-
Hintergrund
der Erfindung
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbindungseinrichtungen
bzw. Verbindungsstecker und betrifft insbesondere ein selbstführendes
Verbindungssystem für
ein Instrumentenbrett.
-
Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
-
Gegenwärtig sind
Kraftfahrzeuge so ausgelegt, dass Karosserie- und Motorraum-Verdrahtungsverbindungen
von Hand mit der Verdrahtung des Instrumentenbretts gepaart werden
müssen,
nachdem das Instrumentenbrett in das Kraftfahrzeug eingebaut wurde.
Der Prozess des Zusammenpassens der Verdrahtung des Instrumentenbretts
mit der Verdrahtung der Karosserie und des Motorraums erfordert zusätzliche
Arbeitskräfte,
um die Vorgänge,
die nicht ergonomisch sind, auszuführen. Die Druckschrift US-A-5,651,683
offenbart eine Verbindungseinrichtung bzw. einen Verbindungsstecker
gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf ein selbstführendes Verbindungssystem für ein Instrumentenbrett
gerichtet, wodurch die elektrische Verbindung von der Verdrahtung
des Fahrzeug-Instrumentenbretts
mit der Verdrahtung seiner Karosserie und des Motorraums dadurch
verbessert wird, dass die Notwendigkeit, die Verdrahtungs-Verbindungsstecker von
Hand zusammenzupassen, eliminiert wird. Das verbesserte Instrumentenbrett-Verbindungssystem weist
ein ortsfestes Verbindungsglied und ein einstellbares Verbindungsglied
auf. Das Verbindungssystem gleicht Herstellungstoleranzen und Montageabweichungen
von Komponenten automatisch aus. Das einstellbare Verbindungsglied
kann entlang von drei Achsen bewegt werden und kann eine begrenzte Drehbewegung
ausführen.
Die Fähigkeit
des einsteckbaren Verbindungsglieds, sich entlang sämtlicher
drei Achsen zu bewegen und auch eine begrenzte Drehbewegung auszuführen, erleichtert
eine verbesserte gepaarte Anordnung zwischen dem einstellbaren Verbindungsglied
und dem ortsfesten Verbindungsglied, wenn das Instrumentenbrett
in das Fahrzeug eingebaut ist.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt eine elektrische Verbindungseinrichtung
mit einem ersten Verbindungsglied bereit, das zumindest einen elektrischen
Anschluss trägt.
Ein zweites Verbindungsglied trägt
zumindest einen elektrischen Anschluss, der zu dem zumindest einen
elektrischen Anschluss, der von dem ersten Verbindungsglied getragen
wird, passt, wenn das erste oder zweite Verbindungsglied in Längsrichtung
zu dem anderen Verbindungsglied bewegt wird. Ein Träger bzw.
eine Klammer ist vorgesehen, um das zweite Verbindungsglied zu tragen. Das
zweite Verbindungsglied ist so abgestützt, dass dieses seitlich in
zwei Richtungen relativ zu dem Träger bewegt werden kann. Der
Träger
ist an einer Befestigungs- bzw. Montagefläche angebracht und kann automatisch
und in einstellbarer Weise in Längsrichtung
relativ zu diesem aufgenommen werden, wenn das erste und das zweite
Verbindungsglied miteinander im Eingriff sind.
-
Weitere
Bereiche für
die Anwendung der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung ersichtlich werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
dass die ausführliche Beschreibung
und speziellen Beispiele, wenngleich diese bevorzugte Ausführungsbeispiele
gemäß der Erfindung
wiedergeben, nur zur Erläuterung
dienen sollen und dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Lösungsgedankens
und Schutzbereichs der Erfindung für den Fachmann auf diesem Gebiet
aus dieser ausführlichen
Beschreibung ersichtlich werden.
