WO2014106291A1

WO2014106291A1 - Conector para chicote elétrico de veículos automotores com terminais através de um flange

Info

Publication number: WO2014106291A1
Application number: PCT/BR2013/000606
Authority: WO
Inventors: Allan Francisco Oliveira; Alexandre Denadai Rugero
Original assignee: Robert Bosch Limitada
Priority date: 2013-01-02
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2014-07-10
Also published as: BR102013000076A2; CN105246742A; WO2014106291A8; US20150340799A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um conector (20, 200) para conectar chicotes elétricos a terminais elétricos através de flanges de tanques de combustível de veículos automotores. O conector (20, 200) compreende um terminal elétrico (1) livre para prover interface com um dispositivo elétrico do veículo, um cabo elétrico (6) para conexão com o dispositivo interno ao flange (10), um pino metálico (2) que faz o contato elétrico entre o terminal elétrico (1) e o cabo elétrico (6). O conector (20, 200) prove uma fixação universal para terminais e cabos a parede externa e interna (12,13) do flange, sendo que promove ainda a vedação na passagem do chicote elétrico através do flange, e possui propriedades condutivas semelhantes ao de um barramento infinito.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONECTOR PARA CHICOTE ELÉTRICO DE VEÍCULOS AUTOMOTORES COM TERMINAIS ATRAVÉS DE UM FLANGE".

A presente invenção refere-se a uma conexão de chicote elétri- co com terminais através de flange, sendo que o conector compreende um terminal, um pino metálico, um cabo elétrico e um anel de vedação. O conector possui uma pluralidade de elementos de fixação macho dispostos radialmente ao pino, um canal no pino para posicionamento do anel de vedação, um furo na extremidade inferior do pino para fixação do cabo elétrico e um terminal fixado na extremidade superior do pino. O terminal, em uma concretização da invenção, pode ser eliminado, sendo que a extremidade do pino pode ser fabricada com um formato equivalente ao do terminal.

Descrição do estado da técnica

Veículos modernos dispõem de uma diversidade de agrupamen- to de cabos, usualmente denominados de chicotes, que tem a função de interligar um crescente número de componentes elétricos, por exemplo, sensores, atuadores, bombas de combustível, e bicos injetores. Esses chicotes necessitam de dispositivos de fixação e de conexões para atravessar o espaço físico entre os componentes aos quais serão ligados.

O desenvolvimento de flanges para tanques de combustível, que entre outras funções é responsável por conduzir a corrente elétrica entre os componentes do módulo de combustível e chicote elétrico do cliente, além de restringir a saída de vapores inerentes ao combustível, é um desenvolvimento sujeito a desafios característicos. Esses desafios englobam tipica- mente o risco de má vedação, o risco de sobreaquecimento de elementos devido à resistência elétrica gerada por mau contato, o problema de otímiza- ção do espaço interno utilizado, o planejamento do elemento para facilitar a montagem e o reparo, a diminuição do tempo e do custo de fabricação dos conectores e, ainda, possibilidade de ampla aplicação em diversos modelos de veículos automotores sem necessidade de maiores modificações.

O documento do estado da técnica US5631445A relata a disposição de um plug que tem por finalidade conduzir corrente elétrica entre os componentes do módulo de combustível através do flange e o chicote elétri- co do veículo e ainda promover a vedação de vapores inerentes ao combustível transportado. No dispositivo exposto, os cabos são fixados no plug por sobreinjeção de material plástico. O plug é montado no flange através de um furo passante no mesmo, sendo que um elemento de vedação, no caso um anel "O" é montado entre o flange e o plug para vedar essa interface evitando a passagem de combustível e seus vapores para o ambiente externo ao tanque. Nesse documento o plug não apresenta cortes ou emendas nos cabos. Essa configuração não apresenta flexibilidade em relação aos diferen- tes tipos de equipamento a serem conectados dentro e fora do tanque de combustível.

No documento WO9910206A são apresentados flanges sobre- moldados a cabos elétricos veiculares, tendo aplicações menos especificas que o documento US5631445A, já que o segundo procura resolver proble- mas inerentes à vedação em tanques de combustível. Em ambos os documentos a sobremoldagem dos flanges e conectores aos cabos cumpre a finalidade de reduzir o número de contatos elétricos ao longo do chicote, porém, essa configuração trás restrições quando se deseja atingir uma solução aplicável a um maior número de veículos comerciais. Ocorre que chicotes longos com flanges e conectores sobremoldados têm sua utilização limitada ao seu comprimento de fabricação.

