DE102014009207B4

DE102014009207B4 - Verfahren zur montage einer elektrischen anschlussanordnung

Info

Publication number: DE102014009207B4
Application number: DE102014009207.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Glick; Slobodan Pavlovic; Tulasi Sadras-Ravindra
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2034-06-21
Also published as: US20150074996A1; US9293852B2; CN104253338A; CN104253368B; US9431740B2; CN104253368A; DE102014009207A1; US20150079859A1; DE102014009208A1; DE102014009208B4; CN104253338B

Abstract

Verfahren zur Montage einer elektrischen Anschlussanordnung (10) aufweisend:
a. Bereitstellen einer Basis (12) umfassend mehrere Basisausleger (40),
b. Bereitstellen eines Federelements (14) umfassend mehrere Federausleger (70), wobei das Federelement (14) eine Achse (62) definiert, so dass die mehreren Federausleger (70) von der Achse (62) radial beabstandet sind,
c. Auslenken der Federausleger (70) radial nach außen,
d. Einführen der Basis (12) in das Federelement (14), um die Basisausleger (40) angrenzend an die Federausleger (70) anzuordnen, und
e. Entspannen der Federausleger (70), so dass die Federausleger (70) radial nach innen gegen die Basisausleger (40) einklappen, wodurch eine elektrische Anschlussanordnung (10) montiert wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft allgemein elektrische Anschlüsse, wie solche zur Verwendung in elektrischen Hochleistungsverbindern für Fahrzeuge. Elektrische Verbinder weisen üblicherweise einen Körper mit einem nicht leitenden Gehäuse auf, das einen leitenden Satz weiblicher elektrischer Anschlüsse umschließt. Die weiblichen Anschlüsse sind jeweils mit einem entsprechenden Ende eines Drahtverbinders oder Sicherungselements verbunden, das im Gehäuse enthalten ist, um einen elektrischen Stromkreis zu schließen. Die weiblichen Anschlüsse werden über einen Satz männlicher Flachsteckeranschlüsse geführt. Beispielsweise können die männlichen Flachsteckeranschlüsse in einem anderen Verbindergehäuse, wie beispielsweise einem Leistungsverteilerkasten, untergebracht sein. Die weiblichen Anschlüsse sind üblicherweise mit einer Federeinrichtung ausgebildet, um einen starken elektrischen Kontakt mit der Außenfläche der männlichen Flachsteckeranschlüsse aufrechtzuerhalten.
Kupfer hat gute elektrische Leiteigenschaften und war ein bevorzugtes Material für Anschlüsse, obwohl es verhältnismäßig teuer ist. Kupfer ist jedoch anfällig für Relaxation (d.h. Verlust der Federkraft), wenn die Temperatur des Kupfermaterials zunimmt. Weil die Temperatur der Anschlüsse zunimmt, wenn der in dem elektrischen Stromkreis gezogene Strom zunimmt, haben Kupferanschlüsse eine reduzierte Fähigkeit, eine starke Klemmkraft auf die männlichen Flachsteckeranschlüsse aufrechtzuerhalten. Die Relaxation der weiblichen Anschlüsse kann die Gesamtkontaktfläche mit den männlichen Flachsteckern verringern, was zu einer reduzierten elektrischen Leitfähigkeit, einem erhöhten Widerstand und einer weiteren Erhöhung der Temperatur führt.
Es ist wünschenswert, die Gesamtgröße eines elektrischen Verteilerkastens oder anderer Verbinder so klein wie möglich zu halten, während die erforderliche Strombelastbarkeit immer noch bereitgestellt wird. In manchen Situationen kann die Federkraft nicht weiter erhöht werden, indem die Anschlüsse einfach dicker oder breiter gemacht werden. Wenn Kupfer verwendet wird, können die Größenbeschränkungen die gewünschte Federkraft unerreichbar machen.
Während der Handhabung und des Transports der weiblichen Verbinder nach der Herstellung sind die Kupferfederkontakte der weiblichen Anschlüsse dafür anfällig, gebogen und beschädigt zu werden. Daher ist es wünschenswert, einen weiblichen elektrischen Anschluss bereitzustellen, der beständig ist, während er noch gewünschte Federkrafteigenschaften aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft elektrische Anschlüsse und insbesondere ein Verfahren zur Montage eines zweiteiligen elektrischen Anschlusses mit einer Basis und einem Federelement. Die Basis ist mit mehreren Basisauslegern versehen. Das Federelement ist mit mehreren Federauslegern versehen. Das Federelement definiert eine Achse, so dass die mehreren Federausleger radial von der Achse beabstandet sind. Die Federausleger sind radial nach außen ausgelenkt. Die Basis wird in das Federelement eingeführt, um die Basisausleger angrenzend an die Federausleger zu positionieren. Die Federausleger werden entspannt, so dass die Federausleger radial nach innen gegen die Basisausleger zurückfahren.
Verschiedene Aspekte dieser Erfindung werden Fachleuten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen verständlich werden, wenn sie angesichts der anliegenden Zeichnung gelesen wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Anschlussanordnung in einer vollständig montierten Position.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Basis der elektrischen Anschlussanordnung aus 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Federelements der elektrischen Anschlussanordnung aus 1.
4 ist eine Draufsicht der in einer teilweise montierten Position dargestellten elektrischen Anschlussanordnung aus 1.
5 ist eine Draufsicht der in einer vollständig montierten Position dargestellten elektrischen Anschlussanordnung aus 1.
6 ist eine Schnittansicht entlang Linien 6-6 aus 5, worin die elektrische Anschlussanordnung in vollständig montierter Position dargestellt ist.
