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Die Erfindung betrifft ein System zur elektrischen Trennung und Verbindung von Komponenten, insbesondere eines Leitungsanschlusses von entnehmbaren Fahrzeugsitzen an einem bodenseitigen Leitungsanschluss, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
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Im Zuge der weiteren Elektrifizierung des Fahrgastinnenraums von Kraftfahrzeugen gewinnt die Anordnung von elektrischen Einrichtungen in den angeordneten Komponenten, insbesondere im Vordersitz und/oder im Rücksitz, an Bedeutung. Die elektrischen Einrichtungen sind beispielsweise eine Sitzheizung, eine elektrische Lordose, eine Sitzbelegungserkennung, Multimediaanwendungen oder auch elektrifizierte, überprüfbare Sicherheitsgurtsysteme. Gleichzeitig sollen die Komponenten, insbesondere die Fahrzeugsitze zumindest entnehmbar angeordnet werden können. Zurzeit sind beispielsweise die Vordersitze über elektrische Steckverbindungen mit dem elektrischen Versorgungssystem eines Kraftfahrzeuges verbunden und müssen bei Entnahme des Sitzes getrennt und beim Einbau wieder verbunden werden.
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Neben einem erhöhten Aufwand besteht dabei die Gefahr von Beschädigungen und Verschmutzungen der Stromkabelelemente, wenn diese offen liegen. Eine weitere Schwierigkeit tritt auf, da aus sicherheitstechnischen Aspekten nicht gewährleistet ist, dass die Verbindung durch den Benutzer wieder hergestellt worden ist. So können beispielsweise Sicherheitssysteme, wie Airbags oder dergleichen nicht wieder richtig angeschlossen sein, was im Crashfall zur Gefährdung der Insassen führt.
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Als Stand der Technik, der eine Entnahme einer Komponente, insbesondere eines Fahrzeugsitzes ohne separate Trennung einer elektrischen Steckverbindung bereits ermöglicht, ist aus der Offenlegungsschrift
DE 103 52 547 A1 ein System bekannt.
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Das System zur elektrischen Verbindung eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes, ist mit einer in oder auf einem Boden angeordneten Bodenkontakteinrichtung und mit einem an einem Sitzgestellteil angeordneten Befestigungsglied, das mit der Bodenkontakteinrichtung lösbar verbindbar ist, versehen. Der Sitz ist mit Stromkabelelementen versehen, welche mit am Boden oder an der Bodenkontakteinrichtung angeordneten Stromkontaktelementen verbindbar sind. Das Befestigungsglied weist einen mit Stromkontaktelementen versehenen Stempel auf. Die Bodenkontakteinrichtung umfasst eine mit Stromkontaktelementen versehene drehbare Kontaktbrücke, wobei zur elektrischen Verbindung des Sitzes mit der Bodenkontakteinrichtung ein Stempel die Kontaktbrücke in eine Stellung dreht, in der sich die Stromkontaktelemente des Stempels und die Stromkontaktelemente der Kontaktbrücke kontaktieren.
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Nachteilig hierbei ist, dass das drehende Glied, die Kontaktbrücke, nicht die ausreichende Robustheit für die beim Einführen des Sitzes in die Bodenkontakteinrichtung vorgenommene Handlung aufweist. Die Toleranzen, die zu einer Kontaktierung führen, sind sehr gering und können bei der Vielzahl der Betätigungen aufgehoben werden.
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Die Druckschrift
DE 198 09 801 A1 offenbart eine Kontaktvorrichtung, die im Kontaktfall über Sensoren die ordnungsgemäße Schließlage einer Tür signalisiert.
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Die Druckschrift
DE 39 23 351 A1 beschreibt einen beweglichen Stecker, der in einer Umgebung von hoher Temperatur betrieben werden kann und der weiterhin in der Lage ist, Lageverschiebungen flexibel aufzunehmen, die dann entstehen, wenn ein Anschlussstecker mit dem beweglichen Stecker verbunden wird.