A fim de propiciar menor restrição de aplicabilidade em veículos comerciais, o documento do estado da técnica JP9264226A apresenta uma flauta de distribuição dispondo de conectores que possibilitam conexão com grande gama de bicos injetores. Esse efeito é obtido ao se prover uma conexão intermediária entre o chicote e o terminal do bico injetor. O chicote elétrico se liga a um terminal de suprimento no interior da flauta, que por sua vez se liga a um terminal de conexão pertencente ao bico injetor. Nota-se haver dois terminais interiores à flauta e dois furos passantes, para entrada do chicote e do terminal de conexão, respectivamente, fazendo com que o objeto apresente problemas de robustez e grande complexidade. Os dois pontos de contato dos terminais proporcionam variações de tensão e de fre- quência na corrente elétrica, aumentando as chances de falha devido ao sobreaquecimento.

No documento JP11167960A é apresentado um conector elétri- co para tanque de combustível, caracterizado pelo baixo custo de fabricação e pela economia de espaço interno utilizado em sua conexão. Nesse documento é descrito como prover conexão entre o cabo elétrico e o terminal através de moldagem de resina sobre o terminal. Apesar do baixo custo da solução, ela consta de um processo complexo com necessidade de ajuste do elemento 36 dentro do compartimento 32, além de uma montagem por interferência do conjunto no flange 11.

A presente invenção consegue atingir um balanço ótimo entre redução do número de conexões e universalidade de aplicação em veículos comerciais. A proposta da presente invenção é a de dispor de um conector com um único elemento de contato entre o cabo elétrico, que está ligado à bomba de combustível, e o terminal, que fica posicionado do lado de fora do tanque de combustível e está ligado ao chicote elétrico do veículo, sendo que esse único elemento de contato é o pino metálico.

De acordo com a presente invenção ocorrem apenas dois pontos de conexão elétrica entre o cabo elétrico dos componentes do módulo de combustível e o terminal que faz conexão com o chicote elétrico do veículo. Em uma segunda concretização ocorre apenas um ponto de conexão elétrica.

O conector que constitui o novo desenvolvimento aqui proposto é uma peça de fácil montagem e desmontagem em um maior número possí- vel de veículos comerciais, visando assim a universalidade de sua aplicação. Trata-se do desenvolvimento de uma conexão universal para chicotes e terminais elétricos veiculares, possuindo excelentes propriedades conduti- vas e vedação adequada.

Breve descrição da invenção

O objeto da presente invenção é um conector para chicote elétrico, compreendendo: um pino metálico usinado, um cabo elétrico, um anel de vedação e um terminal elétrico livre, sendo que esse em uma segunda concretização da invenção pode ser usinado na extremidade do pino metálico no formato de um terminal. O conector pode apresentar uma sobre- injeção de material plástico sobre o pino metálico e a união como o cabo elétrico para facilitar sua montagem e fixação no flange.

Esse conector tem como função principal conectar dispositivos elétricos separados por uma parede. É também função desse conector fazer a fixação do cabo elétrico e do terminal elétrico à parede, enquanto promove vedação do furo de passagem não permitindo escoamento de fluidos através da parede, podendo ser esses fluidos de natureza líquida, vapores ou gases.

O corpo do pino usinado dispõe de um canal para alojar um anel de vedação. Em uma parte inferior do pino metálico é fixado o cabo elétrico.

Para fixação do cabo elétrico, um processo possível é a crimpa- gem do mesmo dentro de um furo no pino metálico. Outra possibilidade de fixação do cabo elétrico no pino metálico é a soldagem.

Em uma parte superior do pino metálico encontra-se o terminal elétrico livre, podendo ser o terminal um elemento metálico soldado ao pino metálico ou ainda uma extensão do próprio pino metálico obtido por usina- gem.

