(19) |
|
|
(11) |
EP 0 647 988 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
11.12.1996 Patentblatt 1996/50 |
(22) |
Anmeldetag: 08.09.1994 |
|
(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)6: H01R 13/703 |
|
(54) |
Steckverbinder-Kupplung
Plug-connector
Connecteur à broche
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
BE DE ES FR GB IT SE |
(30) |
Priorität: |
28.09.1993 DE 9314667 U
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
12.04.1995 Patentblatt 1995/15 |
(73) |
Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
|
80333 München (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- Flieger, Richard, Dipl.-Ing.(FH)
D-85134 Stammham (DE)
- D'Hulster, Freddy
B-8211 Aartrijke (BE)
- van Houdenhove, Rony, Ind.Ing.
B-8755 Ruiselede (BE)
|
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 600 418 US-A- 4 113 340
|
DE-U- 9 112 178 US-A- 4 113 341
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Steckverbinder-Kupplung, mit einem Buchsenstecker und
mit einem Stiftstecker, die zusammen ein Stecker-Pärchen bilden und die aus Isoliermaterial
bestehen und jeweils Aufnahmen zum Einstecken und primärem Sichern von Buchsenkontakten
aufweisen, wobei mindestens eine federnde Kurzschlußbrücke vorgesehen ist, die jeweils
zwei Buchsenkontakte des Buchsensteckers miteinander verbindet, und wobei der Stiftstecker,
parallel zu in mindestens einer Reihe angeordneten Kontaktstiften, die zum Einstecken
in die entsprechend angeordneten Buchsenkontakte des Buchsensteckers bestimmt und
jeweils mit den eigenen Buchsenkontakten verbunden sind, für jede Kurzschlußbrücke
ein Unterbrecherelement aufweist, welches bei der Kupplung von Buchsenstecker und
Stiftstecker den Kurzschluß zwischen den jeweils zwei Buchsenkontakten aufhebt.
[0002] Ein derartiger Steckverbinder ist durch das DE-U 91 12 178 bekannt.
[0003] Steckverbinder werden beispielsweise als Komponenten von Airbag-Systemen in Kraftfahrzeugen
eingesetzt. Die zunehmenden Anforderungen an die Betriebssicherheit derartiger Systeme
löst zwangsläufig auch steigende Anforderungen an deren Steckverbinder aus. Neben
der konventionellen Aufgabe, eine lösbare elektrische Verbindung herzustellen, müssen
derartige Steckverbinder deshalb wichtige Schutzfunktionen, insbesondere eine Sicherung
vor durch elektrische Ladungen ausgelöste Fehlfunktionen des Airbag-Systems im ungekuppelten
Zustand des Steckverbinders und vor einer Fehlauslösung im Fahrbetrieb durch elektromagnetische
Störungen, erfüllen.
[0004] Bei der Montage oder Wartung eines Kraftfahrzeugs lassen sich insbesondere elektrostatische
Entladungen nie völlig ausschließen. Um zu vermeiden, daß bereits einzelne Entladungsfunken
eine Fehlauslösung des Airbag-Systems zur Folge haben, wird der Stromversorgungskontakt
des Buchsensteckers des ungekuppelten Steckverbinders mit dem niederohmigeren Massekontakt
kurzgeschlossen. Fehlauslösungen der vor statischen Entladungen ungeschützten Kontakte
des Buchsensteckers werden demnach durch Ableiten der Entladungen über den Massekontakt
verhindert. Im obengenannten Gebrauchsmuster wird zur Verbindung von jeweils zwei
Buchsenkontakten im Buchsenstecker ein federndes Kurzschlußelement vorgeschlagen.
Dieser Kurzschluß muß im gesteckten Zustand des Steckverbinders natürlich sicher aufgehoben
werden. Dies kann durch ein zungenförmiges Unterbrecherelement im Stiftstecker erreicht
werden, das sich beim Zusammenfügen des Steckerpärchens zwischen Buchsenkontakte und
Kurzschlußelement schiebt.
[0005] Wie bereits erwähnt, muß darüber hinaus eine Fehlauslösung des Airbags durch leitungsgeführte
hochfrequente Spannungen vermieden werden. Diese können im Betrieb des Kraftfahrzeugs,
also bei gekuppeltem Steckverbinder, beispielsweise während einiger Millisekunden
des Zündvorganges auftreten. Bisher wird diese, neben dem Kurzschließen zweite Schutzfunktion
durch einen zweiten, zusätzlichen Steckverbinder erfüllt, der ein in Reihe geschaltetes
Filter-Bauelement beinhaltet. Das Filter-Bauelement des unmittelbar am Gasgenerator
des Airbags angeordneten Filter-Steckverbinders wird bisher erst bei Montage des Airbag-Systems
eingelötet.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ihren Funktionen erweiterte, kompaktere
und gleichzeitig flexiblere Steckverbinder-Kupplung der eingangs genannten Art zu
schaffen.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Stiftstecker ein elektrisches
Filter-Bauelement integriert und in Reihe zwischen zwei bei der Kupplung miteinander
verbundenen Buchsenkontakten des Stecker-Pärchens geschaltet ist.