7 ist eine perspektivische Ansicht des Federelements mit einem in einer Vorposition zur Einführung in das Federelement gezeigten Dorn vorausgehend einem Montagevorgang.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die das Einführen des Dorns in das Federelement zeigt, wobei die Basis in einer Vorposition bezüglich des Federelements dargestellt ist.
9 ist eine perspektivische Teil-Schnittansicht, die die fast vollständig in das Federelement eingeführte Basis zeigt, während sich der Dorn in der gleichen Einführungsposition befindet, wie in 8 dargestellt.
10 ist eine vergrößerte Teil-Schnittansicht entlang Linien 10-10 aus 9, worin eine Befestigungseinrichtung der elektrischen Anschlussanordnung vor der vollständig verriegelten Position dargestellt ist.
11 ist eine vergrößerte perspektivische Teil-Schnittansicht eines Bereichs der elektrischen Anschlussanordnung, worin eine zweite Befestigungseinrichtung vor der vollständig verriegelten Position dargestellt ist.
12 ist eine Bodenansicht des Federelements aus 3, worin eine Schwalbenschwanzverriegelung dargestellt ist.
13 ist eine Schnittansicht entlang Linien 13-13 aus 12, worin das Fehlen einer Überlappung dargestellt ist.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Federelements.
15 ist ein Seitenriss des Federelements aus 14.
16 ist eine Endansicht des Federelements aus 14.
17 ist eine schematische vergrößerte Draufsicht eines Bereichs eines Rohlings, der zur Bildung einer Verriegelungseinrichtung des Federelements aus 14 verwendet wird.
18 ist eine schematische vergrößerte Draufsicht eines zweiten Bereichs des Rohlings, der zur Bildung der Verriegelungseinrichtung des Federelements aus 14 verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen ist in 1 eine allgemein mit 10 bezeichnete elektrische Anschlussanordnung gezeigt. Die elektrische Anschlussanordnung 10 weist eine allgemein mit 12 bezeichnete Basis und ein allgemein mit 14 bezeichnetes Federelement auf. In einem montierten Zustand der elektrischen Anschlussanordnung 10 ist die Basis 12 in das Federelement 14 eingeführt, wie in 1 dargestellt ist. Gemäß der dargestellten Ausführungsform weist die elektrische Anschlussanordnung 10 eine rechteckige Form oder Kastenform auf, so dass sowohl die Basis 12 als auch das Federelement 14 vier Seiten aufweisen, wie nachstehend beschrieben wird. Die Breiten von jeder der Seiten können gleich oder unterschiedlich sein. Es versteht sich, dass die Basis 12 und das Federelement 14 anders als ein vierseitiger Kasten, wie in den Figuren gezeigt, ausgebildet sein können. Beispielsweise können die Basis 12 und das Federelement 14 drei Seiten, sechs Seiten oder eine beliebige geeignete Anzahl von Seiten aufweisen. Alternativ können die Basis 12 und das Federelement 14 zylinderförmig sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Basis 12 und das Federelement 14 im Wesentlichen um eine Achse 46 symmetrisch. Wie nachstehend beschrieben wird, wird die Basis 12 während der Montage der elektrischen Anschlussanordnung 10 entlang der Achse 46 in das Federelement 14 eingeführt.
Die elektrische Anschlussanordnung 10 wird verwendet, um eine elektrische Verbindung mit einem elektrischen Verbinder, wie z.B. einem in 1 dargestellten Stift 16, herzustellen. Wenngleich gezeigt ist, dass der Stift 16 eine zylindrische Form aufweist, kann die elektrische Anschlussanordnung 10 auch mit einem Stift eingreifen, der eine nicht zylindrische Form aufweist. Beispielsweise kann der Stift einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, welcher der vierseitigen elektrischen Anschlussanordnung 10 entspricht. Die elektrische Anschlussanordnung 10 kann in einen Kunststoffkörper eines Verbinders (nicht dargestellt) eingeführt, eingegossen oder auf andere Weise daran befestigt sein. Der Verbinder kann mehrere darin montierte elektrische Anschlussanordnungen 10 aufweisen. Die elektrische Anschlussanordnung 10 ist gut geeignet für eine Verwendung in Hochleistungsverteilerkästen, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Die Basis 12 kann aus einem einzigen Metallrohling gebildet sein, der zu dem in 2 dargestellten Aufbau gestanzt und ausgebildet ist. Ebenso kann auch das Federelement 14 aus einem einzigen Metallrohling gebildet sein, der zu dem in 3 dargestellten Aufbau gestanzt und geformt ist. Die Basis 12 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material, wie einer Kupferlegierung oder einer Aluminiumlegierung. Aluminium hat bei Automobilanwendungen einen Vorteil gegenüber Kupfer, weil es leichter und weniger teuer ist als Kupfer. Wie nachstehend erläutert werden wird, ist das Federelement 14 im Wesentlichen dafür vorgesehen, um dabei zu unterstützen, elektrische Kontaktangriffsflächen der Basis 12 gegen den Stift 16 zu zwingen oder zu drücken. Daher ist das Federelement 14 vorzugsweise hergestellt aus einem Material, wie z.B. Edelstahl, das eine verhältnismäßig hohe Streckgrenze oder eine federartige Eigenschaft aufweist. Vorzugsweise kann das Material des Federelements 14 seine federartigen Eigenschaften über einen verhältnismäßig großen Temperaturbereich, der bei Hochleistungsanwendungen, wie bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen, auf die elektrische Anschlussanordnung 10 einwirken kann, beibehalten.
