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Diese
Erfindung betrifft im Allgemeinen elektrische Verbinder und spezieller
einen abgedichteten elektrischen Verbinder.
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Abgedichtete
elektrische Verbinder werden in vielen Gebieten eingesetzt, wie
beispielsweise in der Automobilindustrie und in gewerblichen Außenbereichen,
um elektrische Verbindungen vor Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen
zu schützen.
In Fahrzeugen heutzutage gibt es viele Systeme, insbesondere Fahrzeugsicherheits-
und Steuersysteme, wie beispielsweise Brems- oder Raddrehzahlfühler, Außenbeleuchtungsbaugruppen,
Kraftstoffeinspritzverbindungen und andere Motorraumanwendungen, die
elektrische Verbinder in Umgebungen nutzen, wo es wünschenswert
ist, die Innenkontakte des Verbinders vor einer Verunreinigung zu
schützen.
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Typischerweise
erfordern konventionelle abgedichtete Verbinder mehrere Bauteile,
um einen fertiggestellten Verbinder zu bilden, insbesondere, wenn
der Verbinder mit anderen charakteristischen Merkmalen kombiniert
wird, wie beispielsweise einer Klemmenpositionssicherung (TPA) und
einer Klemmenarretierung. Das ist sowohl unbequem als auch kostspielig,
da die Dichtungen, Feststellvorrichtungen, TPA-Elemente und andere
Bauteile während der
anfänglichen
Montage, oder wenn Wartungsarbeiten durchgeführt werden, verlorengehen oder
beschädigt
werden können.
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Ein
Verbinder nach dem bisherigen Stand der Technik (auf dem der Oberbegriff
des Patentanspruches 1 basiert) wird im GB-A-2245777 offenbart. Der
Verbinder umfasst ein Gehäuse,
das Klemmenaufnahmehohlräume
enthält,
in die Klemmenhalteklinken hineinragen. Eine Klemmenpositionssicherungsvorrichtung
ist vorhanden, die senkrecht zu einer Richtung des Klemmeneinsetzens
parallel verschiebbar ist und dann teilweise in die Hohlräume gedrückt werden
muss, um die Anschlussklemmen an Ort und Stelle zu halten. Eine
Abdeckkappe, die von der Klemmenpositionssicherungsvorrichtung separat ist,
ist ebenfalls vorhanden, um ein hinteres Ende des Verbinders zu
bedecken.
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Ein
weiterer Verbinder nach dem bisherigen Stand der Technik wird im
EP-A-1045482 offenbart. Der Verbinder umfasst ein Gehäuse, das
Klemmenaufnahmehohlräume
enthält,
in die Klemmenhalteklinken hineinragen. Das Installieren einer Sammelschiene
für das
elektrische Anschließen
der Anschlussklemmen wird durch Klinken verhindert, die in einer
aufrechten Position als Folge dessen sind, dass die dazugehörende Anschlussklemme
nicht vollständig
in ihren entsprechenden Hohlraum eingesetzt wird.
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Es
besteht eine Forderung, dass ein Verbinder unter anderem weniger
kompliziert, zuverlässiger,
weniger kostspielig herzustellen ist und abgedichtet werden kann.
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Entsprechend
der Erfindung wird ein elektrischer Verbinder bereitgestellt, der
aufweist: ein Gehäuse
mit einem Eingriffsende und einem Drahtaufnahmeende, wobei das Drahtaufnahmeende
ausgebildet ist, um eine Anschlussklemme aufzunehmen, die mit einem
Draht verbunden ist, wobei das Gehäuse ein Klemmenarretierelement
umfasst, das ausgebildet ist, um eine Anschlussklemme im Gehäuse zu halten,
wenn die Anschlussklemme vollständig
eingesetzt ist; eine Abdeckkappe, die am Drahtaufnahmeende des Gehäuses vorhanden
ist; und ein Klemmenpositionssicherungs (TPA) element, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdeckkappe das TPA-Element umfasst, das sich von der Abdeckkappe
durch das Drahtaufnahmeende in das Gehäuse erstreckt, wobei das TPA-Element
mit dem Gehäuse
in Eingriff kommt, um eine Bewegung der Abdeckkappe in eine geschlossene
Position zu verhindern, bis die Anschlussklemme durch das Drahtaufnahmeende
des Gehäuses
vollständig
eingesetzt ist, wobei das TPA-Element
ebenfalls eine Bewegung des Klemmenarretierelementes verhindert,
wenn die Abdeckkappe in der geschlossenen Position ist, und wobei der
Verbinder außerdem
eine Dichtung aufweist, die zwischen dem Gehäuse und der Abdeckkappe gehalten
wird, wenn sich die Abdeckkappe in der geschlossenen Position befindet.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Ausführung eines
abgedichteten Verbinders;
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2 eine
Schnittdarstellung in Perspektive vom Verbinder aus 1 durch
die Ebene 2-2 in 1, wobei sich der Verbinder in
einem Ausgangsstufenzsutand befindet;
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3 eine
Seitenschnittdarstellung in Perspektive vom Verbinder aus 1 durch
die Ebene 2-2, wobei sich der Verbinder in einem Endsitzzustand
befindet;
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4 eine
Seitenschnittdarstellung des Verbinders aus 1, wobei sich
die Abdeckkappe in der Ausgangsstufenposition befindet, um einen
elektrischen Kontakt aufzunehmen;
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5 eine
Seitenschnittdarstellung des Verbinders aus 1 mit einem
teilweise eingesetzten Kontakt;
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6 eine
Seitenschnittdarstellung des Verbinders aus 1, wobei der
Kontakt teilweise mit einem Klemmenarretierelement in Eingriff kommt;
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7 eine
Seitenschnittdarstellung eines Verbinders mit einem vollständig eingesetzten
Kontakt und der Abdeckkappe im Endsitzzustand.
