DE102008021868A1

DE102008021868A1 - Elektrischer Verbinder für eine irreversible Steckverbindung an Kraftfahrzeugsteuergeräten

Info

Publication number: DE102008021868A1
Application number: DE102008021868A
Authority: DE
Inventors: Andreas Heise; Wolfgang Käfer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-01-29

Abstract

Elektrischer Verbinder, mit dem ein flexibler Draht oder ein mehradriges Kabel (1), der/das mit mindestens einem elektrischen Leiter (2) versehen ist, an ein Gegenstück (3, 4) angeschlossen wird, wobei das anzuschließende Draht- oder Kabelende mit mindestens einem mechanischen Teil des Verbinders untrennbar verbunden ist und wobei der Verbinder derart konstruiert ist, dass der/die sich am Ende des Drahts oder Kabels befindliche/n Leiter bei der Montage an das Aggregat oder die Buchse mittels am Gegenstück angeordneter Kontakt (5) elektrisch kontaktiert wird und dabei der Draht oder das Kabel gemeinsam mit dem Verbinder mit dem Aggregat oder dem Sockel elektrisch und mechanisch verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verbindungsverfahren gemäß Anspruch 13.
Aus der EP 0 923 793 B1 ist eine elektrische Steckverbindung zur Herstellung eines feuchtigkeitsdichten elektrischen Übergangs im Zusammenhang mit der Anwendung in einem elektronischen Bremsensteuergerät bekannt.
Elektrische Schneidlemm-Verbindungen für mehradrige Kabel bzw. Leitungen mit isolierten Einzeladern gehen aus der EP 1 449 277 B1 und der EP 0 817 313 B1 hervor. Die letztgenannte Schrift umfasst ein Bodenteil und ein Oberteil, in dessen Zwischenraum beim Zusammendrücken dieser Teile das Kabel eingedrückt wird. Das Oberteil umfasst einrastende Verriegelungsmittel zur Verbindung mit dem Unterteil.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine unlösbare elektrisch und mechanisch robuste Einmalverbindung eines Kabels an ein elektrisches Gerät zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Lebensdauer hat und dabei maschinell kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrischen Verbinder gemäß Anspruch 1.
Der erfindungsgemäße elektrische Verbinder stellt eine elektrische Verbindung für eine mindestens einadrige elektrische Anschlussleitung mit einem Gegenstück bereit. Das Gegenstück ist bevorzugt ein Stecksockel oder ein Gehäusebestandteil eines Aggregats, in dem insbesondere elektrisch leitende Schneidklemmklingen angeordnet sind. Die Schneidklemmklingen ermöglichen die mehrfache Verwendung von Verbindern in Verbindung mit dem Gegenstück.
Der Verbinder dient dazu, eine einfach herstellbare, platzsparende, steckbare und dauerhaft zuverlässige elektrische Verbindung eines Kabels an ein Aggregat (z. B. ein elektronisches Steuergerät) darzustellen. Der Verbinder umfasst einen Träger, welcher die Einzeladern des mehradrigen Kabels innig zumindest zum Teil oder vollständig umschließt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Träger um einen Umspritzungskörper, das heißt, die einzelnen Leiter oder auch Adern sind umspritzt oder gemouldet.
Bevorzugt ist der Verbinder so gestaltet, dass er sich nur durch Zerstörung der Anschlussleitung oder Teilen davon demontieren lässt. Besonders bevorzugt ist jedoch das Gegenstück des Verbinders, zum Beispiel das Aggregat oder ein Sockel, so aufgebaut, dass es sich für eine erneute Montage wieder mit einem neuen, intakten Verbinder verbinden lässt. Das heißt, das Gegenstück wird beim Entfernen des Verbinders im Gegensatz zum Verbinder selbst in der Regel nicht beschädigt.
