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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein gedichtete Stromverbinder
für Buchsenanordnungen und
Stromzuführbefestigungen,
wie solche die die Fähigkeit
zum elastischen Eingriff beinhalten. Um genauer zu sein, die vorliegende
Erfindung ist auf eine elektrische Anschlussbuchsenanordnung und
ein Verfahren zur deren Montage gerichtet, in welche ein im Wesentlichen
rechtwinkliger und kompressibler Kontaktfederkäfig und eine umschließende, kompressible
Buchsenumhüllung
zum Halten des Federkäfigs
an Ort und Stelle eingearbeitet sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Elektrische
Verbinder der Anschlussbuchsenvielfalt sind im Stand der Technik
gut bekannt, eine primäre
Anwendung davon liegt auf dem Automobilbereich zur Verbindungsherstellung
zwischen dicker bemessenen Ausgangskabeln und Komponenten, wie Generatoren
oder Wechselstromgeneratoren. Der Reibgriff, der durch den Verbinder
aufgebracht wird, muss von ausreichender Stärke sein, um eine feste mechanische
und geeignete elektrische Verbindung aufrechtzuerhalten, und muss
noch ein vergleichsweise leichtes Zurückziehen oder Einführen eines
Zinken in die Verbinderbuchse gestatten.
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Eine
Art der aus dem Stand der Technik bekannten, elektrischen Kabelverbindung
ist die Schraube-Mutter-artige, elektrische Kabelverbindung. Ein
erhebliches Problem, das mit solchen Anordnungen aus Schraube und
Mutter verbunden ist, beruht auf dem Drehmomentsmaß, das zum
Zusammenbau des Verbinders notwendig ist und den Schwierigkeiten
mit der Qualitätskontrolle,
die von der zu weitgehenden Verwendung herrühren, wie Überdrehmoment, Unterdrehmoment
und Verschneiden.
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Die
meisten Energieverbindungssysteme im Stand der Technik beinhalten
kreisförmige
Anschlüsse.
Für bestimmte
Anwendungen erfordern diese eine Anzahl von Komponenten und Verfahren
bei ihrem Zusammenbau. Zum Beispiel wird bei elektrischen Energieverteilungssystemen,
wie in Fahrzeugsicherungskästen,
ein Teil eines Kupferblechs gestanzt und in einen runden, hohlen
Stift geformt.
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Gelegentlich
wird ein zusätzlicher
massiver Stift auf das Kupferblech gesteckt. Jedoch und falls ein
Zungenanschluss verwendet wird, wird die männliche Zunge als Teil des
Kupferblechs ausgestanzt (nicht als ein Stift ausgebildet). Dieser
Zusammenbau erfordert nicht mehr Verarbeitungsstufen und Teile wie
ein runder Stift.
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Es
wurde festgestellt, dass Energiezungenanschlüsse eine bessere Lösung bei
einer Raumbegrenzung in einer Richtung in einigen Anwendungen als
die Verwendung runder Energiestiftanschlüsse bereitstellen. Herkömmliche
Energiezungenanschlüsse
beinhalten typischerweise einen losen Federkäfig in einer Umhüllung und
dabei ist eine Kontaktstrecke, die zwischen dem Federstab und der männlichen
Klinge hergestellt wird, klein, was dazu führt, dass das Stromführungsvermögen vergleichsweise
gering ausfällt.
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Mechanisch
gesehen gewährleistet
ein gutes Anschlusssystem eine geringe Eingriffskraft, während eine
hohe senkrechte (rechtwinklige) Kraft erzeugt wird. Dies resultiert
in dem höheren
Verhältnis
der Anschlusseinführkraft
zur senkrechten Kraft zwischen den männlichen und weiblichen Anschlüssen, wodurch
insgesamt gesehen ein besseres Anschlusssystem bereitgestellt wird.
Es wurde auch festgestellt, dass das Verhältnis der Einführkraft
zur senkrechten Kraft sehr gering für die meisten herkömmlichen
Zungenanschlüsse
ist.
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Es
wurde auch festgestellt, dass gedichtete weibliche Verbinder des
Zubehörmarkts
(Kunststoffgehäuse)
typischerweise lediglich für
gerade Anschlussanordnungen bereitgestellt werden. Um 90-Grad-Verbindungen
aufzunehmen, werden männliche
Stift- oder Zungenanschlüsse
für gewöhnlich in rechten
Winkeln gebogen, um dann mit einer geraden weiblichen Anschlussanordnung
zusammenzupassen, die im Innern eines weiblichen Verbinders abgedichtet
ist. Jedoch gestatten manche Anwendungen nicht das Biegen des männlichen
Anschlusses in ein 90-Grad-Winkelverhältnis oder
sind nicht kostengünstig.
Somit wurde kein akzeptables Gegenmittel für diese Art von Situation,
insbesondere für
beliebige Energieverbindungssysteme, gefunden.
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Zusammenfassend
gibt es ein Bedürfnis nach
einem Energiezungenanschlusssystem, welches ein kostengünstiges
Design und eine optimale Packungsdichte in gewissen Anwendungen
bereithält.
Es wurde auch ermittelt, dass es von Wichtigkeit ist, eine ausreichende
Kontaktfläche
und eine hohe senkrechte Kraft (zwischen dem männlichen Stift und dem Buchsenkäfig) aufrechtzuerhalten,
um zu gewährleisten,
dass ein adäquates
Maß an
elektrischem Strom durch die Anschlussanordnung übertragen wird, während gleichzeitig
die Einführkraft
so weit wie möglich
reduziert wird. Es wurde erkannt, dass eine gedichtete, weibliche
90-Grad-Verbindung für
bestimmte Energieanwendungen erforderlich ist.
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Die
US-A-4934965 offenbart
eine Anschlussbuchsenanordnung zur wechselseitigen Verbindung einer
männlichen
Eingangszunge und eines Ausgangskabels, wobei die Buchsenanordnung
einen Federkäfig
mit mehreren beabstandeten Stäben und
eine Umhüllung
aufweist, die einen im Wesentlichen rechtwinklig geformten Bereich
zur Aufnahme des Federgehäuses
beinhaltet. Die Umhüllung
umfasst ferner Greifbereiche zum Aufquetschen auf das Ende eines
Kabels.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine elektrische Anschlussbuchsenanordnung, wie hierin in
Anspruch 1 angegeben, bereitgestellt. Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Anschlussbuchse,
wie in Anspruch 21 hierin angegeben, geschaffen. Die vorliegende
Anordnung und das Zusammenbauverfahren stellen eine kostengünstige Lösung für eine Schnellverbindungsanordnung
bereit und welche ein viel größeres Maß an Drehmomentkontrolle
beim Zusammenbau um Gegensatz zu Kabelverbindungen der Schraube-Mutter-Bauart aus
dem Stand der Technik erfordert. Die vorliegende Erfindung stellt auch
eine Verbesserung gegenüber
Zusammenbautechniken des Standes der Technik bereit, welche es erforderlich
machen, dass das Federkäfigelement
an Ort und Stelle ausgeformt wird, nachdem es in die entsprechende
Umhüllungskomponente
eingesetzt wurde. Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Anordnungsteil
in Verbindung mit einer Hochgeschwindigkeitsprogressionsform hergestellt
werden kann.
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Der
Kontaktfederkäfig
und die gedichtete Verbinderanordnung stellen eine kostengünstige Lösung für eine Schnellverbindungsanordnung
bereit, wobei sowohl eine gesteigerte Kontaktfläche zwischen dem Federkäfig und
dem zugehörigen
männlichen
Anschluss als auch eine viel größere Drehmomentskontrolle
beim Zusammenbau im Gegensatz zu Kabelverbindungen der Schraube-und-Mutter-Art des
Standes der Technik bereitgestellt wird. In manchen Ausführungsformen
wird ein gedichtetes 90-Grad-Verbindungsgehäuse bereitgestellt, welches
gewinkelte Abwandlungen der Anschlussbuchsenanordnung beinhaltet,
in der in wechselseitigem Eingriff stehende männliche und weibliche Außenverbindungsbereiche
aufgenommen sind, zur besseren Isolierung und Abdichtung der elektrischen
Verbindungen, die durch die Buchsenanordnung realisiert sind. Es
hat sich erwiesen, dass die Ausgestaltung des rechtwinkligen Federkäfigs ausreichende
Kontaktoberflächen
bereithält,
die zur Aufrechterhaltung der Spannungs- und Stromübertragung
bei Anwendungen im Zusammenhang mit Batterie/Energiequellen großer Kapazität notwendig
sind.
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Aspekte
des rechtwinklig ausgeformten Federkäfigs in bevorzugten Ausführungsformen
beinhalten das kombinierte Biegen der einzelnen Stäbe entlang
deren axial verlaufenden Richtungen, kombiniert mit dem Verdrehen
(oder Verdrillen) jedes der Stäbe
in einer Richtung senkrecht zu deren axial verlaufender Länge. Die
geeigneten Werkzeugstanz- oder Formungsverfahren, die am Federkäfig während dessen Übergang
von einer Blechform in eine im Wesentlichen rechtwinklige und dreidimensionale Gestalt
vorgenommen werden, verleihen ferner jeder der beabstandeten Flächen des
Federkäfigs
eine nach außen
ausgestellte und bogenförmige
Ausgestaltung.