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1 veranschaulicht
eine auseinandergezogene Darstellung eines Verbinders 10 in
Perspektive. Der Verbinder 10 ist ein zweipoliger Verbinder; bei
anderen Ausführungen
kann jedoch irgendeine andere Anzahl von Anschlussklemmen vorhanden sein.
Der Verbinder 10 umfasst eine Abdeckkappe 20,
eine Dichtung 30 und ein Gehäuse 40. Die Abdeckkappe 20 umfasst
Kontaktöffnungen 22,
die sich durch die Abdeckkappe 20 erstrecken, und einen Rand 24.
Klemmenpositionssicherungs (TPA) elemente 26 sind an der
Unterseite der Abdeckkappe 20 angebracht und erstrecken
sich von dort nach außen. Die
Dichtung 30 umfasst Kontaktöffnugnen 32 und TPA-Elementöffnungen 34.
Die Dichtung 30 ist eine Mat Seal, die aus irgendeinem
Material konstruiert werden kann, das im Allgemeinen für Dichtungszwecke
verwendet wird, wie beispielsweise Silikongummi. Das Gehäuse 40 umfasst
ein Drahtaufnahmeende 42 und ein Eingriffsende 44.
Bei einer Ausführung des
Verbinders 10 liegen das Drahtaufnahmeende 42 und
das Eingriffsende 44 längs
einer gemeinsamen Achse einander gegenüber. Alternativ kann der Verbinder 10 winkelig
sein, so dass das Drahtaufnahmeende 42 und das Eingriffende 44 auf
benachbarten Seiten des Gehäuses 40 gebildet
werden. Das Gehäuse 40 umfasst
ebenfalls einen Dichtungshohlraum 46, der durch eine Dichtungshaltewand 48 umgeben
ist. Die Dichtung 30 wird im Dichtungshohlraum 46 im
zusammengebauten Verbinder 10 aufgenommen. Das Gehäuse 40 umfasst
ebenfalls Kontakteintrittswege 50 an der Basis 47 des
Dichtungshohlraumes 46 am Drahtaufnahmeende 42.
Eine Abdeckung 52 bildet die Außenhülle des Gehäuses 40.
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2 veranschaulicht
eine Schnittdarstellung des Verbinders 10 durch die Ebene
2-2 in 1. Die Abdeckkappe 20 umfasst eine Basis 21,
die zusammenhängend
mit dem Rand 24 gebildet wird. Die Basis 21 umfasst
eine Innenfläche 23,
aus der sich die TPA 26 erstreckt. Die TPA wird zusammenhängend mit
der Basis 21 gebildet und senkrecht zur Fläche 23 ausgerichtet.
In 2 wird der Verbinder 10 in einer Ausgangsstufenposition
gezeigt, wobei die Dichtung 30 im Dichtungshohlraum 46 sitzt,
und wobei die Abdeckkappe 20 über dem Drahtaufnahmeende 42 des
Gehäuses 40 positioniert
ist, aber nicht aufsitzt. In 2 wird das
innere Detail des Gehäuses 40 gezeigt,
das einen Verbinderkörper 54 umfasst,
der einen Kontakthohlraum 56 und einen TPA-Kanal 57 umgibt
und definiert. Der Kontakthohlraum 56 erstreckt sich im
Wesentlichen über
die gesamte Länge
des Körpers 54 längs einer
Klemmenladeachseachse 55 vom Drahtaufnahmeende 42 zum Eingriffsende 44 des
Verbinders 10. Der Hohlraum 56 erreicht den Höhepunkt
am Eingriffsende 44 bei einer Öffnung 58, die im
Körper 54 für das Aufnehmen
einer passenden Anschlussklemme (nicht gezeigt) vorhanden ist.
