EP1429425B1 - Druckdichte Kontakteinrichtung - Google Patents

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EP1429425B1
EP1429425B1 EP03024616A EP03024616A EP1429425B1 EP 1429425 B1 EP1429425 B1 EP 1429425B1 EP 03024616 A EP03024616 A EP 03024616A EP 03024616 A EP03024616 A EP 03024616A EP 1429425 B1 EP1429425 B1 EP 1429425B1
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EP
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contact
contact device
housing
plug housing
plug
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Marc Bodet
Klaus Egeter
Hartmut Geiger
Nico Herzberg
Siegfried Höfler
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ZF CV Systems Hannover GmbH
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Wabco GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R27/00—Coupling parts adapted for co-operation with two or more dissimilar counterparts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06—Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter

Definitions

  • the invention relates to a pressure-tight contact device for a pressure-tight encapsulated electric motor for driving a compressor according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a level control is for example from the WABCO brochure "ECAS - Electronic level control for air-suspended commercial vehicles", February 1996 known.
  • ECAS Electronic level control for air-suspended commercial vehicles
  • US-A-6305989 discloses a pressure-tight contact device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on the object to provide such a pressure-tight contact device, which is simple and is inexpensive to produce, is permanently pressure-tight, and whose electrical connector is to be suitable for different cables.
  • a major advantage of the contact device according to the invention is that on the one hand from constant parts, namely usually two pins for connecting the motor and a contact pins carrying insulating material consists, but that on the other hand for connecting different types of connection cable an individually shaped connector housing attachable to the Isolierstoffteil is.
  • the contact device in a simple manner for each user or vehicle manufacturer differently used connection cable manufactured or convertible. A storage of different plug variants is avoided.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a section through the contact device according to the invention.
  • a pressure-tight housing in which an electric motor (M) (12) is installed for driving a (not shown) compressor.
  • the housing (1) can be under a gas or fluid pressure of for example 10 bar.
  • the motor (12) is connected via a line (21) to one of usually two contact pins (4).
  • the contact pins (4) are pressed from below into an insulating part (2) and are held there mechanically by serrated projections (13).
  • an O-ring (5) For sealing between the insulating part (2) and the contact pin (4) is an O-ring (5).
  • the insulating part (2) is sealed with a further O-ring (3) relative to the housing (1). As a result, an escape of the pressure medium from the housing (1) is excluded.
  • a plug housing (7) On the insulating part (2) from below a plug housing (7) is plugged or pushed, which is sealed against the insulating part (2) with a further O-ring (8).
  • the plug housing (7) is fixedly connected to the housing (1) by means of connecting means (9, 10, 22, 23). In Fig. 1, this connection is made by screws (9,10). It is also possible to screw the plug housing (7) to the insulating part (2) (not shown).
  • connection is made by a play-free snap connection between the connector housing (7) and insulating part (2).
  • This consists for example of lugs (22,23) which are integrally formed on the plug housing (7) and engage in corresponding recesses of the insulating part (2).
  • the punch-out (15) forms a plurality of contact surfaces (20), which in the assembled state of the contact device with high biasing force abut the contact pin (4) and cause a good electrical connection between the contact pin (4) and contact tongue (6).
  • the contact tongue (6) is mounted in a slot (27) of the plug housing (7) and fixed by lugs (16) or by a deflection (17) (see Fig. 4) in the connector housing (7) and secured against falling out during the assembly process ,
  • the contact tongue (6) has compared to the connector housing (7) so much game that arise at expansions due to high ambient temperatures no mechanical stresses.
  • the contact tongue (6) protrudes with its part remote from the contact pin (4) into a collar part (11), which forms a connection socket (28) for a connection cable (25) (see FIG. 6).
  • Fig. 5 shows a plan view from the front of the connected to the plug housing (7), here two-pole running connector (28) with the collar part (11) and the two adjacent contact tongues (6). From Fig. 5 it is further apparent that the plug housing (7) can be provided with a test bore (18) for leak testing of the housing. Such leak tests are known in the art. Instead of a test bore (18), a test channel (19) lying above a contact tongue (6) can also be used for leak testing.
