DE102005014203B4

DE102005014203B4 - Steckverbinder für eine Glühkerze einer Dieselbrennkraftmaschine mit Primär- und Sekundär-Verriegelungsmitteln

Info

Publication number: DE102005014203B4
Application number: DE102005014203A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Häfele; Werner JÄGER
Original assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Current assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: US20060223354A1; EP1710431A1; DE102005014203A1; US7165982B2

Abstract

Steckverbinder (1) für eine Glühkerze (2) einer Dieselbrennkraftmaschine, wobei der Steckverbinder (1) in Rundbauweise ausgeführt ist und mehrere elektrische Kontakte (3, 4, 5) aufweist, wobei der Steckverbinder (1) zum Aufstecken auf die Glühkerze (2) ausgebildet ist, wobei der Steckverbinder (1) Primärverriegelungsmittel (8) aufweist, um den Steckverbinder (1) nach dem Aufstecken auf die Glühkerze (2) auf dieser in dieser Lage zu fixieren, und Sekundärverriegelungsmittel (9) aufweist, um die Primärverriegelungsmittel (8) in ihrer ersten Lage zu fixieren, und die Sekundärverriegelungsmittel (9) derart ausgebildet sind, dass sie erst dann von einer ersten Position in eine weitere Position bewegbar sind, wenn der Steckverbinder (1) lagekorrekt auf die Glühkerze (2) aufgesteckt wurde und die Primärverriegelungsmittel (8) von einer ersten Position in eine weitere Position gebracht worden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für eine Glühkerze einer Dieselbrennkraftmaschine.
Solche Steckverbinder sind aus DE 195 48 168 C2 , DE 43 42 899 C1 , DE 90 11 569 U1 oder US 2004/0237922 A1 bekannt.
Insbesondere aus der nachveröffentlichten DE 10 2004 002 905 A1 ist ein Steckverbinder für eine Glühkerze einer Dieselbrennkraftmaschine in Rundbauweise bekannt. Dieser Steckverbinder ist zum Aufstecken auf eine Glühkerze einer Dieselbrennkraftmaschine ausgebildet, wobei beide mehrere zusammenbringbare elektrische Kontaktbereiche aufweisen. Über diese Kontaktbereiche wird einerseits eine Kontaktierung zur Stromversorgung der Glühkerze zum Vorglühen der Dieselbrennkraftmaschine hergestellt und andererseits eine Kontaktierung zu zumindest einem Sensor, der innerhalb der Glühkerze angeordnet ist, hergestellt. Die Sensorsignale, die im Bereich der Glühkerze erfasst werden, können in einem nachgeschalteten Steuergerät ausgewertet und zur Steuerung der Betriebsparameter der Dieselbrennkraftmaschine herangezogen werden. Die Ausbildung eines solchen Steckverbinders für eine Glühkerze mit Sensormitteln hat den Vorteil, dass sich am Einbauort in der Dieselbrennkraftmaschine eine kompakte Bauweise ergibt, so dass die aus Steckverbinder, Glühkerze und Sensormitteln bestehende Einheit wenig Platz in bzw. an der Dieselbrennkraftmaschine beansprucht. Die Erfassung von Parametern im Bereich der Glühkerze hat den Vorteil, dass die Verbrennung innerhalb der Dieselbrennkraftmaschine wesentlich besser gesteuert bzw. geregelt werden kann als bisher, so dass Abgasemissionen, Geräuschemissionen und dergleichen der Dieselbrennkraftmaschine verringert werden können, um insbesondere verschärfte Umweltvorschriften seitens Gesetzgeber einhalten zu können. Für diesen Fall ist es besonders wichtig, dass die Sensorsignale von der Glühkerze über den Steckverbinder an das nachgeschaltete Steuergerät übertragen werden.
Diese Einheit unterliegt äußerst hohen Beanspruchungen, insbesondere Temperaturschwankungen und Vibrationen im Bereich der Dieselbrennkraftmaschine, insbesondere dann, wenn diese in einem Fahrzeug angeordnet ist. Hier sind Temperaturschwankungen von -40 °C bis +150 °C keine Seltenheit, wobei weitere Belastungen wie Feuchtigkeit, Spritzwasser, Schmutzpartikel und dergleichen noch hinzukommen.
