DE102004057169A1

DE102004057169A1 - Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE102004057169A1
Application number: DE200410057169
Authority: DE
Inventors: Johannes Schieren
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-08

Abstract

Die erfindungsgemäße Verbindunganordnung dient zur elektrischen Verbindung einzelner, jeweils von einer Isolierung umgebener Adern mindestens zweier Flachbandkabel. Um bei geringen Fertigungskosten eine einfache, aber dennoch zuverlässige Verbindung der einzelnen Adern zu gewährleisten, sind eine erste und mindestens eine weitere Aufnahme für das erste bzw. das weitere Flachbandkabel vorgesehen. Diese richten die jeweils miteinander zu verbindenden Adern der Flachbandkabel zueinander aus. Elektrisch leitende Zähne eines im Wesentlichen senkrecht zu den Flachbandkabeln eingesteckten Verbindungssteckers durchdringen jeweils die Isolierung der zu verbindenden Adern und kontaktieren so die jeweils zu verbindenden Adern.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Verkabelung mittels Flachbandkabeln, insbesondere in der Automobilelektrik, und betrifft eine Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung einzelner, jeweils von einer Isolierung umgebener Adern mindestens zweier Flachbandkabel.

Bedarf für derartige elektrische Verbindungen zweier Flachbandkabel besteht beispielsweise bei der Montage und dem Anschluss von Kabelbäumen in Kraftfahrzeugen, die zumindest teilweise Flachbandkabel umfassen. Ein häufiger Anwendungsfall ist dabei die Verbindung des Endes eines ersten, zu einem elektrischen Verbraucher führenden Flachbandkabels mit dem Ende eines zweiten, zum Beispiel von einer Stromquelle oder Ansteuerung kommenden Flachbandkabels. Derartige Verbindungen sind nach der Montage oft kaum mehr oder nur schwer zugänglich, aber häufig für die Funktionsfähigkeit und/oder Sicherheit des Fahrzeugs essentiell. Deshalb sind an diese Verbindungen hohe Qualitätsanforderungen zu stellen und zwar sowohl hinsichtlich der Fertigungssicherheit als auch hinsichtlich der Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit. In den weitgehend automatisierten Fertigungsprozessen sind zudem ein zuverlässiger Ausschluss potentieller Montagefehler und vor allem geringe Fertigungskosten gefordert.

Vor diesem Hintergrund liegt nun der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung anzugeben, die bei geringen Fertigungskosten eine einfache, aber dennoch zuverlässige Verbindung der einzelnen Adern mindestens zweier Flachbandkabel ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demgemäß umfasst die Verbindungsanordnung eine erste und mindestens eine weitere Aufnahme für ein erstes und mindestens ein weiteres Flachbandkabel. Die Aufnahmen richten die jeweils miteinander zu verbindenden Adern der Flachbandkabel zumindest abschnittsweise parallel zueinander aus, so dass korrespondierende Adern der verschiedenen Flachbandkabel übereinander liegen. Ein im Wesentlichen senkrecht zu den Flachbandkabeln eingesteckter Verbindungsstecker hat elektrisch leitende Zähne, die jeweils die Isolierung der von ihnen zu verbindenden Adern durchdringen. Dadurch sind die jeweiligen Adern über den jeweils zugeordneten Zahn in elektrischem Kontakt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht unter anderem darin, mit einem einzigen Bauteil in einem gemeinsamen Montageschritt – nämlich mit dem Einstecken des Verbindungssteckers – die einzelnen übereinander liegenden, von den Aufnahmen vorpositionierten Adern gleichzeitig über die durch die Isolierung dringenden, individuellen und gegeneinander isolierten Zähne elektrisch zu verbinden. Der Verbindungsstecker bildet quasi einen Kamm, dessen Zähne die einzelnen Adern bei der Montage gleichzeitig durchdringen. Zumindest ei ne der Aufnahmen kann vorab mit dem Ende eines (zum Beispiel zu einem Verbraucher führenden) ersten Flachbandkabels verbunden sein. Das korrespondierende weitere Anschluss-Flachbandkabel kann dann relativ zu dem ersten Flachbandkabel durch die weitere Aufnahme positioniert werden.

Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht dadurch darin, dass die einzelnen Komponenten einfach und damit preisgünstig hergestellt bzw. vorbereitet werden können. Die Kabelstränge bzw. deren Flachbandkabel müssen nur auf Länge zugeschnitten werden, eine aufwändige Montage von Endsteckern ist nicht erforderlich. Die Verbindung der Adern der Flachbandkabel erfolgt vorteilhafterweise ohne Lötverbindungen und – wie gesagt – in einem einzigen Montageschritt (Einstecken des Verbindungssteckers). Zumindest das zweite (und/oder weitere) Flachbandkabel ist an seinem freien zur Verbindung vorgesehenen Ende (zunächst) steckerfrei und kann ggf. erst unmittelbar vor der Montage exakt auf Länge zugeschnitten werden. Dadurch ist die Verlegung und Montage dieses Flachbandkabels vereinfacht. So kann dessen Kabelende besonders leicht durch Durchführungsöffnungen verlegt werden, die relativ klein sein können.

Die eine Aufnahme kann in einem bzw. auf einem Gehäuse eines elektrischen Verbrauchers ausgeformt sein, der an das von der Aufnahme aufgenommene Flachbandkabel elektrisch angeschlossen ist.

Eine bevorzugte Realisierung der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahmen in einem gemeinsamen Aufnahmeteil ausgebildet sind. Dieses kann als Kunststoff-Spritzgussteil realisiert sein und in der ersten Aufnahme die Enden eines Flachbandkabels aufnehmen, das zu einem elektrischen Verbraucher führt. In die darüber liegende zweite Aufnahme kann das Ende des zweiten, zum Beispiel zu einer Spannungsquelle, einer Steuereinrichtung oder dergleichen führenden Flachbandkabels eingelegt sein.

Vorteilhafterweise können die Zähne an ihren freien Enden definierte Schneiden aufweisen. Diese bewirken einen definierten und bezüglich der erforderlichen Schneidkräfte optimierten Schnitt durch die Isolierung oder Isolationsschichten, die die jeweiligen Adern umgeben. Bevorzugt kann die Schneide an einer jeweils abgeschrägten Spitze des Zahns ausgebildet sein. Wenn die Zähne aus Metall bestehen, kann die Schneide durch entsprechende Formung bereits bei der Herstellung der Zähne erzeugt werden.

Die Zähne sind bevorzugt zu den benachbarten Adern hin elektrisch isoliert. Dadurch besteht eine erhöhte Sicherheit, dass die Zähne nicht unbeabsichtigt weitere Adern verbinden und so zu unerwünschten Verbindungen bzw. Kurzschlüssen führen. Dazu kann die jeweils der Aderverbindung abgewandte Seite der Zähne zum Beispiel durch eine Beschichtung oder Lackierung elektrisch isoliert sein.

Für die Montage ist vorteilhaft, wenn der Verbindungsstecker und eine Aufnahme bzw. das Aufnahmeteil kooperierende Verrastungselemente haben, die den Verbindungsstecker relativ zu den Aufnahmen bzw. dem Aufnahmeteil fixieren. Die Verrastung kann auch durch kooperierende Klemmstücke realisiert sein. Der Verbindungsstecker wird so in seiner montierten Endposition sicher verrastet und gewährleistet damit einen sicheren Stromfluss auch bei anspruchsvollen Einsatzbedingungen, zum Beispiel starken Vibrationen.

Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung in aggressiver oder belastender Umgebung (zum Beispiel bei hohen oder wechselnden Temperaturen, im Einflussbereich von Spritzwasser oder Öl) ist eine Ausgestaltung der Erfindung be sonders bevorzugt, bei der der Verbindungsstecker eine Dichtlippe aufweist, die den Verbindungsbereich zwischen Verbindungsstecker und Aufnahme bzw. Aufnahmeteil gegenüber der Umgebung abschirmt.

Montagetechnisch bevorzugt weist der Verbindungsstecker eine Griffschale auf. Damit kann der Stecker bei der Montage (ggf. auch bei einer notwendigen Demontage) einfach gegriffen und die bei der Montage aufzubringenden (Schneid) Kräfte zur Durchdringung der Aderisolierungen gleichmäßig auf die Zähne übertragen werden.

Eine weitere montagetechnisch bevorzugte Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verbindungsstecker eine bauliche Einheit mit zumindest einer der Aufnahmen bildet. Bevorzugt kann der Verbindungsstecker integral mit dem Gehäuse eines Verbrauchers verbunden sein.

