DE102013211940B4

DE102013211940B4 - Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE102013211940B4
Application number: DE102013211940.2A
Authority: DE
Inventors: Manuel Liedlbauer; Mike Zacharzewski
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Hanon Systems EFP Deutschland GmbH
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2033-06-25
Also published as: DE102013211940A1; WO2014206804A1

Abstract

Verbindungsanordnung (10) für eine Pumpe eines Verbrennungsmotors, mit:
- einem ersten Bauteil (12), und
einem zweiten Bauteil (52), das mit dem ersten Bauteil (12) starr verbunden ist, und
- einem Steckverbinder (16), der wenigstens einen Sicherungsabschnitt (22), eine Fixiereinrichtung (28) und einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt (18) mit zumindest einem Kontaktelement (66) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Komponente innerhalb des ersten Bauteils (12) aufweist;
wobei der Steckverbinder (16) mittels des Sicherungsabschnitts (22) an einer Außenfläche (13) des ersten Bauteils (12) mit einem senkrecht zu der genannten Außenfläche (13) orientierten Sicherungsspiel gesichert ist; und
wobei die Fixiereinrichtung (28) an einer dem ersten Bauteil (12) abgewandten Seite des Steckverbinders (16) vorgesehen ist, und wobei zumindest ein Teil des Steckverbinders (16) zwischen dem ersten Bauteil (12) und dem zweiten Bauteil (52) gefangen ist, und wobei das zweite Bauteil (52) zumindest einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt (18) des Steckverbinders (16) aufnimmt und
wobei in der genannten Endmontageposition der Steckverbinder (16) mittels der wenigstens einen Fixiereinrichtung (28) unter zumindest teilweiser Ausnutzung des Sicherungsspiels an dem zweiten Bauteil (52) festgelegt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung, welche speziell dafür ausgebildet ist, um beispielsweise die Endmontage einer Pumpe eines Verbrennungsmotors, insbesondere einer Öl- oder Wasserpumpe, zu erleichtern. Außerdem betrifft die Erfindung ein Montageverfahren, welches insbesondere zur Anwendung beim Zusammenbau einer Gehäuseanordnung eines Verbrennungsmotors zum Einsatz kommen kann, um die Endmontage einer Pumpe des Verbrennungsmotors zu erleichtern.
Die Ölpumpe eines Verbrennungsmotors ist häufig im Bereich der Ölwanne oder eines anderen Motorabdeckbauteils wie beispielsweise des vorderen Motordeckels angeordnet, siehe hierzu beispielsweise die folgenden Druckschriften: DE 10 2010 042 262 A1 , DE 10 2007 041 584 A1 , DE10 2006 012 838 A1 oder DE 10 2005 029 083 A1 . Dementsprechend ist es erforderlich, zur elektrischen Ansteuerung der Pumpe und insbesondere deren Aktuatoren wie beispielsweise Magnetventilen geeignete Leitungsdurchführungen durch das jeweilige Motorabdeckbauteil zu schaffen, wie dies beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2010 022 136A1 , DE 199 55 437A1 , DE 42 32 224 A1 oder DE 10 2005 029 083 A1 beschrieben wird.
Aus der DE 2618347 A1 ist eine Verbindungsanordnung bekannt mit einer flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen Stromzuführungskabel und Gerätegehäuse und einer Unterteilung jeder Stromzuführungsleitung des Stromzuführungskabels an der Einführungsstelle in das Gehäuse zur Bildung einer bei Überschreiten einer vorgegebenen Zugbelastung des Kabels auftrennbaren und wieder zusammenfügbaren Sollbruchstelle, wobei auf Zugbelastungen des Kabels ansprechende Kontaktsatzpaare angeordnet sind, die bei unterschiedlichen Zugkräften auftrennbar sind .
DE 10 2011 080 967 A1 zeigt ein Pumpen-Filtermodul-Gehäuse,mit einem Ventil oder, das einen über eine Leitung angebundenen elektrischen Stecker aufweist, wobei ein direkt oder indirekt über das Bauteil am Modul befestigter und als Transportsicherung ausgebildeter Halter vorgesehen ist, mittels welchem die Leitung und der Stecker insbesondere während des Transports fixiert sind.
Derartige Leitungsdurchführungen sind jedoch nicht nur verhältnismäßig komplex aufgebaut und daher kostenintensiv, sondern erschweren auch die Endmontage der Pumpe während des Motorzusammenbaus, da hierzu die Leitungsdurchführungen in einem separaten Montageschritt durch das jeweilige Motorabdeckbauteil installiert werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Endmontage eines elektrisch angesteuerten Bauteils wie beispielsweise einer Öl- oder Wasserpumpe eines Verbrennungsmotors zu vereinfachen bzw. zu erleichtern.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere für eine Pumpe eines Verbrennungsmotors, gelöst.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung umfasst ein erstes Bauteil, bei dem es sich beispielsweise um ein Pumpengehäuse und insbesondere um das Pumpengehäuse einer Öl- oder Wasserpumpe eines Verbrennungsmotors handeln kann, ein zweites Bauteil beispielsweise einen Motorendeckel sowie einen Steckverbinder, der zumindest einen Sicherungsabschnitt, eine Fixiereinrichtung und einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt mit zumindest einem Kontaktelement aufweist, über das bei eindeutiger Positionierung eine elektrische Verbindung mit einer elektrischen Komponente wie beispielsweise einem Magnetventil innerhalb des ersten Bauteils im Verbindung zum zweiten Bauteil hergestellt werden kann.
