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Airbagbaugruppen
sind ein verbreitetes Sicherheitsmerkmal an praktisch allen Kraftfahrzeugen jüngeren Baujahrs.
Airbagbaugruppen umfassen einen aufblasbaren Behälter, der in der Fahrzeuglenksäule, dem
Armaturenbrett, den Türfüllungen
oder den Sitzen angeordnet wird. Im Fall einer plötzlichen Verzögerung wird
der Behälter
durch eine als Zündkapsel
bekannte Detonationsvorrichtung auf der Grundlage von Schießpulver
aufgeblasen. Im Fahrzeug angeordnete Sensoren erfassen die Verzögerung und
zünden
die Zündkapsel
elektronisch über ein
Signal, das durch Drähte
geschickt wird, die über eine
Zündkapsel-Anschlussbaugruppe
an der Zündkapsel
befestigt werden. Zündkapselbaugruppen werden
ebenfalls an anderen Stellen in einem Fahrzeug, wie beispielsweise
in Sicherheitsgurt-Vorspannvorrichtungen,
die den Sicherheitsgurt während
einer plötzlichen
Verzögerung
in seiner Position „sperren", verwendet.
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Es
sind viele Arten von Zündkapsel-Anschlussbaugruppen
entwickelt worden. In den meisten Fällen muss diese Baugruppe in
Rotationsrichtung im Verhältnis
zur Zündkapselbuchse
ausgerichtet werden, um zu sichern, dass sich der Steckverbinder
und seine passende Buchse in der richtigen Drehposition befinden,
so dass richtige elektrische Verbindungen hergestellt werden. Diese
Notwendigkeit, den Zündkapselsteckverbinder
auszurichten, erfordert, dass der Steckverbinder mit Verzahnungsmerkmalen
oder anderen Mitteln versehen wird, um zu sichern, dass der Steckverbinder
richtig befestigt wird.
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Es
sind ebenfalls Zündkapselsteckverbinder bekannt,
die nicht erfordern, dass der Steckverbinder auf irgendeine Weise
in Rotationsrichtung im Verhältnis
zur Zündkapselbuchse
ausgerichtet wird (siehe z.B. US-A-5993230). Diese Zündkapselsteckverbinder,
die treffend „ausrichtungsfreie" Steckverbinder genannt
werden, werden bevorzugt, weil sie die Schnelligkeit und Genauigkeit
der Fertigung der Zündkapselbaugruppe
erleichtern. Im einzelnen besteht einer der größten Vorteile bei der Verwendung ausrichtungsfreier
Zündkapselsteckverbinder
im Einbau des Steckverbinders in das Aufblasvorrichtungsgehäuse. Die
Verwendung ausrichtungsfreier Zündkapselsteckverbinder
spart Zeit und verringert ebenfalls die Gefahr einer Zündkapselstiftbeschädigung während des
Zusammenpassens. Außerdem
erfordern die ausrichtungsfreien Steckverbinder keine Verzahnungsmerkmale
und sind folglich üblicherweise
weniger kostenaufwendig herzustellen als ausgerichtete Zündkapselsteckverbinder.
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US-B-6203342
offenbart eine ausrichtungsfreie Zündkapsel-Anschlussbaugruppe
für Kraftfahrzeugairbag-Baugruppen.
Sie umfasst eine Zündkapselbuchse,
die eine zylindrische innere Buchsenwand und einen einzelnen, in
Axialrichtung innerhalb der Buchse angeordneten, Zündstift
hat. Eine ringförmige
Erdungsplatte umschließt
den Zündstift
an der Basis der Buchse. Der Zündkapselsteckverbinder der
Baugruppe schließt
einen in Axialrichtung angeordneten Buchsenkontakt für eine elektrische
Verbindung mit dem Zündstift
und einen von der Vorderseite der Spitze des Zündkapselsteckverbinders vorstehenden
Erdkontakt für
eine elektrische Verbindung mit der Erdplatte in der Basis der Buchse
ein. Also können
der Erdkontakt des Steckverbinders und die Erdungsplatte der Buchse
ineinandergreifen, ungeachtet der Ausrichtung in Rotationsrichtung,
in welcher der Steckverbinder mit der Buchse in Eingriff gebracht
wird.