A seção da parede atravessada pelo conector possui abas dispondo de uma pluralidade de elementos de fixação fêmea, as abas podendo ser uma extensão da própria parede formando um flange ou pertencer a um flange complementar ao conector, sendo a segunda forma comum em veículos comerciais. O conector dispõe de elementos de fixação macho pos- suindo forma complementar aos elementos de fixação fêmea do flange, em número idêntico a pluralidade de elementos de fixação fêmea, de forma que o conjunto dos elementos de fixação macho e fêmea forma um fecho de pressão. Os elementos de fixação macho podem ser usinados no corpo do pino metálico ou obtidos por sobremoldagem de material plástico ao pino metálico.

Sumarizando, a presente invenção soluciona concomitantemente os problemas do estado da técnica de vedação em passagens de cabos e de universalidade de conexões de chicotes para aplicação veicular no seu terminal elétrico livre, em particular a conexão de chicotes em tanques de combustível. O objeto da presente invenção apresenta ainda a mencionada montagem simplificada, não requerendo etapas complementares à fabrica- ção durante a montagem ou o reparo do chicote. É ainda uma característica essencial da presente invenção a do conector ser um elemento metálico usinado de geometria robusta com propriedades de condutividade elétrica semelhantes àquelas de um barramento infinito.

Descrição resumida dos desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em exemplos de execução representados nos desenhos. As figuras a seguir mostram:

Figura 1 - uma vista esquemática em corte representando um exemplo de concretização da conexão, objeto da presente invenção, onde a conexão está disposta através de um flange.

Figura 2 - uma vista frontal de uma segunda concretização da conexão, objeto da presente invenção.

Descrição detalhada das figuras

Na figura 1 está representada uma primeira concretização do conector 20, objeto da invenção, com os seus principais elementos destacados. O conector 20 cumpre a função de prover contato elétrico entre um terminal elétrico 1 e um cabo 6. Também figura entre as funções essenciais da presente invenção a fixação do terminal elétrico 1 e do cabo 6 à parede externa e interna 12,13 de um flange 10.

O terminal elétrico 1 é um elemento metálico disposto substantivamente na direção vertical e que serve de interface livre para conexão com um dispositivo, comumente uma fonte de alimentação elétrica e/ou unidade de comando, não representada(s) na figura. Trata-se de um terminal elétrico livre para conexão de quaisquer dispositivos elétricos. Na primeira concreti- zação representada na figura 1 , o terminal elétrico 1 é unido a um pino metálico 2 através do processo de soldagem. O pino metálico 2 é uma peça metálica obtida por usinagem de um material essencialmente cilíndrico. A união entre o pino metálico 2 e o terminal elétrico 1 é feita, nessa primeira concretização da invenção, por soldagem. Em um furo 8 é feito um ponto de solda para fixação do terminal elétrico 1 inserido na abertura 9 do pino metálico 2. Pode também ser feita a soldagem de uma face plana usinada no pino metálico 2 com a face plana inferior do terminal elétrico 1.

O pino metálico 2 dispõe de um anel de vedação 7 posicionado sobre um canal para anel de vedação 3. Esse anel 7, que é feito usualmente de um elastômero resistente a vapores químicos, é responsável pela veda- ção entre o ambiente em contato com a parede interna 13 do flange 10 e o ambiente em contato com a parede externa 12 do flange 10. Essa vedação se faz necessária para aplicações veiculares típicas onde o ambiente em contato com a parede interna 13 contem vapores inerentes ao combustível.

Uma pluralidade de elementos de fixação macho 4 é disposta em direção radial ao metálico 2, que em conjunto com elementos de fixação fêmea 11 pertencentes ao flange 10 formam um fecho de pressão impedindo movimentação relativa entre conector 20 e o flange 10. Na figura 1 os elementos de fixação macho são elementos plásticos sobremoldados à porção inferior do pino metálico 2. Porém outras formas de fixação mecânica também são possíveis.

O cabo 6 é fixado à porção inferior do pino metálico 2. A fixação do cabo 6 no pino metálico 2 pode ser feita de diversas formas. Uma possível solução é a crimpagem, onde a parte condutora do cabo 6 é inserida em um furo 5 na parte inferior do pino 2. Por deformação mecânica da região ao redor do furo 5 o cabo 6 é fixo ao pino metálico 2. Outra forma de fixação do cabo 6 no pino metálico 2 é por soldagem.