Der Sicherungsabschnitt dient dabei zur Anbringung des Steckverbinders an dem ersten Bauteil, wozu der Steckverbinder mittels des Sicherungsabschnitts an einer Außenfläche des ersten Bauteils gesichert ist bzw. wird. In diesem gesicherten Zustand weist der Steckverbinder senkrecht zu der genannten Außenfläche des ersten Bauteils ein gewisses Sicherungsspiel auf. Der Steckverbinder kann sich somit während eines Vormontagezustands senkrecht zur Außenfläche des ersten Bauteils innerhalb gewisser Grenzen bewegen, ähnlich wie dies bei dem in der DE 44 30 358 A1 beschriebenen Zündkabelsteckverbinder für einen Airbag der Fall ist, welcher mit Hilfe elastischer Verriegelungsmittel spielbehaftet mit einem zugehörigen Gerätesteckverbinder verbunden werden kann. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, dient das Sicherungsspiel bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung dem Ausgleich etwaiger Fertigungs- und Montagetoleranzen, die im Rahmen der Motorenfertigung auftreten können.
Da derartige Bewegungen im Endmontagezustand jedoch unerwünscht sind, kann der Steckverbinder an einem weiteren Bauteil, wie beispielsweise einem Motordeckel, mittels der Fixiereinrichtung fixiert werden. Hierzu ist die Fixiereinrichtung an einer der Außenfläche des ersten Bauteils abgewandten Seite des Steckverbinders vorgesehen, so dass die Fixiereinrichtung ausgehend von dem weiteren Bauteil zugänglich ist. Der Steckverbinder kann somit unter zumindest teilweiser Ausnutzung seines Sicherungsspiels in einer Endmontageposition an dem weiteren Bauteil festgelegt und mit diesem verspannt werden, so dass über den Steckverbinder und insbesondere dessen Kontaktierungsabschnitt, welcher in der Endmontageposition über eine in dem weiteren Bauteil ausgebildete Öffnung frei zugänglich ist, eine elektrische Verbindung mit einer elektrischen Komponente des ersten Bauteils hergestellt werden kann.
Wenn es sich beispielsweise bei dem ersten Bauteil um die Ölpumpe eines Verbrennungsmotors bzw. um deren Gehäuse handelt, kann somit der Steckverbinder bereits im Werk des Pumpenherstellers in einer Vormontageposition am Pumpengehäuse gesichert werden, wobei der Sicherungsabschnitt eine Art Transportsicherung darstellt, da durch diesen der Steckverbinder während des Transports der Pumpe in das Werk eines Motorenherstellers in Position gehalten wird. Dies ermöglicht es, dass im Werk des Motorenherstellers im Rahmen der Endmontage am Motor lediglich noch der Motordeckel montiert und anschließend der Steckverbinder über seine Fixiereinrichtung mit dem Motordeckel verspannt werden muss.
Hierbei dient das Sicherungsspiel des Steckverbinders dem Ausgleich etwaiger Fertigungstoleranzen im Bereich des Pumpengehäuses und/oder des Motordeckels sowie etwaiger Montagetoleranzen, da ein aus diesen Toleranzen resultierendes Vormontagespiel zwischen dem Motordeckel und dem Steckverbinder unter zumindest teilweiser Ausnutzung des Sicherungsspiels ausgeglichen werden kann.
Im Folgenden wird nun auf bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung eingegangen, wobei sich weitere Ausführungsformen auch aus den abhängigen Ansprüchen, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen ergeben können.
die Verbindungsanordnung weist ferner ein zweites Bauteil auf, bei dem es sich um das bereits zuvor erwähnte weitere Bauteil in Form beispielsweise eines Motordeckels handeln kann, das mit dem ersten Bauteil direkt und/oder indirekt starr verbunden ist. Im Vormontagezustand ist dabei zumindest ein Teil des Steckverbinders zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil spielbehaftet gefangen, wobei dieses Vormontagespiel des zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil gefangenen Teils des Steckverbinders in der genannten Endmontageposition unter zumindest teilweiser Ausnutzung des genannten Sicherungsspiels des Steckverbinders an dem ersten Bauteil ausgeglichen wird, indem der Steckverbinder mittels seiner Fixiereinrichtung gegen das zweite Bauteil verspannt wird.
Um den Steckverbinder mittels seiner Fixiereinrichtung an dem zweiten Bauteil festlegen und damit verspannen zu können, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das zweite Bauteil zumindest eine Fixieröffnung aufweist, wobei in der Vor- und Endmontageposition durch jede Fixieröffnung eine zugehörige Fixiereinrichtung des Steckverbinders hindurchragt und/oder zugänglich ist. Als Fixieröffnung kann beispielsweise die bereits zuvor erwähnte Öffnung in dem zweiten Bauteil dienen, die den elektrischen Kontaktierungsabschnitt des Steckverbinders aufnimmt oder durch die der Kontaktierungsabschnitt zugänglich ist. In diesem Falle kann die Fixiereinrichtung Bestandteil des Steckverbinders in Form einer durch die in Rede stehende Öffnung hindurchragenden Steckbuchse und insbesondere ein an der Steckbuchse ausgebildetes Außengewinde sein, so dass der Steckverbinder mittels einer auf das Gewinde der Steckbuchse aufschraubbaren Überwurfmutter von außen gegen die Innenfläche des zweiten Bauteils verspannt werden kann.
