DE2922278C2 - Elektrische Anschlußvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeug-Instrumente - Google Patents

Elektrische Anschlußvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeug-Instrumente

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DE2922278C2 DE2922278A DE2922278A DE2922278C2 DE 2922278 C2 DE2922278 C2 DE 2922278C2 DE 2922278 A DE2922278 A DE 2922278A DE 2922278 A DE2922278 A DE 2922278A DE 2922278 C2 DE2922278 C2 DE 2922278C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußvorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem auf der einen Seite eines Armaturenbretts, insbesondere Automobilarmaturenbretts, angebrachten Block elektrischer Instrumente und einem auf der anderen Seite des Armaturenbretts befindlichen elektrischen Verdrahtungssystem, mit einem am Instrumentenblock angebrachten Sockel, der eine Anzahl von mit den Instrumenten des Blocks elektrisch verbundene Anschlußelemente aufweist, sowie mit einem Stecker, der mit einer Anzahl von mit dem Verdrahtungssystem elektrisch verbundenen Anschlußelementen versehen ist und ein die Anschlußelemente aufnehmendes Isoliergehäuse aufweist, wobei der Stecker von einer öffnung in dem Instrumentenblock aufgenommen und mit dem Sockel unter Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Verdrahtungssystem und den einzelnen Instrumenten des Blocks gekuppelt ist.
Bei einer herkömmlichen Montageart werden für eine Verbindung mit Sensoren und Lampen auf dem Armaturenbrett vorgesehene Drähte aus dem Motorraum durch eine untere Trennwand hindurchgeführt und in einem unterhalb des Armaturenbretts befindlichen Anschlußblock gesammelt. Von dort erfolgt die Verzweigung zu den einzelnen Instrumenten entweder mittels einer Anzahl separater Verbindungsdrähte oder mittels eines Kabelbaums oder eines Kabelstrangs, der aus einer notwendigen Anzahl von Verbindungsdrähten hergestellt ist. Die anderen Enden der Anschlußdrähte werden rr.it Anschlußelementen eines Steckerabschnittes verbunden, welcher an dem Armaturenbrett fest angebracht ist und mit einem Sockelabschnitt in Faßeingriff bringbar ist, welcher einen Bestandteil der elektrischen Instrumente bildet, wenn diese in das Armaturenbrett eingesetzt sind.
Diese Verdrahtungsart unter Verwendung separater Verbindungsdrähte zwischen dem Anschlußblock und den einzelnen elektrischen Instrumenten ist verwirrend und kompliziert, weil dabei hinter dem Armaturenbrett ein Knäuel aus vielen Drähten entsteht, bzw. unter sehr engen Platzverhältnissen zwischen Armaturenbrett und Fahrzeugkarosserie verlegt werden muß.
Nachteilig ist ferner, daß, angeregt durch mechanische Vibrationen im Fahrzeug, dip Drähte oder Kabel
hj gegen das Armaturenbrett oder andere benachbarte Teile schlagen und dabei störende Geräusche abgeben. Es kann dabei auch dazu kommen, daß die Steckerabschnittc aufgrund der mechanischen Beanspruchung
beschädigt werden.
Es liegen diesbezüglich ähnliche Verhältnisse vor wie bei einer anderen bekannten Anschlußvorrichtung, (DE-OS 26 41 258), bei der allerdings die anzuschließenden Baueinheiten nicht an einem Armaturenbrett angebrachte Instrumente sondern im Motorraum befindliche elektrische Baueinheiten, wie Relais, Blinkgeber und dgl. sind. Ein Baueinheitenblock wird den dadurch gebildet, daß die einzelnen Baueinheiten auf eine elektrische Leiterplatte aufgesteckt sind, die ortsfest, beispielsweise am Kraftfahrzeugchassis, befestigt ist Der elektrische Anschluß der Baueinheiten erfolgt über Kabelbäurr.e, deren Enden Kupplungsstükke bilden, die mit entsprechenden auf der Leiterplatte angebrachten Gegenstücken zusammengesteckt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Anschlußvorrichtung der eingangs genannten Art aufzuzeigen, über die sich mehrere elektrische Instrumente auch unter beengten Platzverhäunissen auf einem Armaturenbrett schnell und einfach anschließen lassen, und die gegenüber mechanischen Beanspruchungen widerstandsfähig ist.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben; vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mit Hilfe einer derartigen erfindungsgemäßen elektrischen Anschießvorrichtung können verschiedene elektrische Instrumente oder Geräte wie beispielsweise Tachometer, Temperaturanzeige, Radiogerät oder dp\. auf einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs angeschlossen werden. Sobald die elektrischen Instrumente bzw. Geräte auf dem Armaturenbrett eine festgelegte Position eingenommen haben, ist damit in besonders vorteilhafter Weise gleichzeitig der mechanische Einbau und die Herstellung der notwendigen elektrischen Anschlüsse oder Verdrahtung fertiggestellt.
