包含连接器位置保证元件的电连接器的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车辆安全约束系统的电连接器，尤其是引爆连接器，其包括连接器位置保证元件(cpa)，该连接器位置保证元件(cpa)使得能够与压缩构件的作用一起自动地防止与配合电连接器的错误连接。


背景技术：

2.特别是在汽车工业的电连接领域，已知在试图将电连接器联接到配合电连接器期间，使用包括压缩构件的连接器(其中压缩构件通常是布置在连接器中的一个传统的螺旋型弹簧)使得只要施加在电连接器和/或配合电连接器上的力不足以正确地联接它们，就可以推回配合电连接器。在这样的系统中，已知压缩构件在电连接器中处于其运输位置时(即在将其连接到配合连接器的任何尝试之前)被松弛，并且在与配合电连接器的联接尝试期间在轴向方向上被压缩，此时压缩构件的压缩与配合电连接器的联接方向相反。因此，只要施加以联接两个配合电连接器的力不足以完成联接，即，允许两个配合电连接器彼此锁定，压缩构件的压缩产生的张力就会使得能够将配合电连接器向与联接方向相反的方向推回，从而避免错误连接的可能性。
3.在从现有技术已知的连接器中，压缩构件的压缩因此必须足够高以允许配合的电连接器在它们没有完全相互锁定的情况下良好地弹出。为了获得所需的功能，已知压缩构件使用至少一个弹簧。
4.从现有技术中还已知，使用连接器位置保证(cpa)元件使得可以监控和确保电连接器与配合连接器的正确联接。在汽车工业中，尤其已知使用cpa元件以一方面确保两个配合的电连接器正确联接和锁定，以另一方面通过附加锁定来加强配合的电连接器的锁定，其目的之一是避免例如由于机动车辆的连接元件经常经历的许多冲击和强烈振动而导致配合的电连接器的意外断开。
5.已知通常用于机动车辆安全带或安全气囊的安全约束系统包括烟火装置，该烟火装置可以基于车辆传感器接收的冲击或振动信息来激活安全带的锁定或安全气囊的充气。还已知将传感器的控制单元连接到相应的烟火装置或引爆的电缆终止于电连接器，该电连接器通常连接到配合电连接器容座或引爆载体。
6.还已知机动车辆的安全气囊引爆系统使用标准化引爆连接器，引爆连接器的标准要求高度紧凑，因此相对于用于车辆的其他系统或电气元件的连接器而言尺寸较小。该标准特别规定了与现有技术的已知弹簧锁定连接器中使用的锁定弹簧的行程所需的空间不相容的尺寸。
7.文件wo 2015/088636 a1特别公开了一种自弹出式汽车线束连接器，其包括一个螺旋压缩弹簧，该螺旋压缩弹簧布置在连接器的壳体中，位于盖和连接器位置保证(cpa)元件之间。然而，如从wo 2015/088636 a1已知的螺旋压缩弹簧的布置不允许相对于壳体均匀地分布压缩力。此外，不能很好地防止螺旋压缩弹簧和导电端子之间的非自愿接触。根据wo 2015/088636 a1的设计还要求螺旋压缩弹簧包括足够量的螺旋以承受由配合操作产生的
机械应力。因此，从wo 2015/088636 a1已知的螺旋压缩弹簧必须设置有最小长度，这不允许进一步减小壳体的尺寸。


技术实现要素：

8.因此，本发明的一个目的是改进引爆电连接器，以使它们比现有技术中已知的连接器更耐用和更可靠。
9.本发明的目的通过电连接器，特别是用于机动车辆的安全约束系统的引爆连接器来实现，其用于在配合方向上与配合电连接器连接，所述电连接器包括：壳体，该壳体包括可沿配合方向插入配合电连接器的插入部分，该插入部分具有至少一个容座以接收导电端子的至少一个电触头；以及压缩构件，其布置在壳体内使得压缩构件可沿配合方向被压缩；以及连接器位置保证元件(cpa)，其可沿配合方向从解锁位置滑动到锁定位置，当电连接器连接到配合连接器时，cpa的所述锁定位置允许电连接器锁定到配合连接器。根据本发明，在配合方向上，压缩构件的中心轴线与壳体的插入部分的中心轴线基本对齐。
