DE69500390T2 - Unterstützungsfeder eines elektrischen Verbinders mit anti-Ratter Stützorganen - Google Patents
Unterstützungsfeder eines elektrischen Verbinders mit anti-Ratter StützorganenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Schaffung von Federhalterungselementen an einem elektrischen Anschluß zur Reduzierung von Vibrationen des Anschlusses innerhalb eines entsprechenden Gehäusehohlraums eines elektrischen Verbinders.
- Elektrische Verbinder, die Vibrationen ausgesetzt sind, z. B. elektrische Verbinder in einem Kraftfahrzeug, können aufgrund von Reibkorrosion schadhaft werden. Die Vibrationen können relative Mikrobewegungen zwischen miteinander verbundenen Kontakten verursachen, wobei dies die Ursache für Reibkorrosion ist. Zur Reduzierung relativer Bewegungen zwischen miteinander verbundenen Kontakten ist es bekannt, Anschlüsse mit inneren Kontaktkörpern zu versehen, die biegsame, in Längsrichtung verlaufende Federabschnitte zwischen dem Kontaktabschnitt und dem Leiteranschlußabschnitt des Anschlusses aufweisen. Die in Längsrichtung verlaufende Feder entkoppelt somit den Kontaktabschnitt von dem übrigen Verbinder und ermöglicht ein freies Schweben desselben zusammen mit dem damit verbundenen Kontakt, so daß keine Mikrobewegungen dazwischen auftreten. Ein Beispiel für einen solchen Buchsenanschluß ist in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 492 479 beschrieben.
- Es ist allgemein üblich, einen äußeren Federkörper an den inneren Kontaktkörpern vorzusehen, wobei die äußeren Federkörper ein stärkeres und nachgiebigeres Material als der innere Kontaktkörper aufweisen. Der äußere Federkörper kann mehrere Funktionen haben, wie z. B. die Schaffung federnd nachgiebiger Verriegelungszungen zum Festhalten des Anschlusses in einem Gehäusehohlraum oder zur Schaffung eines äußeren Schutzes für den inneren Kontakt oder zur Bildung von Federarmen zur Steigerung der Kontaktfederkraft der Kontaktarme des inneren Kontaktkörpers. Äußere Federkörper sind ebenfalls sehr nützlich, wenn der innere Kontaktkörper eine biegsame, in Längsrichtung verlaufende Feder zur Ermöglichung einer schwimmenden bzw. schwebenden Bewegung des Kontaktabschnitts aufweist. Der Kontaktabschnitt muß an einem Reiben gegen den Gehäusehohlraumwänden gehindert werden, jedoch muß er aufgrund der biegsamen Feder, die durch ein Anstoßen des komplementären Anschlusses gegen den Kontaktabschnitt leicht beschädigt werden kann, auch geschützt werden.
- Eines der Probleme von Anschlüssen des Standes der Technik besteht darin, daß ein gewisses Ausmaß an Spiel zwischen dem Anschluß und dem Gehäusehohlraum vorhanden ist, um ein Einführen des Anschlusses in diesen zu ermöglichen, wobei dies unter Vibrationsbedingungen ein Rattern bzw. Vibrieren des Anschlusses in dem Hohlraum verursacht. Ein solches Vibrieren kann die Ursache für hohe Trägheitskräfte sein, die Relativbewegungen zwischen miteinander verbundenen Kontakten verursachen können, und zwar unabhängig davon, ob diese mit in Längsrichtung verlaufenden, nachgiebigen Federn ausgestattet sind oder nicht.
- Es wäre daher wünschenswert, ein Rattern bzw. Vibrieren von Anschlüssen in Gehäusehohlräumen zu reduzieren.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines elektrischen Anschlusses mit einer Einrichtung zum Reduzieren eines Vibrierens desselben in einem entsprechenden Verbindergehäusehohlraum.
- Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrischen Anschlusses mit Antivibrations-Halterungselementen, wobei der Anschluß kostengünstig und dennoch zuverlässig ist.
- Erreicht werden die Ziele der vorliegenden Erfindung durch Schaffung eines elektrischen Anschlusses mit einem inneren Kontaktkörper, an dem Kontakte zur Verbindung mit einem komplementären Kontakt vorgesehen sind, und mit einem Körperabschnitt, der Halterungselemente aufweist, die einen Vorsprung zur Anlage an einer Gehäusehohlraumwand aufweisen, wobei der Vorsprung an einem Federarm angebracht ist, der durch Stanzen aus dem Körperabschnitt gebildet ist. Für Anschlüsse mit Außenüberfedern würde man den Körperabschnitt vorteilhafterweise in der Außenüberfeder ausbilden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform bestünde in der Schaffung im wesentlichen planarer Federarme, die durch Stanzen aus einander gegenüberliegenden Wänden des Körperabschnitts gebildet sind.
- Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben; dabei zeigen:
- Fig. 1 eine Seitenansicht eines Anschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 eine Ansicht gesehen in Richtung des Pfeils 2 der Fig. 1;
- Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der Fig. 1; und
- Fig. 4 eine Ansicht gesehen in Richtung des Pfeils 4 der Fig. 3.
- Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 zu sehen ist, besitzt ein elektrischer Buchsenanschluß 2 einen inneren Kontaktkörper 4 und einen äußeren Federkörper 6. Der innere Kontaktkörper 4 besitzt einen Drahtanschlußabschnitt 8, einen Basisabschnitt 9, einen Federabschnitt 10 und einen sich davon in Längsrichtung wegerstreckenden Kontaktabschnitt 12. Wie gezeigt ist, besitzt der Drahtanschlußabschnitt 8 eine Crimphülse 14 zum Herumcrimpen um abisolierte leitfähige Litzen eines elektrischen Drahtleiters, wobei der Drahtanschlußabschnitt 8 jedoch auch eine beliebige andere Leiteranschlußeinrichtung aufweisen könnte. Der Federabschnitt 10 ist kastenförmig und besitzt querverlaufende Schlitze 16, 17, die dem Federabschnitt eine sehr biegsame Ausbildung in Längsrichtung verleihen, und zwar in ähnlicher Weise, wie dies in der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 492 479 gezeigt ist.
- Der Kontaktabschnitt 12 besitzt Paare einander gegenüberliegender Kontaktarme 18, die sich von einander gegenüberliegenden Seitenwänden 20 wegerstrecken, die an dem vorderen Ende des Federabschnitts angebracht sind. Die anderen Enden der Kontaktarme 18 sind mit orthogonalen Wandhalterungselementen 22 verbunden, die aus den einander gegenüberliegenden oberen und unteren Wänden gestanzt sind, die sich zwischen den seitlichen Rändern der Seitenwände 20 erstrecken. Die Kontaktarme 18 besitzen einander gegenüberliegende und nach innen gekrümmte Kontaktbereiche 26 zur Herstellung eines Kontakts mit einem dazwischen eingeführten, komplementären Flachstecker. Die gekrümmten Kontaktbereiche 26 sind durch einen Spalt G voneinander getrennt, der zwei Funktionen hat: die erste besteht in der Reduzierung der Einsetzkraft eines Flachsteckers zwischen diese (wenn einander gegenüberliegende und miteinander in Berührung stehende Kontaktarme anfänglich voneinander getrennt werden, treten Spitzenkräfte beim Einführvorgang auf); und zweitens wird trotz der hohen Federkräfte bei diesem Kontakt aufgrund der Kombination der Wandhalterungselemente 22 und der Kontaktarme 18 die Flexibilität im Vergleich zu freien, freitragenden Armkontakten reduziert, und der Spalt G reduziert somit die Auslenkung des Kontaktabschnitts, wodurch diese starrere Ausbildung möglich wird.
- Der äußere Federkörper 6 ist durch Stanzen und Formen aus federnd nachgiebigem Metallblech, wie z. B. nichtrostendem Stahl, mit einer kastenförmigen Formgebung gebildet. Die Kastenform besitzt einander gegenüberliegende Seitenwände 28 sowie eine obere und eine untere Wand 30 bzw. 32, die einander gegenüberliegen und sich orthogonal zwischen seitlichen Rändern der Seitenwände erstrecken. Die obere Wand 30 besitzt eine in Längsrichtung verlaufende Naht 34, die aus dem Zusammenbiegen der Kastenform resultiert. Die Naht 34 ist durch Laserschweißungen 36 zusammengehalten, wobei diese auch die Steifigkeit und Festigkeit der Kastenform erhöhen. Der äußere Federkörper besitzt ferner Festpreßlaschen 38 an einem hinteren Befestigungsende 40 des äußeren Federkörpers, wobei die Laschen 38 durch Festpressen derselben über Kanten der Seitenwände 40 des inneren Kontaktbasisabschnitts 9 fest angebracht sind. Der äußere Federkörper 6 ist dadurch an dem inneren Kontaktkörper 4 an dem Basisabschnitt 9 in der Nähe des Drahtanschlußabschnitts 8 sicher festgehalten. Der Kontaktabschnitt 12 ist somit im Inneren des äußeren Federkörpers schwebend gelagert. Der äußere Federkörper besitzt ferner federnd nachgiebige Verriegelungszungen 44, die von den Seitenwänden 28 nach außen ragen, um den Anschluß 2 in einem Gehäusehohlraum für diesen zu befestigen. An einem Steckverbindungsende 46 des Federkörpers erstrecken sich die Seitenwände 28 über Enden 48 der Kontaktarme 18 in U- förmiger Weise. Die umgefalteten U-förmigen Fortsätze 50 dienen für mehrere Zwecke, wobei einer davon darin besteht, die Kontaktarme vor einem Anstoßen durch einen damit verbundenen Anschluß zu schützen, d. h. zum Schutz des inneren Kontaktkörpers.
