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Die Anmeldung betrifft einen Multifunktionssteckverbinder einer Ölwanne eines Fahrzeugs mit Verbindung zu einem Kabelbaum des Fahrzeugs außerhalb der Ölwanne. Innerhalb der Ölwanne weist der Multifunktionssteckverbinder ein Zuleitungskabel zu einer elektronischen Komponente auf. Die elektrische Komponente innerhalb der Ölwanne steht über eine öldichte Durchführung durch eine Wandung der Ölwanne und über einen außerhalb der Ölwanne an eine Wandung angeordneten Steckverbinder mit dem Kabelbaum des Fahrzeugs in Verbindung.
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Ein derartiger Steckverbinder ist als Vorrichtung zur Standhöhen-Anzeige und -Überwachung von Flüssigkeiten aus der Druckschrift
DE 38 41 265 A1 bekannt. Die Einsatzmöglichkeiten der bekannten Vorrichtung sind jedoch äußerst begrenzt und den Anforderungen moderner Motorsteuerungen nicht gewachsen.
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Aufgabe der Anmeldung ist es, einen Multifunktionssteckverbinder zu schaffen, der den Anforderungen moderner Motorsteuerungen gewachsen ist und eine verbesserte Flexibilität und erhöhte Zuverlässigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anmeldung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Multifunktionssteckverbinder einer Ölwanne eines Fahrzeugs mit Verbindung zu einem Kabelbaum des Fahrzeugs außerhalb der Ölwanne. Innerhalb der Ölwanne weist der Multifunktionssteckverbinder ein Zuleitungskabel zu einer elektronischen Komponente auf. Die elektrische Komponente innerhalb der Ölwanne steht über eine öldichte Durchführung durch die Wandung der Ölwanne und über einen außerhalb der Ölwanne an eine Wandung angeordneten Steckverbinder mit dem Kabelbaum des Fahrzeugs in Verbindung. Der Steckverbinder weist dazu Steckkontakte oder Steckbuchsen auf. Innerhalb der Ölwanne weist der Multifunktionssteckverbinder mehrere getrennte Zuführungskabel zu mehreren elektronischen Komponenten auf, die über den Multifunktionssteckverbinder und den Kabelbaum mit einem Motorsteuergerät in Verbindung stehen.
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Dieser Multifunktionssteckverbinder hat den Vorteil, dass mit ihm nicht nur eine Verbindung zu einem Ölstandssensor über Sensorleitungen geschaffen werden kann, sondern dass es nun auch möglich ist, neben Sensorverbindungen sowohl Versorgungsleitungen als auch Steuerleitungen über den Multifunktionssteckverbinder an unterschiedliche Komponenten in einer Ölwanne eines Fahrzeugs mit dem Kabelbaum außerhalb der Ölwanne zu verbinden. Darüber hinaus hat der Gegenstand des Anspruchs 1 den Vorteil, dass derartige unterschiedliche Funktionen über einen einzigen äußeren Steckverbinder im Bereich der Wandung der Ölwanne möglich werden und keine Mehrzahl von Durchgängen durch die Ölwanne erforderlich sind was zu einem erhöhten Dichtungsrisiko führen würde und die Struktur der Ölwanne schwächen könnte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verbindet der Multifunktionssteckverbinder nicht nur einen Ölstandssensor in der Ölwanne über den Kabelbaum mit dem Motorsteuergerät, wozu Sensorkabel erforderlich sind, sondern zusätzlich mindestens ein elektromechanisches Steuerventil einer Ölpumpe mit dem Motorsteuergerät, wozu Steuerleitungskabel erforderlich werden. Ein derartiges Steuerventil dient bei modernen Volumenstromölpumpen dazu, eine zweite Regelkammer zu öffnen, um den Volumenstrom bei gleichzeitigem Absenken des Öldrucks zu verkleinern.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Multifunktionssteckverbinder im Bereich der Wandung der Ölwanne mehrere Durchkontakte aufweist, die isoliert von der Wandung der Ölwanne in der Durchführung angeordnet sind und zur Ölwanne hin mit Adern der Zuleitungskabel an Übergangsenden der Durchkontakte stoffschlüssig verbunden sind. Das hat den Vorteil, dass an derartigen Übergangsenden eine Vielzahl von Sensoradern, Versorgungsadern und/oder Steueradern angeordnet werden können. Auch können an einem Versorgungsdurchgang mehrere Adern eines Zuleitungskabel für mit elektrischem Strom zu versorgende Komponenten angeschlossen werden. Als form- und kraftschlüssige Verbindungen können dazu Quetschverbindungen eingesetzt werden. Als stoffschlüssige Verbindungen eignen sich Weichlotverbindungen und/oder Hartlotverbindungen, auch sind Diffusionsschweißverbindungen möglich.