Eine montagetechnisch bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine Aufnahme eine formschlüssige Positionierhilfe aufweist, die an ein entsprechendes Positionierelement des Flachbandkabels angepasst ist. Ein solches kabelseitiges Positionierelement kann beispielsweise durch eine der isolierten Adern des Flachbandkabels gebildet sein, die eine von den übrigen Adern abweichende Form bzw. einen abweichenden Querschnitt hat. Beispielsweise kann der Querschnitt vergrößert oder die Querschnittsform abweichend – zum Beispiel oval – gestaltet sein. An diese Form kann der zugeordnete Aufnahmebereich entsprechend angepasst sein.

Eine weitere Vereinfachung der Montage ist dadurch möglich, dass nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zumindest eine Anlagefläche für das Ende zumindest eines der Flachbandkabel vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 wesentliche Bestandteile einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung vor der vollständigen Montage im Längsschnitt,
2 den Bereich A der Verbindungsanordnung nach 1 nach Montage im Längsschnitt und
3 die Verbindungsanordnung nach 2 in verkleinerter Darstellung in Seitenansicht.
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Merkmale – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
1 zeigt vor der endgültigen Montage eine erste 1 und eine weitere Aufnahme 2 für ein erstes 3 bzw. ein weiteres Flachbandkabel 4. Die Konturen der Aufnahmen 1, 2 sind den Außenkonturen der Flachbandkabel angepasst. Die Flachbandkabel enthalten jeweils acht in einer Ebene liegende einzelne Adern (beispielhaft sind zwei Adern mit Bezugszeichen 5 bzw. 6 versehen), die gegenüber den weiteren Adern ihres jeweiligen Flachbandkabels durch individuelle Isolierungen oder Mäntel (beispielhaft sind nur zwei Isolierungen mit Bezugszeichen 7 bzw. 8 versehen) elektrisch isoliert sind. Die Aufnahmen 1, 2 ordnen die jeweils miteinander zu verbindenden Adern 5, 6 der Flachbandkabel zumindest abschnittsweise parallel zueinander (hier: vertikal übereinander) an.
Die Aufnahmen 1, 2 sind Bestandteile eines Aufnahmeteils 10, wobei die Aufnahme 1 von einem entsprechend ausgeformten Abschnitt 11 eines Gehäuses eines (nicht näher dargestellten) elektrischen Verbrauchers gebildet ist. Der Verbraucher ist mit dem anderen Ende des Flachbandkabels 3 – genauer gesagt mit dessen elektrischen Adern 5 – verbunden.
Über den Flachbandkabeln ist montagebereit ein senkrecht einsteckbarer Verbindungsstecker 12 dargestellt und zwar in seiner Position unmittelbar vor dem vollständigen Einstecken. Das Aufnahmeteil 10 weist nur schematisch dargestellte Verrastungselemente 14 auf, die beispielsweise Verrastungsflächen für korrespondierende nur schematisch angedeutete Verrastungshaken 15 des Verbindungssteckers 12 aufweisen können. Diese fixieren den Verbindungsstecker relativ zu den Aufnahmen 1, 2.
Der Verbindungsstecker hat in einer Reihe kammartig angeordnete Zähne (beispielhaft ist nur ein Zahn mit einem Bezugszeichen 16 versehen). Außerdem sind die Zähne 16 an der jeweiligen Seite, die den ein jeweiliges Verbindungspaar bildenden Adern der Flachbandkabel abgewandt ist, mit einer Isolationsschicht 17 versehen. Der Verbindungsstecker kann eine bauliche Einheit mit zumindest einer der Aufnahmen bilden und dazu integral an den Gehäuseabschnitt 11 angeformt sein.
Wie 2 verdeutlicht, durchdringen die Zähne 16 bei der Montage jeweils die Isolierungen 7, 8 der von ihnen zu verbindenden Adern 5, 6. Die Zähne bestehen aus Metall und stellen somit einen direkten elektrischen Kontakt der Adern 5, 6 her. Der Verbindungsstecker 12 weist im oberen Bereich eine Griffschale 18 (1) auf, die die Handhabung und die Einbringung der Schneidkräfte während der Montage erleichtert. Beim Einstecken des Verbindungssteckers bis in die in 2 gezeigte Endposition schneiden sich die Zähne 16 nämlich in und durch die Isolierungen 7, 8, was die Einbringung entsprechender Schneidkräfte erfordert. Bevorzugt sind die Zähne dazu an ihrem freien Ende jeweils mit einer Schneide 19 versehen.
Um eine unbeabsichtigte Kontaktierung des daneben liegenden Aderpaares 5' und 6' (1) durch denselben Zahn 16 besonders sicher zu vermeiden, dient die erwähnte Isolationsschicht 17. Selbst wenn versehentlich der Zahn 16 auch die Isolierung 7', 8' benachbarter Adern 5', 6' durchdringen sollte, bleibt der Zahn 16 durch die Schicht 17 von diesen Adern 7', 8' elektrisch isoliert.
Der Verbindungsstecker 12 weist eine umlaufende Dichtlippe 20 auf, die den Verbindungsbereich 21 zwischen dem Verbindungsstecker und der Aufnahme 2 gegenüber der Umgebung abschirmt und schützt.
Wie 1 zeigt, sieht die Aufnahme 2 in ihrer äußeren, zur Aufnahme der äußersten rechte Ader bestimmten Aufnahmerinne 22 eine im Querschnitt ovale Kontur vor, die mit einer entsprechenden ovalen Kontur der rechten Ader des Flachbandkabels 4 korrespondiert. Dadurch ist die Einbringung des Flachbandkabels 4 nur in der dargestellten lagerichtigen Position möglich und so die Montage noch weiter vereinfacht.
3 zeigt zusammenfassend in Seitenansicht die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung; man erkennt den verbraucherseitigen Gehäuseabschnitt 11 und das zugehende bzw. dazu parallel abgehende Flachbandkabel 3, 4. Die Flachbandkabel sind durch den Verbindungsstecker 12 miteinander verbunden. An den Verbindungsstecker oder an eine Aufnahme kann eine Anschlagfläche 23 für das Ende des Flachbandkabels 4 angeformt sein.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
So ist die Erfindung nicht auf den vorstehend dargestellten, speziellen Aufbau bei dem elektrischen Anschluss eines Verbrauchers mit einem Flachbandkabel-Anschluss an die Elektrik eines Automobils beschränkt. Vielmehr kann diese Verbindungsanordnung auch auf beliebige Art und Weise modifiziert werden, ohne dass vom grundlegenden Prinzip der Erfindung abgewichen wird.