10.压缩构件的中心轴线与壳体的插入部分的中心轴线在配合方向上的对齐允许在配合操作期间改善施加在壳体上的力分布。
11.实际上，在沿着配合方向发生的压缩构件的压缩期间，压缩构件在根据本发明的电连接器内的特定布置相对于壳体的插入部分均匀地分布施加的力。因此，与现有技术的电连接器相比(其中压缩弹簧的中心轴线与壳体的插入部分的中心轴线不对齐)，在壳体的插入部分上施加了均匀的应变。
12.因此，根据本发明的电连接器变得更加稳定，尤其是在配合操作期间。因此，提供了比现有技术已知的连接器更耐用和更可靠的电连接器。
13.根据各种有利实施例，可以进一步改进电连接器。
14.根据一个实施例，压缩构件可以配置为沿其中心轴线施加反作用力。
15.因此，压缩构件可以沿平行于配合方向的方向变形。
16.根据一个实施例，cpa可以包括头部，至少一个闩锁臂从该头部延伸，所述至少一个闩锁臂被配置为在锁定位置防止cpa和壳体之间的相对移动，压缩构件部分地布置在cpa的头部上。
17.由于压缩构件部分布置在cpa的头部上，因此压缩构件可以直接对cpa施加力。在压缩构件施加在cpa上的力的作用下，cpa可以沿配合方向滑动。特别地，cpa可以从解锁位置滑动到锁定位置，从而为电连接器提供cpa的功能。
18.根据一个实施例，压缩构件可以部分地布置在cpa头部的凹部内或突起周围。
19.它允许为cpa提供更好的压缩构件保持力。压缩构件的良好保持力是汽车应用特别需要的，其中电连接器可能面临阻塞和振动。
20.根据一个实施例，cpa的头部可以被配置为一体地覆盖至少一个容座，所述至少一个容座用于接收导电端子的至少一个电触头。
21.cpa由电绝缘材料制成，尤其是塑料。
22.因此，根据本发明的cpa布置成在压缩构件和导电端子的电触头之间提供电绝缘屏障。因此，可以通过cpa设计和布置来防止电触头和压缩构件之间的接触风险。结果，可以降低电触头和压缩构件之间的短路风险。
23.此外，由于cpa一体地覆盖至少一个容座，cpa还充当容座的盖子，从而防止对容座和布置在其中的电触头的任何直接接取。
24.根据一个实施例，壳体可以进一步包括用于接收从至少一个电触头延伸的至少一个导电端子的部分。
25.因此，壳体适于包括电触头以及电触头从其延伸的导电端子。
26.根据一个实施例，电连接器可以进一步包括可以附接到壳体的盖，所述盖被配置为：至少封闭压缩构件，并且部分地封闭cpa。
27.因此，由于盖，防止了压缩构件的丢失。
28.cpa至少部分地被盖封闭，因此也可以防止cpa的丢失。然而，cpa的一部分可以从由盖和壳体形成的外壳突出，以便为操作者提供处理部分和/或cpa位置的视觉指示器。
29.根据一个实施例，压缩构件可以部分地布置在凹部中或盖的突起周围。
30.压缩构件因此可以通过施加在盖上的力来被压缩。
31.它还允许将压缩构件更好地保持在盖上。压缩构件的良好保持力是汽车应用特别需要的，其中电连接器可能面临阻塞和振动。
32.根据一个实施例，压缩构件可以是圆柱形压缩弹簧、锥形压缩弹簧、多波压缩弹簧或弹性体弹簧。
33.圆柱形压缩弹簧广泛可获得并且成本有效。
34.锥形压缩弹簧提供紧凑且节省空间的压缩构件，因为弹簧线圈在压缩时装进彼此。
35.多波压缩弹簧提供了更紧凑且节省空间的压缩构件。特别是，对于相同的压缩力，与圆柱形或锥形压缩弹簧相比，这种压缩构件的高度可以减小
36.弹性体弹簧允许提供电绝缘压缩构件。
37.根据一个实施例，电连接器可以包括至少两个压缩构件，这些压缩构件布置成使得每个压缩构件的相应中心轴线在配合方向上基本上与壳体的插入部分的中心轴线对齐。
38.因此，可以获得替代布置，从而由于多个压缩构件而提供更坚固且因此更可靠的电连接器。
附图说明
39.下文将使用有利的实施例并基于以下附图更详细地解释本发明，在附图中：
40.图1是根据本发明的第一实施例的电连接器与配合电连接器的分解图。
41.图2是根据本发明的第一实施例的电连接器的侧剖视图。
