DE4114057A1 - Elektrische verbindungsvorrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Verbindungsvorrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Eine solche elektrische Verbindungsvorrichtung, die vorzugsweise bei Niederspannungs-Steckverbindungen im Automobilbau eingesetzt wird, wird bei einer Ringleitung zur Herstellung von Abzweigleitungen ver­ wendet.

Bei bekannten Verbindungsvorrichtungen wird die Ringleitung an der Anschlußstelle der Stichleitung durchtrennt, die nun geteilte Ring­ leitung in einem Kupplungsstecker eingebracht und hier mit Kontakten des Kupplungssteckers so verbunden, daß die Ringleitung wieder ge­ schlossen ist. An den so eingefügten Kupplungsstecker kann ein Ge­ genstecker mit der Stichleitung lösbar angeschlossen werden.

Diese Art der Abzweigung einer Stichleitung von einer Ringleitung steht einer automatisierten Fertigung von derartigen Verbindungsvor­ richtungen entgegen und führt unerwünschterweise zu einer kostenin­ tensiven Fertigung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Abzweigung einer oder mehrerer Stichleitungen von einer in der Regel als Ringleitung ausgeführten Verbindungsleitung über Schneid-Klemm-Kontakte im Kupplungsstecker vorgenommen wird, in dem die Verbindungsleitung zwar kontaktiert, aber nicht unterbrochen wird. An jeden so kontaktierten Kupplungsstecker ist lösbar oder unlösbar ein Gegenstecker koppelbar, an dem die Stichleitung ange­ schlossen ist.

Diese Art der Verbindungsvorrichtung ist in automatisierter Weise herstellbar und führt zu wirtschaftlich vorteilhaften Fertigungen dieser Verbindungsvorrichtung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil­ hafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch ange­ gebenen Verbindungsvorrichtung möglich.

So ist nach Anspruch 4 die Verbindungsleitung als Flachkabel ausge­ führt und dadurch eine Verdrehsicherung der Verbindungsleitung gege­ ben, die die sichere Zuordnung der Adern der Verbindungsleitung von außen und ohne Sichtkontakt zu den Kontakten des Kupplungssteckers ermöglicht.

Durch die Verwendung von Krimplaschen oder einem gleichwirkenden Blechteil nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 14 wird die elektrische Kontaktierung der Verbindungsleitung im Kupplungsstecker mechanisch gesichert.

Durch Ausbildung der Kontakte im Kupplungsstecker mit zwei Schneiden nach Anspruch 7, zum Anschluß der Verbindungsleitung, wird die Kon­ taktsicherheit erhöht.

Mit der Verwendung eines Trennelements nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 14 können die Adern der Verbindungsleitung automati­ sierbar den Kontakten des Kupplungssteckers zugeordnet werden.

Die Verwendung eines Codierelements nach Anspruch 10 ergibt eine verdrehsichere Zuordnung zwischen Kupplungsstecker und Gegenstecker.

Durch die Bildung von Baugruppen nach Anspruch 12 bis 14 werden Ein­ heiten zur automatisierten Verarbeitung geschaffen.

Entsprechend Anspruch 15 und 16 wird eine vorteilhafte Masseverbindung zwischen dem Schirmgeflecht der Verbindungsleitung und den Schirmblechen des Kupplungssteckers aufgezeigt.

Die Ausbildung der Schirmbleche als Biegeblechteile nach Anspruch 17 ist materialökonomisch.

Nach Anspruch 18 ist beim Zusammenfügen der Bauteile des Kupplungs­ steckers nur eine einzige, geradlinige Montagerichtung erforderlich.

Mit der Kunststoffumspritzung der Baugruppen des Kupplungssteckers ist dieser auch bei ungünstigen Einsatzbedingungen in einem Kraft­ fahrzeug funktionsgesichert.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Teil der Verbindungsvorrich­ tung, Fig. 2 im Querschnitt den Aufbau der Verbindungsleitung, Fig. 3 den Kupplungsstecker vereinfacht im Querschnitt mit gegen­ überliegendem, ansatzweise gezeichneten Gegenstecker und Fig. 4 eine Draufsicht des um 90° gedrehten Kupplungssteckers längs der Schnittlinie A-B in Fig. 3.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 zeigt vereinfacht die Verbindungsvorrichtung zwischen einer Verbindungsleitung 11 und einer Stichleitung 12.