[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen
angegeben.
[0009] Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
im folgenden näher beschrieben.
[0010] Es zeigen
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Steckverbinder in Explosionsdarstellung,
Figur 2 eine Realisierung der Reihenschaltung des Filter-Bauelementes,
Figur 3 eine Draufsicht auf einen unverschlossenen Stiftstecker,
Figur 4 eine geschnittene Seitenansicht des Stiftsteckers nach Figur 3,
Figur 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Stiftsteckers,
Figur 6 eine Ansicht der im erfindungsgemäßen Steckverbinders verwendbaren Kurzschlußbrücke.
[0011] Der in Figur 1 dargestellte Steckverbinder besteht aus einem Stiftstecker 1 und einem
Buchsenstecker 8, 9 und 15. In den annähernd zylindrischen Stiftstecker 1 sind in
Axialrichtung Stiftkontakte, beispielsweise mit einem Querschnitt von 0,63 x 0,63
mm und mit einer vergoldeten Kontaktoberfläche, eingepreßt. Von den äußeren Abmessungen
her ist die Stiftsteckerausführung als sechspolige, zweireihige Kontaktanordnung mit
stirnseitigem Kabelabgang ausgeführt. Die buchsenseitige Stirnseite des Stiftsteckers
1 ist offen, so daß der Stiftstecker 1 dort zur teilweisen Aufnahme des Buchsensteckers
bei der Kupplung ausgebildet ist. Die Kupplung wird durch an sich bekannte Führungs-
und Rastmittel, insbesondere einen federnden Rasthaken 13 am Buchsenstecker und eine
passende Rastöffnung 4 am Stiftstecker 1, unterstützt. Eine vorteilhafte Fixiermöglichkeit
des Steckverbinders beispielsweise am Fahrzeugchassis ist durch den dargestellten
integrierten Schnapphaken 2 gegeben.
[0012] Der Stiftstecker 1 weist zur kabelabgangsseitigen Stirnseite hin zwei durch einen
ersten und zweiten Verschlußdeckel 5 und 6 verschließbare, annähernd als Halbzylinder
ausgebildete Kammern auf, die für die getrennte Aufnahme des Filter-Bauelementes bzw.
der Buchsenkontakte 11 vorgesehen sind. Durch diese Anordnung sind gute Zugangs- und
Verriegelungsmöglichkeiten gewährleistet. Als Filter-Bauelement kann vorzugsweise
eine in Reihe geschaltete, als Tiefpaß dienende Spule 3 eingesetzt werden. Es kann
jedoch auch ein anderes Bauelement, beispielsweise ein Kondensator oder ein Draht,
angeschlossen werden. Die Spule 3 kann, wie in den Figuren 3 bis 5 dargestellt, quer
oder parallel zur Axialrichtung des Stiftsteckers 1 angeordnet werden. Sie kann im
übrigen auch ohne weiteres mit Kunststoff umgossen werden.
[0013] Damit einerseits Spulen mit den üblichen Maßtoleranzen verwendet werden können, die
andererseits aber durch die im Betrieb auftretenden hohen Beschleunigungen (10 G und
mehr), die auf Vibrationen zurückgehen, nicht beschädigt werden, ist es vorteilhaft,
wenn die durch den ersten Verschlußdeckel 5 verschließbare erste Kammer eine zur Aufnahme
des etwas kleineren Bauelementes bestimmte wannenartige Ausformung aufweist, in der
das Bauelement durch mindestens einen, in Figur 4 dargestellten, an der Innenseite
des ersten Verschlußdeckels 5 angeformten Federlappen federnd gehalten ist. Der mit
Torsionsrasthaken versehene erste Verschlußdeckel 5 drückt die Spule 3, nach dem Aufsetzen
und Verrasten am Stiftstecker 1, in die Aufnahme. Der erste Verschlußdeckel 5 kann
ohne Gewaltanwendung nicht wieder demontiert werden. Durch das Andrücken der Spule
durch den Federlappen werden Vibrationen ausreichend gedämpft.