42.图3是根据本发明的第一实施例的电连接器的局部三维图。
43.图4是根据本发明的第一实施例的电连接器的俯视图。
44.图5是根据本发明的第二实施例的电连接器的侧剖视图。
具体实施方式
45.附图仅用于说明如何制造和使用本发明的优选和替代示例，而不应解释为将本发明限制于仅图示和描述的实施例。此外，实施例的几个方面可以单独或以不同的组合形成根据本发明的解决方案。因此可以单独考虑或以其任意组合考虑以下描述的实施例。如附
图中所示，根据以下对本发明的各种实施例的更具体的描述，进一步的特征和优点将变得显而易见。
46.图1示出根据本发明的第一实施例的电连接器10和配合电连接器100的分解图。电连接器10被配置为沿配合方向d与配合电连接器100配合。
47.电连接器10对应于以下若干元件的组件：壳体12、至少一个导电端子14、连接器位置保证元件16(以下称为“cpa 16”)、压缩构件18和盖20。
48.电连接器10的壳体12包括两个主要部分22、24：插入部分22和容纳部分24。壳体12一体成型，特别是通过注塑成型。
49.插入部分22是壳体12的可沿配合方向d插入配合电连接器100的部分。插入部分22因此具有适合插入配合电连接器100的几何形状。在图1所示的示例中，插入部分22大致为具有直径l1的圆柱形(直径l1在图2中可见)。
50.插入部分22具有中心轴线c1。中心轴线c1穿过插入部分22的重心(在图1中不可见)。中心轴线c1平行于配合方向d。在插入部分22大致为圆柱形的情况下，如图1所示，中心轴线c1也对应于插入部分22的旋转轴线和中心纵向轴线。所有这些轴线(在图1中由c1表示)穿过插入部分22的重心(在图1中不可见)。此外，所有这些轴线(由图1中的c1表示)都平行于配合方向d。
51.插入部分22包括配置用于接收导电端子14的电触头28的两个容座26。容座26的数量与电触头28的数量相适应。容座26具有适合容纳电触头28的几何形状。特别地，每个容座26分别在插入部分22内形成隧道30。每个隧道30的(即每个容座26的)中心纵向轴线c2平行于插入部分22的中心轴线c1。隧道30是具有与电触头28互补的尺寸(特别是直径和长度)的中空圆柱形开口30。
52.设置在插入部分22的外圆周32处，所述插入部分22包括两个锁定矛状部34(在图1的视图中仅可见一个)，该两个锁定矛状部34能够在相应的偏转空间中(在图1的视图中不可见，但在图3中通过附图标记33示出)向内、即朝向插入部分22的内部偏转，以便允许插入部分22插入到配合电连接器100。
53.如上所述，壳体12还包括容纳部分24。
54.在图1所示的示例中，容纳部分24具有基本上平行六面体的几何形状。
55.在图1所示的示例中，容纳部分14包括配置用于在其中滑动地接收cpa16的第一区域36和配置用于接收导电端子14和铁氧体磁珠40的第二区域38。
56.在变型(未示出)中，导电端子14不设置有铁氧体磁珠40。
57.导电端子14由电触头28端接。导电端子14穿过铁氧体磁珠40。在铁氧体磁珠40中，如图2所示，导电端子14压接到电导体42上。电导体42通过电缆44穿过容纳部分24的开口46离开容纳部分24。在图2所示的示例中，导电端子14在三个位置处弯曲。在变型(未示出)中，导电端子14可以仅在一个位置处弯曲，或仅在两个位置处弯曲，或者在四个或更多位置处弯曲。
58.如图2所示，导电端子14的第一弯曲(仅在图2中可见，参见由附图标记14a指示的导电端子14的部段)相对于电导体42形成直角a1。第一弯曲(即直角a1)位于第一区域36和第二区域38之间的连结部37处。
59.如图2所示，导电端子14的第二弯曲在第一区域36中在导电端子14的两个部段
14b、14c之间形成直角a2。
60.导电端子14的第三弯曲在第一区域36和插入部分22之间的连结部处、在导电端子14的部段14c和电触头28之间形成直角a3，如图2所示。