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Das
Gehäuse 40 umfasst
ebenfalls ein Klemmenarretierelement 60, das ein Ende aufweist,
das mit dem Körper 54 in
der Nähe
des Eingriffsendes 44 an der Verbindung 62 gebildet
wird. Das Klemmenarretierelement 60 wird mit dem Körper 54 an
einer Verbindungsstelle (Verbindung) 62 verbunden und erstreckt
sich von der Verbindungsstelle 62 in Richtung des Drahtaufnahmeendes 42 des
Gehäuses 40.
Das Klemmenarretierelement 60 weist eine Kontaktklinke 64 auf,
die in Richtung des Drahtaufnahmeendes 42 gerichtet ist,
die eine abgeschrägte
Fläche 66 und eine
Einklinkfläche 68 umfasst.
Das Klemmenarretierelement 60 ist ein ablenkbarer Träger, der
an der Verbindungsstelle 62 zum Kontakthohlraum 56 in
der Richtung des Pfeiles A und weg vom Kontakthohlraum 56 in
der Richtung des Pfeiles B beweglich ist. Das Klemmenarretierelement 60 wird
so vorgespannt, dass sich die Kontaktklinke 64 in den Kontakthohlraum 56 im
Verbinderkörper 54 erstreckt. Wenn
ein Kontakt (in 2 nicht gezeigt) in den Kontakthohlraum 56 eingesetzt
wird, kommt der Kontakt mit der abgeschrägten Fläche 66 der Kontaktklinke 64 in
Eingriff, wodurch das Klemmenarretierelement 60 in den
TPA-Kanal 57 abgelenkt wird. Wenn sich das Klemmenarretierelement 60 in
den TPA-Kanal 57 bewegt, wie nachfolgend erklärt wird,
blockiert es die Bewegung des TPA-Elementes 26. Beim vollständigen Einsetzen
des Kontaktes schnappt die Kontaktklinke 64 in ihre vorgespannte
Position zurück,
die sich in einer eingreifenden Beziehung mit dem Kontakthohlraum 56 befindet,
bei der die Einklinkfläche 68 mit
dem Kontakt in Eingriff kommt, um den Kontakt innerhalb des Kontakthohlraumes 56 zu
halten.
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3 ist
eine Schnittdarstellung des Verbinders 10 durch die Ebene
2-2 in 1, die den Verbinder 10 in einer Endsitzposition
veranschaulicht und die Funktion des TPA-Elementes 26 zeigt.
Wie in 3 veranschaulicht wird, sitzt die Abdeckkappe 20 am
Drahtaufnahmeende 42 des Gehäuses 40, wobei sich
der Rand 24 über
der Dichtungswand 48 befindet. Wahlweise kann der Rand 24 so
bemessen sein, dass er innerhalb des Drahtaufnahmeendes 42 passt,
oder die Abdeckkappe 20 kann nicht einen Rand 24 umfassen,
statt dessen bündig
gegen das Ende des Gehäuse 40 pressen.
Es wird gezeigt, dass sich das TPA-Element 26 in den TPA-Kanal 57 des Verbinderkörpers 54 erstreckt,
so dass ein äußeres Ende 25 des
TPA-Elementes 26 die Bewegung der Kontaktklinke 64 in
der Richtung des Pfeiles B weg vom Kontakthohlraum 56 verhindert.
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Die
Funktionsweise des Verbinders 10 wird jetzt mit Bezugnahme
auf 4 bis 7 beschrieben.
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4 veranschaulicht
den Verbinder 10 in einem Ausgangsstufenzustand, bereit,
um einen Klemmenkontakt 80 aufzunehmen, der auf einen Draht 90 gecrimpt
ist. Im Ausgangsstufenzustand ist die Abdeckkappe 20 teilweise,
aber nicht vollständig, über dem
Drahtaufnahmeende 42 des Gehäuses 40 positioniert.
Die Dichtung 30 sitzt im Dichtungshohlraum 46 des
Gehäuses 40,
und die TPA 26 erstreckt sich durch die Dichtung 30 teilweise,
aber nicht vollständig,
in den TPA-Kanal 57 des Verbinderkörpers 54. Wenn sie
sich in der Ausgangsstufe befindet, ist die TPA 26, die
mit der Abdeckkappe 20 verbunden ist, vom Klemmenarretierelement 60 entfernt,
so dass sich die Kontaktklinke 64 ungehindert in den TPA-Kanal 57 mit
einer Ablenkung des Klemmenarretierelementes 60 in der
Richtung des Pfeiles B bewegen kann, wenn der Kontakt 80 der
abgeschrägten Fläche 66 der
Kontaktklinke 64 begegnet.
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5 veranschaulicht
den Verbinder 10 mit einem teilweise eingesetzten Kontakt 80.