Bei der zumindest einen Fixieröffnung kann es sich jedoch auch um eine andere Öffnung als jene handeln, durch die der Steckverbinder durch das zweite Bauteil hindurchragt oder von außen zugänglich ist; in diesem Falle kann es sich bei der Fixiereinrichtung des Steckverbinders beispielweise um ein Schraubgewinde in Form von beispielsweise einer Gewindebuchse handeln, welches durch die Fixieröffnung zugänglich ist, so dass der Steckverbinder mittels durch die Fixieröffnungen mit den Schraubgewinden in Eingriff zu bringenden Ankerschrauben gegen die Innenfläche des zweiten Bauteils verspannt werden kann.
Alternativ hierzu kann es sich jedoch bei der zumindest einen Fixiereinrichtung auch um beispielsweise einen Schraubbolzen handeln, der durch die zumindest eine eigens dafür vorgesehene Fixieröffnung hindurchragt, um darauf von außen Sicherungsmuttern aufschrauben zu können, wodurch der Steckverbinder wiederum gegen die Innenfläche des ersten Bauteils verspannt wird.
Da es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bei dem ersten Bauteil um das Pumpengehäuse einer Öl- oder Wasserpumpe eines Verbrennungsmotors handeln kann, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Steckverbinder an einer dem ersten Bauteil abgewandten Seite ein Dichtelement insbesondere in Form einer Flachdichtung aufweist, das/die in der genannten Endmontageposition des Steckverbinders an der Innenfläche des zweiten Bauteils dichtend anliegt. Durch die Verspannung des Steckverbinders gegen die Innenfläche des zweiten Bauteils wird somit nicht nur die Position des Steckverbinders festgelegt, sondern gleichzeitig eine Abdichtung zwischen dem Steckverbinder und dem zweiten Bauteil erzielt.
Um den Steckverbinder in der gewünschten Weise spielbehaftet an dem ersten Bauteil sichern zu können, weist das erste Bauteil gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Gehäuseabschnitt eine Aufnahmeöffnung auf, in die der Sicherungsabschnitt des Steckverbinders in axialer Richtung eingesetzt ist. Die Aufnahmeöffnung dient somit gewissermaßen als Führung für den von ihr aufgenommenen Sicherungsabschnitt des Steckverbinders, so dass sich dieser in der gewünschten Weise senkrecht zur Außenfläche des Gehäuseabschnitts des ersten Bauteils bewegen kann. Vorzugsweise ist der Steckverbinder dabei mittels seines Sicherungsabschnitts drehstarr und nur senkrecht zur Außenfläche des Gehäuseabschnitts beweglich in der Aufnahmeöffnung gesichert.
Die in dem Gehäuseabschnitt ausgebildete Aufnahmeöffnung nimmt also den Sicherungsabschnitt des Steckverbinders drehschlüssig auf, was gemäß einer weiteren Ausführungsform beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass die Aufnahmeöffnung eine zumindest abschnittsweise unrunde Gestalt und der Sicherungsabschnitt zumindest zwei einander im Wesentlichen gegenüberliegende Befestigungsabschnitte aufweist, deren Kontur komplementär mit angrenzenden Randabschnitten der unrunden Aufnahmeöffnung zusammenpasst. Dadurch, dass der Steckverbinder über seinen Sicherungsabschnitt drehstarr in der in Rede stehenden Aufnahmeöffnung gehalten wird, kann sich der Steckverbinder somit während des Transports der Verbindungsanordnung nicht verdrehen, so dass dieser während der Endmontage nicht erst in seine für die Endmontage erforderliche Drehstellung gebracht werden muss.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die unrunde Gestalt der Aufnahmeöffnung der Gestalt eines Kreises mit einem, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegenden, abgeflachten Umfangsabschnitt bzw. Umfangsabschnitten entsprechen. In diesem Falle kann der Sicherungsabschnitt beispielsweise durch zwei einander gegenüberliegende und elastisch federnde Rastarme gebildet werden, die unmittelbar an dem zumindest einen abgeflachten Umfangsabschnitt der unrunden Aufnahmeöffnung angrenzen und sich mit an den zumindest einem abgeflachten Umfangsabschnitt anschließenden Bogenabschnitten der zumindest abschnittsweisen unrunden Aufnahmeöffnung in Anlage befinden. Dadurch, dass die einander gegenüberliegenden Rastarme des Sicherungsabschnitts direkt an den zumindest einen abgeflachten Umfangsabschnitt der Aufnahmeöffnung angrenzen, kann in der gewünschten Weise erreicht werden, dass sich der Steckverbinder während des Transports der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung nicht verdrehen kann.
