DE9320414U1 - Electrical connector - Google Patents
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Description
Elektrische SteckverbindungElectrical connector
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckverbindung mit mindestens zwei zu paarenden Steckern, insbesondere für elektrische Verbindungen im Kraftfahrzeugbau mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to an electrical plug connection with at least two mating plugs, in particular for electrical connections in motor vehicle construction with the features of the preamble of patent claim 1.
In Kraftfahrzeugen sind zahlreiche elektrische Leitungen verlegt, die zum Teil im Fahrgastraum, zum Teil im Motorraum verlaufen. Bei modernen Kraftfahrzeugen wird auch die Stärke der Bremsbeläge sowie die Drehzahl der Räder überwacht, letzteres für das Anti-Blockier-System, so daß solche elektrische Leitungen zusätzlich vom Motorraum durch den Radkasten hindurch geführt werden müssen, da die Sensoren für diese Überwachung an den Achsschenkel festgelegt sind. Bislang wurden die Leitungen für diese Sensoren getrennt durch eine im Radkasten vorgesehene und mit einer Dichtmanschette bestückte Bohrung hindurchgefühlt. An den im Motorraum befindlichen Leitungsenden wurden Stecker angebracht, die mit den Steckern der Verbindungsleitungen zu den Überwachungs-, Steuer- und Regelgeräten verbunden wurden. Um zu verhindern, daß diese Steckverbindungen im Motorraum sich unkontrolliert bewegen, wurden diese Steckverbindungen in Klemmhalterungen festgelegt, die ihrerseits am Karosserieblech befestigt worden sind. Diese Trennstelle ist relativ aufwendig, sowohl vom Material- wie auch Montageaufwand her gesehen, da ein Teil der Stecker wegen ihrer notwendigen Größe am Leitungsende erst montiert werden konnten, wenn die Leitung im Kraftfahrzeug verlegt worden war.Numerous electrical cables are installed in motor vehicles, some of which run in the passenger compartment, and some in the engine compartment. In modern motor vehicles, the thickness of the brake pads and the speed of the wheels are also monitored, the latter for the anti-lock braking system, so that such electrical cables must also be routed from the engine compartment through the wheel housing, since the sensors for this monitoring are attached to the steering knuckle. Until now, the cables for these sensors were fed separately through a hole provided in the wheel housing and fitted with a sealing sleeve. Plugs were attached to the ends of the cables in the engine compartment, which were connected to the plugs of the connecting cables to the monitoring, control and regulating devices. In order to prevent these plug connections from moving uncontrollably in the engine compartment, these plug connections were fixed in clamp holders, which in turn were attached to the bodywork. This separation point is relatively complex, both in terms of material and assembly effort, since some of the connectors, due to their necessary size at the end of the cable, could only be installed once the cable had been laid in the vehicle.
Von diesem Stand der Technik ausgehend zielt die Erfindung darauf ab, eine elektrische Steckverbindung zu schaffen, die nicht nur die elektrische Verbindung herstellt und gewährleistet, sondern die auch noch geeignet ist, die bislang von der in einer Bohrung des Karosseriebleches, insbesondere des Radkastens festgelegten Durchfuhrungsmanschette ausgeübte Funktion zu übernehmen, um auf diese Weise den Material- und Montageaufwand zu vereinfachen, wobei nicht unerhebliche Kosten einzusparen sind. Die Erfindung löst diese komplexe Aufgabe durch jene Maßnahmen, die Inhalt und Gegenstand des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 sind. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen festgehalten.Based on this state of the art, the invention aims to create an electrical plug connection that not only creates and ensures the electrical connection, but is also suitable for taking over the function previously performed by the feed-through sleeve fixed in a hole in the bodywork panel, in particular the wheel house, in order to simplify the material and assembly costs in this way, while saving not inconsiderable costs. The invention solves this complex problem by means of those measures that are the content and subject matter of the characterizing part of patent claim 1. Appropriate embodiments of the invention are set out in the subclaims.
Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel einzuschränken. Es zeigen:In order to illustrate the invention, an embodiment is explained in more detail using the drawing, without thereby restricting the invention to this embodiment. They show:
Fig. 1 den einen Stecker im LängsschnitfiTiad* '..*·..· ..* :Fig. 1 shows a plug in longitudinal section.