- Aufgrund des biegsamen, in Längsrichtung verlaufenden Federabschnitts 10 ist eine Überbeanspruchung des Kontaktabschnitts 12 in seinen Längsbewegungen begrenzt: und zwar in einer ersten Richtung durch die U-förmigen, am Steckverbindungsende befindlichen Laschen 50 des äußeren Federkörpers; und in der zweiten Richtung durch eine Belastungsbegrenzungslasche 52, die aus der Bodenwand 32 des äußeren Federkörpers in einen querverlaufenden Schlitz 17 des Federabschnitts hineingestanzt ist. Die Übereinführlasche 52 ist nahe einem hinteren Ende 54 des Kontaktabschnitts 12 angeordnet und verhindert eine übermäßige Kompression des Federabschnitts 10 insbesondere während des Einführens eines Flachsteckers zwischen die Kontaktarme 18. Zur Verhinderung von Relativbewegungen zwischen den Kontakten 26 und dem damit verbundenen Flachstecker muß die dazwischen vorhandene Reibungskraft notwendigerweise größer sein als die Federkraft des Federabschnitts 10, und somit würde ohne die Übereinführlasche 52 die Feder vollständig zusammengedrückt und während der Kopplung mit einem komplementären Flachstecker möglicherweise beschädigt. Während der ersten wenigen Vibrationszyklen wird die Übereinführlasche 52 schließlich in dem im wesentlichen zentralen Bereich des querverlaufenden Schlitzes 17 positioniert, und der Kontaktabschnitt tritt nicht mit dieser Übereinführlasche in Berührung.
- Zur weiteren Reduzierung des Risikos einer Reibkorrosion zwischen einem eingeführten Flachstecker und dem Kontaktabschnitt 12 wäre es auch von Vorteil, den äußeren Federkörper 6 innerhalb des entsprechenden Gehäusehohlraums sicher festzuhalten, so daß die Trägheitskräfte aufgrund eines Klapperns reduziert oder eliminiert sind. Der äußere Federkörper besitzt ferner Federarme 60, die aus der Ebene der oberen und der unteren Wand 30 bzw. 32 herausgestanzt sind, so daß ein Schlitz 62 die Federarme 60 von der Wand trennt und der Federarm an der Wand an einander gegenüberliegenden Längsenden 64, 66 angebracht ist. Ein Vorsprung 68 ist zentral an dem Federarm zwischen den Enden 64, 66 positioniert und erstreckt sich über die Seitenwand 28 hinaus. Einander gegenüberliegende Vorsprünge 68 in der oberen oder in der unteren Wand 30, 32 sind durch eine Distanz D voneinander getrennt, die größer ist als die Breite des Gehäusehohlraums, so daß beim Einführen des Anschlusses in diesen die Vorsprünge 68 an den Gehäusehohlraumwänden angreifen und die Federarme 60 in federnd nachgiebiger Weise nach innen vorgespannt werden. Der äußere Federkörper ist somit durch eine elastische Federkraft, die durch die Federarme 60 ausgeübt wird, sicher in dem Gehäusehohlraum festgehalten, wodurch ein Rattern des Anschlusses 2 in dem Gehäusehohlraum während Vibrationsbedingungen reduziert wird.
- Aufgrund der Tatsache, daß die Federarme 60 und die Vorsprünge 68 aus der Ebene der oberen oder unteren Wand 30, 32 gestanzt sind und gestanzte Ränder aufweisen, lassen sich die Federarme in kostengünstiger Weise herstellen. Sie sind robust und schaffen eine sehr wirksame und starke Federkraft. Bei Bewegungen rechtwinklig zu den Seitenwänden 28 wirken die Federarme in erster Linie in der Ebene des Metallblechs, und bei dazu rechtwinkligen Bewegungen wirken die Federarme in erster Linie in Form einer Torsion. Die geometrischen Abmessungen des Schlitzes 62 und des Federarms 60 können in einfacher Weise variiert werden, um die optimalen Federeigenschaften sowohl hinsichtlich einer Torsion als auch innerhalb der Ebene des Materials zu erhalten.