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Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass die Übergangsenden und die Adern der Zuleitungskabel innerhalb der Ölwanne in einer elektrisch isolierenden Kunststoffvergussmasse eingebettet sind, aus der die Zuleitungskabel herausragen. Derartige Kunststoffvergussmassen können vorzugsweise aus einem Zweikomponentenkunststoff zusammengesetzt sein, dessen Kettenmoleküle derart vernetzt sind, dass sie einen Duroplast bilden, der selbst bei hohen Öltemperaturen nicht erweicht.
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In einer weiteren Ausführungsform weisen die Zuleitungskabel des Multifunktionssteckverbinders innerhalb der Ölwanne an ihren freien Enden Steckverbinder auf, die in Steckbuchsen oder Stecker der elektrischen Komponenten öldicht einsteckbar sind. In diesem Zusammenhang wird unter Steckverbinder ein Gegenstand verstanden, der eine Mehrzahl von elektrischen Verbindungen beim Zusammenstecken herstellt und als Steckbuchse oder als Stecker ausgebildet sein kann.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Steckverbinder der Durchführung an der Wandung außerhalb der Ölwanne mit dem Kabelbaum des Fahrzeugs über einen Gegensteckverbinder elektrisch in Verbindung steht. Mit Hilfe dieses Gegensteckverbinders kann die Endmontage des Fahrzeugs erleichtert werden, da zum Anschluss der Komponenten innerhalb der Ölwanne an den Kabelbaum lediglich ein Einstecken des Gegensteckverbinders erforderlich ist. Auch hilft dieser Gegensteckverbinder, dass die Ölwanne als Einzelteil ohne Probleme in Werkstätten ausgewechselt werden kann, ohne dass der Kabelbaum in die Reparatur einzubeziehen ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Anmeldung weist ein Gehäuse dem Multifunktionssteckverbinder im Bereich der Durchführung einen zylindrischen Abschnitt auf, der einem Innendurchmesser einer rohrförmigen Öffnung der Durchführung durch die Wandung angepasst ist. Ferner weist der zylindrische Abschnitt eine Ringnut auf, in der eine Ringdichtung plaziert ist. Dieses hat den Vorteil, dass durch einfaches Einstecken des zylindrischen Abschnitts mit der Ringdichtung in die rohrförmige Öffnung in der Wandung der Ölwanne die Durchführung durch die Wandung mit wenigen Handgriffen öldicht hergestellt werden kann.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse an seinem Ende innerhalb der Ölwanne einen scheibenförmigen Kragen auf, der an der Innenwand der Ölwanne anliegt und in den zylindrischen Abschnitt, der in die rohrförmige Öffnung in der Wandung einsteckbar ist, übergeht. Durch diese Form des Gehäuses wird sichergestellt, dass die Zuleitungskabel, die praktisch an dem Kragen enden und dort in einer Kunststoffvergussmasse eingeschlossen sind, mit einem Einschieben des Gehäuses von der Innenseite der Ölwanne zur Außenseite der Ölwanne montiert werden können.
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Auf der Außenseite oder dem äußeren Ende des zylindrischen Abschnitts kann eine Nut in dem zylindrischen Abschnitt vorgesehen sein, um einen axial fixierenden Sprengring nach Durchstecken des zylindrischen Abschnitts durch die rohrförmige Öffnung anzubringen. Anstelle eines derartigen fixierenden Sprengringes kann der zylindrische Abschnitt auch außerhalb der Ölwanne ein Außengewinde aufweisen, auf das eine Fixiermutter vor einem Aufstecken des äußeren Steckverbinders aufschraubbar ist.