In 5 ist der Kontakt 80 durch die Kontaktöffnung 22 in
der Abdeckkappe 20 ebenso wie die Kontaktöffnung 32 in
der Dichtung 30 hindurchgegangen und wird innerhalb des
Kontakthohlraumes 56 des Verbinderkörpers 54 positioniert.
In der in 5 veranschaulichten Position
ist der Kontakt 80 noch nicht mit der Kontaktklinke 64 in
Eingriff gekommen.
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6 veranschaulicht
den im Stufenzustand befindlichen Verbinder 10, wobei ein
Kontakt 80 ausreichend in den Kontakthohlraum 56 eingesetzt
wird, um mit der Kontaktklinke 64 des Klemmenarretierelementes 60 in
Eingriff zu kommen. In 6 ist der Kontakt 80 mit
der abgeschrägten
Fläche 66 der
Kontaktklinke 64 in Eingriff gekommen und hat die Kontaktklinke 64 in
den TPA-Kanal 57 und in den Weg des TPA-Elementes 26 abgelenkt.
Das Klemmenarretierelement 60 wird in der Richtung des
Pfeiles B abgelenkt, während
der Kontakt 80 an der Kontaktklinke 64 vorbei
in der Richtung des Pfeiles C eingesetzt wird. In dieser Position
wird der Weg des TPA-Elementes 26 durch die Kontaktklinke 64 so
behindert, dass das Sitzen der Abdeckkappe 20 behindert
wird, wodurch das Klemmenpositionssicherungsmerkmal des Verbinders 10 hervorgebracht wird.
Die Kontaktklinke 64 wird im TPA-Kanal 57 verbleiben,
bis der Kontakt 80 vollständig eingesetzt ist.
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7 veranschaulicht
den Verbinder 10 in einem Endsitzzustand. Wie in 7 veranschaulicht wird,
sitzt der Kontakt 80 vollständig innerhalb des Kontakthohlraumes 56 des
Verbinderkörpers 54 auf, so
dass die Kontaktklinke 64 hinter den Kontakt 80 passt.
Das Klemmenarretierelement 60 bewegt sich zurück in der
Richtung des Pfeiles A, so dass die Kontaktklinke 64 in
ihre vorgespannte Position zurückgeführt wird,
die sich in den Kontakthohlraum 56 erstreckt. Die Abdeckkappe 20 wird
in eine Sitzposition bewegt, wobei sich das äußere Ende 25 des TPA-Elementes 26 ausreichend
in den TPA-Kanal 57 erstreckt, um hinter und direkt benachbart
dem Klemmenarretierelement 60 zu liegen, um die Bewegung der
Kontaktklinke 64 aus dem Kontakthohlraum 56 heraus
zu verhindern. Die Dichtung 30 umhüllt den Draht 90 und
die TPA 26, um das Drahtaufnahmeende 42 des Verbinders 10 abzudichten,
wodurch ein abgedichteter Verbinder bereitgestellt wird. Der Kontakt 80 wird
im Kontakthohlraum 56 mittels der Einklinkfläche 68 der
Kontaktklinke 64 gehalten, was das Herausziehen des Kontaktes 80 verhindert.
Wenn die Installation des Kontaktes 80 im Verbinder 10 abgeschlossen
ist, kann der Kontakt 80 jetzt eine Anschlussklemme (nicht
gezeigt) von einem Gegensteckverbinder oder einer elektrischen Vorrichtung durch
die Klemmenöffnung 58 in
der Eingriffsfläche 44 des
Verbinders 10 aufnehmen.
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Wahlfrei
muss die Anschlussklemme 80 nicht durch die Abdeckkappe 20 eingesetzt
werden. Statt dessen kann die Anschlussklemme 80 durch den
Verbinderkörper 54 oder
um die Abdeckkappe 20 oder durch das Eingriffsende 44 eingesetzt
werden.
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Die
so beschriebenen Ausführungen
liefern einen abgedichteten Verbinder mit einer Dichtung, einer
Abdeckkappe und einer TPA kombiniert in einer einzelnen integrierten
Einheit. Der Verbinder ist für Anwendungen
geeignet, die abgedichete und wartungsfähige Verbindungen erfordern,
wie beispielsweise für
die Kraftstoffeinspritzung oder andere Motorraumanwendungen oder
Fahrzeugfühlersystemanwendungen.
Der Verbinder kann natürlich
ebenfalls bei Anwendungen eingesetzt werden, die nicht einen abgedichteten
Verbinder erfordern.
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Während die
Erfindung in Form von verschiedenen spezifischen Ausführungen
beschrieben wurde, werden jene Fachleute erkennen, dass die Erfindung
mit einer Abwandlung innerhalb des Bereiches der Patentansprüche praktisch
durchgeführt werden
kann.