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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für gebaute Steckglieder an elektrischen Steckverbindungen an Brennkraftmaschinen.
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Bei Brennkraftmaschinen der Anmelderin werden für die Übertragung elektrischer Signale, bspw. zur Ansteuerung von Injektoren durch das Motorsteuergerät oder für die Übertragung von Sensor-Signalen, Kabelbäume verwendet. Die Bündelung der einzelnen elektrischen Leitungen zu Kabelbäumen erfolgt unter anderem durch Ummantelung der Leitungen mittels Wellrohr. Um mit Hilfe von Kabelbäumen Bauteile miteinander verbinden zu können – bspw. einen Sensor mit dem Motorsteuergerät – kommen gebaute Steckverbindungen zum Einsatz. Diese bestehen aus zwei Steckgliedern, einem sogenannten weiblichen Teil (Buchsenstecker), mit nach innen weisenden Kontaktöffnungen, und einem sogenannten männlichen Teil (Stiftgehäuse), mit nach außen weisenden Kontaktstiften. Die Steckglieder weisen unterschiedliche Bauteile auf. Im Falle des Buchsensteckers sind dies unter anderem der Buchsensteckerbund (Steckgliedbund), eine diesen umfassende Bajonettmutter zur Verbindung des Buchsensteckers mit dem Stiftgehäuse, einem elektrischen Bauteil oder zur Befestigung des Buchsensteckers bspw. an einer Montagelasche des Motors, sowie eine Kunststoff-Schutzkappe am Übergang des Buchsenstecker zum Kabelbaum. Im Falle des Stiftgehäuses sind dies entsprechend der Stiftgehäusebund (Steckgliedbund), eine zweite Bajonettmutter zur Verbindung des Stiftgehäuses mit dem Buchsenstecker, einem elektrischen Bauteil oder zur Befestigung des Stiftgehäuses bspw. an einer Montagelasche des Motors sowie ggf. eine Kunststoff-Schutzkappe am Übergang des Stiftgehäuses zum Kabelbaum. In den meisten Fällen werden die Kabelbäume mit Hilfe der beschriebenen Steckverbindungen über eine Lasche am Motorgehäuse befestigt. Dabei wird ein Steckglied mit Hilfe einer ersten Bajonettmutter an der Montagelasche befestigt und das zweite Steckglied mit Hilfe einer zweiten Bajonettmutter mit dem ersten Steckglied verbunden. An den Übergangsstellen des Kabelbaums auf den Buchsenstecker bzw. des Kabelbaums auf das Stiftgehäuse, sind die Kabel nicht von Wellrohr ummantelt sondern liegen an diesen Stellen frei. Zum Schutz der Kabel werden sie an diesen Stellen wie oben erwähnt mit Kunststoff-Schutzkappen umschlossen. Diese bestehen aus zwei über ein oder mehrere Filmscharniere miteinander verbundenen Kunststoff-Hälften, die an den Übergansstellen um die offenliegenden Kabel gelegt und anschließend mit Hilfe einer Clipverriegelung verschlossen werden. Dabei umgreifen sie den Steckgliedbund und sorgen so für eine formschlüssige Verbindung der Kappe zum Steckgliedbund. Nachteilig bei Anwendung dieser Schutzkappen ist, dass sich der Formschluss mit zunehmender Alterung abnutzt, sich die Kappen vom Steckgliedbund lösen können und sich in der Folge von diesem wegwärts bewegen. Ursächlich hierfür können von der Brennkraftmaschine, einem hiermit verbundenem Lüfter oder ähnlichem ausgehende und insbesondere über die Montagelaschen auf die Steckverbindung übertragene Vibrationen sein, die die Steckglieder und Kabel zu Biegewechselschwingungen anregen. Begünstigt wird dies durch abrasiven Verschleiß des Schutzkappenmaterials.