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Innerhalb des zylindrischen Abschnitts des Gehäuses sind die Durchkontakte angeordnet, an deren inneren Übergangsenden die Adern der Zuleitungskabel angeordnet sind und auf deren Enden außerhalb der Ölwanne der Steckverbinder aufsteckbar ist. Als Übergang zum Kabelbaum kann, wie oben bereits erwähnt, auch zusätzlich noch ein Gegenstecker vorgesehen sein, um die Ölwanne mit dem Steckverbinder von dem Kabelbaum zu lösen.
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Das Gehäuse der Durchkontakte selbst kann aus einem Duroplast hergestellt sein und damit von vornherein isolierend gegenüber der Wandung der Ölwanne wirken, jedoch ist es auch möglich, das Gehäuse aus einem Metall herzustellen, wobei in diesem Fall die elektrisch leitenden Durchkontakte innerhalb des Gehäuses in eine isolierende Kunststoffmasse eingebettet sind. Die elektrischen Durchkontakte weisen vorzugsweise elektrisch leitende Metallstifte auf, auf die entsprechende Buchsen eines Steckverbinders außerhalb der Ölwanne aufsteckbar sind.
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Um Steckverbinder und die Durchkontakte des zylindrischen Abschnitts der Durchführung des Gehäuses exakt zuzuordnen weist der zylindrische Abschnitt mindestens eine Justageaussparung in Achsrichtung auf, in die eine Justagenase des Steckverbinders eingreifen kann. Auch ist es vorgesehen, dass der Steckverbinder auf den aus der Wandung der Ölwanne herausragenden zylindrischen Abschnitt des Gehäuses nach axialer Fixierung aufgesteckt werden kann.
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Das Gehäuse mit den Durchkontakten und seinen Fixierungsmöglichkeiten in der Wandung der Ölwanne ist lediglich ein Bestandteil des Multifunktionssteckverbinders. Zu dem Multifunktionssteckverbinder gehören sowohl die oben erwähnten Zuleitungen als auch die Steckverbinder an den freien Enden der Zuleitungen, die einen elektrischen Übergang zu entsprechenden Steckern oder Steckbuchsen an den Komponenten bilden sowie außerhalb der Ölwanne der dort aufgebrachte Steckverbinder zum Kabelbaum.
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Die Anmeldung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Multifunktionssteckverbinders gemäß einer Ausführungsform der Anmeldung;
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2 zeigt eine schematische Skizze des Multifunktionssteckverbinders gemäß 1;
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3 zeigt eine auseinander gezogene, schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit Ölwanne, in welcher der Multifunktionssteckverbinder gemäß 1 angeordnet ist.
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Multifunktionssteckverbinders 1 gemäß einer Ausführungsform der Anmeldung. Dazu sind die Bereiche des Blockdiagramms, welche den Multifunktionssteckverbinder 1 umfassen, mit einer gestrichelten-einmalpunktierten Linie umrandet. Ein derartiger Multifunktionssteckverbinder ist teilweise innerhalb und teilweise außerhalb einer Ölwanne 2 angeordnet, deren Umriss mit einer gestrichelten zweifachpunktierten Linie umrandet sind. Eine derartige Ölwanne 2 ist in einem Fahrzeug 3 angeordnet, das durch eine gestrichelte dreifachpunktierte Linie als Umriss des Blockes für das Fahrzeug 3 dargestellt ist.
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Wie das schematische Blockdiagramm zeigt, erstreckt sich der Multifunktionssteckverbinder 1 sowohl innerhalb der Ölwanne 2 als auch außerhalb der Ölwanne 2. Innerhalb der Ölwanne 2 weist der Multifunktionssteckverbinder 1 Zuleitungen 8, 9 und 10 auf, die einerseits an einem Durchführungsgehäuse 27 enden und an ihren freien Enden Steckverbinder 23, 24 bzw. 25 aufweisen können, um elektronische Komponenten 5, 6 bzw. 7 mit den Zuleitungen 8, 9 bzw. 10 zu verbinden.
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Die zwischen der Komponente 6 bzw. 7 gezeigten Punkte sollen andeuten, dass die Zahl der über den Multifunktionssteckverbinder 1 mit einer Durchführung verbindbaren elektronischen Komponenten beliebig hoch sein kann. In dieser Darstellung stellt die elektronische Komponente 5 ein elektromechanisches Steuerventil 18 dar, das mit einer Ölpumpe 20 in der Ölwanne 2 zusammenwirkt, wobei über das Zuleitungskabel 8 Steuersignale von einem im Fahrzeug 3 befindlichen Motorsteuergerät 16 über einen Kabelbaum 4 und den Multifunktionssteckverbinder 1 ausgegebenen Steuersignale an die mechanisch angetriebene Ölpumpe geliefert werden.