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US-A-5273457
beschreibt eine Anschlussbaugruppe zum elektrischen Verbinden eines
Koaxialkabels mit den Messern einer Rückwandverdrahtungsplatine,
wobei ein Kontaktmesser, das ein elektrisches Signal überträgt, durch
Kontaktmesser umschlossen wird, die mit dem Abschirmpotential verbunden
sind. Ein Stecker der Anordnung umfasst einen mit dem Innenleiter
eines Koaxialkabels verbundenen Innenkontakt und einen Bund mit
nach außen gebogenen
Federzungen, die um den Innenkontakt angeordnet und mit der Umflechtungsabschirmung des
Kabels verbunden werden. Wenn die Anordnung zusammengebaut wird,
nimmt der Innenkontakt des Steckers das Signalübertragungskontaktmesser der Rückwandplatine
in Eingriff und die Federzungen des Steckers liegen an Kontaktmessern
am Abschirmpotential an.
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Die
vorliegende Erfindung besteht in einer ausrichtungsfreien Zündkapsel-Anschlussbaugruppe für eine Kraftfahrzeugairbag-Baugruppe,
die folgendes umfasst:
- (a) eine Zündkapselbuchse,
die eine zylindrische innere Buchsenwand, einen koaxial innerhalb
der inneren Buchsenwand angeordneten Steckerkontakt und einen ringförmigen Erdkontakt
hat, und
- (b) einen Zündkapselsteckverbinder,
der ein Gehäuse
mit einer Längsachse
und einer Spitze, die innerhalb der zylindrischen inneren Buchsenwand der
Zündkapselbuchse
aufgenommen werden kann, einen innerhalb der Spitze für einen
passenden Eingriff mit dem Steckerkontakt angeordneten Buchsenkontakt
und einen Erdkontakt, der mit dem ringförmigen Erdkontakt der Zündkapselbuchse
in Eingriff gebracht werden kann, einschließt, dadurch gekennzeichnet,
dass
der ringförmige
Erdkontakt der Zündkapselbuchse eine
an der zylindrischen inneren Buchsenwand derselben angeordnete Erdungsfläche umfasst
und der Erdkontakt des Zündkapselsteckverbinders
wenigstens einen elastischen Federarm, angeordnet an einer äußeren Seitenfläche der
Gehäusespitze,
an einer Stelle quer zur Längsachse
des Steckverbindergehäuses,
umfasst.
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Vorzugsweise
hat der Zündkapselsteckverbinder
eine axial ausgerichtete Auslegung, was bedeutet, dass das Paar
elektrischer Drähte,
die in die Anschlussbaugruppe eintreten, parallel zur Längsachse
des Steckverbinders ausgerichtet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Steckverbinder ferner einen innerhalb des Gehäuses angeordneten
Ferritblock derart, dass mit den Buchsen- und Erdanschlüssen verbundene
Leitungsdrähte
durch den Ferritblock hindurchgehen.
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Das
Gehäuse
hat vorzugsweise eine zweiteilige Auslegung, die ein oberes und
ein unteres Element umfasst, wobei wenigstens eines von dem oberen
und dem unteren Element elastische Einrastmittel einschließt, um die
Gehäuseelemente
aneinander zu befestigen. Das Gehäuse wird außerdem vorzugsweise mit äußeren Einrastlaschen
versehen, um den Steckverbinder in der Zündkapselbuchse zu befestigen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Erdkontakt des Zündkapselsteckverbinders
einen wesentlich zylindrischen Korb, der eine Vielzahl von elastischen
Federkontakten hat. Bei dieser Ausführungsform wird der Erdkontakt über der
Spitze des Nasenkörpers
angeordnet und umschließt
dieselbe.
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Die
Erfindung wird nun als Beispiel beschrieben, unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Zündkapselsteckverbinders
einer Ausführungsform
der Erfindung ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Zündkapselsteckverbinders
von 1, vollständig zusammengebaut
gezeigt, ist,
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3 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist,
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4 eine
perspektivische Ansicht des Zündkapselsteckverbinders
von 3, vollständig zusammengebaut
gezeigt, ist,
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5A bis 5E eine
Reihe von Ansichten sind, die das Zusammenbauen der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung zeigen,
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6 eine
teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht des Zündkapselsteckverbinders von 3,
in der Zündkapselbuchse
sitzend gezeigt, ist.