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Die
Kontaktumhüllung
wird ähnlich
bevorzugt in anfänglicher
Blechform bereitgestellt, und nach Abschluss der geeigneten formgebenden Schritte
zeigt sie einen ähnlichen,
im Wesentlichen rechtwinklig geformten, dreidimensionalen Körper mit
einem offenen Innenraum mit bevorzugt einem ersten und zweiten offenen
Ende. Die längeren
Seiten des rechtwinklig geformten Käfigs sind leicht nach außen ausgestellt
und nehmen eine bogenförmige
Ausgestaltung relativ zur Umhüllung
ein. Kontaktnasen oder Greifbereiche erstrecken sich von dem rechtwinkligen
Umschließbereich
der Umhüllung
und werden, wie nachfolgend beschrieben wird, gequetscht/gebogen,
um in ausgedehnte und frei liegende Drahtendbereiche eines zugehörigen elektrischen
Kabels einzugreifen.
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Bevorzugt
ist die Kontaktumhüllung
anderweitig geformt, mit einem lichten Innenmaß, das die leichte Einführung des
Federkäfigs
gestattet, worauf Quetsch- oder Kompressionsvorgänge durchgeführt werden,
um den Federkäfig
in fixierender und Druck zurückhaltender
Weise zurückzuhalten.
Entlang dieser Linien ist die Umhüllung typischerweise geschlitzt oder
andersartig ausgestaltet, so dass gegenüberliegende Ränder durch
einen spezifizierten Spalt getrennt sind und in der Lage sind, in
zusammendrückender
Weise in Eingriff miteinander gebracht zu werden. In einer bevorzugten
Variante sind in Eingriff stehende, verzahnte Bereiche entlang der
geschlitzten und mit Spalten versehenen Oberfläche vorgegeben, so dass nach
dem Einführzusammenbau
des geformten Federkäfigs
in die Außenoberfläche der Umhüllung in
zusammendrückender
Weise eingegriffen wird (wie wiederum durch die Verwendung von Stanzmatrizen
oder anderen geeigneten Herstellungsverfahren) und um eine gewünschte Presspassung
zwischen dem Federkäfig
und dem Innern der Umhüllung
zu schaffen.
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Zusätzlich können linear
verlaufende Bereiche der beabstandeten Flächen der Umhüllung nach innen
geknickt sein, um ferner den im Innern gehaltenen Federkäfig zu greifen
und zu sichern. Bevorzugt weist eine bogenförmige Ausgestaltung, die jedem der
beabstandeten Flächen
des Federkäfigs
auferlegt ist, einen kleineren Radius als die bogenförmige Ausgestaltung
der Umhüllung
auf. Die beabstandeten Flächen
des Federkäfigs
werden somit stark zusammengedrückt,
und es wird somit ein starker Druck zwischen dem Federkäfig und
der Umhüllung erzeugt.
Jedoch wurde festgestellt, dass der Federkäfig aufgrund der bogenförmigen Ausgestaltungen des
Federkäfigs
und der Umhüllung
nicht zusammenbricht, falls Montagewerkzeuge verwendet werden, die
die Innenbemaßungen
an beiden Enden halten. Das Prinzip davon ist ähnlich dem einer bogenförmigen Brücke, welche
einer schweren Belastung von oben widerstehen kann.
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Die
Presspassung, die zwischen dem Federkäfig und der Umhüllung geschaffen
wird, stellt das primäre
Rückhaltemerkmal
der Anschlussbuchsenanordnung bereit. Zusätzliche Lanzen können an
einer Übergangsstelle
entlang eines rückwärtigen Randes der
Umhüllungsbox
vorstehen. Die Lanzen fungieren als ein Vorwärtsanschlag beim Zusammenbau
des Federkäfigs
in die Umhüllung
und unterstützen
ferner den Rückhalt
des Käfigs
im Innern der Umhüllung. Entlang
einer vorderen Einführfläche der
Umhüllung können auch
Greifbereiche an lateralen Randstellen aufgenommen sein. Die Greifbereiche
fungieren auch als eine Unterstützung
beim Rückhalten
des Käfigs
im Innern der Umhüllung,
wobei es wieder deutlich werden sollte, dass das Lanzen- und das Greifmerkmal
allerhöchstens
ergänzend
beim Rückhalten
des Käfigs
im Innern der rohrförmigen
Umhüllung
wirkt, und das die primären
Haltekräfte
von der kollabierenden/Kompressionskraft der Umhüllung um den im Innern eingeschlossenen
Federkäfig
hervorgerufen werden.
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Um
die elektrische Verbindung herzustellen ist ein längliches
Ende einer männlichen
Zunge im Innern der im Innern hohlen Umhüllung und dem zusammengebauten
Federkäfig
befestigt. Wie bemerkt, verlaufen gewinkelte Stäbe zwischen den Rändern des
zugehörigen
Federkäfigs.
Das Ausbilden der rechtwinkligen Ausgestaltung des Federkäfigs beinhaltet
das kombinierte Biegen der einzelnen Stäbe entlang deren axial verlaufenden
Richtungen, kombiniert mit dem Verdrehen (oder Verdrillen) jedes
Stabs in einer Richtung rechtwinklig zu deren axial verlaufender
Länge.
Die Kontaktstrecke zwischen der männlichen Zunge und den Federstäben verläuft in Richtung
einer Diagonalrichtung anstatt einer Breite eines Stabes wie beim
herkömmlichen
Stabdesign. Daher maximiert die Ausgestaltung des Federkäfigs insbesondere
die Oberfläche
des Kontakts zwischen den so ausgestalteten Stäben und der zugehörigen männlichen
Zunge.
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Mit
gewinkeltem, gekrümmtem
und verdrehendem (oder verdrillendem) Biegen jedes Stabes wird die
männliche
Zunge in den Federkäfig
im Innern der Umhüllung
eingeführt
und wird ausgelenkt und verdreht die Federstäbe anstatt lediglich eines Auslenkens
des Federstabes, wie es bei herkömmlichen
Federstäben
auftritt. Im Gegensatz dazu sind herkömmliche Stäbe zugehöriger Federkäfige für gewöhnlich nicht
abgewinkelt und/oder verdrillt. In dieser Weise, so wie festgestellt
wurde, ist viel weniger Kraft notwendig, um die Federstäbe auszulenken und
zu verdrillen, als die, die benötigt
wird, um Federstäbe
bei herkömmlichen
Federstabdesigns auszulenken. Auch verringert das vorliegende Design
die notwendige Einführkraft
des Zungenstifts in die Federkäfig-/Umhüllungsanordnung;
gleichzeitig mit der Verwirklichung einer vergleichsweise höheren senkrechten
Kraft, die zwischen dem Stift und dem Käfig auftritt.
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Während des
Einführens
der männlichen Zunge
in die Federkäfig-/Umhüllungsanordnung kann
die männliche
Zunge potentiell die Federstäbe überbeanspruchen,
insbesondere falls die männliche Zunge
wackelt oder durch äußere Faktoren
verbogen ist. Folglich stehen bevorzugt zwei Rippen auf der Oberseite
und dem Boden der Umhüllung
nach Innen vor, so dass der Federstab durch die zwei Rippen für den Fall
gestoppt wird, dass die Stäbe
um einen vorgegebenen Abstand ausgelenkt sind. Die Umhüllung in
irgendeiner aus einer Anzahl alternativer Varianten beinhaltet ferner
betätigbare
Greifbereiche zum fixierenden Eingriff mit einem länglichen
Ende eines Kabels und zur Befestigung damit. Die Greifbereiche können ferner
so ausgestaltet sein, dass das Kabel in einem gewinkelten (typischerweise
90°) Verhältnis relativ
zur männlichen
Zunge verläuft,
die an der Umhüllungs-
und Federkäfiganordnung
befestigt ist.