Im Falle, dass die unrunde Gestalt der Aufnahmeöffnung der Gestalt eines Kreises mit zwei einander gegenüberliegenden abgeflachten Umfangsabschnitten entspricht, ist es möglich, den Steckverbinder in zwei um 180° zueinander verdrehten Stellungen in die Aufnahmeöffnung einzusetzen. Um daher einer etwaigen Fehlmontage des Steckverbinders entgegenzuwirken, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass entlang des Rands der Aufnahmeöffnung zumindest eine Ausnehmung ausgebildet ist und der Sicherungsabschnitt einen zu der Ausnehmung komplementären Eingriffsabschnitt aufweist, der im gesicherten Zustand des Steckverbinders an dem ersten Bauteil in die Randausnehmung eingreift.
Alternativ oder zusätzlich wäre es jedoch ebenfalls möglich, dass der Sicherungsabschnitt mit einer Ausnehmung und am Rand der Aufnahmeöffnung ein zu der Ausnehmung komplementärer Eingriffsabschnitt ausgebildet ist, der im gesicherten Zustand des Steckverbinders an dem ersten Bauteil in die zugehörige Ausnehmung eingreift. Hierdurch kann eine Art Drehcodierung geschaffen werden, so dass der Steckverbinder nur unter einer einzigen definierten Drehstellung in die Aufnahmeöffnung eingesteckt werden kann.
Im Falle jedoch, dass die Gestalt der Aufnahmeöffnung der Gestalt eines Kreises mit nur einem einzigen abgeflachten Umfangsabschnitt entspricht, kann theoretisch von der Ausbildung der in Rede stehenden Ausnehmung und dem dazu komplementären Eingriffsabschnitt am Rand bzw. dem Sicherungsabschnitt abgesehen werden, da in diesem Falle bereits durch die Gestalt der Aufnahmeöffnung sichergestellt werden kann, dass sich der Steckverbinder nur in einer einzigen definierten Drehstellung in die Aufnahmeöffnung einstecken lässt.
Wie bereits zuvor erwähnt wurde, kann der Sicherungsabschnitt des Steckverbinders durch zwei einander gegenüberliegende, elastisch federnde Rastarme gebildet werden. Hierbei kann es sich bei jedem dieser Arme um eine Art Kragarm handeln, der an seinem freien Ende einen Rasthaken aufweist. Bevorzugt weist der Rasthaken eines jeden Rastarms dabei einen beim Einstecken in die unrunde Aufnahmeöffnung am Rand derselben aufreitenden Rampenabschnitt auf, welcher dafür verantwortlich ist, dass der jeweilige Rastarm beim Einstecken des Sicherungsabschnitts in die Aufnahmeöffnung ausgelenkt wird. Der Steckverbinder kann somit mit seinem Sicherungsabschnitt einfach in die Aufnahmeöffnung eingesteckt werden, ohne dass hierzu die Rastarme händisch oder mit Hilfe temporärer Sicherungsmittel ausgelenkt werden müssen, um sie in die Aufnahmeöffnung einführen zu können. Nach dem Einstecken des Sicherungsabschnitts des Steckverbinders in die Aufnahmeöffnung federn die Rastarme dann wieder elastisch in ihren Ausgangszustand zurück, wodurch der Steckverbinder mittels der Rasthaken der Rastarme von innen verliersicher an dem ersten Bauteil gesichert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Steckverbinder zumindest bereichsweise von einem spielbehaftet an der Außenfläche des ersten Bauteils anliegenden Montageflansch umgeben sein, von dessen der Außenfläche des ersten Bauteils zugewandten Fläche die Rastarme des Sicherungsabschnitts frei auskragen bzw. abstehen können. In diesem Falle entspricht das Sicherungsspiel, mit dem der Steckverbinder an dem ersten Bauteil gesichert ist, dem lichten Abstand zwischen der dem ersten Bauteil zugewandten Fläche des Montageflanschs und den Rasthaken abzüglich der Bauteildicke des ersten Bauteils, die im Bereich dieses lichten Abstands gefangen ist. Darüber hinaus kann der Montageflansch mit einem Dichtungselement und insbesondere einer Flachdichtung ausgestattet sein, mittels derer der Montageflansch gegenüber dem zweiten Bauteil abgedichtet werden kann. Hierzu kann der Montageflansch auch die bereits zuvor erwähnte Fixiereinrichtung tragen, mittels derer der Steckverbinder gegen die Innenfläche des zweiten Bauteils, beispielsweise eines Motordeckels, verspannt werden kann, sodass der Montageflansch bzw. dessen Dichtelement an der Innenseite des zweiten Bauteils anliegt.