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Sicherungseinrichtung zur mechanischen Fixierung der Schutzkappen an gebauten Steckgliedern von elektrischen Steckverbindungen vorzustellen, durch die ein selbstständiges Lösen der Schutzkappen wirksam verhindert werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die Montage einer Sicherungseinrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Sicherungseinrichtung, umfassend ein Halteblech, an dem in Bohrungen zweier Laschen ein u-förmiger Sicherungsbügel, bestehend aus zwei über einen Verbindungssteg miteinander verbundenen Schenkeln, schwenkbar gelagert ist, wird dabei zwischen den Steckgliedern (Buchsenstecker und Siftgehäuse) einer Steckverbindung montiert. Das Halteblech besitzt axial mittig eine vorzugsweise runde Materialaussparung. Zur Montage zwischen den Steckgliedern befindet sich der Sicherungsbügel der Sicherungsrichtung in der Offenstellung. Die Sicherungseinrichtung wird durch die Materialaussparung hindurch auf den Steckgliedbund des zu sichernden Steckglieds aufgeschoben. Vorteilhaft ist, dass dabei die Kontaktierung der beiden Steckglieder zur elektrischen Signalübertragung durch die Materialaussparung hindurch erfolgt und sie durch den Einbau der Sicherungseinrichtung nicht beeinträchtigt wird. Auch die mechanische Arretierung der Steckglieder mittels Bajonettmutter wird durch den Einbau der Sicherungseinrichtung nicht beeinträchtigt.
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Das Halteblech kommt an der Bajonettmutter des zu sichernden Bauteils zur axialen Anlage. Zur mechanischen Fixierung der Schutzkappe wird der Sicherungsbügel anschließend über die zu fixierende Schutzkappe des Bauteils in die Kuppelstellung geschwenkt. Dabei wird die Schutzkappe in Richtung des Steckgliedbundes vorgespannt. Durch die Vorspannung der Schutzkappe wird eine durch vom Motor, Lüfter oder ähnlichem ausgehende Schwingungen verursachte Abnutzung des Formschlusses wirksam verhindert.
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Die Vorspannung der Schutzkappe wird durch die Gestaltung des Verbindungsstegs des Sicherungsbügels beeinflusst. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Verbindungssteg in Richtung des Halteblechs gewölbt. Diese Ausgestaltungsform kommt insbesondere bei 90°-Schutzkappen zur Anwendung. Durch die Wölbung des Verbindungsstegs in Richtung des Halteblechs, wird die zu fixierende Schutzkappe beim Verschwenken des Bügels in die Kuppelstellung in Richtung des Steckgliedbundes vorgespannt. Ein zufälliges und ungewolltes Lösen des Sicherungsbügels aus der Kuppelstellung heraus wird durch das Filmscharnier des Steckers sowie durch eine darunter angeformte Kunststofflasche verhindert, da der Sicherungsbügel in der Kupplungsstellung zwischen diesen beiden Bauteilen arretiert ist. Die Sicherungseinrichtung ist somit unempfindlich gegenüber negativen äußeren Faktoren wie bspw. Schwingungen. Gleichwohl ist ein gewolltes Aufschwenken des Sicherungsbügels aus der Kuppel- in die Offenstellung jederzeit möglich.