-
Figurenübersicht
-
Die
vorliegende Erfindung wird besser anhand der ausführlichen
Beschreibung und der beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, worin:
-
1 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Stromverdrahtungs-Kopplers
ist, der die vorliegende Erfindung verkörpert;
-
2 eine
Explosions-Seitenansicht des Instrumentenbrett-Verbindungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
3 eine
Perspektivansicht der elektrischen Verbindungseinrichtung gemäß den Prinzipien der
vorliegenden Erfindung ist;
-
4 eine
Vorderansicht einer Außenklammer
zur Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
5 eine
Vorderansicht der in der 1 gezeigten Außenklammer
ist;
-
6 eine
Seitenansicht der in der 4 gezeigten Außenklammer
ist;
-
7 eine
Vorderansicht eines Schnapp-Verriegelungselements zum Umschließen der
Außenklammer
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
-
8 eine
Draufsicht des in der 7 gezeigten Schnapp-Verriegelungselements
ist;
-
9 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 gemäß der 8 ist;
-
10 eine
Vorderansicht einer Innenklammer eines Verbindungs-Halteaufbaus
ist;
-
11 eine
Seitenansicht der in der 10 gezeigten
Innenklammer ist;
-
12 eine
Vorderansicht der in der 10 gezeigten
Innenklammer ist;
-
13 eine
Perspektivansicht eines 25-fach Verbindungsaufbaus ist;
-
14 eine
Schnittansicht einer Verbindungs-Haltegruppe gemäß den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung ist;
-
15 eine
Schnittansicht ist, die den Eingriff des ortsfesten bzw. festen
Verbindungsglieds mit der Innenklammer der einstellbaren Verbindungsgruppe
darstellt;
-
16 eine
Schnittansicht ist, die das ortsfeste Verbindungsglied darstellt,
das in die Innenklammer der einstellbaren Verbindungsgruppe eingreift;
-
17 eine
Schnittansicht ist, die die Verbindung eines männlichen und weiblichen Verbindungsglieds,
dass von dem ortsfesten bzw. festen Verbindungsglied gehalten wird,
mit einem der inneren Verbindungsglieder der einstellbaren Verbindungsgruppe
darstellt; und
-
18 eine
Schnittansicht ist, die das ortsfeste bzw. feste Verbindungsglied
darstellt, das in die Innenklammer oder die einstellbare Verbindungsgruppe
und in die Zinken bzw. Stifte der Außenklammer eingreift, die in
den Öffnungen
der Befestigungsfläche
ausgespart sind.
-
Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Anhand
der 1–18 wird
die vorliegende Erfindung ausführlich
beschrieben werden. Das selbstführende
Instrumentenbrett-Verbindungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
ermöglicht
die Verbindung der Stromverdrahtung 10 des Instrumentenbretts 12 mit
der Karosserie- und Motorraum-Stromverdrahtung 14 in automatischer
Weise, wenn das Instrumentenbrett 12 mit der Fahrzeugkarosserie 16 verbunden
ist. Die Fahrzeugkarosserie 16 kann das Armaturenbrett,
seitliche Abdeckungen, eine obere Abdeckung, eine Bodenwannen-Versteifung
oder viele andere Karosserieteile umfassen. Das selbstausrichtende
Instrumentenbrett-Verbindungssystem umfasst ein ortsfestes bzw.
festes Verbindungsglied 18, das an der Instrumentenbrettgruppe 12 angebracht
ist. Das feste Verbindungsglied 18 greift in eine innere
Klammer bzw. einen inneren Träger 20 einer
Verbindungs-Haltegruppe 22 ein. Die Verbindungs-Haltegruppe 22 umfasst
einen äußeren Träger bzw.
eine äußere Klammer 24,
der bzw. die den inneren Träger 20 trägt. Der äußere Träger 24 ist wahlweise
an einen Befestigungsträger 26 oder
die Karosserie 16 montiert. Das ortsfeste bzw. feste Verbindungsglied 18 ist
mit einem Paar von Montageabschnitt 34 versehen, die mittels
eines Trägers
bzw. einer Klammer, beispielsweise der Instrumentenbrett-Verstärkung 28,
mit dem Instrumentenbrett 12 verbunden werden können. Das
ortsfeste bzw. feste Verbindungsglied 18 kann an der Verstärkung 28 mittels
Schrauben 30, Bolzen oder anderen Mitteln befestigt werden.
-
Der
innere Träger 20 trägt eine
Mehrzahl von inneren Verbindungsgruppen 32, die eine Mehrzahl von
weiblichen Anschlüssen 36 umfassen,
wie in der 13 gezeigt, die mit jeweiligen
Drähten
der Stromverdrahtung 14 verbunden sind. Eine Mehrzahl von männlichen
Anschlüssen 38 sind
von dem äußeren Verbindungsglied 18 abgestützt. Die
männlichen
Anschlüsse 38 sind
mit einzelnen Drähten 40 der
Stromverdrahtung 10 verbunden. Die Stromverdrahtung 10 ist
mit einer Mehrzahl von Verbindungseinrichtungen bzw. Verbindungsste ckern 42 verbunden,
die innerhalb des Instrumentenbretts 12 vorgesehen sind,
um elektrische Signale an eine Mehrzahl von Instrumentenbrett-Bedienelementen
und -anzeigen abzugeben oder von diesen zu empfangen.