61.因此，形成直角a2的第二弯曲设置在第一弯曲(a1)和第三弯曲(a3)之间。
62.导电端子14因此包括三个弯曲部段14a、14b和14c。第一部段14a垂直于第二部段14b，第二部段14b本身垂直于第三部段14c。第一部段14a平行于第三部段14c。如其后进一步解释的，导电端子14的弯曲设计允许提供更短的电触头28。因此，根据本发明的电连接器10所使用的导电端子14的制造可节省原材料。
63.插入部分22在第一区域36处从容纳部分24基本垂直地延伸。插入部分22的容座28因此对应于通向容纳部分24的第一区域36的隧道30。因此，电触头28可沿配合方向d经由容纳部分24的第一区域36接收于插入部分22的容座38中，如图1的分解图所示。
64.cpa 16还被配置为经由容纳部分24的第一区域36沿配合方向d容纳在插入部分22中。为此，插入部分22包括纵向开口48、50(仅在图2中可见)，其沿平行于配合方向d的方向延伸，用于在配合方向d上接收cpa 16的一些部分(下文详述)。
65.cpa 16可沿配合方向d从解锁位置滑动到锁定位置。当连接器10、100正确配合在一起时，cpa 16的锁定位置允许电连接器10锁定到配合连接器100。
66.根据本发明的cpa16包括基本平坦的头部52，两个闩锁臂54从该头部52垂直地沿配合方向d延伸。每个闩锁臂54以钩状部56结束。
67.闩锁臂54及其对应的钩状部56构造成在锁定位置防止cpa 16和壳体12之间的相对移动。闩锁臂54被构造成接收在插入部分22的纵向开口48中(在图2中可见)。
68.如图1所示，另外的凸片58从cpa 16的头部52在与闩锁臂54相同的方向上垂直延伸。凸片58被构造成接收在插入部分22的纵向开口50中(在图2中可见)。凸片58为处于锁定位置的cpa 16提供进一步的机械支撑，并因此提供稳定性。
69.如上所述，cpa 16的头部52基本上是平的。它允许提供压缩构件18可以被压缩到其上的平坦表面61a，从而由于cpa头部52的平坦几何形状而有利于压缩力的均匀分布。因此，cpa 16更加稳健和稳定。
70.在第一实施例中，cpa 16的头部52包括在与侧面61b相反的表面61a(或侧面61a)上的圆形凹部60，闩锁臂54和凸片58从该圆形凹部60延伸。圆形凹部60具有直径l2。圆形凹部60的直径l2适合于压缩构件18的直径l3。
71.在未示出的变型中，代替圆形凹部60，头部52设置有具有基本圆柱形或圆锥形形状的突起，该突起具有直径l2的基部。
72.当压缩构件18，就像图1所示的第一实施例那样，是圆柱形压缩弹簧62时，压缩构件18的直径l3对应于每个线圈的直径l3。注意，圆柱形压缩弹簧的每个线圈的直径彼此相同。
73.当压缩构件18，就像在本发明的第二实施例中(如图5所示)那样，是锥形压缩弹簧时，直径l3对应于锥形压缩弹簧的较大线圈的直径。此后参考图5进一步描述该方面。
74.cpa 16的圆形凹部60(或突起)提供了用于保持和稳定压缩构件18的保持装置。实际上，圆形凹部60形成圆形边界，其可以包围压缩构件18的位于圆形凹部60中的部分。
75.cpa 16的头部52还包括两个相对的端部部分64，与圆形凹部60不同，其为操作者
提供用于抓握cpa 16的处理部分和/或cpa 16位置的视觉指示器。如图1所示，两个相对的端部部分64由cpa 16的头部52的表面61a、61b形成。
76.压缩构件18具有中心轴线c3。如上所述，在图1所示的第一实施例中，压缩构件18是圆柱形压缩弹簧62。圆柱形压缩弹簧62的中心轴线c3对应于圆柱形压缩弹簧62的中心纵向轴线。在压缩时，特别是在配合方向d上压缩时，施加到压缩构件18的压缩力沿中心轴线c3作用。因此，压缩构件18的中心轴线c3也对应于压缩构件18的压缩轴线。压缩构件18的中心轴线c3平行于配合方向d。