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Die
Anordnungsausgestaltungen für
die Buchsenanordnung können
gedichtete 90°-Gehäuseaufbauten
beinhalten, z.B. einschließlich
eines weiblichen Gehäuseverbinders,
Anschlussstellungssicherungen und zugehörige Dichtungen und Halteteile
für elektrisches
und umweltfreundliches Abdichten und Isolieren der Buchsenanordnung
und ausgedehnte Kabel. Ein Verfahren zum Zusammenbau einer weiblichen
90°-Anschlussanordnung
ist auch hierin offenbart. Bei einem bevorzugten Verfahren wird,
nachdem eine Grenzflächendichtung
in ein Verbindergehäuse
montiert wurde, ein Grenzflächendichtungshaltestück mit Ultraschall
mit dem Verbindergehäuse
beim Verbinderhersteller verschweißt. Die Verbindergehäusevormontagegruppe,
Anschlussstellungssicherung, Tülle
und Tüllenhaltestück werden
dann an den Draht- und Kabelbaumhersteller zum weiteren Zusammenbau
versandt. In einem ersten Zusammenbauschritt werden ein Tüllenhaltestück und eine
Tülle gleitend
auf ein Kabel aufgesetzt. Als zweiter Schritt wird das Kabel gebogen
und durch einen weiblichen Gehäuseverbinder gedrückt. In
einem dritten Schritt werden Greifbereiche der weiblichen Anschlussanordnung
gequetscht und die weibliche Anschluss-Kabel-Anordnung wird zurückgezogen, so dass der weibliche
Anschluss an der richtigen Stelle im Innern des weiblichen Gehäuseverbinders
sitzt. Ein Anschlusssteliungssicherungselement wird montiert, und
schließlich
werden die Tülle
und das Tüllenhaltestück auf den
weiblichen Gehäuseverbinder
montiert, um den Zusammenbau abzuschließen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist
eine Explosionsansicht einer gedichteten 90°-Verbinderanordnung, bei welcher
eine gebogene Anschlussumhüllung
in Verwendung mit einem kompressiblen Federkäfig verwirklicht ist und welche
einer ersten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung entspricht;
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2 ist
eine isometrische Ansicht der gebogenen 90°-Umhüllung, wie sie in 1 dargestellt
ist;
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3 ist
eine Explosionsansicht einer gedichteten 90°-Verbinderanordnung, bei der
eine geformte Anschlussumhüllung
wieder in Verwendung mit einem kompressiblen Federkäfig verwirklicht
ist und welche einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung entspricht;
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4 ist
eine isometrische Ansicht der geformten 90°-Umhüllung, wie sie in 3 dargestellt ist;
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5 ist
eine Zusammenbauansicht der gedichteten Verbinderanordnung, wie
sie in 3 dargestellt ist, und welche ferner die Weise
darstellt, in der der männliche
Verbinder an einem freiliegenden Ende eines Anschlussstellungssicherungselements befestigt
ist, das in die Anordnung eingebaut ist;
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6a ist
eine Teilmontageansicht einer Umhüllungsanordnung gemäß einer
bevorzugten Variante zur Umhüllung
eines rechtwinklig geformten Federkäfigs und welche ferner die
Merkmale der verriegelnden Trapezelementanordnung, der vorwärtsweisenden
Quetschbereiche, der kreuzweise verlaufenden Einbuchtungen in den
beabstandeten Umhüllungsflächen und
der lateral ausgestalteten Verriegelungsfenster veranschaulicht;
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6b ist
eine Veranschaulichung der Umhüllung
mit verriegelnden Trapezelementen in einer Voreingriffsstellung
und vor dem nachfolgenden Einführen
des Federkäfigs
und den Zusammendrückbetätigungen,
die durchgeführt
werden, um dessen eventuelle Gestalt zu erreichen, wie wieder in 6a gezeigt
ist, sowie ebenso eine Veranschaulichung der Dorn- und Kompressionsformen,
die beim Zusammenbau der Anschlussbuchse zur Anwendung kommen;
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6c ist eine Veranschaulichung einer Vorderansicht
der Umhüllung
wieder mit den verriegelnden Trapezelementen in einer Voreingriffsstellung und
einer Oberseite und einem Boden, die eine leicht bogenförmige Gestalt
zeigen, und vor dem nachfolgenden Einsetzen des Federkäfigs und
den Zusammendrückbetätigungen,
die durchgeführt
werden, um dessen eventuelle Gestalt zu erreichen, wie sie in 6a gezeigt
ist;
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7 ist
ein Seitenfreischnitt der Umhüllung aus 6a und
veranschaulicht den im Wesentlichen rechtwinklig geformten und kompressiblen
Federkäfig
in eingesetzter und vorgespannt in Eingriff stehender Weise im Innern
der Umhüllung,
eine der zwei Lanzen sind auch gezeigt, die an einer Übergangsstelle
entlang einer rückwärtigen Kante
der allgemeinen Umhüllungsboxform
vorstehen;
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8 ist
eine Veranschaulichung der Umhüllung
in Blechform und vor den nachfolgenden formgebenden Bearbeitungen,
die durchgeführt
werden, um dieser die in 6a gezeigte
Gestalt zu verleihen;
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9 ist
eine Veranschaulichung des rechtwinkligen Federkäfigs in anfänglicher Blechform, welche
mehrere gewinkelte und beabstandete Stäbe aufweist, die zwischen oberen
und unteren Tragestreifen gemäß der vorliegenden
Erfindung gehalten werden;
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10 ist
eine isometrische, perspektivische Ansicht des geformten rechtwinkligen
Federkäfigs
gemäß der vorliegenden
Erfindung und stellt insbesondere sowohl die bogenförmige, kreuzweise verlaufende
Ausgestaltung der beabstandeten Käfigflächen als auch das kombinierte
Abwinkeln/Verdrillen der einzelnen Stäbe dar;
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11 ist
eine Aufsicht des rechtwinkligen Federkäfigs, der in 10 dargestellt
ist und wieder wird die Anordnung der einzelnen und abgewinkelten/verdrillten
Stäbe dargestellt;
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12 ist
eine weitere Endansicht des Federkäfigs, der auch in den 10 und 11 gezeigt ist;
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13 ist
eine Zusammenbauansicht der gedichteten Verbinderanordnung, wie
sie in der Ausführungsform
der 1 dargestellt ist und welche auf ähnliche
Weise die Art und Weise zeigt, mit der der männliche Verbinder an einem
freiliegenden Ende eines Anschlussstellungssicherungselements befestigt ist,
das in die Anordnung eingebaut ist; und
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14 ist
ein Freischnitt der Zusammenbauansicht der 13 und
zeigt die Art und Weise, mit der die Federkäfig/Umhüllung-Vormontagegruppe in die
gedichtete und um 90° gebogene
Verbindergehäuseanordnung
eingearbeitet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird auf die beigefügten
Figuren und insbesondere auf die 1, 13 und 14 Bezug
genommen, eine elektrische Anschlussbuchsenanordnung 10 ist
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt und für die wechselseitige Verbindung elektrisch
betriebener Fahrzeugkomponenten (nicht dargestellt) über einen
zugehörigen,
männlichen
Verbinder (wie eine männliche
Eingangszunge) 12 und ein Kabel (um so einen Ausgang bereitzustellen) 14 bestimmt,
wobei solche Verbindungseingänge
und -Ausgänge
wie Zungen und Kabel typischerweise einem Eingang oder Ausgang bestimmter
Fahrzeugkomponenten entsprechen. Wie zuvor beschrieben, stellen
die Buchsenanordnung und das Verfahren zur Montage eine preisgünstige Lösung für eine Schnellverbindungsanordnung
bereit, welche beim Zusammenbau ein größeres Maß an Drehmomentkontrolle im
Gegensatz zu Kabelverbindungen mittels Schraube und Mutter und zu
einer Rundstiftlösungen
erfordern; die vorliegende Erfindung schafft auch eine Lösung bei
bestimmten Anwendungen mit Verpackungseinschränkungen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Verbesserung gegenüber Zusammenbautechniken des
Standes der Technik dar, welche es erforderlich machen, dass das
Federkäfigelement
an Ort und Stelle geformt wird, nachdem es in die entsprechende
Umhüllungskomponente
eingeführt
wurde. Die diversen Explosions-, Zusammenbau- und Freischnittansichten veranschaulichen
die Gesamtaspekte der gedichteten Verbinderanordnung der 1, 13 und 14.
Ein Kunststoffgehäuse
stellt die Dichteigenschaften für
die 90°-Anschlussanordnung
gemäß der Erfindung
bereit, mit der einzigartigen Durchführung des Zusammenbaus der
Anschlussanordnung in einen weiblichen Gehäuseverbinder und wie nachfolgend
beschrieben wird. Vor der zusätzlichen
Beschreibung dieser Merkmale wird eine Erläuterung hinsichtlich des Federkäfigs und
der Anschlussumhüllungsvormontagegruppe
erfolgen, die allgemein mit 16 bezeichnet ist, und einen
Teil der gesamten Verbinderanordnung 10 darstellt.
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Im
Folgenden wird auf 9 Bezug genommen, eine Federkäfigformstückanordnung
ist allgemein mit 18 bezeichnet und kann in einer bevorzugten
Ausführungsform
einzelne und beabstandete Federformstücke (nicht gezeigt) beinhalten,
die in der parallel anhängigen
Anmeldung USSN 09/951,012 beschrieben sind. Das Formstück 18 (oder
mehrere beabstandete Formstücke)
sind auf einem Paar aus erstem 20 und zweitem 22 Trägerstreifen
gelagert. Die Trägerstreifen 20 und 22 beinhalten
jeweils ihrerseits beabstandete und axial vorgegebene Öffnung, wie
die bei 24 für
den Trägerstreifen 20 und
bei 26 für den
Trägerstreifen 22 gezeigt
sind. Die Streifen ihrerseits stellen Verbindungsbereiche mit dem
Formstück 18 her
(gekennzeichnet durch den Verbindungsbereich 28 für den Streifen 20 und
den Verbindungsbereich 30 für den Streifen 22).