Um die Verbindungsleitung zwischen dem Steckverbinder und einer innerhalb des ersten Bauteils befindlichen elektrischen Komponente als vorkonfektioniertes Kabel herstellen zu können, welches am einen Ende den Steckverbinder der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung und am anderen Ende einen Stecker zur Anbringung an der elektrischen Komponente aufweist, ist es gemäß einem weiteren Aspekt vorgesehen, dass sich die Aufnahmeöffnung, in die der Sicherungsabschnitt des Steckverbinders eingreift, in einem Flanschabschnitt des ersten Bauteils befindet, der einen Randabschnitt mit einer darin ausgebildeten Durchbrechung aufweist, die in die Aufnahmeöffnung mündet. Da der Steckverbinder aufgrund seines Montageflansches selbst nicht durch die Aufnahmeöffnung hindurchgeführt werden kann, ist es somit möglich, ein mit dem Steckverbinder vorkonfektioniertes Kabel durch die in Rede stehende Durchbrechung seitlich in die Aufnahmeöffnung einzufädeln, wodurch das in Rede stehende Kabel als vorkonfektionierte Komponente vorgehalten werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ferner durch ein Montageverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst, welches zur Anwendung beim Zusammenbau einer Motorgehäuseanordnung zum Einsatz kommen kann. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle angemerkt, dass sich sämtliche zuvor in Bezug auf die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung erläuterten Merkmale in entsprechender Weise auf das erfindungsgemäße Montageverfahren übertragen lassen, weshalb an dieser Stelle explizit auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen wird.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eine Ausführungsform der Erfindung rein exemplarisch erläutert, wobei:

1 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines Verbrennungsmotors im Bereich der Ölwanne vor Anbringung eines Motordeckels zeigt;
2 eine der 1 entsprechende Darstellung mit montiertem Motordeckel zeigt;
3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Montageflanschs eines Pumpengehäuses zeigt;
4 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zeigt;
5 eine der 4 entsprechende Schnittdarstellung während eines Vormontagezustands zeigt; und
6 eine den 4 und 5 entsprechende Darstellung in einem Endmontagezustand zeigt.

Im Folgenden wird nun zunächst unter gleichzeitiger Bezugnahme auf in erster Linie die 1 und 4 die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 10 beschrieben, bei der es sich in der dargestellten Ausführungsform um eine Baugruppe eines Verbrennungsmotors handelt. Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung 10 weist ein erstes Bauteil 12 in Form eines Pumpengehäuses 12' auf, welches unmittelbar oberhalb einer Ölwanne 14 montiert wird (siehe 2). Insofern handelt es sich bei dem ersten Bauteil 12 um das Pumpengehäuse 12' einer Ölpumpe, mit Hilfe derer Getriebeöl aus dem Pumpensumpf der Ölwanne 14 gepumpt werden kann. Des Weiteren weist die Verbindungsanordnung 10 einen in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 16 bezeichneten Steckverbinder 16 auf, über den eine elektrische Verbindung zur Ansteuerung einer hier nicht dargestellten elektrischen Komponente der Pumpe in Form beispielsweise eines Magnetventils hergestellt werden kann.
Wie insbesondere der 4 entnommen werden kann, weist der Steckverbinder 16 einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt 18 (siehe 1), einen am Umfang des Steckverbinders 16 vorgesehenen Montageflansch 20 sowie einen Sicherungsabschnitt 22 in Form zweier einander im Wesentlichen gegenüberliegender Rastarme 24 auf, die von der dem Kontaktierungsabschnitt 18 gegenüberliegenden Seite des Montageflanschs 20 von diesem abstehen.
Der Steckverbinder 16 ist am freien Ende eines zweiadrigen Kabels 26 angebracht, dessen Adern mittels einer vorkonfektionierten Leitungsdurchführung 19 bis in die Kontaktierungsabschnitt 18 in Form zweier Kontaktelemente 66 hineingeführt sind, so dass über diese eine mit dem anderen Ende des Kabels 26 verbundene elektrische Komponente der Pumpe angesteuert werden kann. Der Steckverbinder 16 ist aus einem Kunststoffmaterial als Spritzgussteil gefertigt, wobei die Leitungsdurchführung 19 während der Fertigung mittels Kunststoffmaterial umspritzt wird. Ebenfalls werden während der Herstellung des Steckverbinders 16 zwei Gewindebuchsen 28 in den Montageflansch 20 des Steckverbinders 16 eingespritzt. Auf der dem Pumpengehäuse 12' gegenüberliegenden Seite ist der Montageflansch 20 mit einer Flachdichtung 30 versehen, welche zwei Öffnungen 32 aufweist, durch die die beiden Gewindebuchsen 28 zugänglich sind.
Wie wiederum der 4 entnommen werden kann, sind die beiden Rastarme 24 an ihrem jeweiligen freien Ende mit einem Rasthaken 34 ausgebildet, wobei jeder dieser Rasthaken 34 einen Rampenabschnitt 36 aufweist, auf dessen Funktion noch genauer eingegangen wird. Darüber hinaus weist der in der 4 obere Rastarm 24 an seiner Außenseite einen Eingriffsabschnitt 38 auf, dessen Gestalt zur Gestalt einer Ausnehmung 40 komplementär ist, die am Rand einer die Rastarme 24 aufnehmenden Aufnahmeöffnung 42 ausgebildet ist (siehe 3).
Die Aufnahmeöffnung 42 ist dabei in einem Gehäuseabschnitt des Pumpengehäuses 12' ausgebildet, an dessen Außenfläche 13 der Steckverbinder 16 mittels seiner in die Aufnahmeöffnung 42 eingreifenden Rastarme 24 spielbehaftet gesichert ist. Dieses Sicherungsspiel ergibt sich dadurch, dass der lichte Abstand zwischen den Rasthaken 34 und der der Außenfläche 13 des Pumpengehäuses 12' zugewandten Seite des Montageflanschs 20 größer bemessen ist, als der in diesem lichten Abstand gefangene Abschnitt 44 des Pumpengehäuses 12'. Hierdurch kann sich der Steckverbinder 16 im an dem Pumpengehäuse 12' gesicherten Vormontagezustand senkrecht zur Außenfläche 13 des Pumpengehäuses 12' bewegen, wodurch während der Endmontage in der gewünschten Weise Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen werden können, worauf nachfolgend noch genauer eingegangen wird.