77.电连接器10还包括盖20。盖20具有与壳体12基本互补的形状并且可以通过卡扣配合连接接合壳体12。因此，获得了封闭导电端子14的刚性和一体式连接器10。电触头28、导电端子14和铁氧体磁珠40因此通过盖20被封闭在电连接器10内。
78.盖20包括两个开口66(在图1中仅可见一个)，其具有u形并且设置在盖20的侧向壁68上。侧向壁68部分地从盖20的主面69垂直延伸。开口66分别为cpa 16的头部52的端部部分64提供通道70。因此，cpa 16的端部部分64仍然对于操作者可接取，即使当盖20卡扣配合到壳体12上时也是如此。
79.主面69基本上是平坦的。如图2所示，主面69的第一表面69a暴露于外部环境。与第一表面69a相反的第二表面69b对应于盖20的内表面，即位于电连接器10内并且因此不暴露于外部环境的表面69b。
80.仍然参考图2，盖20的表面69b设置有具有基本圆柱形形状的突起74。突起74的自由端76可以是倒角端。
81.突起74具有适合于压缩构件18的直径l3的直径l4。因此，如图2所示，压缩构件18可以围绕突起74插入并保持在其上。特别地，压缩构件18可以通过摩擦配合即通过过盈配合保持到突起74。
82.在变型中，突起74可以是具有直径为l4的基部的基本圆锥形。
83.如图2所示，壁78从盖20的表面69b垂直延伸。壁78具有高度h2，略小于第一区域36在连接部37处的高度h1(h1在图1中示出)。高度h1和h2之间的差h3(如图2所示)适于通过导电端子14，特别是在直角a2处。
84.如图2所示，并且与没有显示盖20的图3中相比，盖20的壁78允许在压缩构件18和导电端子14之间提供电绝缘屏障，特别是与每个导电端子14的部段14b的电绝缘屏障。因此，可以降低压缩构件18和导电端子14之间短路的风险。
85.如表示电连接器10的组装状态的图2所示，压缩构件18保持在cpa 16与盖20之间。更准确地说，压缩构件18例如通过摩擦配合和通过压配合保持在cpa 16的圆形凹部60和盖20的突起74之间。
86.根据本发明，压缩构件18布置在壳体12的容纳部分24的第一区域36内，使得压缩构件18的中心轴线c3基本上与插入部分22的中心轴线c1对齐。图4的俯视图进一步示出了轴线c1、c3的对齐。
87.对齐的轴线c1、c3平行于配合方向d。
88.轴线c1、c3穿过cpa 16的头部52的圆形凹部60的中心。
89.轴线c1、c3的对齐允许在沿着配合方向d的配合操作期间改善施加在壳体12上的力分布。
90.实际上，在压缩构件18的压缩期间，该压缩构件18沿其中心轴线c3、平行于配合方向d施加反作用力，根据本发明的压缩构件18在电连接器10内的特定布置相对于壳体12的插入部分22均匀地分布施加的压力。因此，在壳体12的插入部分22上施加了均匀的应变。因此，根据本发明的电连接器10变得更加稳定，尤其是在配合操作期间。
91.此外，根据本发明的cpa 16的设计和布置有助于防止导电端子14和压缩构件18之间的接触(从而短路)。这是因为cpa16的基本平坦的头部52的尺寸设计成覆盖插入部分22，从而整体覆盖其中插入电触头28的容座26。特别地，cpa16的基本平坦的头部52具有与插入部分22的直径l1基本相等的宽度h4。如图2和图3所示，cpa 16的头部52提供压缩构件18和电触头28之间以及与每个导电端子14的部段14c的电绝缘屏障。实际上，如图2所示，通过壳体12、盖20的壁78和cpa16的头部52的存在，导电端子14的部段14c与压缩构件18物理分离。部段14b实际上被盖20的壁78覆盖，而部段14c被cpa 16的头部52覆盖。盖20和cpa 16由塑料制成，因此是电绝缘的。