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Die Öffnungen 24 und 26,
die in dem oberen 20 und unteren 22 Trägerstreifen
vorgegeben sind, gestatten die Beförderung der Formstückanordnung 18 auf
einer geeigneten Transportvorrichtung (nicht dargestellt), wie eine
solche, die in Zusammenspiel mit einem geeigneten Stanz-, Formgebungs-
oder Stanzmatrizenbetrieb betrieben wird. Die Verbindungsbereiche 28 und 30 dienen
ferner der Bereitstellung erster und zweiter Haltestellen für die nachfolgenden
gestaltenden und formgebenden Bearbeitungen, die an dem Federkäfigformstück 18 vorzunehmen
sind.
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Das
Federkäfigformstück 18 ist
aus einem Federkupfermaterial mit einer spezifischen Dicke und Ausgestaltung
aufgebaut. Um genauer zu sein, eine erste (oder obere) sich erstreckende
Begrenzung 32, die in einem oberen Rand endet, ist an dem
ersten Trägerstreifen 20 über einen
oberen Verbindungsbereich 28 verbunden. Eine zweite, entgegengesetzt angeordnete
und beabstandete (untere), sich erstreckende Begrenzung 34,
die in einem unteren Rand endet, ist an dem zweiten Trägerstreifen 22 über einen
unteren Verbindungsbereich 30 verbunden.
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Erste
und zweite, mehrere einzelne, beabstandete und gewinkelte Stäbe sind
bei 36 und 38 in individuell beabstandeter und
aufgereihter Weise im Hauptkörper
des Formstücks 18,
in einer irgendwie nach innen beabstandeter Weise von den sich erstreckenden
Rändern 32 und 34 und
an der entgegengesetzt liegenden Seite verlaufenden Rändern 40 und 42 angeordnet,
und sind ebenso durch einen mittleren Zwischenraumbereich 41 des
Formstücks 18 von einander
separiert. In einer Variante sind die einzelnen Mehrheiten 36 und 38 von
Stäben
in einem leichten Winkel 44 vorgesehen, der typischerweise
in einem Bereich von 5° bis
10° relativ
zur Längsrichtung (siehe
bei 46 in 9) liegt, ohne darauf beschränkt zu sein,
um das Aussehen in Aufsicht des Federklipps 18 mit einer
insgesamt rechtwinkligen Gestalt und insbesondere eine Parallelogrammgestalt
der Reihen an Federstäben
zu erreichen.
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Zusätzlich und
einzigartig ausgestaltete Paare von Endbereiche (bei 48 für die Stäbe 36 und
bei 50 für
die Stäbe 38)
sind in einer nach innen beabstandeten Art und Weise zwischen den
seitlich verlaufenden Rändern 40 und 42 des
Formstücks
vorgesehen und, wie besser anhand der 10-12 zu beschreiben
ist, mit der dreidimensionalen Ausbildung des Formstücks in die
gewünschte
Federkäfigform
ist die Schaffung von vergleichsweise glatten Seitenrandflächen des
rechtwinkligen und dreidimensionalen Federkäfigs in Kombination mit einem
sauberen Übergang
der Stäbe 36 und 38,
die auf entgegen gesetzt liegenden, zugewandten Oberflächen des
zusammengesetzten Käfigs
aufgereiht sind, gewährleistet.
Es sollte jedoch deutlich werden, dass die beabstandeten, einzelnen
Mehrheiten 36 und 38 der Stäbe (wie in der Formstückform in 9 dargestellt)
in irgendeinem geeigneten Winkel, wie in keinem Winkel, relativ
zu dem oberen und unteren verlaufenden Rand des Formstücks vorgesehen
sein können,
was im Ergebnis einige Auswirkung auf die Kontaktkraft zwischen
dem männlichen
Stift und der Anschlussbuchsenanordnung hat.
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Wie
zuvor beschrieben, kommt eine geeignete Formgebungs- oder Stanzmatrizenbearbeitung zur
Anwendung, um das Federformstück 18 aus 9 in
einen dreidimensionalen und rechtwinklig geformten Federkäfig auszugestalten,
wie er wiederum in jeder der 10, 11 und 12 dargestellt
ist und mit dem Bezugszeichen 52 versehen ist. Die parallel
anhängige
Anmeldung USSN 09/951,012, eingereicht am 14. September 2001, deren
Priorität
durch die vorliegende Anmeldung teilweise beansprucht wird, beschreibt
mehrere einzelne Formgebungsbearbeitungen, wie solche die das Vorsehen
von entgegengesetzt angeordneten und nach innen gewandten Dornen,
weiblichen Formgebungsoberflächen
und ein Sortiment von Biege- und Verdrillbearbeitungen zur Ausgestaltung
des Federkäfigformstücke in dessen
gewünschte
dreidimensionale Gestalt (was in diesem Fall eine zylindrische und im
Wesentlichen „Sanduhr"-Konfiguration ist)
beinhalten können.
Es sollte deutlich werden, dass ähnliche
formgebende Bearbeitungen in die vorliegende Anmeldung eingearbeitet
werden können,
um den Federkäfig
in dessen gewünschte,
dreidimensionale und rechtwinklige Konfiguration 52 zu
bringen, ebenso wie irgendwelche andere geeignete formgebende oder
Stanzwerkzeugbearbeitung (die in beliebiger Anzahl an gewünschten
Herstellungsschritten durchgeführt
werden kann), um die gewünschte
dreidimensionale und im Innern offene Ausgestaltung des ausgestalteten
Federkäfigs 52 zu
erreichen.
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Im
Folgenden wird wieder auf die 10-12 Bezug
genommen, der dreidimensional ausgestaltete Federkäfig 52 ist
in Abfolge perspektivisch, in Aufsicht und Querschnittsansicht dargestellt,
welche eine leicht bogenförmig
(nach außen)
ausgestellte Konfiguration der ausgebildeten, entgegen gesetzt liegenden
Flächen
des rechtwinkligen Käfigs
darstellen (siehe die allgemein mit 54 und 56 Kennzeichnungen
in dem Endquerschnitt der 12). Zusätzliche
Merkmale beinhalten Biege- und Verdrillbearbeitungen, die an den
einzelnen Mehrheiten an Stäben 36 und 38 (wie
zuvor beschrieben) vorgenommen werden und in Reihenfolge die Stäbe einer
kombinierten Abwinklung und Verdrillung (Verdrehen) unterziehen,
um die erhältliche
Kontaktfläche
mit dem zugehörigen
männlichen
Verbinder mit Anschlusszunge zu maximieren, gleichzeitig mit der ähnlichen
Maximierung der senkrechten Kräfte, die
zwischen der Zunge und den Federkäfigstäben aufgebracht werden, während gleichzeitig
die Einführkräfte, die
notwendig sind, die Anschlussklinge zu installieren, beachtlich
verringert werden. Wiederum mit der abgewinkelten, gekrümmten und
verdrillten (oder verdrehten) Ausgestaltung jedes Stabes 36' und 38' benötigt die
zugehörige
Zunge (Innenseitenverbinder 12), die in den Federkäfig eingeführt wird,
der sich seinerseits selbst im Innern der Umhüllung befindet, viel weniger
Kraft, um die Federstäbe auszulenken
und zu verdrehen, als für
den Fall festgestellt wurde, bei dem höhere Kräfte benötigt wurden, um einen Federstab
auszulenken, wie bei einem herkömmlichen
Biegen.
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Im
Folgenden wird wieder auf die 10-12 Bezug
genommen, jede der dreidimensional ausgestalteten und einzelnen
Mehrheiten an Stäben
(wieder bei 36' und 38') ist nach unten/nach
innen zwischen den gegenüberliegenden Verbindungsbereichen
(32' und 34') abgewinkelt,
wie am besten in der perspektivischen Darstellung von 10 gezeigt
ist. Gleichzeitig trägt
das Verdrillen oder Verdrehen jeder der Mehrheiten 36' und 38' der Stäbe senkrecht
zu deren Verlaufsrichtung zusammen mit deren nach innen gerichteten
Abwinkeln dazu bei, die erhältliche
Oberfläche
zu maximieren, die entlang einer Diagonalrichtung jedes Stabes (viel größer als
einfach eine zentrale punktförmige
Stelle jedes einzelnen Stabes und wie bei herkömmlichen Federstabentwürfen) zur
Kontaktierung einer zugehörigen
Stelle, die sich entlang der entgegengesetzt liegenden, zugewandten
Oberflächen
der zugehörigen
und eingeführten,
männlichen
Zunge erstrecken, verwirklicht ist. In dieser Weise stellt der Aufbau
des rechtwinkligen Federkäfigs
eine signifikante Steigerung der Kontaktfläche bereit, um Anwendungen
mit viel höherem
elektrischem Strom zu handhaben, als in dem Fall mit herkömmlichen
Energieanschlüssen festgestellt
wurde.
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Wie
ferner insbesondere in 11 dargestellt ist, verlaufen
die Stäbe
der ersten Mehrzahl 36' in
einer ersten allgemein gewinkelten Richtung und die Stäbe der zweiten
Mehrzahl 38' (die
auf einer zweiten und gegenüberliegenden
Fläche
der Federkäfiganordnung
aufgereiht sind) verlaufen in einer entgegen gesetzten, zweiten,
gewinkelten Richtung. Wie ferner am besten in 12 gezeigt
ist, resultiert die Biege- und Verdrehbearbeitung, die bei dem Federkäfigformstück 18 zur
Anwendung kommt, in dem Zwischenbereich (nun mit dem Bezugszeichen 41' versehen),
der eine Querschnittsrandstelle des Käfigs 52 definiert,
wohingegen die gegenüber
liegenden Seitenrandstellen überlappen,
wie nun bei 40' und 42' veranschaulicht,
bei einer gegenüber
liegenden Randstelle.