Fig. 2 seine stimseitige Ansicht (Blickrichtung Pfeil B in Fig. 1); Fig. 3 den anderen Stecker im Längsschnitt undFig. 2 its front view (viewing direction arrow B in Fig. 1); Fig. 3 the other plug in longitudinal section and
Fig. 4 seine stimseitige Ansicht (Blickrichtung Pfeil A in Fig. 3); Fig. 5 den Ausschnitt im Karosserieblech für die Aufnahme der Steckverbindung; Fig. 6 die Stecker nach den Fig. 1 und 3 (im Längsschnitt) während der Montage; Fig. 7 die im Ausschnitt nach Fig. 5 montierte Steckverbindung; Fig. 8 den in die Ebene ausgebreiteten Gehäuseteil des Steckers nach Fig. 1.Fig. 4 its front view (viewing direction of arrow A in Fig. 3); Fig. 5 the cutout in the body panel for receiving the plug connection; Fig. 6 the plugs according to Figs. 1 and 3 (in longitudinal section) during assembly; Fig. 7 the plug connection assembled in the cutout according to Fig. 5; Fig. 8 the housing part of the plug according to Fig. 1 spread out in the plane.
Der Stecker 1, der mit einem Kabelstrang 2 verbunden ist, der zu einem Stromversorgungsgerät, zu einem Steuer- oder Regel gerät o. dgl. führt, besitzt ein Steckergehäuse 3 mit einem aus elektrisch isolierendem Material gefertigten Träger für die als Stifte 5 ausgebildeten Kontaktelemente. Der hier gezeigte Stecker ist beispielsweise 4-polig ausgebildet. Fabriksseitig werden in den vorgefertigten Träger 4 die an den Kabelsträngen 2 angeschlossenen Kontaktelemente eingesetzt, anschließend wird das Steckergehäuse 3 mit dem Kabelanschluß in einem Spritzgußverfahren aufgespritzt. Die Stifte 5 sind von einem hohlzylindrischen Gehäuseteil 6 aufgenommen. Die in Achsrichtung der Stifte 5 gemessene Länge L dieses Gehäuseteiles 6 ist erheblich größer als die freie Länge 1 der Stifte 5. An der Außenseite des Gehäuseteiles 6 sind an diametral liegenden Stellen seitlich auskragende, nasenartige Vorsprünge 7 angeformt, und zwar an elastisch verformbaren Abschnitten 8 (Fig. 8), die durch achsparallele Einschnitte 9 gebildet sind. Diese Einschnitte sind an den beiden Enden geschlossen, d. h., sie sind nicht bis zur Stirnseite 10 des Gehäuseteiles 6 durchgezogen. Diese nasenartigen Vorsprünge 7 sind etwa in der halben Länge L des Gehäuseteiles 6 angeordnet. Femer ist an der Außenseite des Gehäuseteiles 6 gegen den nasenartigen Vorsprung 7 und gegen das Kabelanschlußende des Steckers hin versetzt eine flanschartige Schulter 11 angeformt, die entlang des Umfanges des Gehäuseteiles 6 aus mehreren aufeinander folgenden Abschnitten bestehen kann (Fig. 8). Der achsiale Abstand a der der flanschartigen Schulter 11 zugewandten Anlagefläche 12 des nasenartigen Vorsprunges 7 entspricht ca. der Stärke S eines Karosseriebleches 13 (Fig. 6). Der äußere Rand der Stirnseite 10 des Gehäuseteiles 6 ist zum Teil als nach außen gerichteter Widerhaken 14 ausgebildet, der sich leistenartig an zwei diametralen Stellen des Umfanges des äußeren Randes erstreckt (Fig. 8), wobei diese achsiale Erstreckung größer ist als die Breite b der die Vorsprünge 7 tragenden Abschnitte 8.The plug 1, which is connected to a cable harness 2 that leads to a power supply device, to a control or regulating device or the like, has a plug housing 3 with a carrier made of electrically insulating material for the contact elements designed as pins 5. The plug shown here, for example, has 4 pins. At the factory, the contact elements connected to the cable harnesses 2 are inserted into the prefabricated carrier 4, then the plug housing 3 with the cable connection is injection molded on. The pins 5 are accommodated in a hollow cylindrical housing part 6. The length L of this housing part 6 measured in the axial direction of the pins 5 is considerably greater than the free length 1 of the pins 5. On the outside of the housing part 6, laterally projecting, nose-like projections 7 are formed at diametrically opposite points, namely on elastically deformable sections 8 (Fig. 8) which are formed by axially parallel incisions 9. These incisions are closed at both ends, i.e. they do not extend through to the front side 10 of the housing part 6. These nose-like projections 7 are arranged approximately half the length L of the housing part 6. Furthermore, a flange-like shoulder 11 is formed on the outside of the housing part 6, offset against the nose-like projection 7 and against the cable connection end of the plug, which can consist of several consecutive sections along the circumference of the housing part 6 (Fig. 8). The axial distance a of the contact surface 12 of the nose-like projection 7 facing the flange-like shoulder 11 corresponds approximately to the thickness S of a body sheet 13 (Fig. 6). The outer edge of the front side 10 of the housing part 6 is partly designed as an outward-facing barb 14, which extends like a strip at two diametrical points on the circumference of the outer edge (Fig. 8), whereby this axial extension is greater than the width b of the sections 8 carrying the projections 7.
