DE69420385T2

DE69420385T2 - Elektrische Steckeranordnung

Info

Publication number: DE69420385T2
Application number: DE69420385T
Authority: DE
Inventors: John Thomas Kightlinger
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2014-06-29
Also published as: JPH0778651A; EP0665453B1; US5308261A; DE69420385D1; EP0665453A3; CA2122306C; EP0665453A2; CA2122306A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinderanordnungen und insbesondere eine Lagesicherung für Verbinder mit niedrigem Querschnitt, um sicherzustellen, daß zusammengehörende Körper von elektrischen Verbindern richtig miteinander verbunden sind.
Das US-Patent Nr. 4 714 433 zeigt eine elektrische Verbinderanordnung, die einen Steckerverbinder umfaßt, der mit einem Buchsenverbinder zusammengefügt werden kann, um Anschlüsse, die mit von den Verbinderkörpern getragenen Drähten verbunden sind, elektrisch und mechanisch miteinander zu verbinden. Der Steckerverbinder weist einen einseitig gehaltenen Verriegelungsarm auf, der durch eine Rampe an dem Buchsenverbinder weggebogen wird und dann hinter der Rampe eingerastet wird, so daß die Verbinderkörper mechanisch miteinander verbunden sind, wenn der Steckerverbinder vollständig in den Buchsenverbinder eingesetzt ist. Dieses US-Patent offenbart auch die Verwendung eines zweiten Verriegelungselements oder einer Lagesicherung für Verbinder in der Form eines rechtwinklig gestalteten Rahmens, dessen eines Ende schwenkbar mit Laschen an dem Buchsenverbinder verbunden ist, und dessen anderes Ende mittels Rastsitz über eine Verankerung an dem einseitig gehaltenen Verriegelungsarm an dem Steckerverbinder angebracht werden kann, um sicherzustellen, daß die Stecker- und Buchsenverbinder richtig miteinander verbunden sind und um eine zweite Verriegelung zu schaffen.
Eine elektrische Verbinderanordnung ist erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 spezifizierten Merkmale gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neuartiges Lagesicherungselement für Verbinder mit dünnem oder niedrigem Querschnitt zur Verwendung mit Stecker- und Buchsenverbindern bereit, bei denen ein Verbinder den einseitig gehaltenen Verriegelungsarm aufweist, der mit der Rampe an dem anderen Verbinder in Eingriff gelangt und über diese hinweg gebogen wird, so daß eine erste Verriegelung geschaffen wird, um die Verbinder miteinander zu verbinden. Das Lagesicherungselement für Verbinder ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und weist eine im allgemeinen rechtwinklige Rahmenform mit einer großen zentralen Öffnung auf. Das Lagesicherungselement für Verbinder weist vorzugsweise beabstandete parallele Seiten und Enden und auch zwei Brücken oder Brückenteile auf, die sich quer zwischen seinen Seiten und an einer Stelle erstrecken, die von einem benachbarten Ende der Lagesicherung für Verbinder beabstandet ist. Die Brückenteile sind in Richtung ihrer benachbarten Enden und von diesen weg flexibel. Das Lagesicherungselement für Verbinder ist vorzugsweise dadurch vollständig umkehrbar, daß es identische Enden und Brückenteile und identische ebene Ober- und Unterseiten aufweist, so daß keine besondere Orientierung erforderlich ist, um es an seiner Stelle anzubringen.