Wie in 2 dargestellt ist, weist die Basis 12 im Wesentlichen einen kastenförmigen Mittel- oder Hauptbereich 20 mit einem vorderen Ende 22 und einem hinteren Ende 24 auf. Eine Platte 26 erstreckt sich vom hinteren Ende 24 nach außen. Die Platte 26 dient zum Verbinden mit einem Ende eines Drahtleiters (nicht dargestellt). Das Ende des Drahtleiters kann an eine ebene Fläche 27 der Platte 26 geschweißt, gelötet oder auf andere Weise damit verbunden werden, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Drahtleiter und der Basis 12 bereitzustellen. Die Platte 26 kann eine beliebige Form oder Beschaffenheit aufweisen, die für eine Verbindung mit dem Ende des Drahts geeignet ist. Wie in der Ausführungsform von 2 dargestellt ist, ist die Platte 26 aus einem Paar verhältnismäßig dünner Streifenabschnitte 28 des Rohlings gebildet, die zueinander gefaltet sind. Die Platte 26 kann sich vom Hauptbereich 20 nach außen erstrecken, so dass sie mit einer der Seiten des Hauptbereichs 20 koplanar ist, wie in der in 2 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist, oder sie kann in anderen geeigneten Anordnungen ausgelegt sein.
Der kastenförmige Hauptbereich 20 weist eine obere Wand 30, eine untere Wand 32, eine erste Seitenwand 34 und eine zweite Seitenwand 36 auf. Die Wände 30, 32, 34 und 36 sind im Wesentlichen in 90 Grad in Bezug zu benachbarten Wänden ausgerichtet. Die obere Wand 30 weist einen Vorsprung oder einen Ansatz 38 auf, der sich von einer Außenfläche 39 der oberen Wand 30 leicht nach oben erstreckt. In der dargestellten Ausführungsform wird der Ansatz 38 durch Erzeugen eines seitlichen Schlitzes in der oberen Wand 30 und Drücken eines leicht verformten Abschnitts angrenzend an den Schlitz nach oben in einem Stanz- oder Formungsvorgang gebildet. Wie nachstehend erklärt wird, ist der Ansatz 38 Teil einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Federelements 14 an der Basis 12.
Wie oben erläutert, kann die Basis 12 aus einem einzelnen gestanzten Blech oder Materialrohstück, das in die in 2 dargestellte Anordnung gefaltet ist, gebildet sein. Wie in 2 dargestellt ist, kann der Hauptbereich 20 durch Formen der vier Wände 30, 32, 34 und 36 aus einem Rohling und Aneinanderlegen entgegengesetzter Kanten 43 und 45 des Rohlings gebildet werden. Die Kanten 43 und 45 können integral ausgebildete Verriegelungseinrichtungen zum Verbinden der Kanten 43 und 45 miteinander in einer nicht überlappenden Weise aufweisen. Beispielsweise kann die Basis 12 einen Schwalbenschwanzansatz 39 aufweisen, der sich von der ersten Kante 43 des Rohlings weg erstreckt, welcher mit einer entsprechend geformten Schwalbenschwanzaussparung 41 verriegelt, die in der zweiten Kante 45 des Rohlings ausgebildet ist. Natürlich können die Kanten 43 und 45 des Rohlings auch geschweißt, geklebt oder auf andere Weise aneinander angebracht werden, um die Basis 12 zu bilden. Die Verwendung einer Schwalbenschwanzanordnung bietet jedoch eine mechanische Verriegelung, so dass die erste Kante 43 nicht von der zweiten Kante 45 weggezogen werden kann. Der Schwalbenschwanzansatz 39 weist einen aufgeweiteten, vergrößerten Abschnitt 39a auf, der durch einen reduzierten eingeschnürten Abschnitt 39b mit der ersten Kante 43 verbunden ist.
Vom vorderen Ende 22 des Hauptbereichs 20 erstrecken sich mehrere lang gestreckte Basisausleger 40 weg, die mit der zylindrischen Außenfläche des Stifts 16 in Eingriff kommen, um eine elektrische Verbindung zwischen der Basis 12 und dem Stift 16 zu vollenden. In der dargestellten Ausführungsform weist jeder der Basisausleger 40 eine darin ausgebildete Aussparung 47 auf, um ein Paar benachbarter Basisausleger 40 zu definieren. Ein Paar von Basisauslegern 40 erstreckt sich von jeder Wand 30, 32, 34 und 36 weg, wodurch vier Paare von Basisauslegern 40 bereitgestellt werden. Jeder der Basisausleger 40 weist einen gewinkelten Abschnitt 44 auf, der sich in Bezug auf die Achse 46 radial nach innen erstreckt. Es sei bemerkt, dass der Stift 16 entlang der Achse 46 in die Basis 12 eingeführt ist, wie in 1 dargestellt ist. Jeder der Basisausleger 40 weist außerdem einen Spitzenabschnitt 48 auf, der von den Enden der jeweiligen gewinkelten Abschnitte 44 leicht radial nach außen gekrümmt oder gebogen ist. Die Verbindung zwischen jedem der gewinkelten Abschnitte 44 und den Spitzenabschnitten 48 definiert eine Kontakteingriffsfläche 49 zum Kontaktieren der Außenfläche des Stifts 16. Es sei bemerkt, dass die Verwendung von Paaren von Basisauslegern 40, verglichen mit einem einzigen Basisausleger mit einer einzigen Kontakteingriffsfläche, eine größere Anzahl von Kontaktpunkten mit der zylindrischen Außenfläche des Stifts 16 bereitstellt.