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Das elektromechanische Steuerventil 18 hat lediglich die Aufgabe, eine zweite Stufe in Form einer Pumpenkammer zuzuschalten, um den Volumenstrom durch die Ölpumpe 20 zu verringern. Als elektronische Komponente 7 ist ein Ölstandssensor 17 vorgesehen, der Messsignale über das Zuleitungskabel 10 an den Kabelbaum 4 und weiter an das Motorsteuergerät 16 liefert. Da derartige Ölstandssensoren auch Versorgungsleitungen benötigen, um beispielsweise Leuchtdioden zur Ölstandsmessung zu betreiben, werden über den Multifunktionssteckverbinder 1 auch Versorgungsspannungen und Versorgungsströme an die einzelnen elektronischen Komponenten geliefert.
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Während innerhalb der Ölwanne 2 ein innerer Bereich eines Durchgangsgehäuses 27 des Multifunktionssteckverbinders 1 angeordnet ist, ist außerhalb der Ölwanne 2 ein Steckverbinder 12 vorgesehen, der Durchkontakte 19 durch die Wandung 11 der Ölwanne 2 zu einem Übergangsstecker oder Gegenverbinder 26 führt, der bereits ein Bestandteil des Kabelbaums 4 sein kann. Somit sind an dieser Stelle der Kabelbaum 4 von dem Multifunktionssteckverbinder 1 für die Ölwanne 2 trennbar.
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Dabei kann sowohl der Steckverbinder 12 als auch der Gegensteckverbinder 26 als Stecker oder Buchse ausgebildet sein.
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2 zeigt eine schematische, teilweise quer geschnittene Skizze des Multifunktionssteckverbinders 1 gemäß 1. In dieser Ausführungsform des Multifunktionssteckverbinders 1 ist ein Durchgangsgehäuse 27 durch eine rohrförmige Öffnung 29 der Wandung 11 geschoben, wobei ein scheibenförmiger Kragen 33 innerhalb der Ölwanne 2 an einem inneren Ende 32 des Durchgangsgehäuses 27 angeordnet ist und an einer Innenwand 34 der Wandung 11 der Ölwanne 2 anliegt, während ein zylindrischer Abschnitt 28 in die rohrförmige Öffnung 29 der Wandung 11 der Ölwanne 2 eingeschoben ist.
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Um das Durchgangsgehäuse 27 gegenüber dem Öl der Ölwanne abzudichten, ist auf dem zylindrischen Abschnitt 28 eine Ringnut 30 vorgesehen, in die eine Ringdichtung 31 eingebracht ist, die das Durchgangsgehäuse 27 gegenüber der rohrförmigen Öffnung 29 der Wandung 11 abdichtet. Um diese öldichte Durchführung 13, in der elektrisch leitende Durchkontakte 19 angeordnet sind, axial zu sichern, weist bei dieser Ausführungsform der Anmeldung der zylindrische Abschnitt 28 des Durchgangsgehäuses 27 außerhalb der Ölwanne 2 eine Nut 35 auf, in der ein Sprengring 36 angeordnet ist, der die axiale Position des Durchgangsgehäuses 27 sichert.
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Das Durchgangsgehäuse 27 kann aus einem Duroplast aufgebaut sein und/oder auch aus Metall. Im Falle eines metallischen Durchgangsgehäuses 27 sind die elektrisch leitenden Durchkontakte in einer isolierenden Kunststoffmasse 37 eingebettet. Aus der isolierenden Kunststoffmasse 37 ragen innerhalb der Ölwanne 2 Übergangsenden 21 der Durchkontakte 19 heraus, mit denen Adern 38 von Zuleitungskabeln 8, 9 und 10 stoffschlüssig verbunden sind. Sowohl die Übergangsenden 21 als auch die Adern 38 des jeweiligen Zuleitungskabels 8, 9 und 10 sind in eine isolierende Kunststoffvergussmasse 22 eingebettet, aus der die Zuleitungskabel 8, 9 und 10 herausragen, die ihrerseits in Steckverbinder 23, 24 und 25 zu einzelnen elektronischen Komponenten innerhalb der Ölwanne 2 übergehen. Dabei symbolisieren die Querstriche in 2 die Anzahl der Adern 38 pro Zuleitungskabel 8, 9 oder 10.