- Es ist darauf hinzuweisen, daß solche Federarme auch aus einem inneren Kontaktkörper gestanzt werden können, obwohl bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel aufgrund der in Längsrichtung verlaufenden Feder der innere Kontaktkörper einen äußeren Federkörper benötigt. Ferner könnten solche Federhalterungselemente auch mit Kontakten verwendet werden, die Außenüberfedern aufweisen, so daß der innere Kontaktkörper nicht notwendigerweise in diesen schwebend gehaltert ist, da eine Reduzierung von Vibrationen nichtsdestoweniger zu einer Reduzierung der Reibkorrosion führen würde. Die Kombination aus Federarmen an dem äußeren Federkörper sowie dem inneren Kontaktkörper mit einem biegsamen, in Längsrichtung verlaufenden Federabschnitt ist jedoch sehr vorteilhaft zur Reduzierung von Reibkorrosion.
- In vorteilhafter Weise lassen sich die Antivibrations- Federhalterungselemente somit in einfacher Weise herstellen, während sie dennoch eine zuverlässige und robuste Einrichtung zum Begrenzen von Vibrationen eines Anschlusses in einem entsprechenden Gehäusehohlraum schaffen.
Claims (8)
1. Elektrischer Anschluß (2), der in einem Hohlraum
eines Verbindergehäuses montierbar ist, wobei der
Anschluß (2) einen Verbindungsabschnitt (8), der
zur elektrischen Verbindung mit einem Leiter dient
und sich in einen Kontaktabschnitt (12) zur
elektrischen Verbindung mit einem komplementären
Anschluß erstreckt, sowie einen in Längsrichtung
verlaufenden kastenförmigen Abschnitt (6)
aufweist, der zur Positionierung nahe bei Wänden
eines Gehäusehohlraums geeignet ist, wenn er in
diesem angebracht ist, wobei der kastenförmige
Abschnitt (6) einander gegenüberliegende obere und
untere Wände (30, 32) sowie einander
gegenüberliegende Seitenwände (28) aufweist, die sich zwischen
in Längsrichtung verlaufenden, seitlichen Rändern
der oberen und der unteren Wand erstrecken,
dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die
untere Wand (30, 32) in Längsrichtung verlaufende
Federarme (60) aufweisen, die an ihren Enden (62,
64) mit den Wänden (30, 32) verbunden sind, wobei
die Arme im wesentlichen zentral angeordnete
Vorsprünge (68) aufweisen, die sich über die
Seitenwände (28) hinauserstrecken und dazu ausgelegt
sind, in federnd nachgiebiger Weise an in der Nähe
von dem in Längsrichtung verlaufenden,
kastenförmigen Abschnitt angeordneten Gehäusehohlraumwänden
anzugreifen, um den Anschluß (2) zur Verhinderung
von Vibrationen in federnd nachgiebiger Weise
darin zu haltern.
2. Anschluß nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (60) mit
gestanzten Rändern ausgebildet sind und im
wesentlichen in der Ebene der oberen und der unteren
Wand (30, 32) liegen.
3. Anschluß nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wand (30)
oder die untere Wand (32) ein Paar einander
gegenüberliegender Federarme (60) aufweist, wobei jeder
Federarm in der Nähe der entsprechenden Seitenwand
(28) angeordnet ist.
4. Anschluß nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (60) von
der oberen und der unteren Wand (30, 32) durch in
Längsrichtung verlaufende Schlitze (62) in der
Ebene der Wände getrennt sind.
5. Anschluß nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß einen
separaten äußeren Federkörper (6) aufweist, der
über einem inneren Kontaktkörper (4) angebracht
ist, der den Verbindungs- und den Kontaktabschnitt
(8, 12) beinhaltet, wobei der äußere Federkörper
(6) den kastenförmigen Abschnitt aufweist.
6. Anschluß nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der innere
Kontaktkörper (4) einen Basisabschnitt (9) und
einen biegsamen, in Längsrichtung verlaufenden
Federabschnitt (10) aufweist, die sich zwischen
dem Verbindungsabschnitt (8) und dem
Kontaktabschnitt (12) erstrecken, wobei der äußere
Federkörper an dem inneren Kontaktkörper an dem
Basisabschnitt (9) fest angebracht ist, so daß
eine schwebende Bewegung des Kontaktabschnitts
(12) innerhalb des äußeren Federkörpers ermöglicht
ist.
7. Anschluß nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß sich der äußere
Federkörper (6) in Längsrichtung von dem Basisabschnitt
(9) weg und über den gesamten Kontaktabschnitt
(12) erstreckt, um den darin befindlichen
Kontaktabschnitt (12) zu schützen.
8. Anschluß nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (60)
zentral zwischen dem Basisabschnitt (9) und einem
Steckverbindungsende (48) des Kontaktabschnitts
(12) angeordnet sind.
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