[0014] Die sich in der in Figur 1 gewählten Darstellung nicht einsehbar nach unten hin öffnende
zweite Kammer des Stiftsteckers 1 dient vornehmlich zur Aufnahme der Buchsenkontakte
11, für die in ihrer Basis Aufnahmen zum Einstecken und Fenster zum primären Sichern
der vorzugsweise als Rasthülse mit Federlappen ausgebildeten Buchsenkontakte 11. Die
aus Sicherheitsgründen vorgeschriebene Sekundärverriegelung kann vorteilhafterweise
durch einen an der Innenseite des die zweite Kammer verschließenden zweiten Verschlußdeckels
6 angeformten Quersteg 7 erfolgen, durch den die Buchsenkontakte 11 des Stiftsteckers
1 bei geschlossenem Verschlußdeckel 6 endgültig gesichert sind. Zum Verschließen wird
der zweite Verschlußdeckel 6 seitlich am Stiftstecker 1 in Scharniere eingelegt und
eingeschwenkt. Er rastet über einen am Stiftstecker 1 angespritzten Rasthaken ein,
kann aber, der leichteren Zugänglichkeit wegen, wieder geöffnet werden.
[0015] Der Buchsenstecker besteht, wie in Figur 1 dargestellt, aus einem in eine Abdeckkappe
8 polarisiert einschiebbaren Buchsengehäuse 9, in dem die Buchsenkontakte 10 und die
mindestens eine, in Figur 6 detaillierter dargestellte Kurzschlußbrücke 12 angeordnet
sind, und aus einer axial auf die Abdeckkappe 8 aufschiebbaren Verschlußplatte 15.
Dabei ist das Buchsengehäuse 9 mit Führungsnuten 16 versehen, in die beim Einschieben
in die Abdeckkappe 8 an dieser angeformte Führungsrippen 14 eingreifen, wobei gleichzeitig
eine endgültige Sicherung der Buchsenkontakte 10 bewirkt ist. Auf der Abdeckkappe
8 sind darüber hinaus Rastnasen und an der Verschlußplatte 15 entsprechende Vertiefungen
vorgesehen, wobei ein falsches Aufschieben durch eine geschlossene Nut an der Abdeckkappe
8 vermieden wird.
[0016] In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Verschaltung der Kontaktstifte 21, 22 und 23
mit der Filter-Spule dargestellt. Es ist erkennbar, daß das Filter-Bauelement mit
den abgewinkelten Enden zweier Kontaktstiftteile 21 elektrisch verbunden ist, die,
um 180° gedreht und gespiegelt, seitlich versetzt zueinander in einer Reihe mit den
anderen Kontaktstiften im Stiftstecker angeordnet und befestigt sind. Diese Realisierung
der Reihenschaltung ist, über den grundsätzlichen Vorteil jeder erfindungsgemäßen
Ausführung, eine in einem einzigen Steckverbinder mit Kurzschlußelement integrierte
Reihenschaltung vorzusehen hinaus, dadurch vorteilhaft, daß zwei identische Kontaktstiftteile,
die jedoch unsymmetrisch montiert werden, verwendet werden können, was insbesondere
einen leichten Einbau in zwei identischen Arbeitsgängen ermöglicht. Üblicherweise
ist einer der im Buchsenstecker kurzgeschlossenen Kontaktwege mit der Reihenschaltung
versehen. Die beiden übrigen Kontaktstifte 22 und 23, von denen einer im dargestellten
Ausführungsbeispiel weder als Stromversorgungs- noch Masseanschluß, sondern als eine
fakultative Anschlußmöglichkeit dient, sind mit ihren beiden Enden jeweils unmittelbar
in die axial in einer Linie liegenden Buchsenkontakte des Stiftsteckers und des Buchsensteckers
eingesteckt, während die durch die beiden Kontaktstiftteile 21 und die in Reihe geschaltete
Spule miteinander verbundenen Buchsenkontakte seitlich etwas versetzt sind, was den
Spielraum für die Anordnung der Spule oder eines anderen Filter-Bauelementes erheblich
erhöht.
