DE69214860T2

DE69214860T2 - Elektrische Verbinderanordnung

Info

Publication number: DE69214860T2
Application number: DE1992614860
Authority: DE
Inventors: Jeffrey J Pawlicki; Timothy R Ponn; Thomas G Premo
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2012-02-28
Also published as: JPH05144513A; EP0503380A3; EP0503380A2; KR920019012A; DE69214860D1; JP2552218B2; EP0503380B1; KR970000283B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Gebiet elektrischer Verbinder, und insbesondere auf ein elektrisches Verbindersystem für einstellbare Automobil- Fahrwerksbestandteile.

Hintergrund der Erfindung

Elektrische Verbinder werden zur Übertragung von Leistung und anderen elektrischen Signalen von einer entfernten Steuereinheit zu einer Vielzahl von einstellbaren Automobil-Fahrwerksbestandteilen, wie elektrisch einstellbaren hydraulischen Federbeinen und Stoßdämpfern, bereitgestellt. Elektronische Niederspannungs-, Niederstrom-Information wird zwischen den elektrisch einstellbaren Stoßdämpfern und der elektronischen Kontrolleinheit durch einen elektrischen Kabelsatz übertragen.
Es ist verständlich, daß solche elektrischen Verbindersysteme, welche unter einer Motorhaube oder in einem Rad angebracht sind, sehr wohl ziemlich harten Umgebungen ausgesetzt sind, welche etwa hohe Vibrationen, Aufprall, starke Feuchtigkeit und salzige Umgebungen enthalten.
Daher wurden die, solchen elektrischen Verbindersystemen innewohnenden, Probleme durch Bereitstellung von relativ komplexen Verbindern gelöst, welche eine relativ große Komponentenzahl, klobige Koaxialverbinderkomponenten, eine Anzahl von Dichtungen zum Schutz gegen die Umgebung, Polarisationseigenschaften und ähnliches enthalten. Solche komplexe Verbinder sind im Zusammenbau nicht kosteneffektiv und im Gebrauch schwer zu warten. Ein Beispiel eines elektrischen Verbindersystems für einstellbare Automobil- Fahrwerksbestandteile ist in dem US-Patent Nr. 4,789,343 von Dougherty et al. gezeigt, erteilt am 6. Dezember 1988.
Es besteht definitiv Bedarf an einem elektrischen Verbindersystem der beschriebenen Art, welches sehr einfach und kosteneffektiv ist und doch die Probleme löst, welchen man in den harten Umgebungen solcher Verbindersystemen begegnet. Diese Erfindung zielt darauf, diesen Eedarf zu befriedigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine neue und verbesserte elektrische Verbinderbaugruppe bereitzustellen, welche auf einfache Weise zur Verbindung eines elektronischen Steuersystems mit einem einstellbaren Automobil-Fahrwerksbestandteil einsetzbar ist.
In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält die Baugruppe ein dielektrisches Gehäuse mit Anschlüssen zur Verbindung mit geeigneten passenden Anschlüssen an dem Fahrwerksbestandteil. Eine separate dielektrische Rasteinrichtung wird zum Verrasten der elektrischen Verbinderbaugruppe mit komplementären Rasteinrichtungen an dem Fahrwerksbestandteil bereitgestellt. Die separate Rasteinrichtung wird an das dielektrische Gehäuse mit Ultraschall angeschweißt. Durch getrennte Herstellung des Gehauses und der Rasteinrichtung aus dielektrischem Material und Zusammenschweißen der zwei Komponenten mit Ultrarchall, können viel einfachere kosteneffektive Gieß- oder Formgebungs-Techniken verwendet werden und zusätzliche Verrasterungs-Hardware und Dichtungen werden eliminiert.