92.此外，由于根据本发明的cpa 16的头部52的尺寸允许为cpa 16提供大表面61a，即基本上与插入部分22的直径l1一样大，因此可以使用具有比现有技术更大的直径l3的压缩构件18。因此，它允许使用比现有技术中使用的那些更大并且具有比现有技术中使用的那些更小的高度(即沿压缩轴线的长度)的压缩构件18，以获得相等的压缩力。结果，由于压缩构件18的高度可以减小，容纳部分24的高度h1可以减小，从而有利地提供更紧凑的壳体12。
93.此外，与现有技术相比，直角a1、a2、a3处的多弯曲部段14a、14b、14c允许为导电端子14提供更短的电触头28。因此，它允许使用较少的原材料用于导电端子14和它们的电触头28。
94.在第二实施例中，如图5所示，压缩构件18可以是锥形压缩弹簧80。
95.在图1至图4中已经描述和示出的具有相同附图标记的元件将不再详细描述，而是参考上文对它们的描述。
96.锥形压缩弹簧80具有一个第一自由端82和一个第二自由端84。锥形压缩弹簧80的第一自由端82处的线圈具有直径l5。锥形压缩弹簧80的第二自由端84处的线圈具有直径l6。因为压缩弹簧80是锥形的，所以直径l6大于直径l5。第一自由端82围绕突起74布置并因此保持到盖20。特别地，第一自由端82可以通过摩擦配合保持到盖20。第二自由端84布置在cpa 16的头部52的圆形凹部60内。
97.锥形压缩弹簧80的连续线圈的直径因此在配合方向d上增加。
98.在变型(未示出)中，锥形压缩弹簧80的连续线圈的直径可以在与配合方向d相反的方向上增加。
99.锥形压缩弹簧80提供紧凑且节省空间的压缩构件18，因为弹簧线圈在沿配合方向d的压缩时装进彼此。
100.在另一未示出的实施例中，压缩构件18是多波压缩弹簧或弹性体弹簧。
101.在另一未示出的实施例中，壳体12包括至少两个压缩构件18，这些压缩构件18布置成使得每个压缩构件18的相应中心轴线c3基本上在配合方向d上与壳体12的插入部分22的中心轴线c1对齐。
102.尽管已经结合特定示例描述了实施例，但是本发明不受限制并且可以在不背离本发明的范围的情况下对所公开的实施例进行多种改变。各种实施例和示例包括可以彼此自
由组合的各个特征以获得根据本发明的进一步的实施例或示例。
103.附图标记列表
104.10：根据本发明第一实施例的电连接器
105.100：配合电连接器
106.12：壳体
107.14：导电端子
108.14a、14b、14c：导电端子14的部段
109.16：连接器位置保证元件16(简称cpa 16)
110.18：压缩构件
111.20：盖
112.22：插入部分
113.24：容纳部分
114.26：容座
115.28：导电端子14的电触头
116.30：隧道
117.32：插入部分22的外圆周
118.33：偏转空间
119.34：锁定矛状部
120.36：第一区域
121.37：第一区域和第二区域之间的连结部
122.38：第二区域
123.40：铁氧体磁珠
124.42：电导体
125.44：电缆
126.46：容纳部分24的开口
127.48、50：插入部分22的纵向开口
128.52：cpa 16的头部
129.54：闩锁臂
130.56：钩状部
131.58：凸片
132.60：圆形凹部
133.61a、61b：cpa的相对表面
134.62：圆柱压缩弹簧
135.64：端部部分
136.66：开口
137.68：盖20的侧向壁
138.69：主面
139.69a、69b：相反表面
140.70：通道
141.74：突起
142.76：自由端
143.78：壁
144.80：锥形压缩弹簧
145.82、84：锥形压缩弹簧的自由端
146.a1、a2、a3：直角
147.c1：插入部分22的中心轴线
148.c2：隧道30的中心轴线
149.c3：压缩构件18的中心轴线
150.d：配合方向
151.h1，h2：高度
152.h3：高度差
153.h4：cpa 16的宽度
154.l1、l2、l3、l4、l5、l6：直径
155.x、y、z：笛卡尔坐标。