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Im
Folgenden wird nun auf 6a Bezug genommen, eine im Wesentlichen
rechtwinklig gestaltete und im Innern hohle Umhüllung bei der Verwendung mit
der vorliegenden Erfindung ist allgemein mit 58 bezeichnet
und bildet eine Komponente der zusammengesetzten Anschlussbuchsenanordnung, insbesondere
der zusammengesetzten Umhüllung- und
Federkäfigvormontagegruppe.
Wie auch anhand von 6c gezeigt ist,
weist die Umhüllung
eine leicht bogenförmige
(nach außen)
ausgestellte Konfiguration bei 87 und 89 auf.
Die Umhüllung
kann ähnlich
dem zusammengesetzten Federkäfig 52 aus
einem vorgespannten Kupfermaterial hergestellt sein und unter Bezug
auf 8 wird vorgeschlagen, dass die Umhüllung auch
anfänglich
als eine Stanzformteilkonfiguration 60 bereitgestellt wird,
die zwischen Trägerstreifen 62 und 64 abgestützt ist
und durch individuelle Paare beabstandeter Öffnungen 66 beziehungsweise 68,
die entlang deren Axiallängen
ausgebildet sind, transportierbar sind und die mit den Streifen 62 und 64 durch
verstegte/Verbindungsbereiche wie bei 70 beziehungsweise
bei 72 verbunden sind. Wie zuvor anhand der Darstellung
aus 9 des Federkäfigformstücks 18 erläutert, können mehrere
einzelne und beabstandete röhrenförmige Umhüllungen 60 entlang
der Trägerstreifen 62 und 64 vorgesehen
sein, welche einer geeigneten Stanz-/Formgebungsbearbeitung für den Zusammenbau
in die gewünschte
Gestalt ausgesetzt wird und wieder mit dem Bezugszeichen 58 in 6a versehen
ist.
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Im
Folgenden wird wieder auf die Formstückdarstellung 60 der 8 Bezug
genommen sowie auf die Anordnungsdarstellung 58 der 6a,
die Umhüllung
gemäß der bevorzugten
Variante beinhaltet Greifbereiche in der Form beabstandeter und
gegenüber
liegender Laschen 74 und 76. Beim Zusammenbau
verriegeln die Laschen 74 und 76 aufgrund alternierender
Ausnehmungen (siehe bei 78 und 80), die zwischen
den beabstandeten Laschen 74 und 76 ausgebildet
sind und als solches ferner einen leichten Spalt im Zwischenraum,
der zwischen den gegenüberliegenden
Oberflächen
der gegenseitig verriegelnden Laschen 74 und 76 vorgesehen
ist, gestatten können.
Wie am besten in 6a dargestellt ist, wird ein
stufenförmiger
Zwischenraum 77 in 6b durch
das nicht vollständige
Schließen
der Trapezelementränder
(siehe wieder die Laschen 74 und 76) geschaffen.
Die Ränder
werden in einer berechneten und leicht beabstandeten Stellung gehalten,
und diese ist zum Zweck der Einführung
des Spalts in die Trapezelementanordnung, die durch die alternierenden
Laschen 74 und 76 geschaffen wird, so gewählt, dass
der rechtwinklig geformte Federkäfig 52 frei
eingeführt
werden kann, wobei er in dem Dorn 75 bewegt wird, und dann
die Laschen (Trapezelemente) 74 und 76 zusammengedrückt werden,
wie etwa durch Schließen
von einer oberen und unteren Form 79 und 81, um
die erforderlichen Kompressionskräfte zwischen dem Federkäfig und
der Umhüllung
zu schaffen.
-
Wie
zuvor erläutert,
ein Aspekt der Umhüllungs-
und Federkäfigvormontagegruppe
ist die Fähigkeit,
einen Druck- und Reibeingriff des geformten Federkäfigs 52 im
Innern der Umhüllung 58 herzustellen,
wie es im Seitenfreischnitt der 7 gezeigt ist.
Die zusammengebaute Umhüllung 58 (wie
wieder in 6b gezeigt ist) beinhaltet ein
Vorwärtseinführende 82,
das zur Aufnahme des entsprechenden Umrisses des Federkäfigs 52 (wie
in der Querschnittsendansicht der 12 gezeigt
ist) in einer im Wesentlichen freien einführenden und reibungslosen Weise
und durch Bewegen des Dorns 75 in der Umhüllungsrichtung
bemessen ist. Dies ist ferner tatsächlich aufgrund des abgestuften
Zwischenraums 77, der in 6b gezeigt
ist, erforderlich, der wiederum durch nicht vollständiges Schließen der
Trapezelementränder 74 und 76 geschaffen
wird, so dass die Bemaßung
der inneren rechtwinkligen Öffnung
des Einführendes 82 leicht
größer als
die Außenrandbemaßungen des
im Querschnitt angeordneten rechtwinkligen Federkäfigs sind.
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Mit
dem Einführen
des Zusammenbaus des Käfigs 52 in
das offene Ende 82 der Umhüllung 58 kann ein
Paar gegenüber
liegender Dome 73 und 75, zu sehen sowohl bei 73 als
auch 75, in gegenüber
liegender Anordnungsweise angeordnet sein, um das Einführen des
Käfigs 52 in
die rechtwinklige Umhüllung
zu erleichtern. An diesem Punkt werden die gegenüber liegenden Laschen 74 und 76 (Trapezelementbereiche)
durch eine Kompressionskraft vollständig geschlossen, wie durch
die schließenden Formen 79 und 81,
die in der 6b dargestellt werden, die auf
das Äußere der
Umhüllung 58 einwirken, und
um den Käfig 52 in
seiner im Innern angeordneten Weise zu halten. Auf diese Weise wird
der Innenabstand zwischen den bogenförmigen Seiten 87 und 89 der
Umhüllung
in 6c verringert (mittels des Schließend des
Zwischenraums 77 in 6b zwischen
den wechselseitig verriegelnden Trapezelementlaschen), und wodurch
es zum permanenten Reibeingriff des Federkäfig im Innern der Umhüllung kommt.
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Es
folgt eine weitere Beschreibung dessen, was an einem vorderen Bereich 88 der
Umhüllung 58 und
dem vordern Bereich 34' des
Federkäfigs 52,
wie in den 6b, 6c und 12 gezeigt,
passiert. Ein identischer Vorgang betrifft hintere Bereiche 76 der Umhüllung und 32' des Federkäfigs. Wie
zuvor erwähnt,
sind die vorderen Flächen
des Federkäfigs
in 12 und der Umhüllung
in 6c in bogenförmiger (nach außen ausgestellter)
Konfiguration verwirklicht. Wie durch die bogenförmigen Oberflächen 87 und 89 in 6c und bei 54 und 56 in 12 gezeigt,
ist der bogenförmig
Abstand des Federkäfig leicht
größer verwirklicht
als der bogenförmig
Abstand der Umhüllung,
während
der bogenförmige
Radius des Federkäfigs
gleichzeitig leicht kleiner als der bogenförmige Radius der Umhüllung ist.
Der Federkäfig
und die Umhüllung
sind auch so veranschaulicht, dass sie leicht überlappen, siehe bei 34' in 7.
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Die
Zwecke der obigen Ausgestaltungen beinhalten zuerst die Schaffung
einer größeren und breiteren
Kontaktfläche
zwischen dem Federkäfig und
der Umhüllung
nach dem Schließen
der Formen 79 und 81. Ein zweiter Zweck ist die
Schaffung einer Presspassung zwischen dem Federkäfig und der Umhüllung, wobei
der Federkä52 durch die Umhüllung 58 zerkleinert
wird und die Überlappung 34' in 7 gezwungenermaßen verschwindet.
Die bogenförmigen
Oberflächen 87 und 89 der
Umhüllung 58 (dickeres
Material) wird somit die bogenförmigen Oberflächen 54 und 56 des
Federkäfigs 52 (typischerweise
ein dünneres
Material als das, das in der Umhül lung
zur Anwendung kommt) zwingen, sich der bogenförmigen Gestalt der Oberflächen 87 und 89 der
Umhüllung
anzupassen oder dieser zu folgen. Der Federkäfig wird somit von Oberfläche zu Oberfläche mit
der Umhüllung
zusammenpassen. Auf diese Weise wird eine breitere Kontaktfläche zwischen
dem Federkäfig
und der Umhüllung
geschaffen. Die so geschaffene „Presspassung" und „breite
Kontaktfläche" verringert den elektrischen
Widerstand in der Grenzschicht zwischen dem Federkäfig und
der Umhüllung.
