DE10052556A1

DE10052556A1 - Verbindungsanordnung zur Verbindung von zwei elektrisch leitfähigen Kontaktelementen

Info

Publication number: DE10052556A1
Application number: DE2000152556
Authority: DE
Inventors: Wilfried Leutner
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-04-25

Abstract

Eine Verbindungsanordnung zur Verbindung von zwei elektrisch leitfähigen Kontaktelementen zweier Bauteile, von denen das Kontaktelement des ersten Bauteiles in einem Schutzgehäuse aufgenommen ist, in das das Kontaktelement des zweiten Bauteiles zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung einführbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Kontaktelement des zweiten Bauteiles so weit in das Schutzgehäuse einführbar ist, dass die beiden Kontaktelemente sich überlappen. Im Überlappungsbereich ist ein Klemmglied zwischen den beiden Kontaktelementen vorgesehen, das zwischen einer ein Lösen der Verbindung verhindernden Klemmstellung und einer ein Lösen der Verbindung ermöglichenden Freigabestellung verstellbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung zur Verbindung von zwei elektrisch leitfähigen Kontaktelementen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Verbindungsanordnungen sind beispielsweise als Steck verbindungen ausgeführt und ermöglichen mit geringem Aufwand die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei elektrischen Bauteilen. In Kraftfahrzeugen beispielsweise werden derartige elektrische Verbindungen zum Anschluss eines elektronischen Bauteils oder eines Gleichstrommotors an die zentrale Stromversorgung im Fahrzeug benötigt. Hierbei ist si cherzustellen, dass die zu verbindenden Kontaktelemente wasser- und staubdicht ausgebildet sind, um eine Verschmutzung und da durch hervorgerufene Beeinträchtigung des Kontaktes zwischen den Kontaktelementen zu vermeiden. Als weiteres Sicherheitskri terium muss gewährleistet sein, dass die Verbindung über einen langen Zeitraum mechanischen Erschütterungen und Vibrationen standhält. Schließlich muss auch dafür gesorgt werden, dass die Bauteile, insbesondere im Bereich ihrer Kontaktelemente, be reits vor ihrer Montage vor Wasser und Staub geschützt sind, damit eine einwandfrei funktionierende elektrische Verbindung hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine elektrische Ver bindungsanordnung zwischen den Kontaktelementen zweier Bauteile zu schaffen, die einfach zu montieren ist und eine sichere und dauerhafte Verbindung der jeweiligen Kontaktelemente ermög licht.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An spruches 1 gelöst.

Bei der neuartigen Verbindungsanordnung, die insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, ist das Kontaktelement des ersten Bauteils in einem Schutzgehäuse aufgenommen, in dass das zweite Kontaktelement des anderen Bauteiles eingeführt werden kann, so dass die beiden zu verbindenden Kontaktelemente von dem Schutzgehäuse umschlossen und dadurch vor Wasser und Schmutz geschützt sind. Das zweite Kontaktelement wird so weit in das Schutzgehäuse eingeführt, bis sich beide Kontaktelemente im Schutzgehäuse zumindest teilweise überlappen. Im Überlap pungsbereich ist ein die beiden Kontaktelemente verbindendes Klemmglied vorgesehen, über das die Kontaktelemente in der Wei se zusammen gefügt werden, dass die Verbindung gegen ein unbe absichtigtes Lösen gesichert ist. Andererseits kann das Klemm glied auch in eine Freigabestellung überführt werden, in der die Verbindung gelöst werden kann.

Als Klemmglied wird insbesondere eine Schraube verwendet, wel che zweckmäßig im Überlappungsbereich durch beide Kontaktele mente geführt ist. Eine derartige Schraubverbindung gewährleis tet ein hohes Maß an Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Lö sen der Verbindung und kann andererseits mit verhältnismäßig geringem Aufwand montiert und auch wieder entfernt werden. Die Schraube ist bevorzugt durch Stecköffnungen in den beiden Kon taktelementen hindurchgeführt. Es kann gegebenenfalls aber zweckmäßig sein, die Schraubverbindung nach Art einer Zwinge auszuführen und die beiden Kontaktelemente über die Schraubver bindung zusammenzupressen.

Die Verbindung kann formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig in Einführ- bzw. Entfernungsrichtung des in dem Schutzgehäuse aufgenommenen Kontaktelementes ausgebildet sein.

Im Falle einer Schraube als Klemmglied kann es vorteilhaft sein, eine Mutter in eines der Kontaktelemente zu integrieren, um die Anzahl loser Bauteile zu reduzieren und die Montage der Verbindung zu erleichtern.