Über die Kontaktelemente der Anschlußvorrichtung erfolgt eine sichere elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen der hinter der Ausnehmung im Armaturenbrett befindlichen gedruckten Leiterplatte und den Klemmen des Instrumentes bzw. der Anordnung elektrischer Instrumente.
Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele in Verbindung mit einer Zeichnung, die auch den Stand der Technik enthält, näher erläutert. Darin zeigt
zeigen
Fig. IA und IB schematische Schnittansichten einer herkömmlichen elektrischen Anschlußvorrichtung für die Verdrahtung einer elektrischen Instrument-Anordnung, die sich in einer Ausnehmung eines Fahrzeug-Instrumentenbrettes befindet,
Fig.2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußvorrichtung,
Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Anschlußvorrichtung von F i g. 2,
F i g. 4 eine in Richtung eins Pfeiles IV aus F i g. 3 gesehene Seitenansicht eines Steckers,
Fig. 5 einen Schnitt im Verlauf einer Linie V-V von F i g. 4, und
F i g. 6, 7 und 8 Einzel-Schnittansichten verschiedener modifizierter Ausführungen von Anschlägen für Kontaktabschnitte des Steckers.
Zunächst wird zum besserer. Verständnis der Erfindung anhand der Fig. IA und 1 B eine herkömmliche Verdrahtungsmethode zur Herstellung elektrischer Verbindungen zwischen von einem Anschlußblock kommenden Drähten und einer in ein Armaturenbrett eingebauten elektrischen Instrumenten-Anordnung erläutert In Fig. IA schematisch dargestellte, von einem nicht dargestellten Anschlußblock kommende einzelne Verbindungsdrähte 10 sind mit Kontaktelementen 12 verbunden, welche in einem einen Stecker 16 bildenden Isoliergehäuse 14 untergebracht sind. Dieses Isoliergehäuse 14 ist in der Weise an einer Rückwand 18a e' τ Tasche bzw. Ausnehmung 18 in einem Armature ;..
ίο 20 befestigt daß es gegenüber einem auf der Rückseite einer Instrumenten-Anordnung 22 gebildeten buehsenförmigen Sockel 22a für einen gegenseitigen Kontakteingriff ausgerichtet ist Die Anzahl der Kontaktelemente 12 auf dem Stecker 16 richtet sich nach der Anzahl von Klemmen, mit denen die elektrische Instrumenten-Anordnung 22 ausgestattet ist.
Auf der mit 226 bezeichneten Rückseite der Instrumenten-Anordnung 22 ist eine flexibel ausgebildete gedruckte Leiterplatte 24 befestigt, die sich aufgrund ihrer Flexibilität an unregelmäßige oder abgestufte Oberflächenabschnitte anpassen kann, die gegebenenfalls auf der Rückseite der Anordnung 22 vorhanden sind. Die flexible gedruckte Leiterplatte 24 besteht aus einem isolierenden Basisfilm 24a, einem isolierenden Deckfilm 24c und aus gedruckten Leiterbahnen aus einer leitfähigen Kupferfolie 24b. die zwischen den Filmschichten 24a und 24c zwischengelegt sind, wie Fig. IB erkennen läßt. Der Deckfilm 24c fehlt an solchen Stellen, wo auf der gedruckten Leiterplatte aus der gedruckten Verdrahtung Folienklemmen gebildet sind, welche sich bei Kontaktberührung in den Paßabschnitt 22a unlegen, wenn bei gegenseitiger Kopplung zwischen Stecker und buchsenförmigen Sockel die Kontaktelemente 12 des steckerförmigen Paßabschnitts 16 eingedrungen sind. In Fig. IA sind diese umgelegten Klemmabschnitte der flexiblen Leiterplatte 24 mit der Bezugszahl 24' versehen.