Im Betrieb wird, nachdem die Stecker- und Buchsenverbinder miteinander verbunden sind, das Lagesicherungselement für Verbinder angebracht, indem lediglich ein Ende unter dem einseitig gehaltenen Verriegelungsarm neben die Rampe und sein anderes Ende über den einseitig gehaltenen Verriegelungsarm gesetzt wird und dann dasselbe zum Hinterteil des Verriegelungsarms verschoben wird. Der Brückenteil, der sich vorzugsweise neben der Rampe befindet, weist vorzugsweise eine Ausnehmung auf, um den hinteren Rand der Rampe aufzunehmen, und der Brückenteil wird bei seinem Eingriff mit dem hinteren Rand der Rampe verbogen. Der Verriegelungsarm an dem anderen Verbinder weist an seinem hinteren Ende Verankerungsvorsprünge auf, über die hinweg der andere Brückenteil gedrückt wird, wobei der Brückenteil verbogen wird und dann mit einem hörbaren Klick unter die Verankerungsvorsprünge rastet. Wenn dies eintritt, befindet sich das Lagesicherungselement für Verbinder an seiner Stelle, und es stellt sicher, daß die Verbinder richtig miteinander verbunden worden sind. Das Lagesicherungselement für Verbinder wird auch eine zweite Verriegelungsfunktion schaffen, weil ein Ende unter dem einseitig gehaltenen Verriegelungsarm angeordnet sein wird und das andere Ende unter dem Verankerungsvorsprung an dem Verriegelungsarm angeordnet sein wird, wobei die beiden Brückenteile gegen den hinteren Rand der Rampe und das sich radial erstreckende Ende der Verriegelungsarme vorgespannt sind.
Wenn das Lagesicherungselement für Verbinder nicht an seiner Stelle eingerastet werden kann, ist dies eine klare Anzeige für den Bediener, daß die zusammengehörenden Verbinder nicht richtig zusammengefügt worden sind.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Explosionsdraufsicht von oben einer elektrischen Verbinderanordnung ist, die zwei elektrische Verbinderkörper und ein Lagesicherungselement für Verbinder umfaßt,
Fig. 2 eine Explosionsaufriß von der Seite der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Verbinderanordnung ist, wobei das Lagesicherungselement für Verbinder im Querschnitt gezeigt ist,
Fig. 3 ein Aufriß von der Seite der elektrischen Verbinderanordnung der vorliegenden Erfindung ist, der das Lagesicherungselement für Verbinder teilweise mit den zusammengefügten Verbinderkörpern verbunden zeigt,
Fig. 4 eine Ansicht wie diejenige ist, die in Fig. 3 gezeigt ist, die jedoch das Lagesicherungselement für Verbinder mit den zusammengefügten Verbinderkörpern verbunden zeigt, und
Fig. 5 eine Draufsicht von oben der in Fig. 4 gezeigten elektrischen Verbinderanordnung ist, wobei Teile von dieser weggebrochen und im Schnitt gezeigt sind.
In den Zeichnungen ist eine elektrische Verbinderanordnung 10 gezeigt. Die elektrische Verbinderanordnung 10 umfaßt einen Steckerverbinderkörper oder Steckerverbinder 12, einen aufnehmenden Buchsenverbinder oder Buchsenverbinder 14 und ein Lagesicherungselement für Verbinder 20. Der Steckerverbinder 12 könnte irgendeinen geeigneten oder herkömmlichen Aufbau aufweisen und kann aus einem geeigneten, elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial hergestellt sein und einen vorderen Steckerteil 22 aufweisen. Durch den Steckerverbinder 12 hindurch sind mehrere Hohlräume (nicht gezeigt) vorgesehen, um elektrische Anschlüsse 24 unterzubringen, die geeignet mit Kabeln oder Leitern 26 verbunden sind. Die Anschlüsse 24 könnten irgendeinen geeigneten oder herkömmlichen Aufbau aufweisen und wären geeignet innerhalb der Hohlräume in dem Steckerverbinder 12 gehalten.
Der Steckerverbinder 12 weist auch einen einseitig gehaltenen Verriegelungsarm 30 auf, der sich sowohl radial von diesem nach außen als auch axial entlang des vorderen Steckerteils 22 erstreckt. Der Verriegelungsarm 30 ist gegabelt, so daß er zwei beabstandete, sich nach vorne erstreckende Seiten 32 festlegt, die sich im allgemeinen parallel zur Längsachse des Steckerverbinders 12 erstrecken und die an einer vorderen Krümmung 34 zusammengefügt sind. Die Seiten 32 sind einstückig mit dem Steckerverbinder 12 durch sich radial oder nach außen erstreckende Schenkel 36 verbunden. Die beabstandeten Seiten 32 legen zwischen sich einen Schlitz 35 fest. Die Krümmung 34 ist nach oben oder von dem vorderen Steckerteil 22 weg abgeschrägt, so daß sie eine Rampenfläche 38 festlegt und aus einem Grund, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Seiten 32 des Verriegelungsarms 30 legen an ihren hinteren Enden Verankerungslaschen oder Vorsprünge 40 fest, die sich von den Schenkeln 36 geringfügig nach hinten erstrecken. Der Steckerverbinder 12 ist auch mit einer ringförmigen elastomeren Dichtung 42 versehen, die an einem ringförmigen Flansch 43 an den Schenkeln 36 des Verriegelungsarms 30 anschlägt.