-
Das äußere Verbindungsglied 18 ist
mit einer trichterförmigen
Fläche 43 versehen,
die man am besten in der 15 sehen
kann und die in eine Oberseite 44 des inneren Trägers 20 eingreift
und den inneren Träger 20 relativ
zu dem Sitz- bzw. Befestigungsbereich 46 des äußeren Verbindungsglieds 18 geeignet
zentriert. Die von dem ortsfesten bzw. festen Verbindungsglied 18 getragenen
männlichen
Anschlüsse 38 greifen
in die weiblichen Anschlüsse 36 einer
Verbindungsgruppe 32 ein, wie diese in den 17 und 18 gezeigt
ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist ein innerer Träger 20 mit
drei Taschen 48 zum Abstützen der drei Verbindungsgruppen 32 versehen.
Die Taschen 48 werden von einer Außenwand 50 und Mittenwänden 52 des
inneren Trägers 20 festgelegt.
-
Die
Verbindungsgruppen 32 sind mit einem Einrast- bzw. Verriegelungsmechanismus 54 versehen,
der jeweils ein Verriegelungselement 56 aufweist, das in
einen Verriegelungsstreifen 58 eingreift, der auf der Außenseite 50 des
inneren Trägers 20 vorgesehen
ist. Der innere Träger 20 umfasst
einen Flanschabschnitt 60, der in einem Schlitz 62 des äußeren Trägers 24 aufgenommen
ist. Der innere Träger 20 ist
auch mit einer Mehrzahl von seitlichen Federelementen 64 versehen,
die sich seitlich nach außen
von einem oberen Abschnitt der Außenseite 50 erstrecken.
Die Federelemente 64 erstrecken sich nach unten zu dem
Flansch 60 hin. Der Flansch 60 umfasst eine Mehrzahl
von Öffnungen 66,
die ein Ende der seitlichen Federelemente 64 aufnehmen. Die
seitlichen Federelemente 64 greifen in eine Innenseite 68 des äußeren Trägers 24 in
der Nähe
des Schlitzes 62 ein. Die seitlichen Federelemente 64 spannen
den inneren Träger 20 in
eine in Bezug zu dem äußeren Träger zentrierte
Position vor. Die seitlichen Federelemente 64 sind jedoch
nachgiebig, um eine Einstellung der Positionierung des inneren Trägers 20 relativ
zu dem äußeren Träger 24 zu
ermöglichen,
wie in der 14 dargestellt. Somit kann die seitliche
Position des inneren Trägers 20 automatisch
eingestellt werden, sodass sich dieser sich mit dem äußeren Verbindungsglied 18 in
der seitlichen x- und y-Richtung ausrichten kann, wie in der 3 gezeigt.
-
Der äußere Träger 24 umfasst
eine Mehrzahl von Zinken bzw. Stiften 70, die jeweils entlang
deren radialer Oberfläche
mit einer Mehrzahl von zusammendrückbaren Rippen 72 versehen
sind. Die Zinken 70 sind mit einer punktförmigen Spitze 74 versehen, die
einen Sitzabschnitt 76 aufweist. Die punktförmige Spitze 74 der
Zinken 70 werden in Öffnungen 78 einer
Befestigungsfläche 80 eingeführt. Während der Montage
des Instrumentenbretts 12 an die Fahrzeugkarosserie 16 gibt
es viele Toleranzen bzw. Abweichungen, denen man während der
Verbindung des ortsfesten bzw. festen Verbindungsglieds 18 mit
dem inneren Träger 20 der
Verbindungs-Haltegruppe 22 Rechnung tragen muss. Diese
Toleranzen beste hen in sämtlichen
drei Abmessungen (x, y, z) und erfordern deshalb, dass der innere
Träger 20 in
sämtlichen
drei Richtungen (x, y, z) beweglich ist. Deshalb kann der innere
Träger 20 relativ
zu dem äußeren Träger 24 in
zwei seitlichen Richtungen (x, y) eingestellt werden, weil der Flansch 60 in
dem Schlitz 62 des äußeren Trägers 24 beweglich
ist. Außerdem können die
Zinken 70 in den Öffnungen 78 der
Befestigungsfläche 80 in
einstellbarer Weise (in der z-Richtung) aufgenommen werden, wie
in der 18 gezeigt. Insbesondere dann,
wenn die Zinken 70 in die Öffnungen 78 der Befestigungsfläche 80 gedrückt oder
gezwängt
werden, werden die zusammendrückbaren
Rippen 72 von den Zinken 70 abgeschert. Alternativ
können
sich die zusammendrückbaren
Rippen 72 beim Einführen
in die Öffnungen 78 einfach nur
verformen. Die Fähigkeit
der Zinken 70, in den Öffnungen 78 der
Befestigungsfläche 80 in
einstellbarer Weise aufgenommen zu werden, ermöglicht es, dass der innere
Träger 20 in
der Längsrichtung (z-Richtung)
bewegt werden kann, wenn das Instrumentenbrett 12 an die
Fahrzeugkarosserie 16 montiert wird und das äußere Verbindungsglied 18 vollständig in
den inneren Träger 20 eingepasst
ist.