In der bevorzugten Ausführungsform ist das dielektrische Gehäuse mit einer im allgemeinen zylindrischen Aufnahme zur Aufnahme eines geeigneten Steckers an dem Fahrwerksbestandteil gegossen oder geformt. Der Rasteinrichtung wird eine im allgemeinen zylindrische Umhüllung übergeschoben und an der Aufnahme ultraschallgeschweißt. Die zylindrische Umhüllung hat eine konzentrische Öffnung, durch welche der Stecker des Fahrwerksbestandteils in den Aufnehmer eingeführt werden kann.
Die Erfindung umfaßt, daß das dielektrische Gehäuse eine gegossene oder geformte Plastikkomponente ist, und daß die Anschlüsse mit in der Gehäuse-Aufnahme freiliegenden Kontaktabschnitten in das Gehäuse eingeschmolzen sind. Normalerweise werden zwei Anschlüsse benötigt. Die Erfindung umfaßt es, daß ein Anschluß einen zylindrischen Kontaktabschnitt aufweist, und der andere Anschluß einen koaxial in dem zylindrischen Kontaktabschnitt angeordneten Stift-Kontaktabschnitt aufweist, wodurch die Notwendigkeit von Polarisations- bzw. Ausrichtungsmitteln beseitigt wird, die bei Verbindern der beschriebenen Art nach dem Stand der Technik vorhanden ist.
Durch Eirischmelzen der Anschlüsse in das gegossene oder geformte Gehäuse werden keine Dichtungen benötigt, um die Anschlüsse zu schützen. Die Anschlüsse werden an jeweilige elektrische Drähte angeschlossen, und die Anschlußbereiche dazwischen werden durch das Plastikmaterial des gegossenen oder geformten Gehäuses umgeben, wodurch weitere Dichtungen zum Schutz der elektrischen Anschlüsse beseitigt werden.
Darüber hinaus zieht die Erfindung in Betracht, daß das dielektrische Gehäuse eine Basis enthält, wobei die integrale Aufnahme von der Basis wegweist. Die Anschlüsse sind im allgemeinen L-förmig, wobei ein Bein von jedem L-förmigen Anschluß an einen jeweiligen elektrischen Draht angeschlossen ist und das andere Bein von jedem L-förmigen Anschluß seinen Kontaktabschnitt bildet, welcher sich in die Aufnahme hinein ausdehnt. Daher hat die Verbinderbaugruppe ein sehr kompaktes, niedriges Profil im Gegensatz zu den klobigen Koaxialverbindern, welche den bisherigen Stand der Technik beherrschen.
Andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Eigenschaften dieser Erfindung, welche für neu gehalten werden, werden besonders in den anhängenden Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung kann, gemeinsam mit ihren Zielen und deren Vorteilen, am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente identifizieren. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Explosionsansicht der elektrischen Verbinderbaugruppe, welche die Konzepte der Erfindung beinhaltet, in Verbindung mit einem Bestandteil eines einstellbaren Automobil-Fahrwerksystems,
Figur 2 eine perspektivische Anicht der elektrischen Verbinderbaugruppe in zusamengebautem Zustand, mit Blick in Richtung des rechten Endes der Explosionszeichnung von Figur 1 und
Figur 3 einen Schnitt, generell entlang der rechtwinkligen Linie 3-3 von Fig. 2, und das Fahrwerksbestandteil, welches auf der linken Seite von Fig. 1 gezeigt ist.