Verbindungsleitung und Stichleitung 12 sind Teil eines Netzwerkes elektrischer Kabel zur Datenübertragung. Für dieses Netzwerk wird auch die Bezeichnung CAN (Controller Area Network) verwandt.

An die Verbindungsleitungen werden vorzugsweise Signalgeber, bei­ spielsweise Drehzahlsensoren angeschlossen, während die Stichleitun­ gen 12 in der Regel zur Steuergeräten führen.

Zum Verbinden von Stichleitungen 12 mit der Verbindungsleitung 11 wird die Verbindungsleitung 11 durch Kupplungsstecker 13 geführt, hier ohne Unterbrechung der Verbindungsleitung kontaktiert und die Kupplungsstecker 13 mit endseitig die Stichleitung 12 abschließenden Gegensteckern 14 gekoppelt.

Die Verbindungsleitung 11 ist nach Fig. 2 als Flachleitung ausge­ führt. Sie umfaßt zwei Adern 16, einen Isolierkörper 17 ein Schirm­ geflecht 18 und einen Isoliermantel 19.

Die Stichleitung 12 hingegen kann sowohl als Rundleitung, aber auch als Flachleitung ausgeführt sein, insbesondere dann, wenn sie als Verzweigungsleitung einer ersten zu einer zweiten Verbindungsleitung 11 dient.

Der Kupplungsstecker 13 entsprechend Fig. 3 weist als Hauptbestand­ teile ein Schirmblechoberteil 21 mit einem darin einrastbaren Deckel 22, ein Schirmblechunterteil 23 mit einem darin einschiebbaren Kon­ taktträger 24 und darin eingesetzte Schneid-Klemm-Krimp-Kontakte 26, nachfolgend Kontakte 26 genannt, auf.

Der Kontaktträger 24 ist ein Kunststoffspritzteil und beinhaltet eine quaderförmigen Grundkörper 27, darin eingeformte Aufnahmekam­ mern 28 für die Kontakte 26, ein die Aufnahmekammern 28 trennendes Trennelement 29, das sich stirnseitig über eine Rückseite 31 erhebt und ein Codierelement 32, das, dem Trennelement 29 entgegengerich­ tet, von einer Vorderseite 33 des Grundkörpers 27 rechtwinklig ab­ steht.

Trennelemente 29 und Codierelemente 32 sind einstückig an dem Grund­ körper 27 angeformt. Während das Codierelement 32 asymmetrisch zu den Aufnahmekammern 28 angeordnet ist und in seiner Form, hier stiftförmig ausgebildet, nur von einer entsprechend gestalteten Aus­ nehmung im Gegenstecker 14 abhängt, ist das Trennelement 29 symmetrisch zu den Aufnahmekammern 28 angeordnet. Das Trennelement 29 hat die Form eines Flachmeißels mit einer keilförmigen Ausformung 30 an dem freistehenden Ende.

In die Aufnahmekammern 28 sind die Kontakte 26 aus federharter Zinn­ bronze eingesetzt. Dabei ragt der eine Endbereich eines jeden Kon­ taktes 26, der als Stift 34 ausgebildet ist, aus dem Grundkörper 27 an dessen Vorderseite 33 heraus, während der andere Endbereich des Kontaktes 26, an dem ein Aufnahmekörper 36 angefügt ist, der zwei Krimplaschen 37 umfaßt, aus dem Grundkörper 27 an dessen Rückseite 31 herausragt.

Den Krimplaschen 37 benachbart sind an dem Aufnahmekörper 36 zwei sich gegenüberliegende Schneiden 38 ausgebildet. Diese haben einen trichterförmigen Verlauf und enden in einer keilförmig ausgebildeten schlitzförmigen Klemmnut 39.

Das Einschieben des Kontaktträgers 24 in das rahmenförmige Schirm­ blechunterteil 23 wird begrenzt durch nicht dargestellte Halteele­ mente, die in entsprechende Ausnehmungen im Schirmblechunterteil 23 zur Anlage kommen. Kontaktträger 24 und Schirmblechunterteil 23 bil­ den dabei eine erste Baugruppe, die mit einer zweiten Baugruppe, gebildet durch den im Schirmblechoberteil 21 einrastbaren Deckel 22, zusammenfügbar ist. Dazu weist das Schirmblechoberteil 21, das ki­ stenförmig ausgebildet ist, zwei Federarme 40 mit Rastöffnungen 41 auf, in die am Schirmblechunterteil 23 ausgestellte Rastnasen 42 bei Fügen der ersten mit der zweiten Baugruppe einrastbar sind und die­ ser Verband dann eine dritte Baugruppe bildet.