Nach dem Einschieben der elektrischen Instrumenten-Anordnung 22 in die Ausnehmung 18 des Armaturenbrettes 20 befindet sich der Stecker 16 mit den Kontaktelementen 12 innerhalb des buchsenförmigen Sockels 22a auf der Rückseite der Anordnung 22. Dabei befinden sich die umgelegten flexiblen Klemmabschnitte 24' der flexiblen gedruckten Leiterplatte 24 irn Kontakt mit den Kontaktelementen 12 des Steckers 16. Die elektrische Instrumenten-Anordnung 22 wird in der Ausnehmung 18 mittels Schrauben oder anderer geeigneter Befestigungselemente, die hier nicht dargestellt sind, fixiert.
Das in F i g. 1A dargestellte Armaturenbrett 20 ist mit einem elastischen Material 20a gepolstert, welches mit einem Oberflächenmaterial 206 überdeckt isi.
Die vorstehend beschriebene konventionelle Verdrahtungsmethode erfordert separate Verbindungsdrähte oder einen Kabelbaum zwischen dem nicht dargestellten Anschlußblock und den verschiedenen Kontaktelementen 12 des Steckers 16. Dabei entsteht ein verwirrendes Knaul von Verbindungsdrähten im Bereich des Armaturenbrettes 20. Diese Verdrahtung kann zu störender Geräuschbildung führen, wie eingangs erwähnt.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel für eine diese Nachteile vermeidende erfindungsgemäße elektrische Anschießvorrichtung in Verbindung mit den F i g. 2 bis 8 beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Anschlußvorrichtung sind die zuvor erwähnten einzelnen Verbindungsdrähte 10 (oder ein aus solchen Drähten
starren gedruckten Leiterplatte 30 ersetzt, welche die komplette elektrische Verdrahtung zwischen dem nicht dargestellten Anschlußblock und den einzelnen Kontaktelementen 12 bildet. Diese starre gedruckte Leiterplatte 30 ist an Rippen 32 befestigt, die auf der Rückseite der Rückwand 18a der Ausnehmung 18 des Armaturenbretts 20 angeformt sind. Von diesen Rippen 32 aufragende Zapfen 32a sind durch Löcher 30a der Leiterplatte 30 hindurchgeführt, und auf ihre äußeren vorstehenden Enden sind Sicherunsringe 34 aufgesetzt. Auf ihrer dem Armaturenbrett 20 abgekehrten Seite trägt die gedruckte Leiterplatte 30 folienartige Leiterbahnen 36.
Gemäß F i g. 3 besitzt die gedruckte Leiterplatte 30 eine rechteckige öffnung 38 zur Aufnahme von Fußabschnitten einer Anzahl von Kontaktelementen 40, die in Kanälen untergebracht sind, weiche in ein isoiiergehäuse 44 eingeformt sind. Außerhalb der entgegengesetzten Enden der öffnung 38 befinden sich zwei Rastlöcher zur Aufnahme hakenförmiger Enden von später ausführlich beschriebenen Rastarmen des Isoliergehäuses 44. Die entgegengesetzten Enden der rechteckigen öffnung 38 sind ferner mit Aussparungen 48 versehen, um damit Führungslaschen 50 des Isoliergehäuses 44 Aufnahme zu gewähren.