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In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Verbindungssteg des Halteblechs rechtwinklig zu den Schenkeln in Form des Buchstabens Omega geformt. Diese Ausgestaltungsform kommt insbesondere bei 180°-Schutzkappen zum Einsatz, bei denen der Einsatz der oben beschriebenen Sicherungseinrichtung mit gewölbtem Verbindungssteg auf Grund der Geometrie der 180°-Schutzkappe nicht möglich ist. Betrachtet man den Verbindungssteg des Sicherungsbügels in der Kuppelstellung in Richtung des Halteblechs, ähnelt dessen Form der Gestalt des Buchstabens Omegas. Durch die beschriebene Verformung des Verbindungsstegs entstehen zwei Bügelklemmen. Wird die Sicherungseinrichtung an einem der Steckglieder montiert und der Sicherungsbügel über die zu fixierende Schutzkappe in die Kuppelstellung geschwenkt, umschließen die Bügelklemmen den sich verjüngenden Bereich der Schutzkappe. Da sowohl die 90°-Schutzkappe als auch die 180°-Schutzkappe diesen beschriebenen verjüngenden Bereich besitzen, bietet diese Ausgestaltungsform den Vorteil unabhängig der Schutzkappengeometrie für beide Arten der Schutzkappen verwendet werden zu können. Von Vorteil ist dabei auch, dass von den beiden Bügelklemmen des Verbindungsstegs eine Klemmwirkung auf den sich verjüngenden Bereich der Schutzkappe ausgeht und so die Schutzkappe nicht nur in Richtung des Steckgliedbundes vorgespannt wird, sondern die Schutzkappe durch den Bügel regelrecht umgriffen und fixiert wird.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der breiten Anwendbarkeit nicht nur bei neuen sondern insbesondere auch als Nachrüstlösung für bestehende Steckverbindungen. Die hier beschriebene Lösung wird zwischen den Steckgliedern der Steckverbindung eingebaut, ohne dass hierfür die Geometrie der Steckglieder geändert werden muss. Die Sicherungseinrichtung kann somit nicht nur bei neuen bzw. erneuerten/reparierten Steckverbindungen zum Einsatz kommen, sondern auch bei bestehenden Steckverbindungen verbaut werden, um ein mögliches unbeabsichtigtes Lösen der Schutzkappen vom Steckglied zu verhindern.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
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1a einen Buchsenstecker mit 90°-Schutzkappe,
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1b einen Buchstenstecker mit 90°-Schutzkappe und einer Sicherungseinrichtung in der Offenstellung,
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1c einen Buchstenstecker mit 90°-Schutzkappe und einer Sicherungseinrichtung in der Kuppelstellung,
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2a eine perspektivische Ansicht einer Sicherungseinrichtung in der Kuppelstellung an einem 180°-Stecker
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2b die Draufsicht einer Sicherungseinrichtung in der Kuppelstellung in einer Schnittzeichnung,
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2c die Vorderansicht einer Sicherungseinrichtung in der Kuppelstellung mit 180°-Schutzkappe,
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3a einen Buchsenstecker mit 180°-Schutzkappe,
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3b einen Buchstenstecker mit 180°-Schutzkappe und einer Sicherungseinrichtung in der Offenstellung,
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3c einen Buchstenstecker mit 180°-Schutzkappe und einer Sicherungseinrichtung in der Kuppelstellung,
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3d einen Buchstenstecker mit 90°-Schutzkappe und einer Sicherungseinrichtung in der Kuppelstellung,
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4a eine vollständig montierte Steckverbindung mit Sicherungseinrichtung und einer 90°-Schutzkappe,
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4b eine vollständig montierte Steckverbindung mit Sicherungseinrichtung und einer 180°-Schutzkappe.
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1a zeigt einen Buchsenstecker 1 mit einer 90°-Schutzkappe 2. Am Buchsensteckerbund 3 des Buchensteckers 1 ist eine Bajonettmutter 4 angebracht. Die Bajonettmutter 4 sorgt für die mechanische Arretierung des Buchsensteckers 1 mit einem nicht dargestellten Stiftgehäuse, so dass diese beiden Teile lösbar miteinander verbunden sind. Das der Schutzkappe 2 gegenüberliegenden Ende des Buchsensteckerbundes 3 ragt etwas über die Breite der Bajonettmutter 4 hinaus.
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Auf diesen kleinen Überstand wird eine in 2a perspektivisch dargestellte Sicherungseinrichtung 5 aufgeschoben. Die Sicherungseinrichtung 5 besteht aus einem Halteblech 6, das axial mittig eine vorzugsweise runde Materialaussparung besitzt. Am Halteblech 6 ist über zwei Laschen 7 ein u-förmiger sachwenkbarer Sicherungsbügel 8 angeformt ist.
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Die Sicherungseinrichtung 5 wird, wie in 1b dargestellt, auf den Überstand des Buchsensteckerbundes 3 aufgesetzt. Zum Aufsetzen der Sicherungseinrichtung befindet sich der Sicherungsbügels 8 in der hier dargestellten Offenstellung.