Unter Bezugnahme auf insbesondere die 3 wird im Folgenden nun genauer auf die Gestalt der bereits erwähnten Aufnahmeöffnung 42 eingegangen, die in dem Pumpengehäuse 12' zur Aufnahme des Sicherungsabschnitts 22 des Steckverbinders 16 in Form dessen Rastarme 24 ausgebildet ist. Wie der 3 entnommen werden kann, weist die Aufnahmeöffnung 42 zwei einander gegenüberliegende abgeflachte Umfangssabschnitte 46 auf, die durch zwei ebenfalls einander gegenüberliegende Bogenabschnitte 48 miteinander verbunden sind, wobei an einem dieser Bogenabschnitte 48 die bereits erwähnte Ausnehmung 40 ausgebildet ist, die zur Aufnahme des an einem der beiden Rastarme 24 ausgebildeten Eingriffsabschnitts 38 dient. Mit anderen Worten weist die Aufnahmeöffnung 42 also eine Gestalt auf, die der eines Kreises mit zwei einander gegenüberliegenden, abgeflachten Umfangsabschnitten 46 entspricht.
Damit sich der in die Aufnahmeöffnung 42 mittels seiner Rastarme 24 eingesetzte Steckverbinder 16 in dem in den 1 und 4 dargestellten Vormontagezustand beispielsweise während des Transports der Pumpe nicht verdrehen kann, sind die Rastarme 24 derart dimensioniert, dass sie unmittelbar an die beiden abgeflachten Umfangsabschnitte 46 anstoßen und sich dazwischen mit den die beiden Umfangsabschnitte 46 verbindenden Bogenabschnitten 48 in Anlage befinden. Hierbei greift der Eingriffsabschnitt 38 des einen Rastarms 24 in die in dem einen Bogenabschnitt 48 ausgebildete Ausnehmung 40 ein, wodurch zusätzlich zu der Verdrehsicherung sichergestellt werden kann, dass der Steckverbinder 16 im Sinne einer Drehcodierung nur in einer einzigen Drehstellung in die Aufnahmeöffnung 42 eingesetzt werden kann.
Wie der 3 des Weiteren entnommen werden kann, ist die Aufnahmeöffnung 42 in einem Flanschabschnitt 62 des Pumpengehäuses 12' ausgebildet, wobei dieser Pumpengehäuses 12' ausgebildet, Flanschabschnitt 62 einen Randabschnitt 64 aufweist, in dem eine Durchbrechung 50 ausgebildet ist, die in die Aufnahmeöffnung 42 mündet. Durch diese Durchbrechung 50 kann das Kabel 26 einschließlich des daran angespritzten Steckverbinders 16 seitlich in die Aufnahmeöffnung 42 eingeführt werden, da die Abmessungen des Steckverbinders 16 und insbesondere dessen Montageflanschs 20 zu groß sind, um den Steckverbinder 16 in axialer Richtung durch die Aufnahmeöffnung 42 hindurch stecken zu können. Die in Rede stehende Durchbrechung 50 ermöglicht es somit, das Kabel 26 mitsamt dem daran angespritzten Steckverbinder 16 als vorkonfektionierte Komponente vorzuhalten, so dass der Steckverbinder 16 nicht erst während des Vormontagezustands verhältnismäßig aufwendig an dem Kabel 26 befestigt werden muss.
Im Folgenden wird nun im Wesentlichen unter Bezugnahme auf die 1 und 2 auf das zweite Bauteil 52 der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung 10 eingegangen, bei dem es sich bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel um einen vorderen Motordeckel 52' als zweites Bauteil 52 eines Verbrennungsmotors handelt. Der Motordeckel 52' weist mehrere Bohrungen 55 auf, durch die Schrauben (nicht dargestellt) durchgeführt werden, über die der Motordeckel 52', das zweite Bauteil 52 an dem Pumpengehäuse 12' direkt und/oder der darunter befindlichen Ölwanne 14 befestigt werden kann. Während dieses Vormontagezustands ragt der Kontaktierungsabschnitt 18 des Steckverbinders 16 durch eine in dem Motordeckel, das zweite Bauteil 52 ausgebildete Öffnung 54 hindurch, wobei jedoch in diesem Vormontagezustand der Montageflansch 20 des Steckverbinders 16 zwischen dem Pumpengehäuse 12' und dem Motordeckel, das zweite Bauteil 52 spielbehaftet gefangen ist.