  • FIG. 6 shows a plan view of a three-pin bushing (28) of the plug housing (7).
  • the plug housing (7) has three adjacent flat contact tongues (6) for controlling or supplying the motor (12) and another, not shown, component in the housing (1), for example a sensor.
  • the contact tongues (6) are pierced at their cutouts (15) by the contact pins (4) to form an electrically conductive connection.
  • a matching plug part (24) with a connecting cable (25) inserted in the socket (28) a matching plug part (24) with a connecting cable (25) inserted.
  • the plug part (24) is sealed by an O-ring (26). This is to prevent the ingress of dirt into the contact zone.
  • the plug part (24) is provided in a known manner with sockets for receiving the front ends of the contact tongues (6).
  • contact tongues (6) and contact tongues can be used, which are formed on the plug part (24) facing the end as pins or bushings for receiving pins of the plug part (24).
  • the pressure-tight contact device according to the invention which serves in the embodiment for supplying a pressure-tight encapsulated electric motor, can of course also be used to supply or control other pressure-tight encapsulated devices.
  • the engine (M) can also drive a vacuum pump instead of a compressor.

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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine druckdichte Kontakteinrichtung für einen druckdicht gekapselten Elektromotor zum Antrieb eines Kompressors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei Luftfederungen für Straßenfahrzeuge, mit denen sich gleichzeitig auch eine Niveauregulierung des Fahrzeugs realisieren läßt, wird Druckluft zur Versorgung der Luftfederbälge benötigt. Damit läßt sich das Niveau der Ladefläche eines Lkw's oder der Bodenabstand eines Pkw's auch bei wechselnder Beladung konstant halten.
  • Eine solche Niveauregulierung ist beispielsweise aus dem WABCO-Prospekt "ECAS - Elektronische Niveauregulierung für luftgefederte Nutzkraftwagen", vom Februar 1996 bekannt. Bei derartigen Anlagen für Lastkraftwagen wird die zum Anheben des Fahrzeugs bzw. zur Druckerhöhung der Federbälge verwendete Druckluft der normalen Druckluftversorgungsanlage des Lkw's entnommen. Zum Absenken des Fahrzeugs wird die überschüssige Druckluft ins Freie abgelassen (offenes System). Hierdurch ergibt jedoch ein erhöhter Energieverbrauch des Kompressors für die ständige Neuerzeugung von Druckluft.
  • Aus diesem Grund geht man, insbesondere bei Niveauregulierungen für Pkw, dazu über, geschlossene bzw. teilgeschlossene Systeme zu verwenden. Bei derartigen geschlossenen Systemen wird die überschüssige Druckluft beim Absenken des Fahrzeugs nicht ins Freie abgelassen, sondern durch den Kompressor in den Druckbehälter zurückgefördert.
  • Bei teilgeschlossenen Systemen besteht die Möglichkeit, über Undichtigkeiten verlorene Luft bei Bedarf wieder aus der Atmosphäre anzusaugen.
  • Dabei ist es bekannt, den Kompressor und den zu dessen Antrieb nötigen Elektromotor in einem gemeinsamen Druckbehälter anzuordnen. Dies führt zu einer geringeren Belastung des Kompressors, da dieser auf beiden Seiten seines mit einem Rückschlagventil versehenen Förderkolbens mit Druckluft beaufschlagt ist (siehe DE 100 05 929 C2 und DE 100 55 108 A1 ).
  • Bei einer solchen gemeinsamen Kapselung von Motor und Kompressor ergibt sich jedoch das Problem, die elektrischen Anschlußleitungen für die Stromversorgung des Elektromotors sowie für eventuelle weitere Signalleitungen druckdicht aus der gemeinsamen Kapselung heraus zu führen. Die Anschlußleitungen werden dabei an eine Anschlußbuchse bzw. eine Kontakteinrichtung für ein elektrisches Verbindungskabel angeschlossen.