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Indem
zuerst Bezug auf 1 und 2 genommen
wird, umfasst der Steckverbinder 10 ein Gehäuse 11,
das aus einem oberen Gehäuse 12 und
einem unteren Gehäuse 14,
einem Ferritblock 16, einem Buchsenkontakt 18 und
einem Erdkontakt 20 besteht. Der Buchsen- bzw. der Erdkontakt
schließen elektrische
Leiter oder Drähte 22, 24 ab.
Die Drähte 22, 24 werden
innerhalb jeweiliger Durchgangslöcher 26, 28 im
Ferritblock 16 angeordnet. Der Feritblock 16 wird
innerhalb eines Hohlraums 30 in den Gehäusebauteilen 12, 14 angeordnet.
Dementsprechend werden die Drähte 22, 24 im
zusammengebauten Zustand in einer Beziehung Seite an Seite längs der Längsachse
des Steckverbinders 10 angeordnet.
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Das
Innere der Gehäusebauteile 12, 14 wird, wie
in 1 zu sehen, sowohl vor als auch hinter dem Ferritblockhohlraum 30 mit
Drahtkanälen 32, 34 versehen.
Die Drahtkanäle 32, 34 erhalten
die Ausrichtung der Drähte 22, 24 Seite
an Seite im Gehäuse 11 aufrecht.
Der Abschnitt der Drahtkanäle 32, 34 hinter
dem Hohlraum 30 wird ferner mit Entspannungselementen 36 versehen,
um die Spannung an den Kontakten 18, 20 und an
den Drähten 22, 24 zu verringer.
In dem Abschnitt des Drahtkanals 32 vor dem Hohlraum 30 wird
ein Anschlagvorsprung 38 bereitgestellt, der verhindert,
dass sich der Buchsenkontakt 18 in das Gehäuse 11 bewegt,
wenn er mit einem Steckerkontakt, wie beispielsweise einem Stift 40 in
der Zündkapselbuchse 300 (siehe 6),
zusammengepasst wird.
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Um
die Gehäusebauteile 12, 14 aneinander zu
befestigen, werden an dem oberen Gehäuse 12 bzw. dem unteren
Gehäuse 14 Einrastlaschen 42, 48 bereitgestellt.
Die Einrastlaschen 42 wirken mit Einrastabsätzen 46 am
unteren Gehäuse 14 zusammen, während die
Einrastlasche 48 mit einem Einrastvorsprung 50 am
oberen Gehäuse 12 zusammenwirkt. Es
wird zu erkennen sein, dass die Zahl, Position und Form von Laschenmitteln
zum Befestigen der Gehäusebauteile 12, 14 aneinander
nicht besonders entscheidend für
die Erfindung sind und andere Mittel zum Befestigen der Gehäusebauteile 12, 14 aneinander,
einschließlich
der Verwendung von Klebstoffen oder dergleichen, eingesetzt werden
können
und innerhalb des Rahmens dieser Erfindung liegen.
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Die
Gehäusebauteile 12, 14 werden
ebenfalls mit Einrastösen 52 versehen,
wobei je eine an jeweils dem oberen und dem unteren Gehäuse 12, 14 angeordnet
wird. Wie in 6 zu sehen, wirken diese Einrastösen 52 mit
Kerben 54 in der Zündkapselbuchse 300 zusammen,
um den Zündkapselsteckverbinder 10 in
seiner Position innerhalb der Buchse 300 zu halten. Es
wird für
Fachleute auf dem Gebiet zu erkennen sein, dass die Gehäusebauteile 12, 14 einen
geformten Kunststoffaufbau haben können und zwittrig sein können, um
Fertigungs- und Lagerkosten zu verringern und den Zusammenbau zu erleichtern.
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Bei
der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsform umfasst der Buchsenkontakt 18 eine allgemein
rechteckige, kastenförmige
Aufnahme, die in elektrischem und mechanischem Kontakt mit dem Leiter
des Drahtes 22 ist. Solche Kontakte sind auf dem Gebiet
gut bekannt und müssen
nicht in weiteren Einzelheiten erörtert werden. Beispiele solcher Kontakte
schließen
die in WO 98/18181 beschriebenen und das im Handel von Tyco Electronics,
Harrisburg, PA, erhältliche
Micro QuadlokTM System ein. Es wird zu verstehen
sein, dass ein beliebiger geeigneter Buchsenkontakt innerhalb des
Rahmens der Erfindung eingesetzt werden kann.