Detaillierte Beschreibung

Unter detaillierter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zuerst auf Figur 1, wird die Erfindung hierin beschrieben in Form einer elektrischen Verbinderbaugruppe, die generell mit 10 bezeichnet ist, zur elektrischen Verbindung mit einer passenden elektrischen Verbinderbaugruppe, generell mit 12 bezeichnet, welche an einem Fahrwerksbestandteil eines einstellbaren Automobil-Fahrwerksystems befestigt ist, das als Phantom dargestellt und generell mit 11 bezeichnet ist.
Die Verbinderbaugruppe 10 enthält ein dielektrisches Gehäuse, generell mit 14 bezeichnet, eine separate dielektrische Rasteinrichtung, generell mit 16 bezeichnet, eine O-Ring Dichtung 18 (angebracht im Inneren von Gehäuse 14, und der Rasteinrichtung 16, wenn zusammengebaut) und einen Drahtaufnehmer, generell mit 20 bezeichnet, mit einem Paar von ringförmigen Dichtungen 22, welche ein Paar elektrischer Drähte 24 umgeben, welche in dem Verbinder angeschlossen sind. Das dielektrische Gehäuse 14 und die separate dielektrische Rasteinrichtung 16 sind die primären Komponenten der Erfindung, welche in sich Anschlüsse beherbergen, wie im folgenden beschrieben wird Gehäuse und Verrasterung werden jeweils einzeln aus gegossenem oder geformten Plastik hergestellt, wie auch die Rückhalte-Vorrichtung 20.
Figur 2 zeigt ein dielektrisches Gehäuse 14, die Rasteinrichtuiig 16, den O-Ring 18, die Rückhalte- Vorrichtung 20 und Ring-Dichtungen 22 in zusammengebautem zustand, mit Blick auf das rechtsseitige Ende der Explosionszeichnung von Figur 1.
Unter Bezugnahme auf Figur 3, in Verbindung mit den Figuren 1 und 2, enthält das dielektrische Gehäuse 14 eine Basis 26 und eine integrale Aufnahme 28. Die Basis 26 ist generell flach, und die Aufnahme 28 ist generell zylindrisch, und weist von der Basis im wesentlichen rechtwinklig weg.
Die Rasteinrichtung 16 enthält eine im wesentlichen zylindrische Umhüllung 30 mit einem Paar bogenförmiger Rastarme 32, die mit der Umhüllung als Ganzes gegossen oder geformt sind und von gegenüberliegenden Seiten hiervon nach außen weisen, wobei die Rastarme selbstfedernd sind. Jeder Rastarm 32 weist einen nach außen weisenden Hakenabschnitt 34 auf, zum schnappenden Eingriff mit der Fahrwerkskomponente 11, wie im folgenden beschrieben wird. Die zylindrische Umhüllung 30 ist so bemessen, daß sie teleskopartig über die Aufnahme 28 vom Gehäuse 14 geschoben werden kann, und wird während des Zusammenbaus des Verbinders bei der Produktion hieran mit Ultraschall angeschweißt, wie etwa bei 36 (Fig. 3). Die Ultraschallschweißung bildet einen kontinuierlichen Ring um die Aufnahme 28 zwischen der Aufnahme und der Umhüllung 30 und dichtet die zwei Komponenten so ab, als ob sie ursprünglich als Ganzes durch eine viel komplexere und teurere Gieß- oder Formungs-Prozedur und entsprechendes Werkzeug gegossen oder geformt worden wären.
In Figur 3 ist zu sehen, daß die Umhüllung 30 eine nach innen gewendete kreisförmige Flanke 38 aufweist, und daß die Länge der Aufnahme 28 kürzer ist als die Länge der Umhüllung, wodurch eine Rille 40 zur Aufnahme der O- Ring-Dichtung 18 dazwischen gebildet wird. Die Dichtung wird zum abdichtenden Eingriff um den passenden Verbinder 12 bereitgestellt, wenn der Verbinder in die Aufnahme 28 vom Gehäuse 14 eingeführt wird.
Wie beim vorstehend festgestellt wurde, wird die elektrische Verbinderbaugruppe 10 zur Überrtragung von Leistung und anderen elektrischen Signalen von einer entfernten Steuereinheit (nicht gezeigt) zu dem einstellbaren Automobil-Fahrwerksystem bereitgestellt. Herkömmliche elektronische Steuereinrichtungen enthalten daher ein Paar elektrischer Drähte 24 eines elektrischen Kabelgesatzes, welche zurück zu der entfernten Steuereinheit fuhren. Die elektrische Verbinderbaugruppe 10 enthält ein Anschlußpaar, generell mit 42 und 44 in Fig. 3 bezeichnet. Jeder Anschluß ist mit freiliegenden Leitern 48 der Drähte 24 elektrisch verbunden, wie etwa durch Crimping-Abschnitte 46.
Jeder Anschluß 42 und 44 ist im wesentlichen L- förmig. Spezieller weist Anschluß 44 ein Bein 44a auf, welches an seinen jeweiligen elektrischen Draht 24 gecrimpt ist, und ein anderes Bein 44b, welches einen Kontaktabschnitt des Anschlusses bildet. In gleicher Weise hat der Anschluß 42 ein Bein 42a an seinen jeweiligen elektrischen Draht gecrimpt, und ein anderes Bein 42b bildet einen Kontaktabschnitt des Anschlusses. Der Kontaktabschnitt 44b des Anschlusses 44 ist im wesentlichen zylindrisch geformt, und der Kontaktabschnitt 42b des Anschlusses 42 bildet einen Stift-Kontakt, der koaxial innerhalb des zylindrischen Kontaktes 44b angeordnet ist. Diese konzentrische Konfiguration der Kontaktabschnitte beugt jeglichen Polarisations-Eigenschaften in den passenden Verbindern vor. Die generelle L-Form der Anschlüsse ist komplementär zu der generellen Form der flachen Basis 26 und der Aufnahme 28 des Gehäuses 14 und stellt eine kompakte Niedrig-Profil-Konfiguration der Verbinderbaugruppe 10 bereit im Gegensatz zu den Koaxialkonfigurationen der Verbinderbaugruppen nach dem bisherigen Stand der Technik.