Nun bezugnehmend auf 3 weist das Federelement 14 eine kastenartige Form auf und es umfasst eine obere Wand 50, eine untere Wand 52, eine erste Seitenwand 54 und eine zweite Seitenwand 56. Die Wände 50, 52, 54 und 56 sind im Wesentlichen in 90 Grad in Bezug zu benachbarten Wänden ausgerichtet. Die obere Wand 50 weist eine darin ausgebildete Öffnung 58 auf. Wie am besten in 6 dargestellt ist, befindet sich angrenzend an eine vordere Kante 59 der Öffnung 58 ein elastischer Finger 60, der sich in einem Winkel radial nach innen zu einer Achse 62 erstreckt, die durch das Federelement 14 definiert ist. Der Finger 60 ist in 11 auch im Querschnitt dargestellt, wie nachstehend erläutert wird. Es sei bemerkt, dass die durch das kastenförmige Federelement 14 definierte Achse 62 koaxial ist mit der Achse 46 der Basis 12, wenn die Basis 12 und das Federelement 14 miteinander verbunden sind, um die elektrische Anschlussanordnung 10 zu bilden, wie in 1 dargestellt ist. Wie nachstehend erklärt wird, wirken die Öffnung 58 und der Finger 60 des Federelements 14, und der Ansatz 38 der Basis 12 zusammen, um Befestigungseinrichtungen zum Befestigen des Federelements 14 bezüglich der Basis 12 bereitzustellen.
Ähnlich der Basis 12 kann das Federelement 14 durch Stanzen und Biegen eines Rohlings in die Anordnung des Federelements 14 gebildet werden. Das Federelement 14 kann durch Formen der vier Wände 50, 52, 54 und 56 aus einem Rohling und Aneinanderfügen entgegengesetzter Kanten 53 und 55 des Rohlings gebildet werden, wie in 12 dargestellt ist (Bodenansicht des Federelements 14). Die Kanten 53 und 55 können integral ausgebildete Verriegelungseinrichtungen zum Verbinden der Kanten 53 und 55 miteinander in einer nicht überlappenden Weise aufweisen. Beispielsweise kann das Federelement 14 einen sich von der Kante 53 des Rohlings weg erstreckenden Schwalbenschwanzansatz 61 aufweisen, der mit einer entsprechend geformten, in der Kante 55 des Rohlings ausgebildeten Schwalbenschwanzaussparung 63 verriegelt. Selbstverständlich können die Kanten 53 und 55 des Rohlings auch geschweißt, geklebt oder auf andere Weise aneinander angebracht werden, um die Basis 12 zu bilden. Die Verwendung einer Schwalbenschwanzanordnung stellt jedoch eine mechanische Verriegelung bereit, derart, dass die Kante 53 nicht von der Kante 55 weggezogen werden kann. Der Schwalbenschwanzansatz 61 weist einen aufgeweiteten, vergrößerten Abschnitt 61a auf, der durch einen reduzierten eingeschnürten Abschnitt 61b mit der Kante 53 verbunden ist. Die Schnittansicht aus 13 zeigt, dass der Schwalbenschwanz 61 und die Aussparung 63 eine Befestigungseinrichtung bereitstellen, die keine überlappenden Bereiche aufweist, so dass die untere Wand 52 verhältnismäßig flach ist. Das Vorhandensein einer flachen Wand ist, verglichen mit einigen herkömmlich hergestellten elektrischen Anschlüssen, die erhöhte überlappende Bereiche ihrer Befestigungseinrichtungen aufweisen, ideal, um die elektrische Anschlussanordnung 10 in eine Bohrung eines Verbindergehäuses (nicht dargestellt) zu schieben.
Die Wände 50, 52, 54 und 56 des Federelements 14 definieren einen kastenförmigen Hauptbereich 64 mit einem vorderen Ende 65 und einem hinteren Ende 66. Vom vorderen Ende 65 des Hauptbereichs 64 erstreckt sich eine Erweiterung oder ein Rahmen, allgemein bezeichnet mit 67, der Schutz für die Basisausleger 40 der Basis 12 bietet. Der Rahmen 67 ist durch vier Beine 68 definiert, die sich vom vorderen Ende 65 des Hauptbereichs 64 weg erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die vier Beine 68 von Ecken des kastenförmigen Hauptbereichs 64 weg. Die sich nach vorne erstreckenden Beine 68 sind einstückig verbunden mit einem vierseitigen Band 69, das im Wesentlichen um die Achse 62 angeordnet ist. Das Vorhandensein des Rahmens 67 bietet strukturelle Steifigkeit für das Federelement 14 und stellt auch eine käfigartige Schutzeinrichtung für die Basisausleger 40 der Basis 12 bereit. Während des Transports und des Handhabens der montierten elektrischen Anschlussanordnung 10 ist es wünschenswert, die Basisausleger 40 am Herausbiegen aus der richtigen Position zu hindern. Der verhältnismäßig starke Edelstahlrahmen 67 hilft, eine solche Schutzeinrichtung bereitzustellen. Das Band 69 fungiert auch als eine Führung während des Einführens des Stifts 16, falls der Stift mit den Basisauslegern 40 fehlausgerichtet ist. Es versteht sich, dass das Federelement 14 ohne den Rahmen 67 ausgebildet sein kann, wodurch das Gewicht des Federelements 14 verringert wird.
Jede der Wände 50, 52, 54 und 56 weist einen lang gestreckten Federausleger 70 auf, der sich vom vorderen Ende 65 des Hauptabschnitts 64 nach vorne erstreckt. Die Federausleger 70 kommen mit den Basisauslegern 40 in Eingriff, was dabei hilft, die Kontakteingriffsflächen 49 gegen die zylindrische Außenfläche des Stifts 16 zu drängen. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich ein einzelner Federausleger 70 von jeder Wand, wodurch vier Federausleger 70 bereitgestellt sind. Jeder der Federausleger 70 weist einen gewinkelten Abschnitt 72 auf, der sich zur Achse 62 hin radial nach innen erstreckt. Jeder der Federausleger 70 weist auch einen Spitzenabschnitt 74 auf, der sich seitlich aufweitet, so dass die Breite des Spitzenabschnitts 74 ausreichend ist, um mit dem Paar entsprechender Basisausleger 40 in Eingriff zu kommen.