Der andere Stecker 21, der mit einem Kabelstrang 22 verbunden ist, der zu den beispielsweise an einer Radnabe festgelegten Sensoren (Drehzahlgeber, Fühler für die Stärke der Bremsbeläge) führt, besitzt ein Steckergehäuse 23 mit einem aus elektrisch isolierendem Material gefertigten Träger 24 für die als Buchsen 25 ausgebildeten Kontaktelemente. Der Gehäuseteil 26 entspricht hinsichtlich seines Querschnittes in Größe und Form dem Hohlquerschnitt des Gehäuseteiles 6 des Steckers 1 und ist im vorliegenden Fall zylindrisch ausgestaltet. Grundsätzlich wäre es möglich, diesen Teil quaderförmig zu gestalten und den Gehäuseteil 6 kastenartig zu formen. DieThe other plug 21, which is connected to a cable harness 22 that leads to the sensors (speed sensor, sensor for the thickness of the brake pads) that are attached to a wheel hub, for example, has a plug housing 23 with a carrier 24 made of electrically insulating material for the contact elements designed as sockets 25. The housing part 26 corresponds in size and shape to the hollow cross section of the housing part 6 of the plug 1 in terms of its cross section and is cylindrical in this case. In principle, it would be possible to design this part as a cuboid and to shape the housing part 6 as a box.
vom Träger 24 aufgenommenen als Bm^sei;^5*aiisig«t?ijdt:ten Ken%"telemente reichen bis knapp zur Stirnseite 30 des Gehäuseteiles 26. Auch bei diesem Stecker wird der vorgefertigte Träger 24 mit den am Kabelstrang 22 angeschlossenen Buchsen 25 fabriksseitig bestückt und dann wird in einem Spritzgußverfahren das Steckergehäuse 23 aufgebracht. Der Gehäuseteil 26 besitzt hier an seinem der Stirnseite 30 abgewandten rückwärtigen Abschnitt eine diesen Gehäuseteil 6 umschließende bzw. umfassende Schürze 27, deren achsiale Länge h nur einen Bruchteil der achsialen Länge H dieses Gehäuseteiles 26 beträgt. An diametralen Stellen besitzt diese Schürze 27 Öffnungen 28. Diese Schürze 27 ist einstückig mit dem Steckergehäuse 23 ausgebildet. Die Tiefe des hohlzylindrischen Gehäuseteiles 6 entspricht der achsialen Länge des anderen Gehäuseteiles 26 und die Schürze 27 dieses Gehäuseteiles 26 ist in einem Abstand von dessen Stirnseite 30 an diesen angeformt, der etwas größer ist als die Tiefe des hohlzylindrischen Gehäuseteiles 6. Die Schürze 27 besitzt eine ovale Umrißkontur und zur leichten Verformbarkeit insbesondere durch manuellen Kraftaufwand, ist sie dünnwandig ausgebildet. Die Öffnungen 28 sind in den einander naheliegenden Wandabschnitten der Schürze 27 vorgesehen (Fig. 4).The corner elements received as Bm^sei;^5*aiis i g«t?ijdt: from the carrier 24 extend almost to the front side 30 of the housing part 26. In this connector, too, the prefabricated carrier 24 is equipped with the sockets 25 connected to the cable harness 22 at the factory and then the connector housing 23 is applied in an injection molding process. The housing part 26 here has, on its rear section facing away from the front side 30, an apron 27 which encloses or encompasses this housing part 6 and whose axial length h is only a fraction of the axial length H of this housing part 26. At diametrical points, this apron 27 has openings 28. This apron 27 is formed in one piece with the connector housing 23. The depth of the hollow cylindrical housing part 6 corresponds to the axial length of the other housing part 26 and the apron 27 of this housing part 26 is formed on the front side 30 at a distance from the latter which is somewhat greater than the depth of the hollow cylindrical housing part 6. The apron 27 has an oval outline and is thin-walled to allow it to be easily deformed, particularly by manual force. The openings 28 are provided in the wall sections of the apron 27 which are close to one another (Fig. 4).