Diese weist entsprechend Fig. 4 an dem sich gegenüberstehenden Stirnseiten der Schirmbleche 21, 23 Ausbuchtungen 43 auf, die zusam­ men der Form der Verbindungsleitung 11 angepaßt sind.

Der lichte Querschnitt der Ausbuchtung 32 wird jedoch partiell ein­ geengt durch Vorsprünge 44, die als radial nach innen gerichtete geschlossene Zahnreihe ausgebildet ist, deren Zähne dreieckförmige Querschnittsflächen aufweisen.

Die erste und die zweite Baugruppe sind in einer Kontaktiereinrich­ tung einer Leitungskonfektionieranlage einsetzbar, wobei der Kon­ taktträger 24 der ersten Baugruppe bereits mit den Kontakten 26 be­ stückt ist.

Die Verbindungsleitung 11 wird an den Breitseiten unter partielle Auftrennung des Isoliermantels 19 und des Schirmgeflechtes 18 sym­ metrisch zu der keilförmigen Ausformung 30 des Trennelements 29 über diese gedrückt. Dabei werden die beiden Adern 16 der Verbindungslei­ tung 11 voneinander getrennt und jede Ader 16 einen Kontakt 26 zuge­ ordnet, über den trichterförmigen Verlauf der Schneiden 38 zen­ triert, vom Isolierkörper 17 befreit und in der Klemmnut 39 elektrisch kontaktiert. Zur Kontaktsicherheit sind dabei an jedem Aufnahmekörper 36 jedes Kontaktes 26 zwei Schneiden 38 und zwei zugeordnete Krimplaschen 37 angeordnet, so daß jede Ader 16 doppelt kontaktiert und durch das Umlegen der Krimplaschen 37 bis zur kraft­ schlüssigen Anlage an den Adern 16 mechanisch gesichert ist.

Erst nach diesem Umlegen der Krimplaschen 37 ist es möglich, die zweite Baugruppe mit der ersten Baugruppe zu verrasten. Dazu weist der Deckel 22 Ausnehmungen auf, die entsprechend der Form der umge­ legten Krimplaschen 37 ausgestaltet sind. Damit kommt dem Deckel 22 die Funktion eines Kontrollelements für die vollzogene mechanische Sicherung der Kontaktierung der Adern 16 mit den Kontakten 26 zu.

Bei Zusammenfügen der ersten und zweiten Baugruppe wird das Schirm­ geflecht 18 der Verbindungsleitung 11 durch die Vorsprünge 44, die das Schirmgeflecht 18 kontaktierend durchstoßen, elektrisch mit den Schirmblechen 21, 23, die aus nicht rostendem verzinnten Stahlblech bestehen und durch Stanzen und Falten hergestellt sind, elektrisch auf Masse gelegt und damit die Verbindungsvorrichtung vor elektri­ schen und magnetischen Störfeldern geschützt.

Mit der Ausbildung der Vorsprünge 44 als geschlossene Zahnreihe, wo­ bei die Querschnittsfläche der Zähne dreieckförmig ist, werden keil­ förmige Zahnzwischenräume geschaffen, in die das Schirmgeflecht 18 kraftschlüssig unter Bildung einer festen elektrischen Kontaktierung eingepreßt wird.

Die durch das Zusammenfügen der ersten und zweiten Baugruppe ent­ standene dritte Baugruppe wird durch eine Kunststoffumspritzung 46 (Fig. 4) unter Bildung von nicht dargestellen Rastnasen für die Verrastung mit dem Gegenstecker 14 und von Dichtwülsten 47 an den Austrittsstellen der Verbindungsleitung 11 aus der dritten Baugruppe zum Kupplungsstecker 13 ergänzt. Durch die Kunststoffumspritzung 46 wird die dritte Baugruppe spritzwassergeschützt ummantelt, und damit die Voraussetzung für den Einsatz des Kupplungssteckers 13 und der mit ihm verbundenen Verbindungsleitung 11 im Kraftfahrzeug ermög­ licht.