Das Federelement 14 kann eine Steckerkodierungseinrichtung aufweisen, so dass die elektrische Anschlussanordnung 10 nur in einer gewünschten Ausrichtung in ein Verbindergehäuse (nicht dargestellt) eingeführt werden kann. Dies trägt dazu bei, die sich vom Verbindergehäuse weg erstreckenden Drähte (nicht dargestellt) in einer gewünschten Ausrichtung anzuordnen. Beispielsweise kann die untere Wand 52 oder irgendeine der anderen Wände 50, 54 und 56 ein sich radial nach außen erstreckendes Ohr 80 aufweisen. Das Ohr 80 kann ein Hindernis vorsehen, so dass die elektrische Anschlussanordnung 10 nur in einer gewünschten Ausrichtung in das Verbindergehäuse eingeführt werden kann. Beispielsweise kann das Verbindergehäuse eine vierseitige Öffnung oder Bohrung aufweisen, die bemessen ist, um die elektrische Anschlussanordnung 10 aufzunehmen. Das Verbindergehäuse kann eine in einer der vier Seiten ausgebildete Nut zum Aufnehmen des Ohrs 80 aufweisen, so dass die elektrische Anschlussanordnung 10 nur in einer der vier Positionen eingeführt werden kann. Das Ohr 80 kann auch als ein Anschlagelement zur Einführung der elektrischen Anschlussanordnung 10 in die Bohrung des Gehäuses bis zu einem begrenzten Abstand verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform gezeigt in 3 ist das Ohr 80 aus gebogenen Abschnitten 82 und 84 anschließend an die Kanten 86 und 88 des Rohlings ausgebildet. Die Positionierung des steckkodierenden Ohrs 80 an den Kanten 86 und 88 stellt eine geeignete Anordnung zur Bildung der Steckerkodierungseinrichtung bereit.
Die 4 und 5 zeigen ein erstes Verfahren zur Montage des Federelements 14 an der Basis 12, um die elektrische Anschlussanordnung 10 zu bilden. Bei diesem ersten Verfahren zur Montage werden keine Werkzeuge verwendet, um die Basisausleger 40 oder die Federausleger 70 vorzubiegen. Zum Montieren wird die Basis 12 in das Federelement 14 eingeführt, so dass das hintere Ende 66 des Federelements 14 über das vordere Ende 22 (in 4 verborgen) der Basis 12 geschoben wird, wie in 4 dargestellt ist. 4 zeigt die elektrische Anschlussanordnung 10 in einer teilweise montierten Stellung, in der die Federausleger 70 in Eingriff mit den Basisauslegern 40 gebracht worden sind und die Auslenkung der Basisausleger 40 radial nach innen zur Achse 46 hin eingeleitet haben. Beim anfänglichen Kontakt zwischen den Federauslegern 70 und den Basisauslegern 40 werden die Spitzenabschnitte 74 der Federausleger 70 mit den Spitzenabschnitten 48 der entsprechenden Basisauslegern 40 in Eingriff kommen. Die fortgesetzte Bewegung des Federelements 14 in Bezug auf die Basis 12 bewirkt, dass die Federausleger 70 die Basisausleger 40 radial nach innen auslenken, wie in 4 dargestellt ist. Es sei bemerkt, dass auch die Federausleger 70 ebenso leicht radial nach außen ausgelenkt werden können, jedoch im Allgemeinen nicht so viel aufgrund der höheren Biegefestigkeit des Materials des Federelements 14 gegenüber dem Material der Basis 12. Eine weiter fortgesetzte Bewegung des Federelements 14 über die Basis 12 bewirkt, dass sich die Basisausleger 40 radial nach außen zurückbewegen aufgrund der gewinkelten Ausrichtung der Spitzenabschnitte 74 der Federausleger 70, die sich über die Spitzenabschnitte 48 der Basisausleger 40 hinaus bewegen, , wie in den 5 und 6 dargestellt ist. Die 5 und 6 zeigen die elektrische Anschlussanordnung in ihrer vollständig montierten Stellung.
Wenn sich die elektrische Anschlussanordnung 10 in ihrer vollständig montierten Stellung befindet, wie in den 5 und 6 dargestellt ist, verhindern optionale Befestigungseinrichtungen der elektrischen Anschlussanordnung 10 auch eine axiale Bewegung der Basis 12 bezüglich des Federelement 14. Genauer gesagt wird der Ansatz 38 der oberen Wand 30 der Basis 12, wie am besten in 6 dargestellt ist, in der Öffnung 58 der oberen Wand 50 des Federelements 14 angeordnet. Eine Kante des Ansatzes 38 greift in eine Kante 57 der Öffnung 58 ein, um zu verhindern, dass sich das Federelement bezüglich der Basis 12 nach rechts bewegt, wie in 6 dargestellt ist. Es sei bemerkt, dass während des Einführens der Basis 12 in das Federelement 14 die Basis 12 und/oder das Federelement 14 sich biegen können, um dem entlang einer unteren Fläche der oberen Wand 30 der Basis 12 gleitenden Ansatz 38 Platz zu bieten. Der Ansatz 38 schnappt dann nach oben in die Öffnung 58 ein, wenn er darin positioniert wird. Um eine Bewegung in die andere Richtung zu verhindern, kommt der Finger 60 des Federelements 14 mit einer Kante 75 der Aussparung 47 in Eingriff, die zwischen dem Paar von Basisauslegern 40 an der oberen Wand 30 der Basis 12 gebildet ist.