Der Stecker 21 einschließlich seiner Schürze 27 ist von einer glockenartigen, gummielastischen Manschette 31 aufgenommen. Der Ansatz 32 der Schürze 27 am Gehäuseteil 26 bildet zusammen mit dem Steckergehäuse 23 eine umlaufende Nut 33, in der die Manschette 31 mit ihrem inneren Rand formschlüssig gehalten ist. Diese Manschette 31 liegt mit dem dem formschlüssig gehaltenen Rand folgenden Abschnitt an der Schürze 27 von außen an und erweitert sich anschließend trichterartig. Die achsiale Länge dieser Manschette 31 entspricht mindestens der halben achsialen Länge des sie tragenden Gehäuses 26, vorzugsweise ist sie etwas länger als diese.The plug 21 including its skirt 27 is held in a bell-shaped, rubber-elastic sleeve 31. The projection 32 of the skirt 27 on the housing part 26 forms, together with the plug housing 23, a circumferential groove 33 in which the sleeve 31 is held in a form-fitting manner with its inner edge. This sleeve 31 rests against the skirt 27 from the outside with the section following the form-fitting edge and then widens out in a funnel-like manner. The axial length of this sleeve 31 corresponds to at least half the axial length of the housing 26 that supports it, and is preferably slightly longer than this.
Der Gehäuseteil 26 des Steckers 21 weist nahe seiner Stirnseite 30 zur Aufnahme eines Dichtringes 34 eine umlaufende Nut 35 auf. Eine korrespondierende Nut zur Aufnahme eines Dichtringes könnte auch im bodennahen Bereich an der Innenseite des hohlzylindrischen Gehäuseteiles 6 vorgesehen sein.The housing part 26 of the plug 21 has a circumferential groove 35 near its front side 30 for receiving a sealing ring 34. A corresponding groove for receiving a sealing ring could also be provided in the area near the bottom on the inside of the hollow cylindrical housing part 6.
Damit die beiden Stecker 1 und 21 positions- bzw. lagegerecht zusammengefügt werden können, sind noch seitlich Positionierelemente 15 und 16 vorgesehen, die aus den Fig. 2 und 4 erkennbar sind.So that the two plugs 1 and 21 can be joined together in the correct position, positioning elements 15 and 16 are provided on the side, which can be seen in Figs. 2 and 4.
Zur Aufnahme der Steckverbindung wird im Karosserieblech 13, beispielsweise in einem Radkasten eine Bohrung 36 mit einer seitlichen Ausnehmung 37 als Positionierhilfe ausgespart. Bei der Montage wird vorerst der am Kabelstrang 2 fabriksseitig angeschlossene Stecker 1 in die Bohrung 36 in Achsrichtung des Pfeiles C (Fig. 6) eingedrückt, wobei die nasenartigen Vorsprünge 7 aufgmnd ihrer geschilderten Lagemng und aufgmnd der schrägen vorderen Keilfläche radial nach innen ausweichen, bis sie die Bohrung 36 im Karosserieblech 13 durchfahren haben, worauf sie wiederum in ihre ursprüngliche Lage zurückfedern, so daß nun das Karosserieblech 13 zwischen diesen Vorsprüngen 7 und der Schulter 11 liegt und damit der Stecker 1 form-To accommodate the plug connection, a hole 36 with a lateral recess 37 is cut out in the body panel 13, for example in a wheel house, as a positioning aid. During assembly, the plug 1 connected to the cable harness 2 at the factory is first pressed into the hole 36 in the axial direction of arrow C (Fig. 6), whereby the nose-like projections 7 move radially inwards due to their position described and due to the slanted front wedge surface until they have passed through the hole 36 in the body panel 13, whereupon they spring back into their original position so that the body panel 13 now lies between these projections 7 and the shoulder 11 and the plug 1 is thus in a form-fitting manner.
