsabschnitt 13 von einer Kerbe 13a₁ der Bodenwand 13a eintritt (siehe Fig. 4). Ein Paar elastischer Kontaktstücke 19c, 19c, die zwischen sich den Schlitz 19f bilden, können elastisch unabhängig voneinander verschoben werden. Daher können die elastischen Kontaktstücke 19c, 19c verläßlich das Paar der verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″ kurzschließen, die als die Glieder dienen, die kurzgeschlossen werden, selbst wenn diese verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″ in die obere oder untere Richtung versetzt sind.
In der vorerwähnten Ausführung treten der Stützrahmenabschnitt 17 und die verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″ in die Öffnung 18 ein (siehe Fig. 5), wenn der Vorgang des Verbindens der beiden Verbindergehäuse A′, B′ begonnen wird. Mit dem Fortschreiten des Verbindungsvorgangs treten die vorderen Enden des Stützrahmenabschnittes 17 und die verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″ in den Abstand R2 ein. In diesem Zustand werden die Verriegelungsvorsprünge 14b mit dem unteren Abschnitt des Eingriffsrahmenabschnittes 16 eingekoppelt, so daß der flexible Verriegelungsarm 14 flexibel durch den den Versatz erlaubenden Raum R₁ hindurch versetzt wird und, in Verbindung mit dem flexiblen Versatz des flexiblen Verriegelungsarmes 14 werden die elastischen Kontaktstücke 19c des Kurzschlußkontaktgliedes 19 in eine solche Richtung versetzt, um die Distanz R₂ zu erweitern. Daher sind die verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″ nicht in Kontakt mit dem Kurzschlußkontakt 19 (siehe Fig. 6). Wenn die beiden Verbindergehäuse A′, B′ vollständig verbunden sind, kehrt der flexible Verriegelungsarm 14 in seine Ursprungsposition zurück, wodurch die elastischen Kontaktstücke 19c, 19c des Kurzschlußkontaktes 19 in ihre Ursprungsposition zurückkehren. Daher kommen die Kurzschlußpunkte 19c₃, 19c₃ in Kontakt mit dem Paar der verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke D″, D″, um den erkennenden elektrischen Schaltkreis in Betrieb zu nehmen (siehe Fig. 7).

Claims (1)

  1. Steckverbinder, mit:
    einem ersten Verbindergehäuse (A′) mit einem flexiblen Verriegelungsarm (14);
    einem zweiten Verbindergehäuse (B′) mit einem Eingriffsabschnitt (16) zum Eingriff mit dem flexiblen Verriegelungsarm (14);
    einem Kurzschlußkontaktglied (19) mit einem Paar elastischer Kontaktstücke (19c), wobei das Kurzschlußkontaktglied (19) auf einer Versatz erlaubenden Raumseite des flexiblen Verriegelungsarms (14) in dem ersten Verbindergehäuse (A′) angeordnet ist, und wobei die elastischen Kontaktstücke (19c) in Übereinstimmung mit dem Versatz des flexiblen Verriegelungsarmes (14) versetzt werden; und
    einem Paar von verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücken (D″), die im zweiten Verbindergehäuse (B′) so angeordnet sind, daß sie dem Kurzschlußkontaktglied (19) in dem ersten Verbindergehäuse (A′) gegenüberstehen,
    wobei erst bei einem vollständigen Eingriff des ersten und zweiten Verbindergehäuses (A′, B′) wenn der flexible Verriegelungsarm (14) in den Eingriffsabschnitt (16) eingerastet ist, der Kontakt der elastischen Kontaktstücke (19c) mit den verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücken (D″) geschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Paar von Antriebsabschnitten (19d) gegenüberstehend dem flexiblen Verriegelungsarm (14) auf dem Paar der elastischen Kontaktstücke (19c) angeordnet sind, und gegeneinanderstoßende Kollisionsabschnitte (19d₂) auf einer Schlitzseite des Paars der Antriebsabschnitte (19d) angeordnet sind,
    dem Paar der Antriebsabschnitte (19d) Entriegelungsdruck- Abschnitten (14c) des flexiblen Verriegelungsarmes (14) gegenüberstehend angeordnet sind,
    Kurzschlußkontaktpunkte (19c₃) der elastischen Kontaktstücke (19c) einer Wandoberfläche (13a) des diese aufnehmenden ersten Verbindergehäuses (A′) in einer solchen Weise gegenüberstehen, daß ein Spalt zwischen den Kurzschlußkontaktpunkten (19c₃) der elastischen Kontaktstücke (19c) und der Wandoberfläche (13a) des ersten Verbindergehäuses (A′) definiert wird, damit die verbindungserkennenden stiftartigen Anschlußstücke (D″) darin eintreten können, und die Wandoberfläche (13a) auf einer versatzerlaubenden Raumseite des flexiblen Verriegelungsarms (14) angeordnet ist,
    das Kurzschlußkontaktglied (19) einen an einem Basisplattenabschnitt (19a) angeordneten elastischen Plattenabschnitt (19b) aufweist,
    die freitragenden elastischen Kontaktstücke (19c) nebeneinander auf dem elastischen Plattenabschnitt (19b) angeordnet sind und zwischen sich einen Schlitz (19f) bilden,
    die Kurzschlußkontaktpunkte (19c₃) auf einem mittleren Abschnitt der entsprechenden freitragenden elastischen Kontaktstücke (19c) angeordnet sind,
    die Antriebsabschnitte (19d) auf den freien Endabschnitten der entsprechenden elastischen Kontaktstücke (19c) angeordnet sind, und
    Abdeckplattenabschnitte (19e) sich von dem Basisplattenabschnitt (19a) erstreckend angeordnet sind, um den elastischen Plattenabschnitt (19b) zu bedecken.
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