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Der
Erdkontakt 20 umfasst bei der in 1 und 2 gezeigten
Ausführungsform
ein gestanztes und geformtes Metallstück in elektrischem und mechanischem
Kontakt mit dem Leiter von Draht 24. Der Erdkontakt 20 hat,
wie in 1 zu sehen, einen Zungenabschnitt 55,
der auf sich selbst umgeklappt wird, um einen Blattausleger 56 zu
bilden. Der Blattausleger 56 hat eine bogenförmige Biegung,
die dein Blattausleger eine elastische Eigenschaft gibt. Wie in 2 zu
sehen, wird der Blattausleger 56 innerhalb eines Schlitzes 58 in
einem Nasen- oder Spitzenabschnitt 60 des Gehäuses 11 angeordnet,
wenn der Steckverbinder 10 zusammengebaut wird, und steht über das
Gehäuse 11 hinaus
vor.
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Wenn
der Zündkapselsteckverbinder
mit der Zündkapselbuchse
zusammengepasst wird, wird die elektrische Leistungsverbindung dadurch
hergestellt, dass der Steckerkontakt 40 (6) über eine Öffnung 62
im Nasenabschnitt 60 des Steckverbinders 10 in
Eingriff mit dem Buchsenkontakt 18 gebracht wird. Diese
elektrische Leistungsverbindung erfolgt folglich in einer Ausrichtung,
die parallel zur Längsachse
des Steckverbinders 10 ist. Die elektrische Erdverbindung
erfolgt zwischen dem Blattausleger 56 des Erdkontakts 20 und
einer innerhalb der Zündkapselbuchse 300 angeordneten
Erdungsfläche 64 (siehe 6).
Da der Blattausleger 56 von einer Seitenfläche der
Spitze 60 weg vorsteht, wird zu erkennen sein, dass die
Erdverbindung quer zur Längsachse
des Steckverbinders und mit 90 Grad zur Leistungsverbindung ausgerichtet
wird. Jedoch erfolgen die Leistungsverbindung und die elektrische
Verbindung dennoch in Ebenen, die parallel zueinander sind, d.h.,
die Ebene der Erdungsfläche 64 befindet sich
in einer mit Zwischenraum angeordneten, wesentlich parallelen Beziehung
zur Ebene des Steckerkontakts 40. Es wird ebenfalls zu
erkennen sein, dass die Erdungsverbindung außerhalb des Steckverbinders 10 erfolgt,
während
die Leistungsverbindung innerhalb des Steckverbinders 10 erfolgt.
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Bei
der in 6 gezeigten Ausführungsform umfasst die Erdungsfläche 64 einen
ringförmigen Ring,
der die Spitze 60 des Gehäuses 11 umschließt. Es wird
sich verstehen, dass alternative Anordnungen möglich sind, obwohl sie nicht
bevorzugt werden, weil dann eine Ausrichtung des Steckverbinders 10 im
Verhältnis
zur Buchse 300 erforderlich wäre. In dem Fall, dass eine
ausgerichtete Anordnung verwendet wird, wäre es vorteilhaft, die Gehäusebauteile 12, 14 mit
einer Keilnut 65 oder anderen Ausrichtungskennzeichen,
wie in 1 und 2 zu sehen, zu versehen.
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3 bis 6 zugewendet,
wird nun die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Es ist am Anfang zu bemerken, dass die
Ausführungsform
von 1 bis 2 in vielerlei Hinsicht der bevorzugten
Ausführungsform
von 3 bis 6 ähnelt und beide viele der gleichen
Bauteile teilen. Um Verwirrung zu vermeiden, werden für identische
Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet, und neue Bezugszeichen
werden nur verwendet, wenn die sich Bauteile von einer Ausführungsform zur
anderen unterscheiden. Die Beschreibung solcher oben dargelegten
Bauteile ist gleichermaßen auf
die bevorzugten Ausführungsbeispiele
anwendbar.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Steckverbinder 210 ein Gehäuse 211 mit einem
oberen und einem unteren Gehäusestück oder -bauteil 212 bzw. 214 und
einen Nasenkörper 70.