  • US-A-6305989 offenbart eine druckdichte Kontakteinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine solche druckdichte Kontakteinrichtung anzugeben, welche einfach und kostengünstig herstellbar ist, dauerhaft druckdicht ist, und deren elektrische Anschlußbuchse für unterschiedliche Anschlußkabel geeignet sein soll.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 enthaltene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung liegt darin, daß sie einerseits aus gleichbleibenden Teilen, nämlich in der Regel zwei Kontaktstiften zum Anschluß des Motors und einem die Kontaktstifte tragenden Isolierstoffteil besteht, daß aber andererseits für den Anschluß verschiedenartiger Anschlußkabel ein individuell geformtes Steckergehäuse auf das Isolierstoffteil aufsteckbar ist. Hierdurch ist die Kontakteinrichtung in einfacher Weise für je nach Anwender bzw. Fahrzeughersteller unterschiedlich benutzte Anschlußkabel herstellbar bzw. umrüstbar. Eine Lagerhaltung verschiedener Stecker-Varianten wird so vermieden.
  • Durch die Abdichtung mit O-Ringen wird im Vergleich zu einer auch denkbaren Abdichtung durch Vergiessen oder Umspritzen eine bessere Dauer-Dichtigkeit auch bei wechselnden Temperaturen erzielt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung der Kontakteinrichtung mit Schraubbefestigung, in
    Fig. 2
    eine Schnittdarstellung der Kontakteinrichtung mit Schnappverbindung, in
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf eine Kontaktzunge, in
    Fig. 4
    eine Seitenansicht einer Kontaktzunge, in
    Fig. 5
    eine Vorderansicht einer Kabel- Anschlußbuchse, und in
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf die Kabel-Anschlußbuchse mit eingestecktem Anschlußkabel.
  • In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung dargestellt.
  • Mit (1) ist ein druckdichtes Gehäuse bezeichnet, in welches ein Elektromotor(M) (12) zum Antrieb eines (nicht dargestellten) Kompressors eingebaut ist. Das Gehäuse (1) kann unter einem Gas- oder Fluid-Druck von beispielsweise 10 bar stehen. Der Motor (12) ist über eine Leitung (21) an einen von in der Regel zwei Kontaktstiften (4) angeschlossen. Die Kontaktstifte (4) sind von unten in ein Isolierstoffteil (2) eingepreßt und werden dort durch zackenartige Vorsprünge (13) mechanisch gehalten. Zur Abdichtung zwischen dem Isolierstoffteil (2) und dem Kontaktstift (4) dient ein O-Ring (5).
  • Das Isolierstoffteil (2) ist mit einem weiteren O-Ring (3) gegenüber dem Gehäuse (1) abgedichtet. Hierdurch ist ein Entweichen des Druckmittels aus dem Gehäuse (1) ausgeschlossen.
  • Auf das Isolierstoffteil (2) ist von unten ein Steckergehäuse (7) aufgesteckt bzw. aufgedrückt, welches gegen das Isolierstoffteil (2) mit einem weiteren O-Ring (8) abgedichtet ist. Das Steckergehäuse (7) ist mittels Verbindungsmitteln (9,10; 22,23) mit dem Gehäuse (1) fest verbunden. In der Fig. 1 erfolgt diese Verbindung durch Schrauben (9,10). Es ist auch möglich, das Steckergehäuse (7) an das Isolierstoffteil (2) anzuschrauben (nicht dargestellt).
  • Gemäß Fig 2 erfolgt die Verbindung durch eine spielfreie Schnappverbindung zwischen Steckergehäuse (7) und Isolierstoffteil (2). Diese besteht zum Beispiel aus Nasen (22,23), welche am Steckergehäuse (7) angeformt sind und in entsprechende Ausnehmungen des Isolierstoffteils (2) eingreifen.