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Ein
dritter Zweck dieser bogenförmigen
Ausgestaltung ist die strukturelle Vermeidung, dass der Federkäfig und
die Umhüllung
nach dem Schließen der
Formen 79 und 81 in 6b kollabieren
oder ausbeulen. Dieses ist dasselbe Prinzip, das bei einer bogenförmigen Brücke zu Anwendung
kommt, von der bekannt ist, dass sie erhebliches Gewicht aushält. Um ferner
potenzielles Kollabieren zu vermeiden, definieren nach innen gewandte
Profile 85 und 83 der zusammendrückenden
oberen Form 79 beziehungsweise der Bodenform 81 (siehe
wieder in 6b) bogenförmige Ausgestaltungen, welche
dieselben Bemaßungen
aufweisen, wie die in den bogenförmigen
Oberflächen 87 und 89 der
Umhüllung in 6c zu finden sind. Dies garantiert zusätzlich, dass
die Umhüllung
nicht überbogen
oder ausgebeult wird. Gleichzeitig werden zwei nach innen gerichtete
und gegenüber
liegende Vorsprünge 91 und 93 der
Dome 73 beziehungsweise 75 in 6b in das
Innere der bogenförmige
Bereiche 34' und 32' (ohne die Kontaktstäbe an irgendeiner
Stelle zu berühren)
des Federkäfigs 52 eingebracht.
Die Vorsprünge 91 und 93 sind
auch in bogenförmig
ausgestellter Konfiguration in 6b dargestellt.
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Der
bogenförmige
Abstand 54 und 56 des Federkäfigs ist leicht größer als
der bogenförmige Abstand 93 des
Dorns 75, während
der bogenförmige
Radius 54 und 56 des Federkäfigs wieder leicht kleiner
als der bogenförmige
Radius 93 des Dorns 75 ist. Somit existiert ein
kleiner Spalt zwischen der bogenförmigen Innenfläche 54 und 56 des
Federkäfigs und
der bogenförmigen
Oberfläche 93 des
Dorns 75. Während
des Quetschens der Umhüllung
erlauben schmale Spalte das Verbiegen und die nach Innen gerichtete
Bewegung der bogenförmigen
Ausgestaltungen, die durch die Oberflächen 54 und 56 des
Federkäfigs
bereitgestellt werden, und die bogenförmige Ausgestaltung 34' in 6b,
oder 54 und 56 in 12 des
Federkäfigs,
wird entsprechend der bogenförmigen
Gestalt der Oberflächen 87 und 89 der Umhüllung zusammengedrückt. Wenn
die bogenförmigen
Innenflächen 54 und 56 des
Federkä figs schließlich auf
die bogenförmige
Oberfläche
des Vorsprungs 93 treffen, wird das weitere Auslenken oder Kollabieren
des Federkäfigs
gestoppt. Nach Abschluss aller obiger Vorgänge sind die bogenförmigen Oberflächen des
Federkäfigs
ausgelenkt oder zusammengedrückt
durch sowohl das Quetschen der Umhüllung als auch die Abstützung von
dem bogenförmigen
Vorsprung 93 des Dorns 75 und wird dadurch in
verschiedene bogenförmige
Ausgestaltungen geändert.
Das Zusammendrücken
des Federkäfigs
garantiert, dass diesem ein lang andauerndes, exzellentes, mechanisches
und elektrisches Leistungsvermögen
in der Schnittstelle, die zwischen der Umhüllung und dem Federkäfig geschaffen
wird, verliehen wird.
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Zusätzliche
Merkmale der Umhüllung
beinhalten auch kreuzweise verlaufende und nach innen zusammenfallende
Vorsprünge,
siehe bei 84 und 86, die in gegenüber liegenden
Seitenflächen 88 beziehungsweise 90 der
Umhüllung 58 dargestellt
sind. Die nach innen weisenden Vorsprünge 84 und 86 werden
durch Einwirken einer ausreichenden Kraft auf ein im Wesentlichen
spitzes und flachkantiges Werkzeug (nicht dargestellt) bewirkt und
schaffen Vertiefungen (siehe bei 92 und 94 in 7)
innerhalb der Flächen 88 und 90 der
Umhüllung,
wobei die Vorsprünge 84 und 86 ihrerseits
die oberen und unteren Stäbe 36' beziehungsweise 38' vor Überbeanspruchung
oder Überspreizen
während
des Einführens der
männliche
Zunge oder aus anderen Gründen schützen. Der
Spalt 77 in 6b, wie zu verstehen sein wird,
ist groß genug,
so dass der Federkäfig
frei zwischen und innerhalb der Vorsprünge 84 und 86 in 7 hindurchgeführt werden
kann.
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Im
Folgenden wird wieder auf die 6 und 7 Bezug
genommen, Quetschstellen 96 und 98 sind innerhalb
des nach vorne gewandten Bereichs des Umhüllungskörpers 58 und in der
Nähe des
offenen Einführendes 82 angedeutet.
Die Quetschstellen nehmen ein geeignetes angespitztes Werkzeug (nicht
dargestellt, aber wie zu verstehen sein wird, handelt es sich um
so was wie einen Körner)
auf. Das Werkzeug kommt zur Anwendung, um eine zusätzliche
(typischerweise sekundäre)
Rückhaltekraft
für die
Vormontagegruppe durch die „ausgestellten" Bereiche des Umhüllungsmaterials
an dem offenen Einführende 82 bereitzustellen
und dadurch ferner die Vorwärtsbewegung
des Käfigs 52,
sobald er eingeführt
wurde und in Eingriff mit der Umhüllung 58 steht, zu
beschränken.
Wenigstens eine Lanze 97 ist auch in der Nähe einer
Rückseite
und eines Bodens der Umhüllung
ausgeformt. Der Federkäfig 52 wird
durch die Lanze 97 an Ort und Stelle gestoppt und fixiert während des
Zu sammenbaus. Sowohl die Lanze(n) 97 als auch die Quetschbereiche 96 und 98 fangen den
Federkäfig
als ergänzende
Rückhaltemerkmale. Wie
zuvor erläutert,
die primäre
Kraft zum Rückhalten
des Federkäfigs
im Innern der Umhüllung
ist durch die Presspassung realisiert, die zwischen dem Federkäfig 52 und
der Umhüllung 58 verwirklicht
ist.
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Auch
ist ein Paar von Fenstern 100 und 102 (siehe 6 und 8), die
in der Umhüllung
(sowie in deren Formstückform 60)
vorgegeben sind, dargestellt, so dass beim Zusammenbau der Konfiguration 58 aus 6 die Fenster (in 6 als
erstes Fenster 100 dargestellt) entlang der entsprechenden
Seitenkanten der Umhüllung
angeordnet sind. Die Fenster 100 und 102 stellen
eine Verriegelungsfläche
für einen
Verriegelungsfinger bereit, der auf der Innenseite des Verbindergehäuses (nicht
dargestellt) verwirklicht ist, was ähnlich beliebigen, herkömmlichen
Verbindergehäusedesigns
ist.
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Ebenso
ist in der Umhüllungsformstückdarstellung
der 8 und der zusammengebauten Darstellung der 6 ein Paar von Greifbereichen dargestellt,
siehe bei 108 und 110, welche einen Bereich des
Umhüllungskörper definieren,
der mit dem rechtwinklig geformten Hauptbereich mittels eines wechselseitig
verbindenden und elektrisch leitenden Stegbereichs 111 verbunden
ist. Die Greifbereiche 108 und 110 werden nach
dem Einführen
des freiliegenden Drahtendes eines zugehörigen Kabels (siehe wieder
bei 14 in 1) aufgequetscht, damit die
Umhüllung
für einer
elektrische Verbindung des männlichen
Anschlusses (siehe wieder bei 12) mit dem Kabel 14 sorgt.
Die Greifbereiche 108 und 110 sind, in einer im
Wesentlichen axial angeordneten Weise relativ zur Verlaufsrichtung
des Hauptkörperbereichs der
Umhüllung 58 dargestellt.
Es sollte jedoch auch deutlich werden, dass (wieder mit Bezug auf 1) die
Anschlussumhüllungsvormontagegruppe 16 Greifbereiche
beinhalten kann, die gebogen sind oder (im Falle der Ausführungsform
der 3, wie ferner beschrieben werden wird) anderweitig
in einer rechtwinklig (90°)
gewinkelten Weise ausgeformt sind, so dass sie in die Anschlussbuchsengehäuseanordnung
eingearbeitet werden können.
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Im
Folgenden wird wieder auf die 1 und 2 sowie
auf die im Wesentlichen zusammengebaute Verbinderdarstellung der 13 und
den nachfolgenden Seitenfreischnitt der 14 Bezug genommen,
die gesamte gedichtete Buchsenanordnung 10 ist wieder entsprechend
der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie zuvor beschrieben, bilden
die Umhüllung
und der umhüllte
Federkäfig
(wieder bei 52 im Freischnitt der 14 gezeigt)
einen Bereich einer gedichteten und um 90° gewinkelten Anordnung 10. Es
sollte deutlich werden, dass die Verbindergehäuseanordnungen zusätzliche
dichtende und isolierende Eigenschaften der darunter liegenden Anschlussbuchsenanordnung
verleihen, wenn es zur Anwendung bei einer gegebenen Fahrzeuganwendung kommt,
jedoch ist das Vorhandensein irgendeines besonderen Aufbaus der
Gehäuseanordnung
nicht notwendig gemäß den breitesten
Vorgaben der vorliegenden Erfindung.