-
Der äußere Träger 24 umfasst
einen Hauptträgerabschnitt 24a (in
den 4–6 dargestellt) und
einen Schnapp-Verriegelungs-Trägerabschnitt 24b (in
den 7–9 dargestellt).
Der Hauptklammerabschnitt 24a ist mit einem Paar von Rast- bzw.
Schnappfingern 82 versehen, die in Fingeraufnahmen 84 des
Schnapp-Verriegelungs-Trägerabschnittes 24b aufgenommen
werden. Die Schnapp- bzw. Rastfinger 82 sind mit einem
Schlitz 86 versehen, in den der Verriegelungsstreifen 88,
der innerhalb der Fingeraufnahme 84 vorgesehen ist, eingreift.
Der Schnapp-Verriegelungs-Halteabschnitt 24b umfasst auch
eine Mehrzahl von Führungszähnen 90,
die in Zahn-Aufnahmeabschnitten 92 des Hauptträgerabschnittes 24a aufgenommen
sind. Weil der Schnapp-Verriegelungs-Trägerabschnitt 24b von
dem Hauptträger 24a des äußeren Trägers 24 abgenommen
werden kann, kann der innere Träger 20 von
dem äußeren Träger 24 zur
Wartung abgenommen werden.
-
Während des
Einbaus eines Instrumentenbretts 12 in ein Fahrzeug wird
die Verbindungs-Haltegruppe 22 an
dem Armaturenbrett 16 oder einer anderen Befestigungsfläche, die
mit Öffnungen
zum Aufnehmen von Zinken 70 des äußeren Trägers 24 versehen ist,
angebracht. Der innere Träger 20 ist
mit einer Mehrzahl von Verbindungsgruppen 32, je nach Bedarf,
versehen und die Stromverdrahtung 14 ist mit den Verbindungsgruppen 32 verbunden.
Das ortsfeste bzw. feste Verbindungsglied 18 ist an der
Instrumentenbrett-Gruppe 12 angebracht und ist mit einer Mehrzahl
von Anschlüssen
versehen, die an verschiedenen Drähten der Stromverdrahtung 10 angebracht
sind. Wenn das Instrumentenbrett 12 auf das Armaturenbrett 16 zu
bewegt wird, greift die trichterförmige Fläche 43 des ortsfesten
bzw. festen Verbindungsglieds 18 in die Oberseite 44 der
Außenseite 50 des
inneren Trägers 20 ein.
Falls das ortsfeste bzw. feste Verbindungsglied 18 und
der innere Träger 20 nicht
geeignet ausgerichtet sind, wird die trichterförmige Fläche 43 den inneren
Träger 20 so
führen, dass
dieser in einer geeignet ausgerichteten Position angeordnet ist,
sodass die seitli chen Federelemente 64 eine seitliche Einstellung
des inneren Trägers 20 relativ
zu dem äußeren Träger 24 in
der x- und y-Seitenrichtung ermöglichen.
-
Wenn
das ortsfeste bzw. feste Verbindungsglied 18 in einen vollständigen Kontakt
mit dem inneren Träger 20 überführt wird,
sind die seitlichen Federelemente 64 vollständig innerhalb
der Feder-Aussparungsabschnitte 98 des ortsfesten bzw.
festen Verbindungsglieds 18 aufgenommen, wie in der 16 gezeigt.
Wenn das Instrumentenbrett 12 vollständig zu dem Armaturenbrett 16 zusammengefügt ist,
können
die Abweichungen der Längspositionierung
(z-Richtung) des ortsfesten bzw. festen Verbindungsglieds 18 relativ
zu dem inneren Träger 20 mithilfe
der Zinken 70 des äußeren Trägers 24 ausgeglichen
werden, die in Längsrichtung
einstellbarer Weise in den Öffnungen 78 der
Befestigungsfläche 80 aufgenommen
sind. Somit ermöglicht
die Verbindungs-Haltegruppe 22 eine Bewegung des inneren Trägers 20 in
zwei seitliche Richtungen (x und y) relativ zu dem äußeren Träger 24.
Außerdem
ermöglicht
die Fähigkeit
der Zinken 70, in einstellbarer Weise aufgenommen zu werden,
dass das Instrumentenbrett-Verbindungssystem in der Längsrichtung
(z) eingestellt werden kann.
-
Wenngleich
hiermit die Erfindung beschrieben wurde, wird offensichtlich sein,
dass diese in vielfältiger
Weise variiert werden kann. Solche Variationen sollen nicht außerhalb
des Lösungsgedankens und
des Schutzbereichs der Erfindung liegen und sämtliche solcher Modifikationen,
die dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein werden, sollen
von dem Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sein.