Daher ist es von besonderer Bedeutung, dass der Steckverbinder einerseits schnell und einfach auf die Glühkerze aufgesteckt werden kann, wozu der Steckverbinder in Rundbauweise ausgeführt ist. Andererseits ist es erforderlich, dass der Steckverbinder lagekorrekt auf die Glühkerze aufgesteckt wird, um die mehreren Kontaktbereiche zwischen Steckverbinder und Glühkerze elektrisch miteinander zu kontaktieren. Abschließend ist es wichtig, dass dann, wenn der Steckverbinder lagekorrekt auf die Glühkerze aufgesteckt worden ist, diese Steckverbindung den geschilderten Umweltbedingungen standhält und sich auf Grund dieser Umweltbedingungen der Steckverbinder nicht von der Glühkerze lösen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder zum Aufstecken auf eine Glühkerze einer Dieselbrennkraftmaschine bereitzustellen, der die vorstehend genannten Anforderungen erfüllt.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Steckverbinder Primärverriegelungsmittel aufweist, um den Steckverbinder nach dem Aufstecken auf die Glühkerze auf dieser in dieser Lage zu fixieren, und weiterhin Sekundärverriegelungsmittel auf dieser in dieser Lage zu fixieren und weiterhin Sekundärverriegelungsmittel (CPA) aufweist, um die Primärverriegelungsmittel in ihrer erreichten Lage zu fixieren. Die Primärverriegelungsmittel bewirken also, dass der Steckverbinder nach dem Aufstecken auf die Glühkerze in dieser Lage, in der die Kontaktbereiche zwischen Steckverbinder und Glühkerze kontaktiert worden sind, in seiner Lage fixiert wird. Da auf Grund der rauen Umweltbedingungen und Einsatzbedingungen, insbesondere Vibrationen im Bereich der Dieselbrennkraftmaschine, trotz dieser Primärverriegelung noch die Gefahr besteht, dass sich die Primärverriege lungsmittel aus ihrer erreichten Position herausbewegen (und damit ein Lösen des Steckverbinders von der Glühkerze ermöglicht würde), ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Primärverriegelungsmittel durch die Sekundärverriegelungsmittel zusätzlich gesichert werden. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise durch eine Rastverbindung, die es ermöglicht, im Reparaturfalle den Steckverbinder von der Glühkerze lösen zu können. Hierbei ist allerdings eine Konstruktion und Abstimmung der Primär- und Sekundärverriegelungsmittel aufeinander in der Art und Weise erforderlich, dass zum Lösen der Verriegelungsmittel so hohe Kräfte erforderlich sind (insbesondere beim Lösen der Sekundärverriegelungsmittel), die beim Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine nicht vorkommen. An dieser Stelle kann also daran gedacht werden, die Sekundärverriegelungsmittel bzw. deren Verriegelungskräfte so zu wählen, dass sie einerseits den beim Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine auftretenden Kräften widerstehen, aber andererseits durch Aufbringung höherer Kräfte (beispielsweise mittels eines Werkzeuges) wieder in ihre Ausgangsposition (endverriegelte Position) gebracht werden können.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Verriegelungsmittel, also entweder die Sekundärverriegelungsmittel und/oder die Primärverriegelungsmittel, mittels einer Längsbewegung und/oder einer Drehbewegung von ihrer ersten Position (noch nicht verriegelt) in die zumindest weitere Position (insbesondere verriegelt) bringbar sind. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt die Verriegelung der Verriegelungsmittel bei beiden mittels einer Längsbewegung, wobei die Verriegelungsmittel so gestaltet sind, dass beim Verriegeln des Steckverbinders auf der Glühkerze zunächst die Primärverriegelungsmittel von der ersten in die zumindest weitere Position bringbar sind (und währenddessen die Sekundärverriegelungsmittel diese Bewegung mitmachen) und erst dann eine Längsbewegung der Sekundärverriegelungsmittel von deren erster Position in zumindest eine weitere Position möglich wird, wenn die Primärverriegelungsmittel ihre zumindest weitere Position (insbesondere Endposition) erreicht haben.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
Es zeigt:
1: einen Steckverbinder zum Aufstecken auf eine Glühkerze,
2: den Steckverbinder im ungesteckten und aufgesteckten Zustand im Schnitt gemäß 1,
3(a-h): Ausgestaltung und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Primär- und Sekundärverriegelungsmittel,
4(a-h): eine weitere Ausgestaltung und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Primär- und Sekundärverriegelungsmittel.