Wie in Figur 3 zu sehen, umfaßt die Erfindung, daß die Anschlüsse 42 und 44 in das gegossene oder geformte Plastikmaterial des Gehäuses 14 eingeschmolzen sind, wobei das distale Ende von Kontakt 42b unterhalb des gegossenen oder geformten Materials liegt und die äußere Oberfläche des zylindrischen Kontaktes 44b außerhalb des Materials freiliegt, zur passenden Verbindung mit Kontakten der passenden Verbinderbaugruppe 12, wie unten beschrieben. Es ist auch zu sehen, daß die Anschlußgebiete zwischen Anschlüssen 42 und 44 mit Drähten 24 (d.h. die Crimpverbindungen 46 auf die Leiter 48) durch das gegossene oder geformte Plastikmaterial von Gehäuse 14 umgeben sind. Konsequenterweise sind nicht nur die Anschlüsse im wesentlichen von schroffen Umgebungen geschützt, sondern die Verbindungen zwischen den Anschlüssen und den elektrischen Drähten sind ebenfalls geschätzt, welches viele der Dichtungen des bisherigen Standes der Technik vollständig eliminiert.
Noch unter Bezugnahme auf Figur 3, enthält die passende Verbinderbaugruppe 12 ein einfaches, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 50, welches einen Stecker zur Einführung in die Aufnahme 28 von Gehäuse 14 der Verbinderbaugruppe 10 bildet. Wie man sehen kann, dichten die O-king-Dichtungen 18 über die äußere, zylindrische Oberfläche vom Gehäuse 50.
Das Gehäuse 50 der passenden Verbinderbaugruppe 12 besitzt ein externes Gewinde 52. Wie transparent dargestellt ist, besitzt der Fahrwerksbestandteil 11 eine hieran befestigte, innen mit Gewinde versehene Mutter 54. Die Mutter ist innen mit Gewinde versehen. Daher ist das Gehäuse 50 des passenden Verbinders 12 einfach in die befestigte Mutter 54 eingeschraubt. Das Gehäuse 50 besitzt eine innere Bohrung 56, koaxial zu einem Loch 58 in dem Fahrwerksbestandteil 11, durch die elektrische Leitungs-Drahte (nicht gezeigt) eingeführt werden können. Die elektrischen Drähte fuhren zu elektrisch betriebenen Einrichtungen innerhalb des Fahrwerksystems, um das Fahrwerksystem zu steuern, wie es bei dieser Technologie bekannt ist.
Eine gegossene oder geformte dielektrische Wulst oder ein Stecker 60 wird in das zylindrische, distale Ende des Gehäuses 50 der passenden Verbinderbaugruppe 12 eingeführt, und trägt ein Paar zylindrischer Kontakte 62 und 64. Die Kontakte sind in die Wulst 60 eingeschmolzen und bilden buchsenförmige Kontakte des passenden Verbinders 12. Insbesondere ist der äußere, zylindrische, buchsenförmige Kontakt 62 in Größe und Form so gewählt, daß er teleskopartig über den zylindrischen Kontaktabschnitt 44b von Anschluß 44 geschoben werden kann. Der innere, zylindrische, buchsenförmige Kontakt 64 ist konzentrisch zu dem äußeren Kontakt 62, und ist in Größe und Form so gewählt, daß er teleakopartig über den Stift-Kontakt 42b von Anschluß 42 geschoben werden kann. Die Wulst 60 wird auf dem zylindrischen Gehäuse 50 angebracht und, wie in 62, durch geeignete Mittel, wie ein gewinkelter Reibungsring, welcher ein einfaches Einführen ermöglicht, aber gegen Entfernen verspannt, innerhalb dessen Innenseite fixiert.
Letztlich ist die Rückhalte-Vorrichtung 20 in Figur 3 als im wesentlichen tassenförmig mit Seitenwänden 68, welche die nach außen weisenden Abschnitte 70 von Gehäuse 14 umgeben, und einer Bodenwand 72 mit einer Öffnung, durch welche Drähte 24 eingeführt werden, gezeigt. Die Ring-Dichtungen 22 umgeben die jeweiligen Drähte 24, und die Rückhalte-Vorrichtung 20 kann verwendet werden, um die Drähte 24 weiter zu halten. Wie in Figur 1 zu sehen, weist der vorstehende Abschnitt 72 des Gehäuses 14 ein Paar schnappender Arretierungen 76 an gegenüberliegenden Seiten auf, zum Einschnappen in geeignete Arretierungs-Ausnehmungen (nicht sichtbar in der Zeichnung), welche an der Innenseite der Wande 68 der Rückhalte-Vorrichtung gebildet sind, um sich schnappend in die Rückhalte-Vorrichtung auf dem Gehäuseabschnitt 70 zu fügen.
Es sei festgehalten, daß die Erfindung in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann, ohne von ihrem Geist oder ihren zentralen Eigenschaften abzuweichen. Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind daher in allen Aspekten als illustrativ und nicht restriktiv anzusehen, und die Erfindung soll nicht auf die hierin gegebenen Details beschränkt sein.