Wie F i g. 3 erkennen läßt, ist jedes Kontaktelement 40 aus einem Streifen eines elastischen leitfähigen Materials so gebogen, daß ein elastischer Kontaktabschnitt 52, ein senkrecht abgewinkelter Fußabschnitt 54 und ein länglicher Mittelabschnitt 53 gebildet ist. Die Fußabschnitte 54 der Kontaktelemente 40 sind im Bereich von auf entgegengesetzten Seiten der öffnung 38 angeordneten Löchern 58 der Leiterbahnen 36 mit den Leiterbahnen der Leiterplatte 30 mittels Nieten 56 befestigt. Statt mit Hilfe von diesen Nieten 56 können die Fußabschnitte 54 der Kontaktelemente 40 mit den entsprechenden Leiterbahnen der gedruckten Leiterplatte 30 auch über Lötstellen verbunden.
Das die Kontaktelemente 40 in zwei Reihen von Kanälen 60 enthaltende Isoliergehäuse 44 hat einen rückseitigen Endabschnitt, welcher passend in eine rechteckige öffnung 62 (siehe F i g. 2) eingreift, die in die Rückwand 18a der Ausnehmung 18 eingeformt ist. In diesem Zustand befinden sich die Führungslaschen 50 des Gehäuses 44 im Eingriff mit den Aussparungen 48 der gedruckten Leiterplatte 30, so daß die hinteren offenen Enden der Kanäle auf die rechteckige öffnung 38 ausgerichtet sind. In dieser Position ist das Isoliergehäuse 44 durch zwei aus den entgegengesetzten Endwänden des Gehäuses 44 schräg nach hinten aufragende Rastarme 64 fixiert, wobei hakenförmige Abschnitte 64a an den hinteren Enden der Rastarme 64 hinter Ränder der Rastlöcher 46 der Leiterplatte 30 greifen.
In dem zuvor beschriebenen Zustand erfolgt das Einsetzen der Kontaktelemente 40 in die Kanäle 60 des Isoliergehäuses 44 unter Einnahme der in F i g. 1 und 5 dargestellten Position, wobei die elastischen Kontaktabschnitte 52 über die öffnungen an den Frontenden der Kanäle 60 frei hervorstehen, wie dies aus F i g. 4 und 5 leicht zu entnehmen ist. Jedes Kontaktelement 40 ist auf gegenüberliegenden Seiten mit Verstärkungsleisten 66 versehen.
Das Isoliergehäuse 44 bildet zusammen mit den Kontaktelementen 40 einen Stecker 68, der in einen auf der Rückseite der Instrumenten-Anordnung 22 ausgebildeten entsprechend dimensionierten buchsenförmigen Sockel 22a einführbar ist. Dieser Sockel 22a enthält die gefalteten Leiterbahnen der flexiblen gedruckten Leiterplatte 24 auf ihren entgegengesetzten inneren Wandoberflächen, welche die Kontaktabschnitte 52 der Kontaktelemente 40 des Steckers 68 in ähnlicher Weise berühren, wie dies in F i g. IA dargestellt ist.
Im übrigen ist der Stecker 68 in ähnlicher Weise zusammengesetzt wie der in Fig. IA dargestellte Stecker 16. Beim Einschieben der elektrischen Instrumenten-Anordnung 22 in die Ausnehmung 18 des Armaturenbretts 20 wird der Stecker in den Sockel eingeführt, und dabei gelangen die Anschlüsse der Instrumenten-Anordnung 22 in elektrischen Kontakt mit den Leiterbahnen der gedruckten Leiterplatte 30 über die Kontaktelemente 40.
Die F i g. 6 bis 8 zeigen unterschiedlich ausgebildete Begrenzungseinrichtungen, welche die Verlagerung der Kontaktelemente 40 gegenüber den hinteren Enden der Kanäle 60 des Isoliergehäuses 44 begrenzen. Mit Hilfe dieser Begrenzungseinrichtungen verhindert man Schaden an den Nieten 56 durch Einwirkung äußerer Kräfte auf das jeweilige Kontaktelement 40. In F i g. 7 und 8 ist das jeweilige Kontaktelement 40 im Mittelabschnitt mit einer rechteckigen Öffnung 70 versehen, in die eine auf der Bodenwand 60a des Kanals 60 angeordnete elastische Klaue 72 eingreift.