Wie in 6 dargestellt ist, ist der Abstand X zwischen den Kontakteingriffsflächen 49 von gegenüberliegenden Spitzenabschnitten 48 der Basisausleger 40 vorzugsweise kleiner als die Breite des Durchmessers des Stifts 16. Wenn der Stift 16 in die elektrische Anschlussanordnung 10 während deren Verwendung eingeführt wird, werden die Spitzenabschnitte 48 der Basisausleger 40 und die Spitzenabschnitte 74 der Federausleger 70 radial nach außen auslenken, um die Einführung des Stifts 16 zu ermöglichen. Diese Auslenkung spannt die Kontakteingriffsflächen 49 der Basisausleger 40 gegen die Außenfläche des Stifts 16 vor.
Die 7 bis 9 zeigen ein zweites Verfahren zur Montage des Federelements 14 an der Basis 12. Bei diesem zweiten Montageverfahren wird ein Werkzeug, z.B. ein lang gestreckter Dorn 90, verwendet, um die Federausleger 70 vor der Einführung des Federelements 14 auf die Basis 12 zuerst radial nach außen zu biegen. In der gezeigten Ausführungsform weist der Dorn 90 einen im Wesentlichen kreuzförmigen Querschnitt auf. Der Dorn 90 weist einen lang gestreckten zentralen Körper 91 mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Der Dorn 90 weist ferner eine obere Rippe 92, eine untere Rippe 94 und ein Paar von Seitenrippen 96 und 98 auf, die sich vom zentralen Körper 91 radial nach außen erstrecken, wie in 7 dargestellt. Endabschnitte der Rippen 92, 94, 96 und 98 können rampenförmige Flächen 100 aufweisen, die bei der Einführung des Dorns 90 zunächst mit den Spitzenabschnitten 74 der Federausleger 70 in Eingriff kommen.
Während des zweiten Montageverfahrens wird der Dorn 90 zuerst aus einer nichteingegriffenen Stellung, wie in 7 dargestellt, in eine eingegriffene Stellung, wie in 8 dargestellt, bewegt, so dass der Dorn 90 in das Federelement 14 eingeführt wird. Während der anfänglichen Einführung gleiten die Spitzenabschnitte 74 der Federausleger 70 an den vier rampenförmigen Flächen 100 der jeweiligen Rippen 92, 94, 96 und 98 entlang, so dass die Spitzenabschnitte 74 radial nach außen ausgelenkt werden, bis die Spitzenabschnitte 74 in ihrer vollständig ausgelenkten Stellung auf den lang gestreckten axialen Flächen der Rippen 92, 94, 96 und 98 positioniert sind, wie in 8 dargestellt ist. Die Basis 12 wird dann in das hintere Ende 66 des Federelements 14 eingeführt, wie in 9 dargestellt ist. Während der Einführung können die Spitzenabschnitte 48 der Basisausleger 40 an Bereichen des zentralen Körpers 91 des Dorns 90 entlang gleiten, wie in 9 dargestellt ist. Die Breite W des zentralen Körpers 91 kann gleich oder kleiner als der Abstand zwischen Kontakteingriffsflächen 49 entgegengesetzter Spitzenabschnitte 48 sein, so dass die Basisausleger 40 während der Einführung der Basis 12 in das Federelement 14 nicht ausgelenkt werden. Selbstverständlich kann der Dorn 90 derart bemessen sein, dass eine leichte Auslenkung der Basisausleger 40 auftreten kann.
Während der Einführung der Basis 12 auf den Dorn 90, wie in 9 dargestellt, erstrecken sich die Rippen 92, 94, 96 und 98 in die jeweiligen Aussparungen 47 zwischen dem entsprechenden Paar von Basisauslegern 40 der Basis 12. Demgemäß ermöglicht das Vorhandensein der Aussparungen 47, dass die Rippen 92, 94, 96 und 98 des Dorns 90 in die Federausleger 70 eingreifen und diese radial nach außen dehnen, ohne mit den Basisauslegern 40 einzugreifen und diese nach außen zu dehnen.
9 zeigt die elektrische Anschlussanordnung 10 in einer noch nicht vollständig montierten Stellung, so dass die Befestigungseinrichtungen noch nicht ineinander eingegriffen haben. Wie in 10 dargestellt ist, kann die obere Wand 50 des Federelements 14 um einen Abstand oder Zwischenraum G von der oberen Wand 30 der Basis 12 beabstandet sein. Der Zwischenraum G kann erheblich verkleinert werden, sobald sich die elektrische Anschlussanordnung 10 in ihrer vollständig befestigten Stellung befindet und sich der Ansatz 38 in die Öffnung 58 erstreckt. Es sei bemerkt, dass der Ansatz 38 eine rampenförmige Fläche 101 aufweisen kann, um eine Störung während der Einführung der Basis 12 in das Federelement 14 zu vermeiden. 11 zeigt wie der Finger 60 vor der vollständigen Montage innerhalb der zwischen dem Paar von Basisauslegern 40 an der oberen Wand 30 der Basis 12 ausgebildeten Aussparung 47 angeordnet wird.
