DE102018126886A1

DE102018126886A1 - Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE102018126886A1
Application number: DE102018126886.6A
Authority: DE
Inventors: Sander Nikolov Donayre
Original assignee: Eugen Forschner GmbH
Current assignee: Eugen Forschner GmbH
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-04-23
Also published as: EP3867556A1; US20210356061A1; CN112888890A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung (10) mit einem Fluid-Stecker (20) und einem Fluid-Konnektor (30), wobei der Fluid-Konnektor (30) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Fluid-Steckers (20) dient, und mit einem Elektro-Stecker (40) und einer Aufnahmebuchse (50), wobei die Aufnahmebuchse (50) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Elektro-Steckers (40) dient. Dabei ist der Elektro-Stecker (40) und/oder die Aufnahmebuchse (50) unabhängig von einer Bewegung des Fluid-Konnektors (30) und/oder des Fluid-Steckers (20) zueinander bewegbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und gemäß dem Oberbergriff der Ansprüche 11 und 12 ein Verfahren zum Verbinden bzw. Entkoppeln einer derartigen Verbindungsanordnung.
Eine gattungsgemäße Verbindungsanordnung ist aus EP 2 463 566 B1 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Verbindungsanordnung zum gleichzeitigen Verbinden einer Fluidleitung und einer elektrischen Leitung. Dies ist besonders bei beheizbaren Verbindungsanordnungen für Fluidleitungen von Vorteil. Nachteilig an der genannten Ausführung ist das gleichzeitige Entkoppeln der beiden Leitungen. So besteht beispielsweise die Gefahr eines Kurzschlusses oder einer Korrosion der elektrischen Kontakte, wenn das austretende Fluid - insbesondere wenn es Harnstoff enthält - auf die Verbindungskomponenten der elektrischen Leitung tropft.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine sichere Verbindungsanordnung und ein Verfahren zum lösbaren Verbinden oder Entkoppeln einer Fluidleitung und einer damit verbundenen elektrischen Leitung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbindunganordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 11 oder 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils darauf bezogenen Unteransprüchen angegeben.
Als Einsatzgebiet der Erfindung gelten Anwendungen im Automobilbereich, insbesondere bei Fluidleitungen für AdBlue ®.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verbindungsanordnung mit einem Fluid-Stecker, der an einem ersten Leitungsabschnitt einer Fluidleitung und einem Fluid-Konnektor, der an einem zweiten Leitungsabschnitt einer Fluidleitung angeordnet ist, zu schaffen, die auch einen Elektro-Stecker für wenigstens eine elektrische Leitung und eine Aufnahmebuchse für wenigstens eine elektrische Leitung aufweist. Dabei dienen der Fluid-Konnektor zur zumindest teilweisen Aufnahme des Fluid-Steckers und die Aufnahmebuchse zur zumindest teilweisen Aufnahme des Elektro-Steckers. Der Elektro-Stecker oder die Aufnahmebuchse sind dabei unabhängig von einer Bewegung des Fluid-Konnektors oder des Fluid-Konnektors zueinander bewegbar. Hierdurch ist eine zeitliche Trennung der Entkopplungsvorgänge der fluidführenden Komponenten und der stromführenden Komponenten möglich, so dass ein Eindringen von Fluid-Resten in die Verbindungskomponenten der elektrischen Leitung verhindert wird.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Fluid-Stecker und/oder der Fluid-Konnektor einen Halter für den Elektro-Stecker oder die Aufnahmebuchse auf und der Elektro-Stecker oder die Aufnahmebuchse sind gegenüber dem ihnen zugeordneten Halter bewegbar. So kann die Verbindungsanordnung in einer ersten Konstellation für eine gleichzeitige Kopplung der fluidführenden Komponenten und der stromführenden Komponenten eingerichtet werden, beim Entkoppeln jedoch durch eine Relativbewegung einer der stromführenden Komponenten relativ zu ihrem Halter ein vom Trennen der stromführenden Komponenten getrenntes Entkoppeln der fluidführenden Komponenten erreichen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung sind der Elektro-Stecker und/oder die Aufnahmebuchse aus dem Halter entnehmbar. Dies bedeutet ein hohes Maß an Flexibilität beim Montieren und De-Montieren der Verbindungsanordnung bei Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten am Fahrzeug.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, dass wenigstens einer der Halter eine Befestigungsvorrichtung für den Elektro-Stecker und/oder die Aufnahmebuchse aufweist. So ist der Elektro-Stecker bzw. die Aufnahmebuchse sicher und zuverlässig am jeweils zugeordneten Halter fixierbar. Die Befestigungsvorrichtung wird dabei vorzugsweise durch eine Aussparung und wenigstens einen Vorsprung gebildet, wobei beim Koppeln der wenigstens eine Vorsprung in die jeweilige Aussparung eingreift. Ein vorderes Ende des Vorsprungs ist dabei vorzugsweise abgerundet ausgebildet, damit ein vorderer Bund des Elektro-Steckers leicht vom Halter lösbar ist.