Bevorzugt sind in dem Schutzgehäuse zwei Einführöffnungen vor gesehen, von denen eine erste Einführöffnung für das Kontakt element, welches in das Schutzgehäuse eingesteckt wird, und ei ne zweite Einführöffnung zum Einführen und Befestigen bzw. Lö sen des Klemmgliedes vorgesehen ist. Die beiden Einführöffnun gen stehen vorteilhaft winklig zueinander, um zum einen die Montage der Verbindungsanordnung zu erleichtern und zum anderen das Klemmglied in einer Richtung quer zur Einschubrichtung des separat ausgebildeten Kontaktelementes einführen zu können.

Zur Herstellung eines wasser- und staubdichten Abschlusses der Verbindung der beiden Kontaktelemente ist in bevorzugter Aus bildung eine Abdeckkappe für die dem Klemmglied zugeordnete Einführöffnung vorgesehen, welche sowohl vor der Verbindung der beiden elektrischen Bauteile als auch insbesondere nach dem Einführen des Klemmgliedes auf die Einführöffnung aufgesetzt werden kann. Vorteilhaft ist zwischen Schutzgehäuse und Abdeck kappe ein Dichtungselement angeordnet, welches die Dichtwirkung verstärkt. Ein Dichtungselement kann außerdem auch in der zweiten Einführöffnung vorgesehen sein, über die das separate Kon taktelement in das Schutzgehäuse einzuführen ist.

Das einzuführende Kontaktelement ist bevorzugt als ein mit ei nem Stromkabel verbundener Kabelschuh ausgeführt, der insbeson dere eine von der Rotationssymmetrie abweichende Querschnitts gestalt einnimmt und in eine wenigstens teilweise komplementär geformte Aufnahme im Schutzgehäuse einsetzbar ist, wodurch nur eine einzige Einsetzrichtung ermöglicht wird und eine weitere Vereinfachung der Montage erzielt wird.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu ent nehmen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Verbindungsanordnung zur Verbindung von zwei elektrisch leitfähigen Kon taktelementen zweier Bauteile,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf ein Schutzgehäuse eines elekt rischen Bauteils, in das zwei Kontaktelemente eines separaten Bauteils einzuführen sind,

Fig. 4 die Ausführung mit zwei einzuführenden Kontaktelemen ten in einer Schnittdarstellung im Bereich der Klemm glieder.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Be zugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Verbindungsanordnung 1 wird zur Her stellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung eines ersten Kontaktelementes 2 eines Bauteiles 3 mit einem zweiten Kontakt element 4 eines weiteren, separat ausgebildeten Bauteiles 5 verwendet. Bei dem ersten Bauteil 3 handelt es sich beispiels weise um eine Leistungselektronik zur Regelung oder Steuerung eines Elektromotors in einem Kraftfahrzeug. Bei dem zweiten Bauteil 5 handelt es sich beispielsweise um ein Stromkabel 7 für die Stromversorgung des ersten Bauteiles 3.

Dem ersten Bauteil 3 ist ein Schutzgehäuse 6 zugeordnet, wel ches insbesondere als Kunststoffteil ausgeführt ist und in wel ches das erste Kontaktelement 2 integriert ist. In dem Schutz gehäuse 6 des ersten Bauteiles 3 ist ein Aufnahmeraum 8 ausge bildet, in den das erste, fest im Schutzgehäuse 6 aufgenommene Kontaktelement 2 einragt. Der Aufnahmeraum 8 weist im Schutzge häuse 6 eine erste Einführöffnung 9 sowie eine zweite Einführ öffnung 10 auf, wobei die beiden Einführöffnungen 9 und 10 an unterschiedlichen Seiten des Aufnahmeraumes 8 angeordnet sind. Die erste Einführöffnung 9 dient zum Einführen des zweiten Bau teiles 5, insbesondere des mit dem Bauteil 5 verbundenen Kon taktelementes 4. Die erste Einführöffnung 9 befindet sich im unteren Abschnitt des Aufnahmeraumes 8 auf der dem ersten Kon taktelement 2 gegenüberliegenden, abgewandten Seite des Schutz gehäuses 6.

Die zweite Einführöffnung 10 dient zur Aufnahme eines Klemm gliedes 11, welches im Ausführungsbeispiel als Schraube ausge führt ist und das für eine feste Verbindung des ersten Kontakt elementes 2 und des zweiten Kontaktelementes 4 genutzt wird. Die zweite Einführöffnung 10 liegt im Bereich des oberen Endes des Aufnahmeraumes 8 benachbart zum ersten Kontaktelement 2 und erstreckt sich in einem 90°-Winkel zur ersten Einführöffnung 9.