Der Buchsenverbinder 14 könnte irgendeinen geeigneten oder herkömmlichen Aufbau aufweisen und kann aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial hergestellt sein. Der Buchsenverbinder 14 umfaßt eine zentrale Öffnung (nicht gezeigt) zur Aufnahme des vorderen Steckerteils 22 des Steckerverbinders 12, und durch diesen hindurch mehrere Hohlräume (nicht gezeigt) zum Unterbringen von Anschlüssen 50, die mit Anschlüssen 24 zusammengefügt werden können und mit Kabeln oder Leitern 52 verbunden sind. Der Buchsenverbinder 14 weist an seinem vorderen Endteil 54 eine im allgemeinen ebene Fläche 56 auf. Mit der ebenen Fläche 56 ist eine schräge Rampe oder Nase 58 einstückig ausgebildet, die eine schräge Rampenfläche oder -kante 58a und eine dazu abgewandte Fläche oder Kante 58b aufweist, die sich senkrecht zur Längsachse des Buchsenverbinders 14 erstreckt.
Der Steckerverbinder 12 wird mit dem Buchsenverbinder 14 verbunden, indem der Steckerverbinder in die zentrale Öffnung (nicht gezeigt) in dem Buchsenverbinder 14 eingeführt wird. Wenn dies eintritt, wird die schräge Fläche 38 der Krümmung 34 des Verriegelungsarms 30 mit der schrägen Rampenfläche 58a der Rampe 58 in Eingriff treten, so daß bewirkt wird, daß der Verriegelungsarm 30 radial nach außen von dem Steckerverbinder 12 weg gebogen wird. Dies tritt ein, bis der Steckerverbinder 12 vollständig in den Buchsenverbinder 14 eingefügt oder eingesetzt ist und die Krümmung 38 über die Rampe 58 hinwegtritt, woraufhin die Eigenvorspannungskräfte des Verriegelungsarms 30 bewirken, daß der Krümmungsteil 34 hinter der Fläche 58b an der Rampe 58 einrastet und hinter dieser verriegelt ist. Dies liefert die erste Verriegelung, um die beiden Verbinder 12, 14 miteinander zu verbinden. Es ist anzumerken, daß während dieser Bewegung die zusammenfügbaren Anschlüsse 50 und 24 zusammengefügt werden und die Dichtung 42 mit einer Innenfläche (nicht gezeigt) in dem vorderen Endteil 54 in Eingriff treten wird, welcher die zentrale Öffnung in dem Buchsenverbinder 14 festlegt, so daß eine Abdichtung zwischen den Verbindern 12 und 14 geschaffen ist.
Gemäß den Vorkehrungen der vorliegenden Erfindung ist das Lagesicherungselement für Verbinder 20 vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Stecker- und Buchsenverbinder 12, 14 richtig zusammengefügt worden sind. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 kann aus einem geeigneten flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt sein, ist aber vorzugsweise aus Nylon hergestellt. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 umfaßt ein Element aus einem einzigen Stück mit dünnem oder niedrigem Querschnitt, das im allgemeinen eine rechteckige Rahmenform mit abgerundeten Ecken 60 aufweist. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 weist eine große zentrale Durchgangsöffnung 62 und zwei beabstandete parallele Seiten oder Seitenteile 64 und zwei beabstandete parallele Enden oder Endteile 66 auf. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 weist auch voneinander abgewandte, parallele, ebene Seiten 67, 68 auf. Die Endteile 66 sind an ihren ebenen Seiten 67, 68 mit beabstandeten geradlinigen Stegen 69 versehen, die sich quer zwischen den Seitenteilen 64 erstrecken, um einen Bediener dabei zu unterstützen, das Lagesicherungselement für Verbinder 20 aufzunehmen und zu ergreifen. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 umfaßt auch zwei Brücken oder Brückenteile 70. Jeder Brückenteil 70 ist an seinen Enden einstückig mit den Seitenteilen 64 ausgebildet und erstreckt sich parallel zu einem benachbarten Endteil 66 jedoch beabstandet von diesem. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 umfaßt sich quer erstreckende längliche Schlitze 74, um die Brückenteile 70 von den Endteilen 66 zu trennen. Die Brückenteile 70 können in Richtung des Endteils 66, der sich neben diesen befindet, und von diesem weg gebogen werden. Jeder der Brückenteile 70 umfaßt in seiner Mitte eine Kerbe oder Ausnehmung 76. Die Brückenteile 70, die an ihren Enden einstückig mit den Seitenteilen 64 ausgebildet sind, weisen eine geringere Breite auf, so daß der Brückenteil 70 leichter in Richtung des benachbarten Endteils 66 und von diesem weg gebogen werden kann.
Es ist anzumerken, daß das Lagesicherungselement für Verbinder 20 identische ebene Seiten 67, 68, identische Endteile 66 und Brückenteile 70 aufweist, so daß es auf eine vollständig umkehrbare Weise verwendet werden kann.
Wie es am besten in den Fig. 3-5 gezeigt ist, wird das Lagesicherungselement für Verbinder 20 mit der elektrischen Verbinderanordnung 10 verbunden, indem ein Endteil 66 von diesem unter dem Verriegelungsarm 30 neben der Rampe 58 und der Brückenteil 70 neben dem anderen Endteil 66 von diesem an dem Verriegelungsarm 30 neben den Schenkeln 36 gesetzt wird. Das Lagesicherungselement für Verbinder 20 kann dann in eine Richtung bewegt werden, daß die Fläche 58b der Rampe 58 in die sich daneben befindende Kerbe 76 in dem Brückenteil 70 und in Eingriff mit diesem Brückenteil 70 gebracht wird. Eine weitere Bewegung des Lagesicherungselements für Verbinder 20 nach rechts wird bewirken, daß der Brückenteil 70, der mit der Rampe 58 in Eingriff steht, in Richtung seines benachbarten Endteils 66 gebogen wird, und wird es zulassen, daß der andere Brückenteil 70, der über dem Verriegelungsarm 30 liegt, mit den Verankerungsvorsprüngen 40 in Eingriff tritt und dann in Richtung seines benachbarten Endteils 66 gebogen wird, bis er die Verankerungsvorsprünge 40 freigibt und unter diesen einrastet, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Diese Überrastungswirkung wird einen hörbaren Klick bewirken, um es den Bediener wissen zu lassen, daß die Verbindung hergestellt worden ist.
Es ist anzumerken, daß, sobald der Steckerverbinder 12 mit dem Buchsenverbinder 14 verbunden ist, das Lagesicherungselement für Verbinder 20 durch Verwendung einer Hand mit diesen verbunden werden kann. Der hörbare Klick liefert eine positive Anzeige für einen Bediener, der an einem Ort arbeitet, der schwierig zu erreichen ist und/oder an dem er nicht sehen kann, ob die Verbinder 12, 14 richtig verbunden worden sind. Wenn die Lagesicherungseinrichtung für Verbinder 20 mit der elektrischen Verbinderanordnung 10 verbunden ist, werden die Brückenteile 70 vorspannend mit der Fläche 58b der Rampe 58 und den Schenkeln 36 in Eingriff stehen, um das Lagesicherungselement des Verbinders 20 ohne zu klappern vorspannend an seiner Stelle zu halten. Es ist auch anzumerken, daß das Lagesicherungselement für Verbinder 20 eine zweite Verriegelung bereitstellt, dadurch daß es verhindert, daß die Verbinder 12, 14 voneinander getrennt werden.
Aus dem vorhergehenden ist festzustellen, daß ein neuartiges, einstückiges, vollständig umkehrbares Lagesicherungselement für Verbinder mit niedrigem Querschnitt geschaffen worden ist, das einen einfachen und sehr wirksamen Aufbau aufweist, das von jedem Ende oder jeder Seite aufgebracht werden kann, das unter Verwendung von einer Hand angebracht werden kann und das eine betriebssichere Sicherung schafft, daß die Verbinder richtig zusammengefügt worden sind.