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Im
Folgenden wird wieder auf 1 Bezug genommen,
die gesamte Gehäuse/Dichtungsanordnung
der ersten Ausführungsform
ist wieder gezeigt und beinhaltet ein weibliches Gehäuse 112,
das typischerweise aus einem haltbaren, plastifizierten und isolierenden
Material aufgebaut ist und einen ersten Bereich 114, der
in einem ersten offenen Ende 116 endet, und einen zweiten,
intern in Verbindung stehenden Bereich 118 beinhaltet,
der in einem zweiten offenen Ende 120 endet. Die ersten 116 und
zweiten 120 offenen und der Einführung dienenden Enden sind
in einem Winkel von 90° relativ
zueinander verwirklicht, und das Gehäuse 112 gibt einen
offenen. Innenraum zur Aufnahme und Einführung eines Endes des Kabels 14 über das
erste Einführende 116 und
in einer noch zu beschreibenden Weise vor.
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Zusätzliche
Komponenten der Anschlussbuchsen/Gehäuseanordnung 10 beinhalten
das Vorsehen einer flexiblen Tülle 122 und
eines Tüllenhaltestücks 124.
Wie am besten in dem seitlichen Freischnitt der 14 veranschaulicht
ist, wird die Tülle 122 in
das erste offene Ende 116 (siehe auch 1) eingesetzt,
und nach der Installation des Kabels 14 wird das Tüllenhaltestück 124 (zusammen
mit der Tülle 122,
die eine zentral vorgegebene Öffnung
beinhalten, wie bei 123 für die Tülle 122 und bei 125 für das Tüllenhaltestück 124 offensichtlich
ist) in Eingriff über
das erste offene Ende 116 verschoben.
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Im
Folgenden wird wieder Bezug auf den seitlichen Freischnitt der 14 genommen,
der männliche
Verbinder ist wiederum bei 12 veranschaulicht und beinhaltet
ein plastifiziertes Äußeres kombiniert
mit einem im Innern verlaufenden Metallstift 142. Obwohl
es nicht dargestellt ist, bildet der Verbinder 10 einen
Teil einer geeigneten Kabelbaumanordnung oder eines anderen Strom
transportierenden Mittels und, nach dem Einführen des Stiftes durch die
Ausrichtöffnungen 132 der
TPA 126 und 140 der Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 16,
wird der Stift 142 in den rechtwinklig ausgeformten und
im Innern installierten Federkäfig 52 eingeführt. Zusätzliche
Komponenten beinhalten eine im Wesentlichen rechtwinklig geformte
und im Innern hohle Grenzflächendichtung 144,
welche in eine ausgenommene Stelle in der Nähe des zweiten offenen Endes 120 des
weiblichen Gehäuses 112 (siehe
wieder 14) passt. Eine ähnlich rechtwinklig
geformtes Dichtungshaltestück 146 beinhaltet
einen nach Außen
gestuften und umgebenden Lippenbereich, so dass er über das
offene Ende 120 des Gehäuses passt
und wird mit dem Verbindergehäuse
beim Verbinderhersteller mit Ultraschall verschweißt.
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Eine
Beschreibung der Art, in der die gedichtete Buchsenanordnung 10 zusammengebaut
wird, erfolgt nun, und beinhaltet als erstes das Einsetzen der Grenzflächendichtung 144 in
das zweite offene Ende 120 des Gehäuses 112, und ist
in deren Sitzflächenstelle
in 14 dargestellt, wobei an dem Punkt das fensterförmige Dichtungshaltestück 146 dann über dem
offenen Gehäuseende 120 befestigt
wird. Ein nächster
Schritt beinhaltet das Schieben des Tüllenhaltestücks 124, und dann
der Tülle 122 über ein freiliegendes
Drahtende 148 des Kabels 14 und deren Vorrücken um
eine gewählte
Strecke entlang einer Axialrichtung des Kabels 14. Das
Drahtende 148 des Kabels 14 wird dann durch das
erste offene Ende 116 des weiblichen Gehäuses 112 geführt, durch
das verbindende Innere gedrückt
und über
dessen 90° Krümmung und über das
zweite freiliegende Ende 120 des Gehäuses 112 um einige
Zoll verlängert.
An dieser Stelle werden die Greifbereiche 134 und 136 der
Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 16 um das
freiliegende Drahtende 148 des Kabels 14 gequetscht,
und das Kabel und seine aufgequetschte Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe
werden dann in seine Endposition zurückgezogen, wie in der freigeschnittenen
Ansicht der 14 gezeigt ist, wobei das freiliegende
Drahtende 148 in elektrischer Verbindung mit den Greifbereichen 134 und 136 steht.
Ein zusätzlicher
Installationsschritt beinhaltet das Einführen des Anschlussstellungssicherung (TPA) 126 in
das zweite offene Ende 120 des weiblichen Gehäuses 112.
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Im
Folgenden wird wieder auf 1 und auf 14 Bezug
genommen, die Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 16 ist
eingepasst oder verkleidet durch ein im Innern offenes Ende eines
Anschlussstellungssicherungs-(TPA)-Element 126. In 1 ist
die TPA 126 ähnlich
aus einem haltbaren und plastifizierten Material hergestellt und
beinhaltet einen aufgeweiteten oberen Bereich 128, einen
in der Größe verringerten,
unteren Bereich 130, und einen im Innern offenen Durchgang,
der zu einer am Boden zugänglichen Öffnung 132 führt. Innerhalb
des oberen Bereichs 128 ist ein nach innen ausgestalteter Schlitz 132,
der in Verbindung mit einer oberen Oberfläche 133 der TPA 126 steht,
und welche seinerseits eine Aufnahme bildet für die um 90° gewinkelte Ausgestaltung der
ausgedehnten Greif-/Quetschlaschen (siehe bei 134 und 136),
die in Verbindung mit der Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 16 stehen und
wobei bei Einführen
des rechtwinklig gestalteten Bereichs, siehe bei 138, ein
offener Boden 140 der Umhüllungsvormontagegruppe 16 in
einführenden Eingriff
in die TPA 126 gebracht werden kann und in Verbindung mit
deren Bodenöffnung 126 steht.
Nach dem Einführen
der TPA 16 in das Verbindergehäuse und dem Verkleiden um die
Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe,
werden zwei Verriegelungslaschen 133', die sich von Stellen entlang
des oberen aufgeweiteten Bereichs 128 der TPA erstrecken,
in Eingriff mit Verriegelungsmerkmalen gebracht (wie zu verstehen
sein wird, ähnlich
wie bei beliebigen herkömmlichen
Verriegelungsmerkmalen), die im Innern des Verbindergehäuses (nicht
dargestellt) angeordnet sind und in einer nicht-bewegbaren Stellung
fixiert. Daher ist die Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe
befestigt und in einer gewünschten
Stellung, die in 14 gezeigt ist, gesichert. Die
finale Anordnung beinhaltet die Tülle 122 und das Tüllenhaltestück 124,
die über
das Kabel in Eingriff über das
erste offene Ende 116 des Gehäuses, wie in 14 gezeigt,
verschoben werden.
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Schließlich wird
auf die 3 und 5 Bezug
genommen, eine elektrische Anschlussbuchsenanordnung 150 ist
entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Der Aufbau der Buchsenanordnung 150 entspricht
weitgehend der, die bei 10 in den entsprechenden Ansichten
der 1 und 13 dargestellt ist, abgesehen
von einigen alternativen Ausgestaltungen, die nun erläutert werden.
Um genauer zu sein, die Vormontagegruppe, die die Umhüllung und den
im Innern gehaltenen Federkäfig
beinhaltet, ist mit dem Bezugszeichen 152 versehen und
unterscheidet sich von jener, die mit 16 in der ersten
Ausführungsform
gekennzeichnet ist, dadurch, dass die Umhüllungskomponente eine flache,
geradlinig geformte (im Gegensatz zu einer gebogenen) Ausgestaltung
aufweist. Wie bei der zuerst offenbarten Ausführungsform ist der rechtwinklig
geformte Federkäfig,
wie ebenso bei 52 in den 10-12 dargestellt,
so gezeigt, dass er in das offene Ende 154 der Umhüllungsvormontagegruppe 152 eingeführt ist.
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Der
rechtwinklig geformte Hauptkörperbereich
der Umhüllungsvormontagegruppe 152 kann bei
bestimmten Anwendungen als ein Stück ausgebildet sein. Alternativ
und wie zuvor erörtert
wird auch vorgeschlagen, dass alternierende Verzahnungsbereiche 156 und 158 an
gegenüber
liegenden und wechselseitig verriegelnden Randstellen der Umhüllung entsprechend
der Anordnung des eingeführten Federkäfigs ausgebildet
sein können
und können
in der zuvor beschriebenen Weise in Presspassung gebracht werden,
um den Federkäfig 52 in
einer im Innern gehaltenen und einer elektrisch verbindenden Weise
reibend zu befestigen. Die Greifbereiche 160 und 162 erstrecken
sich von einem Ende 164 der Umhüllungsvormontage und werden,
wie bei der vorhergehenden Ausführungsform
offenbart wurde, auf die ausgedehnten Drahtenden 148 des
Kabels 14 während
des Buchsenzusammenbauverfahrens aufgequetscht.