Das in Fig.6 dargestellte Kontaktelement 40 ist dagegen mit einer vorstehenden Zunge 74 verschen, welche gegen die Innenseite der gedruckten Leiterplatte 30 stößt.
In F i g. 8 ist der Fuß 54a des Kontaktelementes 40 auf der Innenseite der gedruckten Leiterplatte 30 befestigt und mit der Leiterbahn auf der entgegengesetzten Seite der gedruckten Leiterplatte 30 über den Niet 56 verbunden. Falls gewünscht, kann die Leiterplatte 30 auch so montiert werden, daß ihre Leiterbahnen 36 auf der Innenseite der Rückseite der Rückwand 18a der Ausnehmung 18 irr1. Armaturenbrett 20 zugekehrt sind.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Elektrische Anschlußvorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem auf der einen Seite eines Armaturenbretts, insbesondere Automobilarmaturenbretts, angebrachten Block elektrischer Instrumente und einem auf der anderen Seite des Armaturenbretts befindlichen elektrischen Verdrahtungssystem, mit einem am Instrumentenblock angebrachten Sockel, der eine Anzahl von mit den Instrumenten des Blocks elektrisch verbundene Anschlußelemente aufweist, sowie mit einem Stecker, der mit einer Anzahl von mit dem Verdrahtungssystem elektrisch verbundenen Anschlußelementen versehen ist und ein die Anschlußelemente aufnehmendes Isoliergehäuse aufweist, wobei der Stecker von einer öffnung in dem Instrumentenblock aufgenommen und mit dem Sockel unter Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Verdrahtungssystem und den einzelnen Instrumenten des Blocks gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine starre gedruckte Leiterplatte (30) auf der anderen Seite des Armaturenbretts (20) befestigt und mit elektrischen Leiterbahnen (36) versehen ist, die von dem elektrischen Verdrahtungssystem zum Armaturenbrett führen, und daß die Anschlußelemente (40) des Steckers mit ihren einen Enden (54) elektrisch mit einer Leiterbahn und mechanisch mit der Leiterplatte verbunden sind und mit ihren anderen Enden (52) in die Öffnung (62) des Instrumentenblocks (22) hineinragen und so weit an den Sockel heranreichen, daß zwischen ihnen und den Anschlußelementen des Sockels ein elektrischer Kontakt entsteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte mit einer Öffnung (38) versehen ist, durch die die Anschlußelemente (40) des Steckers hindurchreichen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (36) der gedruckten Leiterplatte (30) jeweils im Randbereich der genannten Öffnung (38) enden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (30) mit einem Paar von Rastlöchern (46) versehen ist, in die ein Paar von Rastarmen (64) eingreifen, die vom Isoliergehäuse (44) des Steckers wegragen, so daß dieses gegenüber der gedruckten Leiterplatte in seiner Lage fixiert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (30) auf Rippen (32) befestigt ist, welche sich auf der Rückseite des Armaturenbrett (20) befinden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (30) in einander gegenüberliegenden Randbereichen der genannten öffnung (38) befindliche Aussparungen (48) aufweist, in die am Isoliergehäuse (44) des Steckers angebrachte Führungslaschen (50) eingreifen, um eine zusätzliche Fixierung des Isoliergehäuses gegenüber der gedruckten Leiterplatte zu gewährleisten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Begrenzungseinrichtung (70; 72; 74), durch die eine Trennung der Anschlußelemente (40) des Steckers vom Isoliergehäuse (44) verhindert
wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung durch eine in jedes der Anschlußeiemente (40) eingeformte Öffnung (70) und eine elastische Klaue (72), welche von der Innenoberfläche des Isoliergehäuses (44) ausgeht und begrenzend in die Öffnung (70) eingreift, gebildet ist
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung durch eine vorspringende Zunge (47) oder dgl. gebildet ist, welche an jedes Anschlußelement (40) in der Nähe seines Fußabschnitts (54) eingeformt ist und begrenzend an der Innenseite der grdruckten Leiterplatte (30) anliegt.
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