Der erfindungsgemäße Verbinder vereint serientauglich die Vorteile zweier bekannter Prinzipien, nämlich einer elektri schen Verbindung mittels eines herkömmlichen Steckers/-Gegensteckers (steckbar) und einer reinen z. B. eingespritzten Kabelanbindung (platzsparend).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Verbinder Dichtelemente, welche die elektrischen Kontakte vor Feuchtigkeit und Schmutz schützen. Die Dichtelemente können vorzugsweiese als Teil von Umspritzmaterial des Verbinders und/oder des Sockels ausgebildet sein, zum Beispiel als angespritze Dichtlippe. Als Dichtelemente können alternativ bevorzugt auch separate Dichtelemente, wie zum Beispiel O-Ringe vorgesehen sein.
Die Dichtelemente sind zweckmäßigerweise als gemeinsame Verbindung im Bereich zwischen Verbinder und Gegenstück angeordnet und/oder als individuelle Dichtelemtente im Bereich der elektrischen Kontakte.
Der technische Vorteil des Verbinders gegenüber einer herkömmlichen Stecker/Gegenstecker-Verbindung ist unter anderem der geringe Volumenbedarf, dessen Betriebssicherheit und dessen Robustheit gegen Erschütterungen. Zudem weist der Verbinder eine hohe Schlagfestigkeit auf. Das Packaging wird durch die Erfindung erheblich einfacher, als bei bekannten Verbindern. Gegenüber einem herkömmlichen Kabelabgang ohne Stecker hat der Verbinder außerdem den Vorteil, eine Steckverbindung bereitzustellen, was im Logistik- und Fertigungsprozess erhebliche Vorteile mit sich bringt: Der Kabelabgang muss bei der Fertigung und beim Handling nicht mehr mit berücksichtigt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei Fehlern am Kabel nicht die gesamte Baugruppe getauscht werden muss, sondern das Kabel separat ausgetauscht werden kann (Kostenvorteil).
Die elektrische Verbindung über die Kontakte erfolgt bevorzugt unter Verwendung von an sich bekannten Schneidklemmklingen. Alternativ bevorzugt sind als elektrische Kontakte elektrisch leitende Nadeln oder Pfosten, welche durch Einstechen bzw. Durchstechen des oder der Leiter eine elektrische Verbindung hervorrufen. Die gewählten elektrischen Kontakte ermöglichen einen steckbaren Kabelabgang, der mehrfach vewendet werden kann. Der Verbinder ist allerdings so konstruiert, dass bei erneutem Stecken ein neues Anschlusskabel, welches mit dem Verbinder eine gemeinsame Baueinheit bildet, benötigt wird.
Die Erfindung betrifft neben dem Verbinder nach Anspruch 1 auch ein Verfahren gemäß Anspruch 13.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand von Figuren.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung des Verbinders (ohne Nippel) im seitlichen Schnitt und
2 eine räumliche Darstellung eines Verbinders mit einem Nippel.
Das Kabel 1 enthält eine Anzahl von jeweils isolierten elektrischen Leitern 2. In der Regel werden jeweils isolierte Einzeladern in einer gemeinsamen Umhüllung (Mantel) verse hen. Die Isolierung der Einzeladern ist nicht gesondert dargestellt. Es gibt aber auch die Möglichkeit bei wenigen Adern (z. B. zwei) direkt um die Kupferleitungen welche hier mit Abstand geführt werden zu extrudieren. Die Leiter 2 sind von einer feuchtigkeitsdichten Umspritzung 6 umschlossen. Umspritzung 6 ist so ausgeführt, dass diese in einen am Aggregatgehäuse 3 integrierten Kragen 4 passgerecht eintaucht. Umspritzung 6 wird von einem Kunststoff- oder Metalldeckel 7 mittels Halteklammern 8 gehalten, welche bevorzugt als Schnapp- oder Rasthaken ausgeführt sind. Das Anschlusskabel ist dabei in der Weise aufgespleißt in einen Umspritzkörper 6 eingebettet, dass