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Im
Folgenden wird wieder auf die 3 und 5 Bezug
genommen, zusätzliche
Komponenten der Baugruppe 150 gemäß der zweiten Ausführungsform
beinhalten ein weibliches Gehäuse 166,
das typischerweise wieder aus einem haltbaren, plastifizierten und
isolierenden Material aufgebaut ist und welches einen ersten Bereich 168,
der in einem ersten offenen Ende 170, und einen zweiten,
im Innern verbindenden Bereich 172 beinhaltet, der in einem zweiten
offenen Ende 174 endet. Die ersten 170 und zweiten 174,
offenen und zur Einführung
vorgesehen Enden sind in einem Winkel von 90° relativ zueinander verwirklicht,
und das Gehäuse 166 definiert
wieder einen offenen Innenraum zur Aufnahme eines Einführendes
des Kabels 14 über
das erste Einführende 170 in
der beschriebenen Weise.
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Zusätzliche
Komponenten der Anschlussbuchsen/Gehäuseanordnung 150 gemäß der zweiten
Variante beinhalten das Vorsehen einer flexiblen Tülle 176 und
eines Tüllenhaltestücks 178.
Wie am besten in dem seitlichen Freischnitt der 14 gezeigt
ist, ist die Tülle 176 in
das erste offene Ende 170 eingesetzt und nach der Installation
des Kabels 14 wird das Tüllenhaltestück 178 (zusammen mit
der Tülle 176,
die wiederum eine zentral vorgegebene Öffnung beinhaltet) in Eingriff über das
erste offene Ende 170 verschoben.
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Die
Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 152 wird
dann in ein im Innern offenes Ende eines Anschlussstellungssicherungs-(TPA)-Element,
das bei 180 gezeigt ist, eingeführt, das TPA 180 ist
wiederum aus einem haltbaren und plastifizierten Ma terial, oder
einem geeigneten Isoliermaterial hergestellt, und beinhaltet einen
aufgeweiteten, oberen Bereich 182, einen in der Größe reduzierten,
unteren Bereich 184 und einen im Innern offenen Durchgang, der
zu einer am Boden zugänglichen Öffnung 186 führt. Der
obere Bereich 182 der TPA ist ausgestaltet, wie durch die
mehreren Oberflächen 188 dargestellt, und
um einen Sitz für
die 90° gewinkelte
Ausgestaltung der ausgedehnten Greif-/Quetschlaschen (siehe bei 160 und 162)
in Verbindung mit der Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 152 und
bei Einführen
des rechtwinklig ausgestalteten Bereichs der Vormontagegruppe 152 in
die TPA 180, der in Verbindung mit deren Bodenöffnung 186 steht,
zu bilden. Auch sind Verriegelungslaschen 185 (eine davon
ist in 3 ersichtlich) auf gegenüber liegenden Seiten der Ausgestaltung
mit mehreren Oberflächen 188 des
oberen Bereichs 182 der TPA dargestellt, die als die Laschen 133' fungieren,
die zuvor in der Ausführungsform
der 1 nachgewiesen wurden.
-
Der
männliche
Verbinder ist wiederum bei 12 dargestellt und, wie anhand
der ersten Ausführungsform
in 14 beschrieben, beinhaltet ein plastifiziertes Äußeres kombiniert
mit einer im Inneren verlaufenden Metallzunge 142. Beim
Einführen
des Stiftes durch die Ausrichtöffnungen 186 der
TPA 180 und 154 der Umhüllung/Federkäfig-Vormontagegruppe 152 wird
der Verbinderstift in den rechtwinklig geformten und im Innern installierten
Federkäfig 52 eingeführt, genauso
wie bei der ersten bevorzugten Variante. Zusätzliche Komponenten beinhalten
wieder eine im Wesentlichen rechtwinklig geformte und im Inneren
ausgehöhlte
Grenzflächendichtung 190,
welche in eine ausgesparte Stelle in der Nähe des zweiten offenen Endes 174 des
weiblichen Gehäuses 166 passt.
Ein ähnliches
rechtwinklig geformtes Dichtungshaltestück 192, welches wiederum
einen nach außen
gestuften und umgebenden Lippenbereich beinhaltet, passt über das
zweite offene Ende 174 des Gehäuses, um die Buchsenanordnung 150 abzudichten,
von dem männlichen
Verbinder nachdem sowohl der männliche
als auch der weibliche Verbinder in Eingriff gebracht sind. Die
Schritte zum Aufbau der Verbinderanordnung 150 sind ansonsten
dieselben, die zuvor für
die Anordnung 10 offenbart wurden, so dass eine wiederholte
Beschreibung nicht notwendig ist.
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Ein
Verfahren zum Zusammenbau einer Anschlussbuchsenanordnung zur gegenseitigen
Verbindung von Eingangsquellen eines Fahrzeugs, wie wiederum das
Kabel 14 und der männliche
Verbinder 12, der sich aus den elektrisch versorgten Fahr zeugkomponenten
erstreckt, ist auch in Kombination mit der zuvor erwähnten Anordnung
offenbart und beinhaltet die folgenden Schritte: Bereitstellen wenigstens
eines Federkäfigformstücks mit
ersten und zweiten ausgedehnten Rändern und mehreren beabstandeten
und gewinkelten, gekrümmten
und verdrillten oder verdrehten Stäben, die zwischen den ausgedehnten
Rändern
verlaufen, und den Schritt des Formgebens des Federkäfigformstücks in die
im Wesentlichen „rechtwinklig" geformte Ausgestaltung,
bei der die gewinkelten Stäbe
in einer kombinierten, nach innen ausgelenkten und verdrillten Weise
ausgestaltet sind. Zusätzliche
Schritte beinhalten die Bereitstellung der im Wesentlichen rechtwinklig
geformten und im Innern hohlen Umhüllung, den einführenden
Zusammenbau des ausgebildeten Federkäfigs in ein offenes Ende der
Umhüllung,
zusammendrückendes
Betätigen
der Umhüllung
in vorspannender und mit Druck beaufschlagender Weise und mit einer breiten
Kontakffläche,
die zwischen der Umhüllung und
dem Federkäfig
und um die Peripherie des Federkäfigs
verwirklicht ist, und das unter Vorspannung In-Eingriff-Bringen
des männlichen
Stiftes mit dem zusammengesetzten Federkäfig und der Umhüllung, so
dass die Umhüllung
ein ausgedehntes Ende eines zweiten Kabels an einer weiteren Stelle
greift, wie durch Aufquetschen zugehöriger Greiflaschen, um eine
elektrische Verbindung der männlichen
Zunge 142 mit dem Kabel 14 herzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung offenbart daher eine verbesserte Anschlussbuchsenanordnung
mit verringerter Anzahl an Komponenten, minimierten Übergängen über den
elektrischen Energieverlauf von der männlichen Zunge durch das Kabel
am Umhüllungsende
mit daher vergrößerten effektiven
Kontakfflächen über den
elektrischen Energieverlauf im Vergleich zu Stift- oder Zungenanschlüssen des Standes
der Technik. Das formgebende Verfahren in der Progressionsform wird
zur Herstellung des Käfigs in
der gewünschten
rechtwinkligen Gestalt verwendet. Alle Zusammenbauverfahren, Ausschneiden und
Ausformen der Umhüllungen,
sind in dieselbe Progressionsform eingebaut und die Verwendung von
Progressionsformträgern
in einem Automationsprozess schafft eine größere Wirtschaftlichkeit bei der
Herstellung der Buchsenanordnungen.
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Die
Buchsenanordnung ist auch aus einer vereinfachten zweiteiligen Komponentenanordnung aufgebaut,
und es wurde festegestellt, dass dadurch weniger Material und formgebende
Bearbeitungen als bei anderen herkömmlichen Anordnungen erforderlich
sind sowie eine hohe und zuverlässige
Leistung geboten wird. Schließlich wurde
festgestellt, dass die Anschlussbuchsenanordnung kostengünstig insbesondere
bei Starkstromanwendungen ist und dazu verwendet werden kann, existierende
Mutter- und Schraubenergieverbindungssysteme zu ersetzen, was Drehmoment- oder Verschneidungprobleme
eliminiert. Die männliche
Zunge (siehe wieder bei 12 und bei 142 in 14)
ist als ein Stück
eines Kupferblechs gestanzt, was den Stanzvorgang im Vergleich zum
Stanzen eines runden hohlen Stifts vereinfacht oder eine Komponente
für den
massiven Stift spart. Der Zungenenergieanschluss stellt auch eine
gute Lösung
bei Raumbegrenzungen in einer gegebenen Richtung und bei manchen
Anwendungen bereit. Ferner ist die gedichtete, weibliche 90° Verbindung
durchführbar
im Rahmen dieser Erfindung verwirklicht, indem das spezifische Verbinderzusammenbauverfahren
eingehalten wird und die bestimmte 90° Konfigurationen der Umhüllung berücksichtigt
werden.
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Mit
Beschreibung der derzeitig bevorzugten Ausführungsformen sollte deutlich
geworden sein, dass die Erfindung anderweitig im Umfang der beigefügten Ansprüche verwirklicht
werden kann.