schlüssig in dieser Bohrung 36 gehaltet -ist*! »Wird mm n«£uge»der Montage der andere Stecker 21 eingefügt, so überfährt vorerst der Gehäuseteil 26 die elastisch verformbaren Abschnitte 8 mit den nasenartigen Vorsprüngen 7, so daß diese Abschnitte 8 nicht mehr radial ausweichen können, wenn in der Folge die kontaktgebenden Elemente (Stifte 5 und Buchsen 25) mit Kraftaufwand zusammengedrückt werden. Der Dichtring 34 dichtet den die kontaktgebenden Elemente aufweisenden Raum nach außen ab. Beim Zusammenfügen der Stecker überfährt die Schürze 27 den äußeren Randbereich des Gehäuseteiles 6 und die Öffnungen 28 in dieser Schürze 27 werden von den Widerhaken 14 formschlüssig übergriffen, wodurch die Stecker in achsialer Richtung gegeneinander gesichert sind. Die Manschette 31, die nun die nasenartigen Vorsprünge 7 übergreift, liegt dichtend am Karosserieblech 13 an (Fig. 7).is held securely in this hole 36! If the other plug 21 is inserted during assembly, the housing part 26 initially moves over the elastically deformable sections 8 with the nose-like projections 7, so that these sections 8 can no longer move radially when the contact-making elements (pins 5 and sockets 25) are subsequently pressed together with force. The sealing ring 34 seals the space containing the contact-making elements from the outside. When the plugs are joined together, the skirt 27 moves over the outer edge area of the housing part 6 and the openings 28 in this skirt 27 are positively gripped by the barbs 14, whereby the plugs are secured against one another in the axial direction. The sleeve 31, which now overlaps the nose-like projections 7, lies sealingly against the body panel 13 (Fig. 7).
Auf das einleitend erwähnte Anwendungsbeispiel zurückkommend, kann der Kabelstrang 22 die Leitungen des Drehzahlgebers und des Sensors für die Stärke der Bremsbeläge umfassen. Die von diesen an dem Achsschenkel festgelegten Baukomponenten kommenden Leitungsstränge sind also zu einem einzigen Kabelstrang 22 zusammengefügt. Es ist aber auch möglich, getrennte Kabelstränge vom Drehzahlfühler und vom Sensor zum Stecker bzw. zur Trennstelle zu führen und diese beiden Kabelstränge erst im einen Stecker der Steckverbindung zu vereinigen. Das Karosserieblech 13 ist ein Teil des Radkastens und der Stecker 1 liegt im Motorraum. Es ist aus den vorstehenden Darlegungen erkennbar, daß dank des erfindungsgemäßen Vorschlages gegenüber den bisherigen Maßnahmen nicht nur mit geringerem Materialaufwand, sondern auch vor allem mit erheblich geringerem Montageaufwand das Auslangen gefunden werden kann, wodurch auch Kosten einsparbar sind. Die hier beschriebene Steckverbindung übernimmt nicht nur die elektrische Kontaktgabe zwischen den einzelnen Leitungssträngen, sie dient auch als Durchführung durch Teile der Karosserie und ist, selbst bei extrem positionierter Lage (im Radkasten) gegen Spritzwasser ausreichend geschützt.Returning to the application example mentioned at the beginning, the cable harness 22 can include the cables of the speed sensor and the sensor for the thickness of the brake pads. The cable harnesses coming from these components fixed to the steering knuckle are thus joined together to form a single cable harness 22. However, it is also possible to run separate cable harnesses from the speed sensor and from the sensor to the plug or the separation point and to only combine these two cable harnesses in one plug of the plug connection. The body panel 13 is part of the wheel housing and the plug 1 is in the engine compartment. It can be seen from the above explanations that, thanks to the proposal according to the invention, not only less material is required compared to previous measures, but also, above all, significantly less assembly work is required, which also saves costs. The plug connection described here not only provides electrical contact between the individual wiring harnesses, it also serves as a lead-through through parts of the body and is adequately protected against splash water, even when positioned in an extreme position (in the wheel arch).
Im vorstehenden wurden die beiden die Steckverbindung bildenden Elemente als Stecker bezeichnet, sowohl jene Elemente, die Steckerstifte wie auch jene die Steckerbuchsen aufweisen. Es wäre durchaus möglich, den Teil 21 mit den Steckerbuchsen als Kupplung zu bezeichnen.In the above, the two elements forming the plug connection were referred to as plugs, both those elements that have plug pins and those that have plug sockets. It would be entirely possible to refer to part 21 with the plug sockets as a coupling.
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