Als weiterhin besonders vorteilhaft gilt, dass wenigstens einer der Halter den Elektro-Stecker und/oder die Aufnahmebuchse zumindest teilweise umgibt. So ist eine stabile Positionierung des Elektro-Steckers und/oder der Aufnahmebuchse im korrespondierenden Halter in einer gemeinsamen Achse gewährleistet. Die Fluid-Verbindung und die Elektro-Verbindung liegen somit parallel.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Elektro-Stecker eine Rastvorrichtung auf, die mit einer Gegenrastvorrichtung an der Aufnahmebuchse in Eingriff bringbar ist. Durch den Eingriff zwischen Rast- und Gegenrastvorrichtung wird die Verbindungsanordnung für die elektrische Leitung miteinander verbunden. Um die Verbindungsanordnung zu lösen, ist ein leichtes manuelles Anheben der Rastvorrichtung - bevorzugt mittels der Klinge eines Schraubenzieher - erforderlich, damit diese von der Gegenrastvorrichtung - beispielsweise einer Rastnase - getrennt werden kann.
Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform des Elektro-Steckers mit wenigstens zwei Polen; in einem alternativen Ausführungsbeispiel des Elektro-Steckers ist auch nur ein Pol möglich, beispielsweise zur Signalübertragung.
Ebenfalls weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform des Fluid-Steckers in Form eines SAE-Steckers, welcher vorzugsweise als Schnellkupplung für Fluidleitungen - beispielsweise für AdBlue ® - in Fahrzeugen einsetzbar ist.
Von besonderem Vorteil für den Anwender sind die Verfahren zum Verbinden und Entkoppeln der Verbindungsvorrichtung. Beim Verbinden sind der Elektro-Stecker und die Aufnahmebuchse sowie der Fluid-Stecker und der Fluid-Konnektor gleichzeitig in Eingriff bringbar. Beim Entkoppeln sind der Fluid-Stecker und der Fluid-Konnektor vor dem Elektro-Stecker und der Aufnahmebuchse außer Eingriff bringbar. Somit wird beim Entkoppeln zuerst die Fluidleitung getrennt und erst im Anschluss die elektrische Leitung. Dies ermöglicht eine Trennung der beiden Leitungen ohne die Gefahr einen Kurzschluss durch ein eventuell austretendes Fluid.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung der Verbindungsanordnung in einer Position vor dem Verbinden;
2 eine perspektivische Darstellung der Verbindungsanordnung nach dem Entkoppeln der fluidführenden Komponenten und vor dem Entkoppeln des Elektro-Steckers von einer Aufnahmebuchse und
3 eine perspektivische Darstellung der Verbindungsanordnung mit dem von der Aufnahmebuchse entkoppelten Elektro-Stecker und vor dessen erneutem Einbringen in den Halter am Fluid-Konnektor.

Die 1 zeigt eine Verbindungsanordnung 10 mit einem Fluid-Stecker 20, einem Fluid- Konnektor 30, einem Elektro-Stecker 40 und einer Aufnahmebuchse 50. Die Verbindungsanordnung 10 ist dabei in einer so genannten Ausgangstellung dargestellt. Dies bedeutet, dass der Elektro-Stecker 40 in einem eine Öffnung 36 (siehe 2) aufweisenden Halter 33 am Fluid-Konnektor 30 angeordnet ist (links in 1). Der Fluid-Konnektor 30 und der Fluid-Stecker 20 sind dabei in einer Achse A23 angeordnet, die parallel zu einer Achse A45 des Elektro-Steckers 40 und der Aufnahmebuchse 50 angeordnet ist.
Am Fluid-Stecker 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine den Fluid-Stecker 20 teilweise umgebende, als Gehäuse dienende Schutzkappe 21 und eine an der Schutzkappe 21 vorgesehene rippenförmige Schiene 22 angeordnet. Alternativ kann die Schutzkappe 21 auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei die Schiene 22 dann als Filmscharnier ausgeformt ist. Weiterhin alternativ kann die Schutzkappe 21 auch nach hinten hin, d.h. an dem einem Ende 25 des Fluid-Steckers 20 entgegengesetzten Ende der Schutzkappe 21 - breiter werden. Weiterhin ist ein Halter 23 sowie ein Verschlusselement 24 beispielsweise in Form eines Rastbügels vorgesehen, wobei der Halter 23 mittels einer schellenartigen Befestigung 26 die Schutzkappe 21 umgreift. Die schellenartigen Befestigung 26 wird mittels des Verschlusselements 24 im Bereich der Schiene 22 geschlossen. Dabei ist vor dem Schließen durch eine Verschiebung des Verschlusselements 24 längs der Schiene 22 eine Einstellung des axialen Kopplungsweges der stromführenden Komponenten 40 und 50 und somit eine Anpassung an den Kopplungsweg der fluidführenden Komponenten 20 und 30 möglich.