A: Bereich
1: Aufnahme
2: Aufnahme
3: Flachbandkabel
4: Flachbandkabel
5: Ader
5': Ader
6: Ader
6': Ader
7: Isolierung
8: Isolierung
10: Aufnahmeteil
11: Abschnitt
12: Verbindungsstecker
14: Verrastungselement
15: Verrastungshaken
16: Zahn
17: Isolationsschicht
18: Griffschale
19: Schneide
20: Dichtlippe
21: Verbindungsbereich
22: Aufnahmerinne
23: Anschlagfläche

Claims

Verbindungsanordnung zur elektrischen Verbindung einzelner, von einer Isolierung (7, 8) umgebener Adern (5, 6) mindestens zweier Flachbandkabel (3, 4), mit einer ersten (1) und mindestens einer weiteren Aufnahme (2) für das erste (3) bzw. das weitere Flachbandkabel (4), wobei die Aufnahmen (1, 2) die jeweils miteinander zu verbindenden Adern (5, 6) der Flachbandkabel (3, 4) zueinander anordnen, und mit einem im wesentlichen senkrecht zu den Flachbandkabeln eingesteckten Verbindungsstecker (12), der elektrisch leitende Zähne (16) aufweist, wobei die Zähne (16) jeweils die Isolierung (7, 8) der zu verbindenden Adern (5, 6) durchdringen und mit der jeweiligen Ader (5, 6) in Kontakt sind.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (1, 2) in einem gemeinsamen Aufnahmeteil ausgebildet (10) sind.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (16) an ihren freien Enden Schneiden (19) aufweisen.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (16) zu benachbarten Adern (5', 6') hin mit einer elektrischen Isolierung (17) versehen sind.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (12) und eine Aufnahme bzw. das Aufnahmeteil (10) kooperierende Verrastungselemente (14, 15) aufweisen, die den Verbindungsstecker (12) relativ zu den Aufnahmen bzw. dem Aufnahmeteil (10) fixieren.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (12) eine Dichtlippe (20) aufweist, die den Verbindungsbereich (21) zwischen Verbindungsstecker (12) und Aufnahme oder Aufnahmeteil (10) gegenüber der Umgebung abschirmt.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (12) eine Griffschale (18) aufweist.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (12) mit zumindest einer der Aufnahmen (1) eine bauliche Einheit bildet.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aufnahme (2) eine formschlüssige Positionierhilfe (22) aufweist, die an ein entsprechendes Positionierelement des Flachbandkabels (4) angepasst ist.
Verbindungsanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlagefläche (23) für das Ende zumindest eines der Flachbandkabel vorgesehen ist.