A sobre-injeção de material plástico realizada na parte inferior do pino metálico 2 é opcional, visto que elementos de fixação 4 podem ser usinado ou estampados diretamente do corpo do pino metálico 2. Em ha- vendo uma sobre-injeção de plástico na parte inferior do pino metálico 2, esta, além de formar os elementos de fixação 4, pode cobrir também área de união do cabo 6 com o pino metálico 2. Essa cobertura plástica da área de conexão elétrica entre o cabo 6 e o pino metálico 2 auxilia na sua proteção contra uma possível corrosão pelo vapores químicos dentro do tanque de combustível.

A figura 2 é uma vista frontal de uma segunda concretização do conector 200. Nessa concretização o terminal 21 consiste em uma extensão superior do pino metálico 22, sendo os dois elementos formam uma única peça metálica usinada. O terminal 21 é uma porção do pino metálico 22, que se estende substantivamente na direção vertical e que serve de interface para conexão com um dispositivo do veículo, comumente uma alimentação elétrica e/ou uma unidade de comando, não representada na figura.

Para fixação do pino metálico 22 ao flange 10 é disposta uma pluralidade de elementos de fixação macho 24 em direção radial ao pino metálico 22. Os elementos de fixação macho 24 em conjunto com elementos de fixação fêmea 11 pertencentes ao flange 10 formam um fecho de pressão impedindo movimentação relativa entre conector 200 e o flange 10. Na figura 2 os elementos de fixação macho 24 são elementos formados por usinagem ou outro processo de fabricação mecânica de uma porção do pino metálico 22, que se entende em direção essencialmente radial ao conector 200.

O conector 20, 200 da presente invenção apresenta como claras vantagens em relação ao estado da técnica os seguintes pontos:

1 - Diminuição de pontos de conexão elétrica, com redução de processos de montagem e diminuição do espaço ocupado abaixo do flange para conexões elétricas.

2 - Eliminação de pontos de conexão elétrica desmontáveis. As conexões elétricas são feitas por processos que não prevêem desmontagem, como por exemplo, crimpagem e/ou soldagem. Isso permite uma conexão elétrica mais robusta, rígida e sem potenciais folgas entre os componentes conectados, eliminado, assim, falhas por aumento de resistência de contato, com consequente aumento de temperatura e eventual queima do contato elétrico.

3 - Simplificação do flange pela eliminação da necessidade de um terminal sobre-injetado no flange. O processo de sobre-injeção do terminal no flange necessita de um operador dedicado a montar os terminais num dispositivo para depois serem inseridos no molde de injeção do flange ou um sistema automatizado que realize essa função. De acordo com a presen- te invenção, o flange terá apenas furos passantes onde serão montados os conectores propostos.

4 - Potencial redução de custo em função do exposto nos itens

I e 3 acima.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, de- ve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Números de referência

1 , 21 - terminal elétrico

2, 22 - pino metálico

3, 23 - canal do anel de vedação

4, 24 - elemento de fixação macho

5 - furo inferior

6 - cabo elétrico

7 - anel de vedação

8 - furo para ponto de solda

9 - abertura superior

10 - flange

I I - elemento de fixação fêmea

20, 200 - conector

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Conector para chicote elétrico de veículos automotores com terminais através de um flange (10), o conector (20, 200) caracterizado pelo fato de que compreende um terminal elétrico (1 , 21) livre, um pino metálico (2, 22), um cabo elétrico (6) e um anel de vedação (7), o conector (20, 200) possuindo uma pluralidade de elementos de fixação macho (4, 24) dispostos radialmente ao conector (20, 200), sendo que o terminal elétrico (1 , 21) livre está direcionado para o lado exterior ( 2) do flange ( 0).

2. Conector, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pe- lo fato de que o pino metálico (2) é unido ao terminal elétrico (1) por meio de soldagem.

3. Conector, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de que o terminal elétrico (21) é integral ao pino metálico (22).

4. Conector, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza- do pelo fato de que os elementos de fixação macho (4) são parte de uma sobre-injeção plástica no pino metálico (2).

5. Conector, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a sobre-injeção plástica cobre a parte inferior do pino metálico (2), incluindo a união do cabo (6) como pino metálico (2).

6. Conector, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que os elementos de fixação macho (24) são uma extensão do pino metálico (22).

7. Conector, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o cabo (6) é fixado ao pino metálico (2, 22) por crímpagem ou soldagem.

8. Conector, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o anel de vedação (7) é um anel "O" de elastômero.