Das zweite Kontaktelement 4 ist durch die erste Einführöffnung 9 in den Aufnahmeraum 8 einzuführen und kann so weit in den Aufnahmeraum eingeschoben werden, dass die Stirnseite 12 des zweiten Kontaktelementes 4 zur Anlage an die Aufnahmeraumwan dung 13 gelangt, welche der ersten Einführöffnung 9 gegenüber und benachbart zum ersten Kontaktelement 2 liegt. Das zweite Kontaktelement 4 wird axial translatorisch über die erste Ein führöffnung 9 in den Aufnahmeraum 8 eingeschoben. In vollstän dig eingeschobener Lage überlappen sich das erste Kontaktele ment 2 und das zweite Kontaktelement 4; im Überlappungsbereich liegen die zugewandten Seitenflächen von erstem und zweitem Kontaktelement 2 bzw. 4 elektrisch leitend aneinander. Darüber hinaus weist jedes Kontaktelement 2 bzw. 4 eine Stecköffnung auf, wobei die Stecköffnungen in der vollständig in den Aufnah meraum 8 eingeschobenen Lage in Überdeckung liegen und ein Durchstecken des Klemmgliedes 11 durch beide Kontaktelemente 2 und 4 quer zur Einführrichtung des Kontaktelements 4 ermögli chen. Das durch die Stecköffnungen geführte Klemmglied 11 ver hindert ein unbeabsichtigtes Lösen der elektrisch leitenden Verbindung und sichert das zweite Kontaktelement 4 gegen ein versehentliches Herausrutschen aus dem Aufnahmeraum 8.

Zur Erzeugung eines die beiden zugewandten Seitenflächen von erstem Kontaktelement 2 und zweitem Kontaktelement 4 zusammen haltenden Anpressdruckes wird das als Schraube ausgeführte Klemmglied 11 in eine Mutter 14 eingeschraubt, welche als Ein pressmutter ausgeführt ist und in die Stecköffnung im zweiten Kontaktelement 4 eingesetzt ist, welches sich auf der der zwei ten Einführöffnung 10 abgewandten Seite befindet.

Für eine wasser- und staubdichte Abdichtung des in den Aufnah meraum 8 eingeführten zweiten Bauteiles 5 ist im Bereich der ersten Einführöffnung 9 ein Dichtungselement 15 vorgesehen, welches im Aufnahmeraum 8 liegt, das Stromkabel 7 ringförmig umschließt und an einer radial auskragenden Schulter des zwei ten Kontaktelementes 4 abgestützt ist. Als Sicherung gegen un beabsichtigtes Herausrutschen aus dem Aufnahmeraum 8 ist wei terhin eine Halterung 16 im Bereich der ersten Einführöffnung 9 vorgesehen, deren Funktion in Fig. 3 näher erläutert wird.

Die zweite Einführöffnung 10 ist durch einen auskragenden Bund 17 gebildet, der vorteilhaft einteilig mit dem Schutzgehäuse 6 ausgebildet ist. Die zweite Einführöffnung 10 ist von einer Ab deckkappe 18 überdeckt, welche als eigenständiges Bauteil aus geführt ist und über einen Rasthaken 19 am Schutzgehäuse 6 zu verrasten ist. Die staub- und wasserdichte Abdichtung wird durch ein zweites Dichtungselement 20 unterstützt, welches als Dichtring ausgeführt ist und in einem Ringraum zwischen dem Bund 17 und der übergreifenden Abdeckkappe 18 eingesetzt ist.

Das als Kabelschuh ausgebildete Kontaktelement 4 des zweiten Bauteiles 5 ist im Aufnahmeraum 8 in einer Nut 21 geführt, die im Schutzgehäuse 6 ausgebildet ist und in Einschubrichtung des Kontaktelementes 4 verläuft. Über die Nut 21 wird die Drehlage des Kontaktelementes 4 beim Einführen in den Aufnahmeraum 8 eindeutig festgelegt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem ein zusteckenden Bauteil 5 mit zwei Stromkabeln 7, denen jeweils ein einzuführendes Kontaktelement zugeordnet ist. Die beiden Kabel 7 sind in einer Halterung 16 aufgenommen, welche Bestand teil des zweiten Bauteiles 5 ist und insbesondere aus Kunst stoff besteht, der um die Kabel 7 gespritzt ist. Im Seitenbe reich weist die Halterung Laschen 22 auf, die sich in Zusammen bauposition seitlich des Schutzgehäuses 6 des ersten Bauteiles erstrecken und in Querrichtung elastisch ausgebildet sind. In Zusammenbaulage hintergreifen die Laschen 22 Rasthaken 23, wel che einteilig mit dem Schutzgehäuse 6 ausgebildet sind und sich an den Seitenwänden des Schutzgehäuses 6 erstrecken.