Wenn, wie oben erläutert, die Basis 12 vollständig in das Federelement 14 eingeführt worden ist und die Sicherheitseinrichtungen in Eingriff gekommen sind, kann der Dorn 90 entfernt werden, wodurch bewirkt wird, dass die Federausleger 70 radial nach innen gegen die Basisausleger 40 ausgelenkt werden. Wenngleich das erste Verfahren zur Montage des elektrischen Anschlusses 10 keine Werkzeuge wie den Dorn 90 verwendet und weniger kompliziert sein mag, hat das zweite Montageverfahren den Vorteil, nicht allzu viel Biegekraft (überbeanspruchende Kraft) auf die Basisausleger 40 auszuüben aufgrund der einwärts gerichteten Auslenkung gegen die Federausleger 70. Zusätzlich kann die Breite Z der Basisausleger 40, wie in 8 dargestellt, größer gemacht werden als die bei einer nach dem ersten Montageverfahren montierten elektrischen Anschlussanordnung 10 verwendeten Basisausleger 40. Für das erste Montageverfahren wird die Breite Z der Basisausleger 40 mit einer Abmessung ausgelegt, die es ermöglicht, dass die Spitzenabschnitte 48 der Basisausleger 40 radial aufeinander zu gedrückt werden während der radial nach innen gerichteten Auslenkung, die dadurch hervorgerufen wird, dass die Federausleger 70 über die Basisausleger 40 geschoben werden. Es sei bemerkt, dass, wenngleich die gekrümmte radial nach außen gerichtete Anordnung der Spitzenabschnitte 48 der Basisausleger 40 bei der Einführung in das Federelement 70 eine Auslenkung der Basisausleger 40 erfordert, eine Entfernung der gekrümmten Spitzenabschnitte 48 nicht erwünscht sein kann. Die gekrümmten Bereiche an der Kontakteingriffsfläche 49 an den Spitzenabschnitten 48 stellen einen verhältnismäßig guten Kontakteingriff mit der Außenfläche des Stifts 16 bereit, im Gegensatz zu gerade ausgebildeten Basisauslegern (nicht dargestellt), wobei die Kontakteingriffsfläche die äußerste Kante des lang gestreckten geraden Auslegers ist.
In den 14 bis 16 ist eine zweite Ausführungsform eines allgemein mit 214 bezeichneten Federelements dargestellt. Das Federelement 214 kann an Stelle des Federelements 14 verwendet werden, das in der vorstehend beschriebenen elektrischen Anschlussanordnung 10 verwendet wird. Einer der Hauptunterschiede zwischen dem Federelement 214 und dem Federelement 14 ist, dass das Federelement 214 gegenüber der in den 12 und 13 gezeigten nicht überlappenden Schwalbenschwanzanordnung 61 eine andere, allgemein mit 215 bezeichnete Verriegelungseinrichtung aufweist. Die Verriegelungseinrichtung 215 kann einstückig aus einem Rohling gebildet werden, der verwendet wird, um das Federelement 214 auszubilden, und ist in einer der Wände 217 des Federelements 215 angeordnet.
Beispielsweise sind in den 17 und 18 Abschnitte eines Rohlings 216 dargestellt, die zur Bildung des Federelements 214 verwendet werden. 17 zeigt angrenzend an eine erste Kante 220 des Rohlings 216 ausgebildete Merkmale. 18 zeigt angrenzend an eine zweite Kante 222 des Rohlings 216 ausgebildete Merkmale. Die Zusammenpassung der entsprechenden Kanten 220 und 222 ist in den montierten Ansichten in 14 bis 16 ersichtlich. Wie nachstehend erläutert wird, trägt die Verriegelungseinrichtung 215 dazu bei, in alle drei Raumrichtungen, die in 14 mit X, Y und Z (Z₁ und Z₂ ) bezeichnet sind, die ersten und zweiten Kanten 220 und 222 daran zu hindern, sich voneinander weg zu bewegen.
Bezugnehmend auf 17, erstreckt sich ein Ansatz 230 von der ersten Kante 220 nach außen weg. Das Ende des Ansatzes 230 weist einen Kopfabschnitt 232 mit einer Breite, die größer als ein Halsabschnitt 234 ist, auf. Der Kopfabschnitt 232 definiert ein Paar von Erweiterungen 236, die sich vom Halsabschnitt 234 nach außen weg erstrecken. Der Ansatz 230 weist auch ein Paar von Flügeln 238 auf, die sich vom Halsabschnitt 234 weg erstrecken. Die Flügel 238 sind von der ersten Kante 220 beabstandet, um ein Paar von Vertiefungen 239 zu definieren. Die Vertiefungen 239 sind in einem Abstand x₁ voneinander beabstandet und haben eine Breite y₁ , wie in 17 angegeben ist.
Bezugnehmend auf 18, ist im Rohling 220 angrenzend an die zweite Kante 222 ein abgestufter Schlitz oder eine Aussparung 260 ausgebildet. Die Aussparung 260 hat angrenzend an die Kante 222 eine Breite x₂ und verschmälert sich dann zu einer geringeren Breite, welche vorzugsweise in etwa dasselbe Breitenmaß hat wie der Halsabschnitt 234 des Ansatzes 230. Ein Paar von Klappen 262 ist angrenzend an die Aussparung 260 vorgesehen. L-förmige Ausschnitte 264 können im Rohling 216 gebildet sein, um Außenseiten der Klappen 262 zu definieren. Die Ausschnitte 264 definieren auch ein Paar von Ansatzabschnitten 265, die im Abstand x₂ voneinander beabstandet sind.