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Außerhalb der Ölwanne 2 sind auf die Steckkontakte 14, die aus dem zylindrischen Abschnitt 28 des Durchführungsgehäuses 27 herausragen, Steckbuchsen 15 eines Steckverbinders 12 aufgesteckt, der die Durchkontakte 19 in entsprechende Anschlüsse eines Gegensteckverbinders 26 überführt, so dass der mit einem Kabelbaum in Verbindung stehende Gegensteckverbinder 26 durch einfaches Einstecken in den Steckverbinder 12 des Multifunktionssteckverbinders außerhalb der Ölwanne 2 die Verbindung mit dem Kabelbaum herstellt.
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3 zeigt eine auseinander gezogene, schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 40 mit Ölwanne 2, in welcher die Multifunktionssteckverbinder 1 angeordnet ist. Dabei gibt die auseinander gezogene, schematische Darstellung des Verbrennungsmotors 40 eine Öffnung 39 zum Einblick in die Ölwanne 2 frei, in der in einem Ölsumpf 43, dessen Ölstandsniveau 41 durch eine gestrichelte Linie markiert ist, eine zweistufige Ölpumpe 20 angeordnet ist, deren zweite Regelkammer durch ein elektromechanisches Steuerventil 18 geöffnet bzw. geschlossen werden kann, um den Volumenstrom durch Verringern der Exzentrizität zu vermindern bei gleichzeitigem Absenken des Öldruckes.
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Außerdem ist in der Ölwanne 2 ein Ölstandssensor 17 angeordnet, der teilweise über das Ölstandsniveau 41 hinausragt und mit Hilfe des Multifunktionssteckverbinders 1 seine Messwerte an ein in 1 gezeigtes Motorsteuergerät 16 übermitteln kann. Dazu sind sowohl der Ölstandssensor 17 als auch das elektromechanische Steuerventil 18 über entsprechende Zuleitungskabel 8 und 10 mit einer Durchführung 13 in einem Durchführungsgehäuse 27 verbunden, wobei außerhalb der Ölwanne 2 ein Steckverbinder 12 angeordnet ist, der über einen Gegensteckverbinder 26, der über Kabelverbindungen 42 außerhalb der Ölwanne 2 die Verbindung mit dem Kabelbaum des Fahrzeugs herstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Multifunktionssteckverbinder
- 2
- Ölwanne
- 3
- Fahrzeug
- 4
- Kabelbaum
- 5
- Komponente
- 6
- Komponente
- 7
- Komponente
- 8
- Zuleitungskabel
- 9
- Zuleitungskabel
- 10
- Zuleitungskabel
- 11
- Wandung der Ölwanne
- 12
- Steckverbinder
- 13
- öldichte Durchführung
- 14
- Steckkontakte
- 15
- Steckbuchsen
- 16
- Motorsteuergerät
- 17
- Ölstandssensor
- 18
- elektromechanisches Steuerventil (OCV)
- 19
- Durchkontakt
- 20
- Ölpumpe
- 21
- Übergangsenden
- 22
- isolierende Kunststoffmasse
- 23
- Steckverbinder einer Komponente
- 24
- Steckverbinder einer Komponente
- 25
- Steckverbinder einer Komponente
- 26
- Gegensteckverbinder
- 27
- Gehäuse der Durchführung bzw. Durchführungsgehäuse
- 28
- zylindrischer Abschnitt
- 29
- rohrförmige Öffnung
- 30
- Ringnut
- 31
- Ringdichtung
- 32
- inneres Ende
- 33
- scheibenförmiger Kragen
- 34
- Innenwand der Ölwanne
- 35
- Nut
- 36
- Sprengring
- 37
- isolierende Kunststoffvergussmasse
- 38
- Adern
- 39
- Ölwannenöffnung
- 40
- Verbrennungsmotor
- 41
- Ölstandsniveau
- 42
- Kabelverbindungen zum Kabelbaum
- 43
- Ölsumpf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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