Der Halter 23 kann alternativ auch fest am Fluid-Konnektor 20 und die Aufnahmebuchse 50 in diesem Fall einstellbar am Halter 23 angeordnet sein.
Das vordere Ende 25 des Fluid-Steckers 20 zeigt in Richtung des Fluid-Konnektors 30. Der Fluid-Konnektor 30 wird von einem Gehäuse 31 mit einer Öffnung 32 und einem am Gehäuse 31 angeordneten Halter 33 gebildet, der zur Aufnahme des Elektro-Steckers 40 dient. Aufbau und Funktion des Fluid-Konnektors 30 sind detailliert beispielsweise in der WO 2016/038226 A1 beschrieben, deren Inhalt insoweit zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gehört. Das vordere Ende 25 wird dabei mit seinem vorspringenden Bund 27 mittels eines federartigen Kupplungselements in der Öffnung 32 des Fluid-Konnektors 30 fixiert.
Am Halter 33 sind zwei sich parallel zur Achse A45 erstreckende hakenförmige Vorsprünge 35 angeordnet, welche an ihrem vorderen Ende eine nach innen vorspringende abgerundete Nase aufweisen. Des Weiteren ist am Halter 33 auf der der Aufnahmebuchse 50 zugewandten Seite eine U-förmige Nut 34 vorgesehen.
Der in 1 in den Halter 33 eingeschobene Elektro-Stecker 40 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Pole 42 auf. Eine Aussparung 45 ist direkt unter dem oberen Vorsprung 35 des Halters 33 angeordnet. Ein Bund 41 (siehe 3) des Elektro-Steckers 40 ist an der Innenwand des Halters 33 angeordnet und weist vorzugsweise eine gleiche Breite auf, wie der Halter 33. Somit schließen ein Bund 37 des Halters 33 und ein Bund 47 des Elektro-Steckers 40 bündig in einer Ebene ab und eine Rastvorrichtung 44 ist deckungsgleich mit der Nut 34 angeordnet.
Die am Halter 23 des Fluid-Steckers 20 angeordnete Aufnahmebuchse 50 mit einem Gehäuse 51 weist eine Öffnung 52, eine Gegenrastvorrichtung 54 und einen Rand 57 auf.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Halter 23 auch als separates Bauteil ausgebildet sein. Des Weiteren ist auch eine einstückige Bauweise von Fluid-Stecker 20 und Aufnahmebuchse 50 möglich, wobei der Halter dann als brückenartiges Bindeglied zwischen diesen ausgebildet ist.
Das Koppeln der beiden in der 1 gezeigten Komponenten 30 mit 40 und 20 mit 50 erfolgt in einer Richtung R1. Dabei wird der Fluid-Konnektor 30 auf das vordere Ende 25 des Fluid-Steckers 20 aufgeschoben und ein hinteres Ende 43 des Elektro-Steckers 40 in die Öffnung 52 der Aufnahmebuchse 50 eingeschoben. Die Verrastung der Komponenten 40 und 50 erfolgt über die Rastvorrichtung 44 des Elektro-Steckers 40 und die Gegenrastvorrichtung 54 der Aufnahmebuchse 50. Die Gegenrastvorrichtung 54 kann dabei als federnder Rasthaken ausgebildet sein. Alternativ dazu ist die Gegenrastvorrichtung 54 als festes Bauteil ausgebildet und wird von einer beispielsweise als federnde Zunge ausgebildeten Rastvorrichtung 44 umgriffen. Im Zustand der vollkommenden Kopplung der Verbindungsanordnung 10 liegt die Rastvorrichtung 44 des Elektro-Steckers 40 deckungsgleich zur Nut 34 des Halters 33. Dieser Zustand ist in den 1 bis 3 nicht dargestellt.
Die Verrastung der Verbindungsanordnung 10 insgesamt, erfolgt durch das federartige Kupplungselement - beispielsweise in Form einer Verrastfeder - (nicht dargestellt, jedoch in der WO 2016/038226 A1 beschrieben), wobei das vordere Ende 25 des Fluid-Steckers 20 mit seinem vorspringenden Bund 27 mittels des federartigen Kupplungselements in der Öffnung 32 des Fluid-Konnektors 30 fixiert wird.