1 zeigt, soweit im Einzelnen dargestellt, einen Steckverbinder 1, der in Rundbauweise ausgeführt ist und die noch zu beschreibenden Primär- und Sekundärverriegelungsmittel aufweist. In seinem Abgangsbereich weist der Steckverbinder 1 ein Kabel mit mehreren elektrischen Leitern oder mehrere Einzelleiter (so dargestellt) auf, um einerseits eine Glühkerze 2 der Dieselbrennkraftmaschine mit Strom zum Vorheizen zu versorgen und andererseits, um erfasste Parameter im Bereich der Glühkerze 2 an ein nicht dargestelltes, nachgeschaltetes Steuergerät zu übertragen. Die Glühkerze 2 weist, soweit im Einzelnen dargestellt, einen Gehäusebereich 21 auf, an den sich ein Montagebereich 22 anschließt, mit dem die Glühkerze 2 in der Dieselbrennkraftmaschine befestigt werden kann. Dieser Montagebereich 22 ist beispielsweise als Sechskant ausgebildet. Im Endbereich oberhalb des Montagebereiches 22 und koaxial darin liegend ist ein Kontaktbereich 23 vorhanden, wobei die Kontakte im Kontaktbereich 23 mit Kontakten in dem Steckverbinder 1 in Wirkverbindung gebracht werden können, wenn der Steckverbinder 1 auf die Glühkerze aufgesteckt wurde.
2 zeigt den Steckverbinder 1 und die Glühkerze 2 im Schnitt gemäß 1. Im oberen Teil der 2 ist der Steckverbinder 1 im Schnitt dargestellt, wobei mehrere, insbesondere drei Kontakte bzw. Kontaktbereiche 3 bis 5 zu erkennen sind. Diese Kontaktbereiche 3 bis 5 sind beispielsweise als Lamellenkontakte ausgebildet, wobei andere Ausführungen denkbar sind. Weiterhin weist der Steckverbinder 1 eine feststehende Gehäusehülse 6 auf, an deren Ende eine Gehäusekappe 7 angeordnet ist, die den kabelseitigen Abgangsbereich des Steckverbinders 1 bildet. Weiterhin sind hier längsbewegbare Primärverriegelungsmittel 8 und ebenfalls längsbewegbare Sekundärverriegelungsmittel 9 vorhanden. Im nicht aufgesteckten Zustand des Steckverbinders 1 befinden sich beide Verriegelungsmittel 8, 9 jeweils in einer ersten Position (Ausgangsposition) die nach dem Herstellen bzw. dem Zusammenbau des Steckverbinders 1 eingenommen wird. In besonders vorteilhafter Weise sind hierzu die Verriegelungsmittel 8, 9 derart gestaltet, dass sie diese erste Position so lange beibehalten und aus dieser Position so lange nicht herausbewegt werden können, bis der Steckverbinder 1 auf die Glühkerze 2 aufgesteckt wurde.
Der untere Teil der 2 zeigt den Steckverbinder 1, nachdem er auf die Glühkerze 2 aufgesteckt wurde. In dieser Darstellung befinden sich die Verriegelungsmittel 8, 9 beide noch in ihrer ersten Position, wobei Positionsveränderung und die daraus resultierende Verriegelung des Steckverbinders 1 auf der Glühkerze 2 im Folgenden beschrieben wird.
3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der Primär- und Sekundärverriegelungsmittel 8, 9 sowie deren Wirkungsweise. Im oberen Teil der 3 ist der Verriegelungsablauf a) bis d) der Primärverriegelungsmittel 8 gezeigt, während im unteren Teil der 3 der Verriegelungsablauf der Sekundärverriegelungsmittel in den Schritten e) bis h) gezeigt ist. Allerdings laufen diese Abläufe a) bis d) sowie e) bis h) nicht unabhängig voneinander, sondern greifen teilweise ineinander ein.
3a) zeigt, dass die Primärverriegelungsmittel 8 einen Ausleger 81 aufweisen, an dessen Ende ein Rasthaken 82 angeordnet ist. Dieser Rasthaken 82 korrespondiert im weiteren Verriegelungsverlauf mit einem Steg 24 und/oder einer Nut 25 der Glühkerze 2. Erfindungsgemäß weisen also die Primärverriegelungsmittel 8 einen an dem Ausleger 81 angeordneten Rasthaken 82 auf, wobei der Rasthaken 82 zum Zusammenwirken mit dem Steg 24 und/oder der Nut 25 der Glühkerze 2 beim Aufstecken des Steckverbinders 1 auf die Glühkerze 2 ausgebildet ist. Mit den vorbeschriebenen Mitteln wird die Primärverriegelung erzielt. Weiterhin weisen die Primärverriegelungsmittel 8 noch einen Anschlag 83 sowie einen weiteren Rasthaken 84 auf, wobei der weitere Rasthaken 84 im Bereich des Anschlages 83 angeordnet ist.