in bevorzugt vorhandenen entsprechend freigelassene Kammern in der Kabelumspritzung Schneidklemmkontakte 5 eintauchen können, durch die dann die elektrische Verbindung hergestellt wird. In den bevorzugt vorhandenen freigelassenen Kammern liegen die mit einem Isoliermantel versehenen oder gelackten Einzeladern zumindest teilweise frei. Die Schneidklemmkontakte 5 sind in einem Kunststoffgehäuse eingespritzt oder gestitcht. Denkbar ist auch ein Metallgehäuse mit isoliertem Einsatz für die Halterung der Schneidklemmkontakte 5. Im Inneren des Aggregatgehäuses 3, welches bevorzugt aus Kunststoff besteht, sind die Schneidklemmkontakte 5 mit einer Elektronikplatine 13 elektrisch kontaktiert. Die Kontakte 5 können auch von einem gemeinsamen Stanzgitter gehalten werden. Die Umspritzung 6 ist bevorzugt so ausgeführt, dass diese Dichtelemente 12 umfasst, welche eine Dichtung mit dem Deckel 7 oder dem Kragen 4 eingehen. Auf diese Weise sind die Kontaktverbindungen vor äußeren Einflüssen, wie Feuchtigkeit geschützt. Der Deckel 7 (oder die Halteklammer 8) ist so ausgeführt, dass die Demontage nur durch zerstörendes Entfernen desselben erfolgen kann, da die Befestigungselemente 8 vorteilhafterweise so angeordnet werden, dass diese praktisch nicht zugänglich sind. Der am Aggregat 3 befestigte Kragen 4 ist so ausgeführt, dass ein Verdrehen der gesteckten Umspritzung nicht möglich ist und auch ein falsches Montieren der Umspritzung in den Kragen ausgeschlossen wird. Der Kragen besitzt hierzu bevorzugt eine asymmetrische Form. Alternativ kann eine asymmetrische Anschlussanordnung vorgesehen sein. Zur einfacheren Demontage des Kabels vom Gehäuse ist an der Umspritzung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verbinders ein Zugnippel 10 integriert. Zum Entfernen kann im zugänglichen Bereich des Deckels 7 auch eine Einkerbung 9 vorgesehen sein. Einkerbung 9 ermöglicht ein besonders einfaches Zerschneiden des Verbinders, um diesen vom Aggregat 3 zu lösen. Alternativ kann auch eine Deckelausnehmung oder eine Angriffsstelle für ein Werkzeug vorgesehen sein. Auf Grund seiner Konstruktion wird der Deckel beim Ziehen an Nippel 10 bzw. beim Lösen mit Einkerbung 9 so stark beschädigt oder zerstört, dass eine neuerliche Verbindung des Kabels mit dem Aggregat nicht mehr erfolgen kann. Der die Umspritzung 6 umschließende Deckel 7 ist vorzugsweise mit einer integrierte Kontur versehen, zum Beispiel in der Form eines Mittelstegs 11, welche eine Beschädigung oder Zerstörung des Verbinders beim Trennen hervorruft. Durch die vorstehend beschriebenen konstruktiven Merkmale der Baugruppe Kabel mit Deckel ist sichergestellt, dass diese nur einmal eine elektrische Verbindung des Kabels an das Aggregat erlaubt. Bei sicherheitskritischen Anwendungen, wie zum Beispiel elektronischen Bremssystemen, kann mit dem erfindungsgemäßen Verbinder sichergestellt werden, dass nach einer Demontage entsprechend der üblichen Sicherheitsvorschriften immer ein neues Kabel verwendet wird.
Zwischen Gehäuse 7 und Kabelumspritzung 6 sind ein oder mehrere Dichtelemente 12 vorgesehen. Die Dichtelemente 12 sind als gespritzte Dichtlippen über die Kontur auf der Umspritzung 6 ausgeführt. Es ist möglich, dass entsprechende individuelle Dichtelemente für einen Teil oder alle Einzelverbindungen der elektrischen Leiter vorgesehen sind. Als Dichtelement 7 ist alternativ bevorzugt auch ein O-Ring einsetzbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0923793 B1 [0002]
- EP 1449277 B1 [0003]
- EP 0817313 B1 [0003]