Claims (19)

1. Elektrische Verbindungsvorrichtung mit einem Netzwerk elektri­ scher Leitungen, an das verschiedene Elektronikeinheiten, vorzugs­ weise der Kraftfahrzeugelektronik, angeschlossen sind, mit minde­ stens einer Verbindungsleitung zwischen einem Signalgeber und einer ersten Elektronikeinheit, mit einem Kupplungsstecker, durch den die Verbindungsleitung geführt und mit Kontaktelementen des Kupplungs­ steckers elektrisch verbunden ist, die Kontaktelemente des Kupp­ lungssteckers elektrisch mit Gegenkontakten eines mit dem Kupplungs­ steckers zusammenfügbaren Gegensteckers koppelbar sind und an die Gegenkontakte eine Stichleitung angeschlossen ist, die mit einer zweiten Elektronikeinheit in Verbindung steht, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsleitung (11) ohne Unterbrechung durch den Kupplungsstecker (13) geführt ist und die Kontakte (26) als Schneid-Klemm-Kontakte (26) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsleitung (11) mindestens eine Ader (16) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsleitung (11) zweiadrig ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsleitung (11) als Flachkabel ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsleitung (11) ein Schirmgeflecht (18) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneid-Klemm-Kontakt (26) Krimplaschen (37) aufweist und als Schneid-Klemm-Krimp-Kontakt (26) ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneid-Klemm-Krimp-Kontakt (26) zwei Schneiden (38) und zwei Krimp­ laschen (37) enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsstecker (13) einen aus Kunststoff bestehenden Kontakt­ träger (24) aufweist, in dem zwei Schneid-Klemm-Krimp-Kontakte (26) eingesetzt sind, die durch ein Trennelement (29) voneinander ge­ trennt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (29) einstückig am Kontaktträger (24) absteht und an seinem freistehenden Ende eine keilförmige Ausformung (30) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (24) mindestens ein Codierelement (32) enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Codierelement (32) einstückig am Kontaktträger (24) ausgebildet ist und zu Endbereichen der Kontakte (26), die als Stifte (34) ausge­ bildet sind, parallel verläuft.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (24) in ein Schirmblechunterteil (23), an dem fest­ stehende Rastnasen (42) angebracht sind, einrastbar ist und mit dem Kontaktträger (24) eine erste Baugruppe bildet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsstecker (13) einen Deckel (22) aufweist, der in ein Schirm­ blechoberteil (21), an den Rastöffnungen (41) angebracht sind, ein­ rastbar ist und der Deckel (22) mit diesem eine zweite Baugruppe bildet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Baugruppe in einer Kontaktiereinheit einer Kabelkonfektionieranlage einsetzbar sind, in dieser die Verbindungs­ leitung (11) unter partieller Auftrennung an ihren beiden Breitsei­ ten symmetrisch zu der keilförmigen Ausformung des Trennelements (29) über dieses in die Schneid-Klemm-Krimp-Kontakte (26) einge­ drückt wird, die Krimplaschen (37) über die jeweils zugeordnete Ader (16) der nach dem Aufschieben über das Trennelement (29) zweigeteil­ ten Verbindungsleitung (11) gebogen und kraftschlüssig an die Adern (16) angelegt werden, und die erste Baugruppe mit der zweiten Bau­ gruppe durch Einrasten der Rastnasen (42) in die Rastöffnungen (41) eine dritte Baugruppe bildend, in Endlage verriegelt wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Baugruppe mit den Schirmblechen (21, 23) der ersten und zwei­ ten Baugruppe der Kabelform angepaßte Ausbuchtungen (43) aufweist und der lichte Querschnitt der Ausbuchtungen (43) durch Vorsprünge (44) partiell eingeengt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (44) als radial nach innen gerichtete Zahnreihe ausgebil­ det ist, die Zähne dreieckförmige Querschnittsflächen aufweisen und die radiale Erstreckung der Zähne bis zum Grund des Schirmgeflechtes (18) reicht.

17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schirmbleche (21, 23) Blechbiegeteile sind.

18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rastung des Kontaktträgers (24) im Schirm­ blechunterteil (23) und des Deckels (22) im Schirmblechoberteil (21) und die Rastung der ersten Baugruppe in der zweiten Baugruppe durch eine in einer Achse liegenden Bewegung herstellbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die dritte Baugruppe durch eine Kunststoffumsprit­ zung (46) unter Bildung von Rastnasen für den Gegenstecker (14) sowie Dichtwülsten (47), die an den Austrittsstellen der Verbin­ dungsleitung (11) aus der dritten Baugruppe angebracht sind, zum Kupplungsstecker (13) ergänzt wird.