Der Nasenkörper 70 ist
ein wesentlich zylindrisch geformtes Element, das im zusammengebauten
Zustand teilweise im Gehäuse 211 angeordnet
wird. Der Abschnitt des Nasenkörpers 70,
der nicht im Gehäuse 211 angeordnet
wird, steht von demselben vor, um, wie in 4 gezeigt,
den Spitzen- oder Nasenabschnitt des Steckverbinders zu bilden.
Der Nasenkörper 70 hat
eine Spitze 72 und eine Basis 74. Die Basis 74 wird
mit Schlitzen 78 versehen, die mit Rippen 80 als
Mittel zum Festhalten des Nasenkörpers
im Gehäuse 211 zusammenwirken.
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Wie
bei der vorherigen Ausführungsform werden
die Gehäusebauteile 212, 214 mit
Einrastmitteln 42, 46, 48 und 50,
um die Gehäusebauteile
aneinander zu befestigen, sowie mit Einrastösen 52 versehen, um
den Zündkapselsteckverbinder 210 in
der Zündkapselbuchse 300 zu
befestigen. Außerdem werden
die Gehäusebauteile 212, 214 hinter
dem Hohlraum 30 für
den Ferritblock 16 mit Drahtkanälen 32 und den Entspannungselementen 36 versehen.
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Der
Nasenabschnitt 70 wird mit einer Längsbohrung 82 versehen,
die so bemessen wird, dass sie in derselben den Buchsenkontakt 18 aufnimmt. Der
Erdkontakt 83 umfasst bei der bevorzugten Ausführungsform
ein korbartiges Element 84, das mechanisch und elektrisch
mit dem Leiter des Drahtes 24 verbunden wird. Der Korb 84 umfasst
eine Vielzahl von mit Zwischenraum angeordneten elastischen Auslegern 86,
angeordnet in einer kreisförmigen
Konfiguration und zusammengehalten durch ringförmige Bänder 88, 90,
eines an jedem Ende der Ausleger 86. Der Korb 84 wird
so bemessen, dass er über
den Abschnitt des Nasenkörpers 70 passt,
der zwischen der Spitze 72 und dem Basisabschnitt 74 liegt.
In zusammengebautem Zustand wird der Korb 84, wie in 4 und 6 zu
sehen, außerhalb
des Gehäuses 211 angeordnet.
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Nun
wird der Zusammenbau des Steckverbinders 210 beschrieben,
wobei Bezug genommen wird auf 5A bis 5E.
Die folgende Beschreibung dient nur zur Illustration und sollte
in keiner Weise als Begrenzung der Erfindung aufgefasst werden. Fachleute
auf dem Gebiet werden erkennen, dass alternative Verfahren verfügbar sind,
um den Steckverbinder zusammenzubauen. Der Buchsenkontakt 18 wird
mechanisch und elektrisch, wie beispielsweise durch Anquetschen,
mit dem Draht 22 verbunden. Danach wird der Buchsenkontakt 18 vom
Basisende 74 des Nasenkörpers
in die Längsbohrung 82 im
Nasenkörper 70 eingesetzt.
Der Erdkontakt 83 wird mechanisch und elektrisch, wie beispielsweise
durch Anquetschen, mit dem Draht 24 verbunden. Danach wird
die Spitze 72 des Nasenkörpers 70, wie in 5B zu
sehen, in den Korb 84 des Erdkontakts 83 eingesetzt.
Danach werden die Drähte 22, 24,
wie in 5C zu sehen, in den Fenitblock 16 eingesetzt. Die
Kontakte, der Fenitblock, der Nasenkörper und die Drähte werden
danach innerhalb der Gehäusebauteile 212, 214 angeordnet,
und die Gehäusebauteile
werden über
die Einrastmitte1 42, 46, 48 und 50 aneinander
befestigt. Wie in 6 zu sehen ist, wird der zusammengebaute
Zündkapselsteckverbinder 210 danach
in die Zündkapselbuchse 300 eingesetzt, wodurch
der Steckerkontakt 40 mit dem Buchsenkontakt zusammengepasst
wird, der Erdkontakt 86 wird mit der Erdungsfläche 64 zusammengepasst und
die Einrastösen 52 nehmen
die Einrastaussparungen 54 in Eingriff, um den Zündkapselsteckverbinder
in seiner Position zu sichern.