Claims

1. Elektrische Verbinderanordnung (10), umfassend einen ersten Verbinder (12), der mit einem einstückig ausgebildeten, biegbaren, einseitig gehaltenen Verriegelungsarm (30) versehen ist, der sich axial entlang des ersten Verbinders erstreckt, wobei der Verriegelungsarm (30) mindestens einen Verankerungsvorsprung (40) umfaßt, der sich von dem hinteren Ende des Verriegelungsarms (30) nach hinten erstreckt; einen zweiten Verbinder (14), der mit dem ersten Verbinder zusammengefügt werden kann und eine sich quer erstreckende Rampe (58) aufweist, wobei der Verriegelungsarm mit der Rampe in Eingriff tritt und durch diese aus einer normalen Lage in einem freien Zustand weggebogen werden kann, wenn der erste und der zweite Verbinder zusammengefügt werden, bis der Verriegelungsarm die Rampe freigibt, woraufhin Eigenvorspannungskräfte an dem Verriegelungsarm den Verriegelungsarm in Richtung der normalen Lage in einem freien Zustand zurückführen, so daß er hinter der Rampe verriegelt und den ersten und den zweiten Verbinder miteinander verriegelt; und ein Lagesicherungsmittel für Verbinder (20), um den ersten und den zweiten Verbinder miteinander verriegelt zu halten;

dadurch gekennzeichnet,

daß das Lagesicherungsmittel für Verbinder (20) nur an dem ersten und dem zweiten Verbinder gehalten werden kann, wenn der erste und der zweite Verbinder richtig zusammengefügt sind, und ein im wesentlichen ebenes, einstückig ausgebildetes, flexibles Element umfaßt, das eine zentrale Durchgangsöffnung (62), entgegengesetzte Endteile (66) und einen quer liegenden, flexiblen Brückenteil (70) aufweist, der sich quer über die Öffnung hinweg neben und im wesentlichen parallel zu einem der Endteile erstreckt, und der auf den einen Endteil zu und von diesem weg gebogen werden kann, wobei das Lagesicherungsmittel für Verbinder (20) mit dem ersten (12) und dem zweiten (14) Verbinder verbunden wird, wenn diese zusammengefügt sind, indem ein Endteil unter dem Verriegelungsarm (30) angeordnet wird und der Endteil in Richtung der Rampe (58) verschoben wird, der andere Endteil an dem Verankerungsvorsprung (40) an dem Verriegelungsarm in Eingriff gebracht wird, und dann der eine Endteil in Richtung des ersten Verbinders geschoben wird, bis der andere Endteil über den Verankerungsvorsprung (40) hinwegtritt und unter dem Verankerungsvorsprung (40) einrastet.

2. Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 1, wobei das Lagesicherungsmittel für Verbinder (20) einen zweiten flexiblen Brückenteil (70) umfaßt, der sich quer über die Öffnung hinweg neben und im wesentlichen parallel zu dem anderen Endteil (66) erstreckt, und der in Richtung des anderen Endteils und von diesem weg gebogen werden kann, wobei der zweite Brückenteil beim Verbinden des Lagesicherungsmittels für Verbinder mit dem ersten und dem zweiten Verbinder (12, 14) mit der Rampe (58) in Eingriff tritt, so daß die Brückenteile mit der Rampe und dem Verriegelungsarm vorspannend in Eingriff stehen.

3. Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 2, wobei die Endteile (66) und die Brückenteile (70) des Lagesiche rungsmittels für Verbinder (20) identisch sind, so daß das Lagesicherungsmittel für Verbinder umkehrbar ist.

4. Elektrische Verbinderanordnung nach Anspruch 3, wobei jeder Brückenteil (70) in seiner Mitte eine Kerbe (76) aufweist, um die Rampe (58) aufzunehmen.

5. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder Endteil (66) geradlinige Stege (69) aufweist, um ein Ergreifen des Lagesicherungsmittels für Verbinder (20) zu unterstützen.

6. Elektrische Verbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der oder jeder Brückenteil (70) an seinen Enden eine verringerte Breite aufweist.

7. Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Lagesicherungsmittel für Verbinder (20) aus Kunststoffmaterial hergestellt ist und im wesentlichen rechtwinklig ist.