Die 2 zeigt die Verbindungsanordnung 10, bei der der Elektro-Stecker 40 noch mit der Aufnahmebuchse 50 gekoppelt ist, der Fluid-Konnektor 30 jedoch schon durch eine Entkopplung der nicht dargestellten Rastfeder und eine Bewegung in einer Richtung R2 entkoppelt wurde. Dabei ist die Rastvorrichtung 44 des Elektro-Steckers 40 mit der Gegenrastvorrichtung 54 der Aufnahmebuchse 50 verbunden. Eine Führungsfläche 48 des Elektro-Steckers 40 und Führungsflächen 38 des Fluid-Konnektors 30 ermöglichen ein einfaches Einschieben (siehe 1) des Elektro-Steckers 40 in den Halter 33. Ein Verkanten oder Verdrehen der Bauteile zueinander kann somit ausgeschlossen werden.
In der 3 ist der Elektro-Stecker 40 auch von der Aufnahmebuchse 50 entkoppelt und somit als eigenes - getrenntes - Bauteil zu erkennen. In einem nächsten Schritt des Entkoppelns würde der Elektro-Stecker 40 in den Halter 33 des Fluid-Konnektors 30 überführt und soweit in die Öffnung 36 eingeschoben, bis der Rand 47 an einer Anschlagrippe 39 am Halter 33 anliegt. Der Verbindungsvorgang gemäß 1 kann nun erneut erfolgen.
Bezugszeichenliste

10: Verbindungsanordnung
20: Fluid-Stecker
21: Schutzkappe
22: Schiene
23: Halter
24: Verschlusselement
25: (vorderes) Ende (von 20)
26: Befestigung (schellenartig)
27: Bund
30: Fluid-Konnektor
31: Gehäuse
32: Öffnung
33: Halter
34: Nut
35: Vorsprung
36: Öffnung
37: Rand
38: Führungsfläche
39: Anschlagrippe
40: Elektro-Stecker
41: Bund
42: Pol
43: (hinteres) Ende (von 40)
44: Rastvorrichtung
45: Aussparung
47: Rand
48: Führungsfläche
50: Aufnahmebuchse
51: Gehäuse
52: Öffnung
54: Gegenrastvorrichtung
57: Rand
A23: Achse (durch 20 und 30)
A45: Achse (durch 40 und 50)
R1: (erste) Richtung
R2: (zweite) Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2463566 B1 [0002]
WO 2016/038226 A1 [0019, 0025]

Claims

Verbindungsanordnung (10) mit einem Fluid-Stecker (20) und einem Fluid-Konnektor (30), wobei der Fluid-Konnektor (30) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Fluid-Steckers (20) dient, und mit einem Elektro-Stecker (40) und einer Aufnahmebuchse (50), wobei die Aufnahmebuchse (50) zur zumindest teilweisen Aufnahme des Elektro-Steckers (40) dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro-Stecker (40) und/oder die Aufnahmebuchse (50) unabhängig von einer Bewegung des Fluid-Konnektors (30) und/oder des Fluid-Steckers (20) zueinander bewegbar ist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Stecker (20) und/oder der Fluid-Konnektor (30) einen Halter (23; 33) für den Elektro-Stecker (40) oder die Aufnahmebuchse (50) aufweist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro-Stecker (40) oder die Aufnahmebuchse (50) gegenüber dem ihnen zugeordneten Halter (23; 33) bewegbar ist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro-Stecker (40) und/oder die Aufnahmebuchse (50) aus dem Halter (23; 33) entnehmbar sind.
Verbindungsanordnung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Halter (23; 33) eine Befestigungsvorrichtung für den Elektro-Stecker (40) und/oder die Aufnahmebuchse (50) aufweist.
Verbindungsanordnung (10) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung durch eine Aussparung (45) und wenigstens einen Vorsprung (35) ausgebildet ist.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Halter (23; 33) den Elektro-Stecker (40) und/oder die Aufnahmebuchse (50) zumindest teilweise umgibt.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro-Stecker (40) eine Rastvorrichtung (44) aufweist, die mit einer Gegenrastvorrichtung (54) an der Aufnahmebuchse (50) in Eingriff bringbar ist.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro-Stecker (40) wenigstens zwei Pole (42) aufweist.
Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Stecker (20) als SAE-Stecker ausgebildet ist.
Verfahren zum Verbinden einer Verbindungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektro-Stecker (40) und die Aufnahmebuchse (50), sowie der Fluid-Stecker (20) und der Fluid-Konnektor (30) beim Koppeln gleichzeitig in Eingriff bringbar sind.
Verfahren zum Entkoppeln einer Verbindungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Stecker (20) und der Fluid-Konnektor (30) vor dem Elektro-Stecker (40) und der Aufnahmebuchse (50) außer Eingriff bringbar sind.