Die Primärverriegelung des Steckverbinders 1 auf die Glühkerze 2 erfolgt derart, dass gemäß 3a) der Kontaktbereich 23 der Glühkerze 2 in die Gehäusehülse 6 des Steckverbinders 1 mit einer Längsbewegung eingeführt wird, d.h, dass der Steckverbinder 1 auf die Glühkerze 2 aufgesteckt wird. Während dieses Einführungsvorganges gelangt der Steg 24 an den Rasthaken 82. Beim weiteren Einschieben der Glühkerze 2 in den Steckverbinder 1 wird der Rasthaken 82 von dem Steg 24 abgehoben (3b) und greift nach weiterem Einschieben in die Nut 25 ein (3c), wobei mittels dieses Eingriffes des Rasthakens 82 in die Nut 25 die Primärverriegelung erfolgt ist. Um die gewünschte Positionierung beim Aufsetzen des Steckverbinders 1 auf die Glühkerze 2 zu erreichen, ist der Anschlag 83 vorhanden, an dem der Steg 24 zur Anlage kommt (3c), wenn der Steckverbinder 1 korrekt auf die Glühkerze 2 aufgesteckt worden ist.
In 3a ist erkennbar, dass die Sekundärverriegelungsmittel eine Ausnehmung 91 für den Rasthaken 82 aufweisen. In der ersten Position sowohl der Primärverriegelungsmittel 8 als der Sekundärverriegelungsmittel 9 sind Rasthaken 82 und Ausnehmung 82 und Ausnehmung 91 deckungsgleich, so dass der Rasthaken 82 beim Aufstecken des Steckverbinders 1 auf die Glühkerze 2 bei Auslenkung des Auslegers 81 in diese Ausnehmung 91 eingreifen kann (3b) damit die Primärverriegelung mittels des Rasthakens 82 bewerkstelligt werden kann. Bei diesem Primärverriegelungsablauf von a) bis c) erfolgt keine Positionsänderung zwischen den Verriegelungsmitteln 8, 9. Die Primärverriegelungsmittel 9 weisen an ihrer äußeren Oberfläche mehrere umlaufende Stege 92 auf, was für die spätere manuelle Lageveränderung von Vorteil ist, da damit zur manuellen Lageveränderung die Sekundärverriegelungsmittel 9 besser bewegbar sind. Diese Lageveränderung ist in 3d gezeigt, bei der die Sekundärverriegelungsmittel 8 in Längsrichtung aus ihrer Position in eine weitere Position (insbesondere Endposition) gebracht worden sind. In dieser zumindest weiteren Position sind der Rasthaken 82 der Primärverriegelungsmittel 8 und die Ausnehmung 91 der Sekundärverriegelungsmittel 9 nicht mehr deckungsgleich, so dass der Ausleger 81 nicht mehr bewegbar ist, weil der Rasthaken 82 zwischen der Innenseite der Sekundärverriegelungsmittel 9 und dem Steg 25 der Glühkerze 2 eingeklemmt ist. In dieser in 3d gezeigten Position sind die Sekundärverriegelungsmittel 9 ebenfalls lösbar verrastet, wobei der Bewegungsablauf der Sekundärverriegelung und deren Verrastung anhand der 3e) bis h) beschrieben wird.
Zusätzlich zu den schon beschriebenen und gezeigten Elementen der Verriegelungsmittel 8, 9 weisen die Sekundärverriegelungsmittel 9 einen an einem Ausleger 93 angeordneten Rasthaken 94 auf, wobei der Rasthaken 94 zum Zusammenwirken mit dem Rasthaken 84 der Primärverriegelungsmittel 8 ausgebildet ist. Weiterhin ist an dem Ausleger 93 noch eine Erhebung 95 angeordnet, die in Richtung des Kontaktbereiches 23 der Glühkerze 2 gerichtet ist. In der jeweiligen ersten Position der Verriegelungsmittel 8, 9 greifen der Rasthaken 84 und der Rasthaken 94 ineinander ein, so dass bewirkt wird, dass die Sekundärverriegelungsmittel 9 in einer bestimmten Position zu den Primärverriegelungsmitteln 8 gehalten werden. Wenn der Steckverbinder 1 auf die Glühkerze 2 aufgesteckt wird, gleitet der Steg 24 über die Erhebung 95, so dass der Ausleger 93 ausgelenkt wird. Dies ist in 3g beschrieben. Diese Auslenkung des Auslegers 93 bewirkt zusätzlich, dass der Rasthaken 94 von Rasthaken 84 abhebt, so dass folgender Zustand erreicht ist (3c und g):
Der Steckverbinder 1 ist lagekorrekt auf der Glühkerze 2 aufgesteckt und die Primärverriegelung (Eingriff des Rasthakens 82 in die Nut 25 und Anlage des Steges 24 an dem Anschlag 83) ist erfolgt. (3c). Zur zusätzlichen Verriegelung der Primärverriegelungsmittel 8 mittels der Sekundärverriegelungsmittel 9 werden diese nun von ihrer ersten Position (3c und g) in ihre zumindest weitere Position (insbesondere Endposition) längs verschoben. Nach dieser Längsverschiebung sind die Primärverriegelungsmittel 8 dadurch verriegelt, dass die Ausnehmung 91 der Sekundärverriegelungsmittel 9 nicht mehr deckungsgleich ist mit dem Rasthaken 82 der Primärverriegelungsmittel (3d). Die Lagefixierung (Verrastung) der Sekundärverriegelungsmittel 9 erfolgt dadurch, dass durch Auslenkung des Auslegers 93 die Rasthaken 84, 94 voneinander abgehoben sind und dadurch eine Längsverschiebung der Sekundärverriegelungsmittel 9 soweit in Richtung der Glühkerze 2 erfolgen konnte, bis die Erhebung 95 an dem Ausleger 93 ebenfalls in der Nut 25 der Glühkerze 2 zu liegen kam (s. 3h).