Claims

1. Elektrische Verbinderbaugruppe (10) zum Verbinden eines elektronischen Steuersystems mit einem einstellbaren Automobil-Fahrwerksbestandteil (11), umfassend:

ein dielektrisches Gehäuse (14) mit Anschlüssen (42, 44) zum Verbinden mit geeigneten passenden Anschlüssen (62, 64) an dem Fahrwerksbestandteil und eine separate dielektrische Verrastungseinrichtung (16) zum Verrasten der elektrischen Verbinderbaugruppe mit einer geeigneten komplementären Rastungeinrichtung an dem Fahrwerksbestandteil, wobei die separate Verrastungseinrichtung an das dielektrische Gehäuse ultraschallgeschweißt ist.

2. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher das dielektrische Gehäuse einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen eines geeigneten Steckers des Fahrwerksbestandteils hat, wobei die Verrastungseinrichtung einen Kragenabschnitt zum Umgeben des Aufnahmeabschnitts des dielektrischen Gehäuses hat, wobei der Kragenabschnitt an den Aufnahmeabschnitt ultraschallgeschweißt ist.

3. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 2, bei welcher der Aufnahmeabschnitt und der Kragenabschnitt im wesentlichen zylindrisch sind, wobei der Kragenabschnitt sich teleskopartig über den Aufnahmeabschnitt erstreckt.

4. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 3, bei welcher der zylindrische Kragenabschnitt eine Öffnung hat, die zu einer Öffnung in der Aufnahme konzentrisch ist und vor der Öffnung der Aufnahme, durch welche der Stecker des Fahrwerksbestandteils in den Aufnahmeabschnitt eingefügt werden kann, angeordnet ist.

5. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher das dielektrische Gehäuse eine Aufnahme zum Aufnehmen eines geeigneten Steckers des Fahrwerksystems hat, wobei die Verrastungseinrichtung die Aufnahme umgibt und eine Öffnung umfaßt, durch welche der Stecker treten muß, bevor dieser in die Aufnahme eingefügt werden kann.

6. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher das dielektrische Gehäuse eine Spritzgußgeformte Plastikkomponente umfaßt und die Anschlüsse im Gehäuse eingegossen sind, wobei Kontaktabschnitte der Anschlüsse außerhalb des Gehäuses freiliegen.

7. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 6, umfassend zwei Anschlüsse, wobei ein Anschluß einen zylindrischen Kontaktabschnitt und der andere Anschluß einen Steckerkontaktabschnitt hat, der koaxial innerhalb des zylindrischen Kontaktabschnitts angeordnet ist.

8. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 6, bei welcher die Anschlüsse an jeweilige elektrische Leitungen angeschlossen sind und die Bereiche des Anschlusses zwischen diesen durch das Plastikmaterial des gegossenen Gehäuses umgeben sind.

9. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 6, bei welcher das dielektrische Gehäuse eine Basis und eine integrale Aufnahme umfaßt, die sich von der Basis erstreckt, wobei die Anschlüsse generell L-förmig sind, wobei ein Arm des L-förmigen Anschlusses vollständig in der Basis eingeschmolzen ist und ein anderer Arm des L- förmigen Anschlusses, der dessen Kontaktabschnitt definiert, sich in die Aufnahme erstreckt.

10. Elektrische Verbinderbaugruppe nach Anspruch 9, bei welcher der eine Arm des L-förmigen Anschlusses an einen elektrischen Draht angeschlossen ist und der Bereich des Anschlusses durch das Plastikmaterial des gegossenen Gehäuses umgeben ist.