1. Steckverbinder-Kupplung, mit einem Buchsenstecker (8, 9, 15) und mit einem Stiftstecker
(1), die zusammen ein Stecker-Pärchen bilden und die aus Isoliermaterial bestehen
und jeweils Aufnahmen zum Einstecken und primärem Sichern von Buchsenkontakten aufweisen,
wobei mindestens eine federnde Kurzschlußbrücke (12) vorgesehen ist, die jeweils zwei
Buchsenkontakte des Buchsensteckers miteinander verbindet, und wobei der Stiftstecker,
parallel zu in mindestens einer Reihe angeordneten Kontaktstiften, die zum Einstecken
in die entsprechend angeordneten Buchsenkontakte des Buchsensteckers bestimmt und
jeweils mit den eigenen Buchsenkontakten verbunden sind, für jede Kurzschlußbrücke
ein Unterbrecherelement aufweist, welches bei der Kupplung von Buchsenstecker und
Stiftstecker den Kurzschluß zwischen den jeweils zwei Buchsenkontakten aufhebt, dadurch gekennzeichnet, daß im Stiftstecker (1) ein elektrisches Filter-Bauelement integriert und in Reihe
zwischen zwei bei der Kupplung miteinander verbundenen Buchsenkontakten (10, 11) des
Stecker-Pärchens geschaltet ist.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement mit den abgewinkelten Enden zweier Kontaktstiftteile (21) elektrisch
verbunden ist, die, um 180° gedreht und gespiegelt, seitlich versetzt zueinander in
einer Reihe mit den anderen Kontaktstiften (22, 23) im Stiftstecker (1) angeordnet
und befestigt sind.
3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftstecker (1) annähernd zylindrisch ausgebildet ist, wobei die buchsenseitige
Stirnseite offen ist und der Stiftstecker (1) dort zur teilweisen Aufnahme des Buchsensteckers
bei der Kupplung ausgebildet ist, und wobei der Stiftstecker (1) zur kabelabgangsseitigen
Stirnseite hin zwei durch einen ersten und zweiten Verschlußdeckel (5, 6) verschließbare,
insbesondere annähernd als Halbzylinder ausgebildete Kammern aufweist, die für die
getrennte Aufnahme des Bauelementes bzw. der Buchsenkontakte (11) vorgesehen sind.
4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den ersten Verschlußdeckel (5) verschließbare erste Kammer eine zur
Aufnahme des etwas kleineren Bauelementes bestimmte wannenartige Ausformung aufweist,
in der das Bauelement durch mindestens einen an der Innenseite des ersten Verschlußdeckels
(5) angeformten Federlappen federnd gehalten ist.
5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchsenstecker aus einem in eine Abdeckkappe (8) polarisiert einschiebbaren
Buchsengehäuse (9), in dem die Buchsenkontakte (10) und die mindestens eine Kurzschlußbrücke
(12) angeordnet sind, und aus einer axial auf die Abdeckkappe (8) aufschiebbaren Verschlußplatte
(15) besteht.
6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsengehäuse (9) mit Führungsnuten (16) versehen ist, in die beim Einschieben
in die Abdeckkappe (8) an dieser angeformte Führungsrippen (14) eingreifen, wobei
gleichzeitig eine endgültige Sicherung der Buchsenkontakte (10) bewirkt ist.
7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsenkontakte (11) des Stiftsteckers (1) durch einen an der Innenseite
des die zweite Kammer verschließenden zweiten Verschlußdeckels (6) angeformten Quersteg
(7) endgültig gesichert sind.
8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Stiftstecker (1) eine Spule (3) als Filter-Bauelement integriert ist.
1. Plug-connector coupling, having a female connector (8,9,15) and having a male connector
(1), which together form a connector pair and are composed of insulating material
and each have receptacles for the insertion and primary securing of socket contacts,
at least one resilient short-circuiting bridge (12) being provided, which connects
two respective socket contacts of the female connector to one another, and the male
connector, parallel to contact pins which are arranged in at least one row, are intended
for insertion into the correspondingly arranged socket contacts of the female connector
and are respectively connected to their own socket contacts, having an interrupter
element for each short-circuiting bridge, which interrupter element cancels the short
circuit between the two respective socket contacts when the female connector and male
connector are coupled, characterized in that an electrical filter component is integrated
in the male connector (1) and is connected in series between two socket contacts (10,
11) of the connector pair which are connected to one another during the coupling.
2. Plug connector according to Claim 1, characterized in that the component is electrically
connected to the angled ends of two contact pin parts (21), which are arranged and
fixed, in mirrored form rotated through 180°, laterally offset with respect to one
another in a row with the other contact pins (22, 23) in the male connector (1).
3. Plug connector according to Claim 1 or 2, characterized in that the male connector
(1) has an approximately cylindrical design, the end on the female connector side
being open and the male connector (1) being designed there for the partial accommodation
of the female connector during coupling, and the male connector (1) having, towards
the end on the cable outlet side, two chambers which can be closed off by a first
and second closure cover (5, 6), are designed, in particular, approximately as half-cylinders
and are provided for the isolated accommodation of the component and of the socket
contacts (11), respectively.