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Primär- und Sekundärverriegelungsmittel, wobei Steckverbinder 1 und Glühkerze 2 lediglich um 90 Grad gedreht sind und konstruktiv geringfügig von denen gemäß 3 abweichen. Die Ausgestaltung und Wirkungsweise der Verriegelungsmittel 8, 9 ist aber die gleiche.
Die Maße, die in den Figuren aufgeführt sind, sind beispielhaft und können je nach geometrischen Verhältnissen variieren.

1: Steckverbinder
2: Glühkerze
21: Gehäusebereich
22: Montagebereich
23: Kontaktbereich
24: Steg
25: Nut
3: Kontaktbereich/Kontakt
4: Kontaktbereich/Kontakt
5: Kontaktbereich/Kontakt
6: feststehende Gehäusehülse
7: Gehäusekappe
8: Primärverriegelungsmittel
81: Ausleger
82: Rasthaken
83: Anschlag
84: Rasthaken
9: Sekundärverriegelungsmittel
91: Ausnehmung
92: Steg
93: Ausleger
94: Rasthaken
95: Erhebung

Claims

Steckverbinder (1) für eine Glühkerze (2) einer Dieselbrennkraftmaschine, wobei der Steckverbinder (1) in Rundbauweise ausgeführt ist und mehrere elektrische Kontakte (3, 4, 5) aufweist, wobei der Steckverbinder (1) zum Aufstecken auf die Glühkerze (2) ausgebildet ist, wobei der Steckverbinder (1) Primärverriegelungsmittel (8) aufweist, um den Steckverbinder (1) nach dem Aufstecken auf die Glühkerze (2) auf dieser in dieser Lage zu fixieren, und Sekundärverriegelungsmittel (9) aufweist, um die Primärverriegelungsmittel (8) in ihrer ersten Lage zu fixieren, und die Sekundärverriegelungsmittel (9) derart ausgebildet sind, dass sie erst dann von einer ersten Position in eine weitere Position bewegbar sind, wenn der Steckverbinder (1) lagekorrekt auf die Glühkerze (2) aufgesteckt wurde und die Primärverriegelungsmittel (8) von einer ersten Position in eine weitere Position gebracht worden sind.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (3, 4, 5) einerseits zur Stromversorgung der Glühkerze (2) zum Vorglühen und andererseits zur Kontaktierung mit zumindest einem Sensor, der innerhalb der Glühkerze (2) angeordnet ist, ausgebildet sind.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärverriegelungsmittel (8) einen an einem Ausleger (81) angeordneten Rasthaken (82) aufweisen, wobei der Rasthaken (82) zum Zusammenwirken mit einem Steg (24) und/oder einer Nut (25) der Glühkerze (2) beim Aufstecken des Steckverbinders (1) auf die Glühkerze (2) ausgebildet ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärverriegelungsmittel (9) eine Ausnehmung (91) zum Zusammenwirken mit dem Rasthaken (82) aufweisen.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärverriegelungsmittel (9) einen an einem Ausleger (93) angeordneten Rasthaken (94) aufweisen, wobei der Rasthaken (94) zum Zusammenwirken mit einem Rasthaken (84) der Primärverriegelungsmittel (8) ausgebildet ist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärverriegelungsmittel (8) und/oder die Sekundärverriegelungsmittel (9) mittels einer Längsbewegung und/oder einer Drehbewegung von ihrer ersten Position in die weitere Position bringbar sind.