Claims

Elektrischer Verbinder, mit dem ein flexibler Draht oder ein mehradriges Kabel (1), der/das mit mindestens einem elektrischen Leiter (2) versehenen ist, an ein Gegenstück (3, 4) angeschlossen wird, wobei das entsprechend anzuschließende Draht- oder Kabelende mit mindestens einem mechanischen Teil des Verbinders untrennbar verbunden ist und wobei der Verbinder derart konstruiert ist, dass der/die sich am Ende des Drahts oder Kabels befindlichen Leiter bei der Montage an das Aggregat oder die Buchse mittels am Gegenstück angeordneter Kontakte (5) elektrisch kontaktiert wird und dabei der Draht oder das Kabel gemeinsam mit dem Verbinder mit dem Aggregat oder dem Sockel elektrisch und mechanisch verbunden wird.
Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder oder ein Teil des Verbinders beim Lösen der Verbindung beschädigt oder zerstört wird, so dass eine neuerliche Verbindung nicht mehr ordnungsgemäß möglich ist.
Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder einen Träger (6) umfasst, welcher die Einzeladern des mehradrigen Kabels innig zumindest zum Teil oder vollständig umschließt, wobei die elektrischen Leiter der Einzeladern für die Bildung einer leitfähigen Verbindung aufgespleißt sind, so dass diese zumindest teilweise freiliegen und dass diese bei Verbindung mit dem Gegenstück (3, 4) jeweils mit zugeordneten elektrischen Kontakten (5) verbunden werden können.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Lösen beschädigte oder zerstörte Teil des Verbinders, bei dem es sich vorzugsweise um einen Deckel (7) handelt, mit dem Verbinder oder dem Kabel oder dem Draht fest, also nur durch Zerstörung trennbar verbunden ist.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder oder der Träger zusätzlich eine abdichtende Funktion erfüllt, so dass zumindest eine oder alle elektrische Verbindungen vor Feuchtigkeit geschützt ist/sind, und/oder zumindest ein Dichtelement (12) vorgesehen ist, das eine Abdichtung des Verbinders oder des Trägers zu Teilen des Gegenstücks (3, 4) herbeiführt.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder mit einem zusätzlichen mechanischen Teil (7), insbesondere einem Deckel, versehen ist, welches derart konstruiert ist, dass nach ordnungsgemäßer Verbindung des Verbinders mit dem Aggregat oder dem Sockel bei einem Lösen der Verbindung das mechanische Teil mechanisch zerstört oder erkennbar beschädigt wird.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat oder der Sockel eine oder mehrere elektrische leitende Schneidklemmklingen (5) umfasst, welche in Verbindung mit dem oder den elektrischen Leiter/n jeweils eine elektrische und mechanische Schneidverbindung eingeht.
Verbinder nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat oder der Sockel eine oder mehrere elektrisch leitende Nadeln oder Pfosten umfasst welche durch Einstechen bzw. Durchstechen des oder der Leiter elektrische Verbindung eingehen.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder eine erhobene Demontagehilfe (10) umfasst, welcher ein zerstörendes Öffnen des Verbinders ohne eine Beschädigung des Aggregats oder des Sockels erleichtert.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht erhobene Demontagehilfe (9) aufweist, welche ein zerstörendes Öffnen des Verbinders ohne Beschädigung des Aggregats oder des Sockels erleichtert.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einteilig mit dem Deckelelement ausgeführt ist.
Verbinder nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel mindestens einen Schnapp- oder Rasthaken (8) umfasst, welcher mit einem entsprechenden mechanischen Teil des Gegenstücks so zusammenwirkt, dass eine zerstörungsfreie Trennung von Deckel und Gegenstück nahezu ausgeschlossen ist.
Verbindungsverfahren, insbesondere unter Einsatz eines elektrischen Verbinders gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Bereitstellen eines flexiblen Drahts oder mehradrigen Kabels mit mindestens einem elektrischen Leiter, – Umspritzen eines Ende des Kabels oder Drahtes zur Bildung eines Trägers, – Bereitstellen von Schneidklemmklingen, elektrisch leitenden Nadeln oder Pfosten und – Hineindrücken der Ader/n des Kabels in die Schneidklemmklingen, Nadeln oder Pfosten unter Verwendung des Umspritzteils.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidklemmverbindungen, elektrisch leitenden Nadeln oder Pfosten Teil eines Sockels oder eines Aggregats sind.