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Die Druckschrift
US 6,159,030 A stellt ein selbstjustierendes Verbindungssystem zum Herstellen von elektrischen Verbindungen vor.
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Schließlich offenbart die
US 6,325,652 B1 eine Vorrichtung zum Befestigen eines Gehäuses in einem Gleit- und/oder Schwimmzustand, wobei ein Verbinder und ein Halter für eine solche Vorrichtung erläutert wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung beziehungsweise ein System zu schaffen, mit welchem eine elektrische Verbindung zwischen einem Sitz und einer Bodenkontakteinrichtung geschaffen werden kann, welche auf einfache Weise gelöst und auch wieder verbunden werden kann, wobei so weit wie möglich auch Beschädigungen und Verschmutzungen der Stromkabelelemente vermieden werden sollen und wobei das System robust ausgelegt ist, um eine sichere Kontaktierung zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine bodenseitige Buchseneinheit mehrere der buchsenseitigen Aufnahmeelemente und einen bodenseitigen Aufnahmekörper aufweist, der buchsenseitige Lagerelemente zur beweglichen Lagerung der buchsenseitigen Aufnahmeelemente aufnimmt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die komponentenseitige Steckeinheit einen komponentenseitigen Aufnahmekörper auf, der steckerseitige Aufnahmeelemente zur Halterung des Steckerelementes im komponentenseitigen Aufnahmekörper umfasst.
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Bevorzugt sind die steckerseitigen Aufnahmeelemente als rippenartige Gebilde ausgestaltet, die im Aufnahmekörper zum Toleranzausgleich des Steckerelementes gegenüber der bodenseitigen Buchseneinheit eine schwimmende Lagerung bewirken.
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Die beweglich gelagerten buchsenseitigen Aufnahmeelemente sind in einer bevorzugten Ausgestaltung wippenartig ausgebildet und werden von den buchsenseitigen Lagerelementen aufgenommen.
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Die bodenseitige Buchseneinheit ist in Nichtkontaktstellung des Systems durch das Verschlusselement abgeschottet, wobei das Steckerelement bei der Verbindung des Systems aus Steckeinheit und Buchseneinheit dafür sorgt, dass das Verschlusselement aus seiner ersten Stellung in die zweite Stellung hinein bewegt wird, wobei das Verschlusselement in seiner zweiten Stellung die buchsenseitigen Aufnahmeelemente, insbesondere die wippenartigen Buchsenelemente, derartig verlagert, dass die innenliegenden Kontakte der buchsenseitigen Aufnahmeelemente mit den außenliegenden Kontakten des Steckerelementes in Verbindung gebracht werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Zeitpunkt der Herbeiführung der Kontaktstellung zwischen den Kontakten des Steckerelementes beziehungsweise den Kontakten des buchsenseitigen Aufnahmeelementes durch die Anordnung des Verschlusselementes in seiner zweiten Stellung und durch die Anordnung des buchsenseitigen Aufnahmeelementes gegenüber dem Verschlusselement veränderbar. Genauere Erläuterungen zum Zeitpunkt der Herbeiführung der Kontaktstellung zwischen Steckerelement und buchsenseitigem Aufnahmeelement werden im Rahmen des nachfolgenden Ausführungsbeispieles vorgenommen.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines entnehmbaren Fahrzeugsitzes mit einem "Connect-System" aus sitzteilseitiger Steckeinheit und bodenseitiger Buchseneinheit,
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2 einen sitzteilseitigen Aufnahmekörper der Steckeinheit in einer perspektivischen Unteransicht,
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3 den sitzteilseitigen Aufnahmekörper der Steckeinheit in einer perspektivischen Seitenansicht mit einem wippenartig ausgeführten buchsenseitigen Aufnahmeelement der bodenseitigen Buchseneinheit,
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4 in einer perspektivischen Seitenansicht die wippenartigen Elemente mit einem Verschlusselement des bodenseitigen Aufnahmekörpers der Buchseneinheit in einer Kontakt- und Nichtkontaktstellung,
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5 den bodenseitigen Aufnahmekörper der Buchseneinheit des "Connect-Systems" in einer perspektivischen Seitenansicht und
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6 das "Connect-System" in einer Gesamtansicht.