Fig. 4 zeigt die Ausführung mit zwei einzuführenden Kontaktele menten mit zwei Stromkabeln in einer Schnittdarstellung im Be reich der Klemmglieder 11, wobei jedes einzuführende Kontakt element mit einem in das Schutzgehäuse 6 integrierten Kontakt element verbunden wird. Jedem Kontaktelement des einzuführenden Bauteils ist jeweils ein Klemmglied in jeweils einer Einführ öffnung im Bund 17 des Schutzgehäuses zugeordnet. Das Dich tungselement 20 und die Abdeckkappe 18 um- bzw. übergreifen beide Klemmglieder 11. In der Mitte zwischen den Klemmgliedern 11 ist ein Versteifungsteil 24 zur Stabilisierung und Verstär kung in den Bund 17 eingelassen.

Bezugszeichenliste

1

Verbindungsanordnung

2

Kontaktelement

3

Bauteil

4

Kontaktelement

5

Bauteil

6

Schutzgehäuse

7

Stromkabel

8

Aufnahmeraum

9

Einführöffnung

10

Einführöffnung

11

Klemmglied

12

Stirnseite

13

Aufnahmeraumwandung

14

Mutter

15

Dichtungselement

16

Halterung

17

Bund

18

Abdeckkappe

19

Rasthaken

20

Dichtungselement

21

Nut

22

Lasche

23

Rasthaken

24

Versteifungsteil

Claims

1. Verbindungsanordnung zur Verbindung von zwei elektrisch leitfähigen Kontaktelementen zweier Bauteile, wobei das Kon taktelement (2) des ersten Bauteiles (3) in einem Schutzgehäuse (6) aufgenommen ist, in dass das Kontaktelement (4) des zweiten Bauteiles (5) zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Ver bindung einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (2) des ersten Bauteiles (3) und das zweite Kontaktelement (4) des zweiten Bauteiles (5) sich in Kontaktstellung im Schutzgehäuse (6) überlappen und dass im Überlappungsbereich der beiden Kontaktelemente (2 und 4) ein die beiden Kontaktelemente (2 und 4) beaufschlagendes Klemmglied (11) vorgesehen ist, das zwischen einer ein Lösen der Verbin dung verhindernden Klemmstellung und einer ein Lösen der Ver bindung ermöglichenden Freigabestellung verstellbar ist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kontaktelement (2 bzw. 4) im Überlappungsbereich ei ne Stecköffnung zur Aufnahme des Klemmgliedes (11) aufweist.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmglied (11) als Schraube ausgeführt ist.

4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mutter (14) in ein Kontaktelement (4) integriert ist.

5. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schutzgehäuse (6) eine erste Einführöffnung (9) für das einzuführende Kontaktelement (4) und eine zweite Einführ öffnung (10) für das Klemmglied (11) vorgesehen ist, wobei die beiden Einführöffnungen (9 und 10) einen Winkel einschließen.

6. Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckkappe (18) zum Verschließen der Einführöffnung (10) für das Klemmglied (11) vorgesehen ist.

7. Verbindungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abdeckkappe (18) und Schutzgehäuse (6) ein Dich tungselement (20) angeordnet ist.

8. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einzuführenden Kontaktelement (4) und der diesem Kontaktelement (4) zugeordneten Einführöffnung (9) ein Dichtungselement (15) vorgesehen ist.

9. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuführende Kontaktelement (4) als ein mit einem Stromkabel (7) verbundener Kabelschuh ausgeführt ist.

10. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuführende Kontaktelement (4) eine von der Rotati onssymmetrie abweichende Querschnittsgestalt einnimmt und in einen zumindest teilweise komplementär geformten Aufnahmeraum (8) in dem Schutzgehäuse (6) einsetzbar ist.

11. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (5) mit dem einzuführenden Kontaktelement (4) in Kontaktstellung mit dem Schutzgehäuse (6) zu verrasten ist.

12. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktelemente (2) des ersten Bauteils (3) mit zwei separat ausgebildeten, in das Schutzgehäuse (6) einzuführenden Kontaktelementen (4) zu verbinden sind.