  • In beiden Fällen ist eine sichere Befestigung des Steckergehäuses (7) am Isolierstoffteil (2) bzw. am Gehäuse (1) gewährleistet.
  • Beim Aufstecken des Steckergehäuses (7) auf das Isolierstoffteil (2) durchdringt eine Spitze (14) des Kontaktstiftes (4) eine Ausstanzung (15) einer flachen Kontaktzunge (6) (siehe Fig. 3). Dabei bildet die Ausstanzung (15) mehrere Kontaktflächen (20), die im montierten Zustand der Kontakteinrichtung mit hoher Vorspannkraft am Kontaktstift (4) anliegen und eine elektrisch gut leitende Verbindung zwischen Kontaktstift (4) und Kontaktzunge (6) bewirken.
  • Die Kontaktzunge (6) ist in einem Schlitz (27) des Steckergehäuses (7) gelagert und durch Nasen (16) oder durch eine Durchbiegung (17) (siehe Fig. 4) im Steckergehäuse (7) festgelegt und so gegen Herausfallen beim Montagevorgang gesichert.
  • Die Kontaktzunge (6) hat gegenüber dem Steckergehäuse (7) soviel Spiel, das sich bei Ausdehnungen durch hohe Umgebungstemperaturen keine mechanischen Spannungen ergeben.
  • Die Kontaktzunge (6) ragt mit ihrem dem Kontaktstift (4) abgewandten Teil in ein Kragenteil (11), das eine Anschlußbuchse (28) für ein Anschlußkabel (25) (siehe Fig 6) bildet.
  • Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht von vorne auf die mit dem Steckergehäuse (7) verbundene, hier zweipolig ausgeführte Anschlußbuchse (28) mit dem Kragenteil (11) und den zwei nebeneinanderliegenden Kontaktzungen (6). Aus der Fig. 5 geht weiter hervor, daß das Steckergehäuse (7) mit einer Prüfbohrung (18) zur Dichtigkeitsprüfung des Gehäuses versehen sein kann. Derartige Dichtigkeitsprüfungen sind dem Fachmann bekannt. Anstelle einer Prüfbohrung (18) kann auch ein oberhalb einer Kontaktzunge (6) liegender Prüfkanal (19) zur Dichtigkeitsprüfung verwendet werden.
  • In der Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine hier dreipolig ausgeführte Anschlußbuchse (28) des Steckergehäuses (7) dargestellt. In diesem Fall besitzt das Steckergehäuse (7) drei nebeneinander liegende flache Kontaktzungen (6) zur Ansteuerung bzw. Versorgung des Motors (12) sowie eines weiteren, nicht dargestellten Bauteils im Gehäuse (1), zum Beispiel eines Sensors. Wie man sieht, werden die Kontaktzungen (6) an ihren Ausstanzungen (15) von den Kontaktstiften (4) unter Bildung einer elektrisch leitenden Verbindung durchstoßen.
  • Weiter ist in der Fig. 6 in die Anschlußbuchse (28) ein passendes Steckerteil (24) mit einem Anschlußkabel (25) eingesteckt. Das Steckerteil (24) wird durch einen O-Ring (26) abgedichtet. Hierdurch soll das Eindringen von Schmutz in die Kontaktzone verhindert werden. Das Steckerteil (24) ist in bekannter Weise mit Buchsen zur Aufnahme der Vorderenden der Kontaktzungen (6) versehen.
  • Anstelle von durchgehend flachen Kontaktzungen (6) können auch Kontaktzungen verwendet werden, die an dem dem Steckerteil (24) zugewandten Ende als Stifte oder als Buchsen zur Aufnahme von Stiften des Steckerteils (24) ausgebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße druckdichte Kontakteinrichtung, die im Ausführungsbeispiel zur Versorgung eines druckdicht gekapselten Elektromotors dient, kann natürlich auch zur Versorgung oder Steuerung anderer druckdicht gekapselter Geräte eingesetzt werden.
  • Der Motor (M) kann anstelle eines Kompressors auch eine Vacuumpumpe antreiben.