4. Plug connector according to Claim 3, characterized in that the first chamber, which
can be closed off by the first closure cover (5), has a trough-like recess which is
intended to accommodate the somewhat smaller component and in which the component
is resiliently held by means of at least one spring tab which is integrally formed
on the inside of the first closure cover (5).
5. Plug connector according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the female
connector comprises a socket housing (9) which can be pushed in a polarized manner
into a covering cap (8) and in which the socket contacts (10) and the at least one
short-circuiting bridge (12) are arranged, and comprises a closure plate (15) which
can be pushed axially onto the covering cap (8).
6. Plug connector according to Claim 5, characterized in that the socket housing (9)
is provided with guide grooves (16) into which guide ribs (14) which are integrally
formed on the covering cap (8) engage when the said socket housing is pushed into
the said covering cap, definitive securing of the socket contacts (10) being effected
at the same time.
7. Plug connector according to one of Claims 3 to 6, characterized in that the socket
contacts (11) of the male connector (1) are definitively secured by means of a transverse
web (7) which is integrally formed on the inside of the second closure cover (6) which
closes off the second chamber.
8. Plug connector according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a coil (3)
is integrated as filter component in the male connector (1).
1. Dispositif d'accouplement de connecteurs, comportant une prise femelle (8, 9, 15)
et une prise mâle (1), qui forment ensemble un couple de prises, qui sont en un matériau
isolant et qui comportent des logements pour l'enfichage et la fixation primaire de
contacts femelles, dans lequel il est prévu au moins un pont (12) de court-circuit
faisant ressort, qui relie l'un à l'autre deux contacts femelles de la prise femelle,
dans lequel la prise mâle comporte, parallèlement à des broches de contact, qui sont
disposées en au moins un rang, qui sont destinées à l'enfichage dans les contacts
femelles, disposés de manière correspondante, de la prise femelle et qui sont reliées
aux contacts proprement dits femelles, pour chaque pont de court-circuit, un élément
interrupteur, qui rompt le court-circuit entre les deux contacts femelles lors de
l'accouplement de la prise femelle et de la prise mâle, caractérisé en ce qu'un composant
électrique de filtrage est intégré à la prise mâle (1) et est branché en série entre
deux contacts (10, 11) femelles, reliés l'un à l'autre lors de l'accouplement, du
couple de prises.
2. Connecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composant est relié
électriquement aux extrémités coudées de deux parties (21) de broches de contact,
qui sont disposées et fixées dans la prise (1) mâle en étant symétriques comme en
un miroir et tournées de 180° et en étant décalées latéralement l'une par rapport
à l'autre, en un rang avec les autres broches (22, 23) de contact.
3. Connecteur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la prise mâle (1)
est de forme approximativement cylindrique, la face frontale côté femelle étant ouverte
et la prise mâle (1) ayant à cet endroit une forme pour la réception partielle de
la prise femelle lors de l'accouplement et la prise mâle (1) comportant, en direction
de la face frontale du côté départ de câble, deux chambres, qui peuvent être fermées
par des premier et second couvercles (5, 6) de fermeture, qui ont notamment approximativement
la forme de demi-cylindres et qui sont prévus pour la réception séparée du composant
et des contacts (11) femelles.
4. Connecteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la première chambre pouvant
être fermée par le premier couvercle (5) de fermeture comporte une cuvette, qui est
destinée à la réception du composant un peu plus petit et dans laquelle le composant
est maintenu de manière élastique par au moins une branche de ressort issue du côté
intérieur du premier couvercle (5) de fermeture.
5. Connecteur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la prise
femelle est constituée d'un boîtier (9) de prise femelle, qui peut être introduit
de manière polarisée dans un capuchon (8) et dans lequel les contacts (10) femelles
et le au moins un pont (12) de court-circuit sont disposés, et d'une plaque (15) de
fermeture pouvant coulisser axialement sur le capuchon (8).
6. Connecteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est ménagé dans le
boîtier (9) de prise femelle des rainures (16) de guidage, dans lesquelles s'engagent
des nervures (14) de guidage issues du capuchon (8) lors de l'introduction dans celui-ci,
une fixation définitive des contacts (10) femelles étant provoquée en même temps.
7. Connecteur suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les contacts
(11) femelles de la prise mâle (1) sont fixés définitivement par une barrette (7)
transversale issue du côté intérieur du second couvercle (6) de fermeture fermant
la seconde chambre.
8. Connecteur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une bobine
(3) est intégrée en tant que composant de filtrage, à la prise mâle (1).