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Um die Schutzkappe 2 gegen unbeabsichtigtes Lösen vom Buchsensteckerbund 3 zu sichern, wird der Sicherungsbügel 8 wie in 1c dargestellt über die Schutzkappe 2 in die Kuppelstellung geschwenkt.
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2b zeigt die in den 1b und 1c verwendete Sicherungseinrichtung 5 als Schnittzeichnung in der Draufsicht. Der u-förmige Sicherungsbügel 8 ist am Verbindungssteg 9 in Richtung des Halteblechs 6 gekrümmt. Wird der Bügel wie in 1c dargestellt über die Schutzkappe 2 geschwenkt, sorgt die Krümmung des Verbindungsstegs 9 dafür, dass die Schutzkappe 2 gegen den Buchsensteckerbund 3 gepresst wird. Ein unbeabsichtigtes Lösen der Schutzkappen 2 wird dadurch wirksam verhindert. Gleichzeitig kann die Steckverbindung jederzeit wieder gelöst werden, in dem der Sicherungsbügel 8 manuell aus der Kupplungsstellung in die Offenstellung geschwenkt wird und anschließend die Bajonettmutter 4 des Buchsensteckers 1 gelöst wird.
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3a zeigt einen Buchsenstecker 1' mit einer 180°-Schutzkappe 10. Eine Anwendung der in 2a dargestellten Sicherungseinrichtung 5 ist auf Grund des 180°-Winkels der Schutzkappe 10 nicht möglich. Aus diesem Grund muss die Geometrie des Sicherungsbügels 8 an die Form der Schutzkappe 10 angepasst werden.
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2c zeigt eine auf die Schutzkappe 10 des Buchsensteckers 1' aufgeschwenkte Ausgestaltungsform der Sicherungseinrichtung 5' in der Vorderansicht. Die Sicherungseinrichtung 5' besteht ebenfalls aus einem Halteblech 6, das wie bereits beschrieben axial mittig eine vorzugsweise runde Materialaussparung besitzt. Über zwei Laschen 7 ist ein u-förmiger schwenkbarer Sicherungsbügel 8' an das Halteblech 6 angeformt. Die Form des Verbindungsstegs 9' des Sicherungsbügels 8' gleicht in der Vorderansicht der Form des griechischen Buchstabens Omega. In der in der Zeichnung dargestellten Kuppelstellung umgreifen die beiden Bügelklemmen 11 des Verbindungsstegs 9' die Schutzkappe 10, die sich an dieser Stelle, wie in 3c dargestellt, in Richtung des nicht dargestellten Kabelbaumes verjüngt. Hierdurch wird die Schutzkappe 10 wie bereits beschrieben gegen den Buchsensteckerbund 3 gepresst. Ein unbeabsichtigtes Lösen der Schutzkappen wird dadurch ebenfalls wirksam verhindert.
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3d zeigt schließlich eine mögliche Anwendung der in 2c dargestellten Sicherungseinrichtung auf 90°-Schutzkappen in der Kuppelstellung.
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4a zeigt einen mit einem Stiftgehäuse 12 verbundenen Buchsenstecker 1 mit 90° Schutzkappe 2. Der Buchsenstecker 1 ist mit Hilfe der Bajonettmutter 4 am Stiftgehäuse befestigt. Die Sicherungseinrichtung 5' mit Omega-förmigem Verbindungssteg 9' ist in der Kuppelstellung mit über die Schutzkappe 2 aufgeschwenktem Sicherungsbügel 8' dargestellt.
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4b zeigt entsprechend 4a einen mit einem Stiftgehäuse 12 verbundenen Buchsenstecker 1' mit 180°-Schutzkappe 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Buchsenstecker
- 2
- Schutzkappe
- 3
- Buchsensteckerbund
- 4
- Bajonettmutter
- 5, 5'
- Sicherungseinrichtung
- 6
- Halteblech
- 7
- Laschen
- 8, 8'
- Sicherungsbügels
- 9, 9'
- Verbindungssteg
- 10
- Schutzkappe
- 11
- Bügelklemmen