Claims (14)

  1. Druckdichte Kontakteinrichtung für den elektrischen Anschluß eines druckdicht gekapselten Elektro-Motors (12) zum Antrieb eines Kompressors, wobei mindestens der Motor (12) in einem druckdichten Gehäuse (1) eingeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein das Gehäuse (1) durchdringendes, gegen dieses abgedichtetes Isolierstoffteil (2) vorgesehen ist, auf welches ein Steckergehäuse (7) aus Isolierstoff mit einer aus Kontaktzungen (6) und einem Kragenteil (11) bestehenden Anschlußbuchse (28) für ein Anschlußkabel (25) aufdrückbar und an dem Isolierstoffteil (2) oder dem Gehäuse (1) befestigbar ist, und daß das Steckergehäuse (7) mit der Anschlußbuchse (28) für den Anschluß verschiedenartiger Steckerteile (24) des Anschlußkabels (25) jeweils unterschiedlich passend ausgebildet ist.
  2. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) das Isolierstoffteil (2) durchdringt das Gehäuse (1) und ist gegen dieses mit mindestens einem O-Ring (3) abgedichtet;
    b) es ist mindestens ein metallischer Kontaktstift (4) vorgesehen, der das Isolierstoffteil (2) durchdringt und gegen dieses mit mindestens einem weiteren O-Ring (5) abgedichtet ist;
    c) der Kontaktstift (4) steht in elastischer, elektrisch leitender Verbindung mit einer flachen metallischen Kontaktzunge (6), die in einem Steckergehäuse (7) aus Isolierstoff gelagert ist;
    d) das Steckergehäuse (7) ist auf das Isolierstoffteil (2) von unten aufdrückbar und gegen dieses mit mindestens einem dritten O-Ring (8) abgedichtet;
    e) das Steckergehäuse (7) ist mittels Verbindungsmitteln (9, 10; 22, 23) mit dem Gehäuse (1) oder dem Isolierstoffteil (2) verbunden;
    f) mindestens eine Kontaktzunge (6) bildet mit einem Kragenteil (11) des Steckergehäuses (7) eine Anschlußbuchse (28) zum Anschluß eines Steckerteils (24) eines elektrischen Verbindungskabels (25).
  3. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kontaktstift (4) zur Stromversorgung über mindestens eine Leitung (21) an den Motor (12) angeschlossen ist.
  4. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kontaktstift (4) an mindestens eine weitere, im Gehäuse (1) befindliche elektronische Einrichtung angeschlossen ist.
  5. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kontaktstift (4) von unten in das Isolierstoffteil (2) eingepreßt ist und durch zackenartige Vorsprünge (13) in diesem gehalten wird.
  6. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Kontaktstift (4) mit einer Spitze (14) versehen ist, die im montierten Zustand eine Ausstanzung (15) der Kontaktzunge (6) durchdringt.
  7. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kontaktstifte (4) und Kontaktzungen (6) nebeneinander angeordnet sind.
  8. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (6) mittels Nasen (16) im Steckergehäuse (7) festgelegt sind.
  9. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (6) mittels einer Durchbiegung (17) im Steckergehäuse (7) festgelegt sind.
  10. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel als Schraubverbindung (9, 10) ausgebildet sind.
  11. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel als spielfreie Schnappverbindung (22, 23) ausgebildet sind.
  12. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckergehäuse (7) mit einer Prüfbohrung (18) zur Dichtigkeitsprüfung versehen ist.
  13. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckergehäuse (7) mit einem oberhalb einer Kontaktzunge (6) liegenden Prüfkanal (19) zur Dichtigkeitsprüfung versehen ist.
  14. Kontakteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausstanzung (15) mehrere Kontaktflächen (20) gebildet werden, die im montierten Zustand der Kontakteinrichtung am Kontaktstift (4) anliegen und eine elektrisch gut leitende Verbindung zwischen Kontaktstift (4) und Kontaktzunge (6) bewirken.
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