Dieses während des Vormontagezustands als Vormontagespiel bezeichnete Spiel ist geringer als das erläuterte Sicherungsspiel des Steckverbinders 16 an dem Pumpengehäuse 12' und ist auf etwaige Fertigungs- und Montagetoleranzen sowohl des Motordeckels 52', des zweiten Bauteils 52 als auch des Pumpengehäuses 12' zurückzuführen. Dieses Vormontagespiel kann durch Ausnutzung des Sicherungsspiels ausgeglichen werden, indem durch zwei in dem Motordeckel 52' ausgebildete Fixieröffnungen 56 jeweils eine Ankerschraube 58 in die in den Montageflansch 20 eingespritzten Gewindebuchsen 28 eingeschraubt wird, was zur Folge hat, dass der Montageflansch 20 gemäß 6 gegen die Innenfläche 53 des Motordeckels 52' gezogen und dagegen verspannt wird, wobei in dieser Endmontageposition die Flachdichtung 30 eine Abdichtung zwischen dem Steckverbinder 16 bzw. dessen Montageflansch 20 und dem Motordeckel 52' bewirkt.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 das erfindungsgemäße Montageverfahren erläutert, im Rahmen dessen zunächst gemäß 1 ein Steckverbinder 16 an der Außenfläche des Pumpengehäuses 12' spielbehaftet gesichert wird, indem der Steckverbinder 16 mit seinen beiden Rastarmen 24 voraus in die Aufnahmeöffnung 42 des Pumpengehäuses 12' eingeführt wird. Hierbei reiten die beiden Rampenabschnitte 36 der Rastarme 24 am Rand der Aufnahmeöffnung 42 auf, wodurch die Rastarme 24 aufeinander zu ausgelenkt werden. Sobald die Rasthaken 34 eine am Innenumfang der Aufnahmeöffnung 42 ausgebildete Ringschulter 60 erreicht haben, federn die Rastarme 24 wieder elastisch in ihre Ausgangsstellung zurück, so dass der Abschnitt des Pumpengehäuses 12' zwischen dessen Außenfläche 13 und der genannten Ringschulter 60 spielbehaftet in dem lichten Abstand zwischen dem Montageflansch 20 und den Rasthaken 34 gefangen ist. Somit ist der Steckverbinder 16 an der Außenfläche 13 des Pumpengehäuses 12' mit einem senkrecht zu der Außenfläche 13 orientierten Sicherungsspiel zu Transportzwecken gesichert.
Gemäß der 5 kann dann ein Motordeckel 52' an dem Pumpengehäuse 12' gemäß dem dargestellten Vormontagezustand gesichert werden, in dem der Montageflansch 20 zwischen dem Motordeckel 52' und dem Pumpengehäuse 12' gefangen ist und der Kontaktierungsabschnitt 18 des Steckverbinders 16 durch die Öffnung 54 des Motordeckels 52' nach außen ragt. In diesem Vormontagezustand ist der Montageflansch 20 des Steckverbinders 16 spielbehaftet zwischen dem Motordeckel 52' und dem Pumpengehäuse 12' gefangen, wobei dieses Vormontagespiel gemäß der in der 6 dargestellten Endmontageposition dadurch ausgeglichen werden kann, dass der Montageflansch 20 mittels Ankerschrauben 58, die durch in dem Motordeckel 52' ausgebildete Fixieröffnungen 56 in die Gewindebuchsen 28 eingeschraubt werden, gegen die Innenseite des Motordeckels 52' verspannt wird.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung ermöglicht somit eine deutliche Vereinfachung und Beschleunigung der Endmontage eines elektrisch angesteuerten Bauteils wie beispielsweise einer Öl- oder Wasserpumpe eines Verbrennungsmotors, da der Steckverbinder bereits während der Herstellung der Pumpe derart am Gehäuse derselben in einer definierten Position befestigt wird, dass während der Motorenfertigung lediglich noch der Motordeckel montiert werden muss, ohne dass erst aufwändige Leitungsdurchführungen installiert werden müssen. Das Sicherungsspiel des Steckverbinders gleicht dabei ein etwaiges Vormontagespiel aus, so dass auch keine Justierarbeiten anfallen, um einen dichten Abschluss gegenüber dem Motordeckel sicherzustellen.
Bezugszeichenliste

10: Verbindungsanordnung
12: erstes Bauteil
12': Pumpengehäuse
13: Außenfläche
14: Ölwanne
16: Steckverbinder
18: elektrischer Kontaktierungsabschnitt
19: Leitungsdurchführung
20: Montageflansch
22: Sicherungsabschnitt
24: Rastarme
26: Kabel
28: Gewindebuchsen
30: Flachdichtung
32: Öffnung
34: Rasthaken
36: Rampenabschnitt
38: Eingriffsabschnitt
40: Ausnehmung
42: Aufnahmeöffnung
44: gefangener Abschnitt
46: abgeflachter Umfangsabschnitt
48: Bogenabschnitt
50: Durchbrechung
52: zweites Bauteil
52': Motordeckel
53: Innenfläche
54: Öffnung zur Aufnahme
55: Bohrungen
56: Fixieröffnung
58: Ankerschrauben
60: Ringschulter
62: Flanschabschnitt
64: Randabschnitt
66: Kontaktelement

Claims

Verbindungsanordnung (10) für eine Pumpe eines Verbrennungsmotors, mit: - einem ersten Bauteil (12), und einem zweiten Bauteil (52), das mit dem ersten Bauteil (12) starr verbunden ist, und - einem Steckverbinder (16), der wenigstens einen Sicherungsabschnitt (22), eine Fixiereinrichtung (28) und einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt (18) mit zumindest einem Kontaktelement (66) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Komponente innerhalb des ersten Bauteils (12) aufweist; wobei der Steckverbinder (16) mittels des Sicherungsabschnitts (22) an einer Außenfläche (13) des ersten Bauteils (12) mit einem senkrecht zu der genannten Außenfläche (13) orientierten Sicherungsspiel gesichert ist; und wobei die Fixiereinrichtung (28) an einer dem ersten Bauteil (12) abgewandten Seite des Steckverbinders (16) vorgesehen ist, und wobei zumindest ein Teil des Steckverbinders (16) zwischen dem ersten Bauteil (12) und dem zweiten Bauteil (52) gefangen ist, und wobei das zweite Bauteil (52) zumindest einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt (18) des Steckverbinders (16) aufnimmt und wobei in der genannten Endmontageposition der Steckverbinder (16) mittels der wenigstens einen Fixiereinrichtung (28) unter zumindest teilweiser Ausnutzung des Sicherungsspiels an dem zweiten Bauteil (52) festgelegt ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (52) wenigstens eine Fixieröffnung (56) aufweist, durch die die wenigstens eine Fixiereinrichtung (28) des Steckverbinders (16) in der Endmontageposition hindurch ragt oder zugänglich ist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (16) an einer dem ersten Bauteil (12) abgewandten Seite eine Flachdichtung (30) aufweist, die in der genannten Endmontageposition des Steckverbinders (16) an einer Innenfläche (53) des zweiten Bauteils (52) dichtend anliegt.
Verbindungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (12) in einem Gehäuseabschnitt eine Aufnahmeöffnung (42) aufweist, wobei der Sicherungsabschnitt (22) des Steckverbinders (16) in axialer Richtung der Aufnahmeöffnung (42) in selbige eingesetzt ist, um den Steckverbinder (16) an dem ersten Bauteil (12) mit dem genannten Sicherungsspiel zu sichern.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (16) mittels seines Sicherungsabschnitts (22) drehstarr und nur senkrecht zur Außenfläche (13) des ersten Bauteils (12) beweglich in der Aufnahmeöffnung (42) gesichert ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (42) des ersten Bauteils (12) den Sicherungsabschnitt (22) des Steckverbinders (16) drehschlüssig aufnimmt.
Verbindungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (42) eine zumindest abschnittweise unrunde Gestalt und der Sicherungsabschnitt (22) zumindest zwei einander im Wesentlichen gegenüberliegende Befestigungsabschnitte aufweist, deren Kontur komplementär mit angrenzenden Randabschnitten der unrunden Aufnahmeöffnung (42) zusammenpasst.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unrunde Gestalt der Aufnahmeöffnung (42) der Gestalt eines Kreises mit einem oder zwei einander gegenüberliegenden, abgeflachten Umfangsabschnitt(en) (46) entspricht, und dass der Sicherungsabschnitt (22) zwei einander gegenüberliegende Rastarme (24) aufweist, die unmittelbar an den zumindest einen abgeflachten Umfangsabschnitt (46) der unrunden Aufnahmeöffnung (42) angrenzen und die sich mit an den zumindest einen abgeflachten Umfangsabschnitt anschließenden Bogenabschnitten (48) der zumindest abschnittweise unrunden Aufnahmeöffnung (42) in Anlage befinden.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsabschnitt (22) zwei einander gegenüberliegende Rastarme (24) aufweist, die an ihrem freien Ende jeweils einen Rasthaken (34) mit einem beim Einstecken der Rastarme (24) in die unrunde Aufnahmeöffnung (42) an deren Rand aufreitenden Rampenabschnitt (36) aufweisen.
Verbindungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Rand der Aufnahmeöffnung (42) zumindest eine Ausnehmung (40) ausgebildet ist und der Sicherungsabschnitt (22) einen zu der Ausnehmung (40) komplementären Eingriffsabschnitt (38) aufweist, der im gesicherten Zustand des Steckverbinders (16) an dem ersten Bauteil (12) in die Ausnehmung (40) eingreift.
Verbindungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aufnahmeöffnung (42) des ersten Bauteils (12), in die der Sicherungsabschnitt (22) des Steckverbinders (16) eingesetzt ist, in einem Flanschabschnitt (62) des ersten Bauteils (12) befindet, welcher einen Randabschnitt (64) mit einer darin ausgebildeten Durchbrechung (50) aufweist, die in die Aufnahmeöffnung (42) mündet.
Verbindungsanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (16) zumindest bereichsweise einen spielbehaftet an der Außenfläche (13) des ersten Bauteils (12) anliegenden Montageflansch (20) aufweist, welcher mittels eines einer Flachdichtung (30), gegenüber einem zweiten Bauteil (52) abgedichtet ist und/oder die Fixiereinrichtung (28) des Steckverbinders (16) umfasst.
Montageverfahren zur Anwendung beim Zusammenbau einer Motorgehäuseanordnung im Rahmen dessen zunächst ein Steckverbinder (16) an einer Außenfläche (13) eines ersten Bauteils (12), ein Pumpengehäuse (12'), mit einem senkrecht zu der genannten Außenfläche (13) orientierten Sicherungsspiel gesichert wird, bevor später ein eine Öffnung (54) aufweisendes zweites Bauteil (52), ein Motordeckel, an dem ersten Bauteil (12) so befestigt wird, dass zumindest ein Teil des Steckverbinders (16) zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil (52) gefangen ist und die Öffnung (54) des zweiten Bauteils (52) einen elektrischen Kontaktierungsabschnitt (18) des Steckverbinders (16) aufnimmt, und nochmals später der Steckverbinder (16) mittels das zweite Bauteil (52) durchdringenden Befestigungselementen (58) mit dem ersten Bauteil (12) verspannt wird.