Wie in 14 dargestellt ist, werden die Klappen 262 zur Montage der Verriegelungseinrichtung 215 in Z₂ -Richtung von der Oberfläche des Rohlings 216 nach außen gebogen und über den Flügeln 238 (nicht sichtbar) des Ansatzes 230 angeordnet. Es sei bemerkt, dass bei der Endmontage des Federelements 214 die Flügel 238 mit den umgebenden Abschnitten des Rohlings 216 fluchten, während die Klappen 262 hiervon außerhalb in Z₂ -Richtung angeordnet sind. Zusätzlich sind die Ansatzabschnitte 265 innerhalb der entsprechenden Vertiefungen 239 angeordnet. Die Abmessungen x₁ und x₂ sind vorzugsweise in etwa gleich. Die Abmessungen y₁ und y₂ sind vorzugsweise in etwa gleich. Diese Anordnung sperrt die Ansatzabschnitte 262 innerhalb der jeweiligen Vertiefungen 239 ein, so dass die Kanten 220 und 222 des Rohlings 216 daran gehindert werden, sich in X- und Y-Richtung voneinander weg zu bewegen. Während des Endmontagevorganges wird der Halsabschnitt 234 des Ansatzes 230 in einer U-förmigen Weise gebogen, wie in 16 dargestellt, so dass die Erweiterungen 236 des Kopfabschnitts 232 über Bereichen der Klappen 262 angeordnet sind, wie am besten in 14 dargestellt ist. Auf diese Weise werden die Klappen 262 zwischen den Flügeln 238 und den Erweiterungen 236 gefangen und angeordnet. Diese gefangene Anordnung hindert die erste Kante 220 daran, sich in Z-Richtung von der zweiten Kante 222 zu trennen. Insbesondere hindern die in die Klappen 262 eingreifenden Erweiterungen 236 die Kante 220 am Bewegen in die Z₁ -Richtung bezüglich der Kante 222. Die mit den Flügeln 238 eingreifenden Klappen 262 hindern die Kante 220 am Bewegen in die Z₂ -Richtung in Bezug auf die Kante 222. Zusätzlich werden die Kanten 220 und 222 daran gehindert, in Bezug zueinander entlang der X-Richtung bewegt zu werden, dadurch, dass der Halsabschnitt 234 in der Vertiefung 260 angeordnet ist. Auf diese Weise stellt die Verriegelungseinrichtung 215 eine mechanische Verriegelung bereit, die durch physikalisches Blockieren den Ansatz 230 am Bewegen bezüglich der Vertiefung 260 in alle drei Dimensionen hindert. Es sei bemerkt, dass die Schwalbenschwanz-verriegelungseinrichtung eine mechanische Verriegelung in zwei Dimensionen bereitstellt, während ein reibschlüssiger Eingriff verwendet wird, um eine Bewegung in die dritte Dimension zu verhindern.
Das Prinzip und die Funktionsweise dieser Erfindung wurden in ihren bevorzugten Ausführungsformen erklärt und erläutert. Es versteht sich jedoch, dass diese Erfindung anders als ausdrücklich erklärt und erläutert verwirklicht werden kann, ohne von deren Gedanken oder Umfang abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Montage einer elektrischen Anschlussanordnung (10) aufweisend: a. Bereitstellen einer Basis (12) umfassend mehrere Basisausleger (40), b. Bereitstellen eines Federelements (14) umfassend mehrere Federausleger (70), wobei das Federelement (14) eine Achse (62) definiert, so dass die mehreren Federausleger (70) von der Achse (62) radial beabstandet sind, c. Auslenken der Federausleger (70) radial nach außen, d. Einführen der Basis (12) in das Federelement (14), um die Basisausleger (40) angrenzend an die Federausleger (70) anzuordnen, und e. Entspannen der Federausleger (70), so dass die Federausleger (70) radial nach innen gegen die Basisausleger (40) einklappen, wodurch eine elektrische Anschlussanordnung (10) montiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt (c) ein Dorn (90) entlang der Achse (62) eingeführt wird, um die Federausleger (70) radial nach außen auszulenken.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei in Schritt (e) der Dorn (90) entfernt wird, um den Federauslegern (70) zu ermöglichen, radial nach innen gegen die Basisausleger (40) einzuklappen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei jeder der Basisausleger (40) eine darin ausgebildete Aussparung (47) aufweist, um ein Paar benachbarter Basisausleger (40) zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Dorn (90) mehrere Rippen (92, 94, 96, 98) aufweist, so dass sich eine Rippe (92, 94, 96, 98) in jede der Aussparungen (47) zwischen dem Paar benachbarter Basisausleger (40) erstreckt, wenn die Basis (12) in Schritt (d) in das Federelement (14) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die mehreren Rippen (92, 94, 96, 98) gegen die mehreren Federausleger (70) wirken, wodurch die Federausleger (70) in Schritt (c) radial nach außen ausgelenkt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei jede der Rippen (92, 94, 96, 98) eine rampenförmige Fläche (100) aufweist, welche in Spitzenabschnitte (74) der Federausleger (70) eingreift.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei jede der Rippen (92, 94, 96, 98) eine rampenförmige Fläche (100) aufweist, welche in gekrümmte Spitzenabschnitte der Federausleger (70) eingreift.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Basis (12) und das Federelement (14) mit einstückig ausgebildeten Befestigungseinrichtungen versehen sind, um eine axiale Bewegung der Basis (12) in Bezug auf das Federelement (14) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Basis (12) mit einem sich radial nach außen erstreckenden Ansatz (38) versehen ist, der mit einer Kante (57) einer im Federelement (14) ausgebildeten Öffnung (58) in Eingriff kommt, wenn die Basis (12) in Schritt (d) in das Federelement (14) eingeführt wird, um die Bewegung des Federelements (14) in Bezug auf die Basis (12) entlang einer ersten axialen Richtung zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Federelement (14) mit einem sich radial nach innen erstreckenden Finger (60) versehen ist, der mit einer Kante (75) einer in der Basis (12) ausgebildeten Aussparung (47) in Eingriff kommt, wenn die Basis (12) in Schritt (d) in das Federelement (14) eingeführt wird, um die Bewegung des Federelements (14) in Bezug auf die Basis (12) entlang einer zweiten axialen Richtung entgegengesetzt zur ersten axialen Richtung zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Federelement (14) aus einem Material hergestellt wird, das eine höhere Streckgrenze aufweist als das Material, aus dem die Basis (12) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Federelement (14) aus Stahl hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Basis (12) aus einer Legierung mit hoher Leitfähigkeit hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Basis (12) und das Federelement (14) eine kastenartige Form aufweisen und wobei das Federelement (14) vier Federausleger (70) aufweist, welche vier Basisausleger (40) in eine radial nach innen gerichtete Richtung vorspannen, wenn die elektrische Anschlussanordnung (10) montiert wird.