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1 zeigt einen Anwendungsfall, bei dem das so genannte „Connect-System“ aus komponentenseitiger, hier sitzteilseitiger, Steckeinheit 12 und bodenseitiger Buchseneinheit 14 ausgeführt ist. Es handelt sich hierbei um einen entnehmbaren Fahrzeugsitz 10 bestehend aus Sitzteil 10A und Rückenlehne 10B, wobei die sitzteilseitige Steckeinheit 12 auf der Unterseite des Sitzteiles 10A angeordnet ist. In der in 1 dargestellten Position befindet sich das „Connect-System“ in einer Nichtkontaktstellung und ist durch Aufsetzen der Steckeinheit 12 auf die Buchseneinheit 14 beim Einbau des Fahrzeugsitzes 10 automatisch in eine Kontaktstellung bringbar. Somit sind fahrzeugseitige Ansteuerungen und Stromversorgungsanschlüsse über die bodenseitige Buchseneinheit 14 an die jeweiligen Verbraucher, die im Fahrzeugsitz 10 vorhanden sind, heranführbar. Selbstverständlich muss die Buchseneinheit 14 nicht unbedingt auf einem Boden 16 angeordnet sein. Jedes denkbare gegenüber der Steckeinheit 12 feststehende Strukturbauteil eignet sich zur Aufnahme der Buchseneinheit 14.
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Die Details des erfindungsgemäßen „Connect-Systems“ sind in den 2 bis 5 näher dargestellt.
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2 zeigt zunächst einen sitzteilseitigen Aufnahmekörper 12C als Teil der Steckeinheit 12, der die Anordnung unterhalb des Sitzteiles 10A beispielsweise in einer Rahmenkonstruktion des Sitzteiles 10A ermöglicht. Innerhalb des sitzteilseitigen Aufnahmekörpers 12C ist das Steckerelement 12A mit seinen Steckerkontakten 12B ausgebildet. Die perspektivische Unteransicht auf die Steckeinheit 12 zeigt, dass das Steckerelement 12A über eine schwimmende Lagerung im sitzteilseitigen Aufnahmekörper 12C angeordnet ist. Diese schwimmende Lagerung wird durch steckerseitige Aufnahmeelemente 12D und eine Platte 12F bewirkt, wobei an der Platte 12F das Steckerelement 12A angeordnet ist und der sitzteilseitige Aufnahmekörper 12C die steckerseitigen Aufnahmeelemente 12D schwimmend aufnimmt. Die steckerseitigen Aufnahmeelemente 12D werden auch als Rippenaufnahmeelemente 12D bezeichnet, da sie, wie 2 zeigt, rippenartig ausgebildet sind und dadurch eine Flexibilität und Elastizität zur Aufnahme von Kräften und zum Ausgleich von Toleranzen beim Einführen der Steckeinheit 12 in die Buchseneinheit 14 ermöglichen.
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Die Rippenaufnahmeelemente 12D greifen an der Platte 12F an, an deren Unterseite das Steckerelement 12A angeordnet ist. Der sitzteilseitige Aufnahmekörper 12C weist eine Bohrung/Öffnung 12G auf, durch die das schwimmend gelagerte Steckerelement 12A durchgreift und durch entsprechende größere Ausführung der Bohrung/Öffnung 12G ausreichenden Freiraum besitzt, um gegebenenfalls Toleranzen zwischen Steckeinheit 12 durch Bewegung des Steckerelementes 12A gegenüber der Buchseneinheit 14 auszugleichen.
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2 zeigt ebenfalls einen Abgang eines sitzteilseitigen Leitungsnetzes 12E, der die fahrzeugseitigen Ansteuerungen und/oder Stromversorgungsanschlüsse von einem Steuergerät des Fahrzeuges aus der Buchseneinheit 14 über die Steckeinheit 12 zu den entsprechenden Verbrauchern überträgt. Voraussetzung ist selbstverständlich die Kontaktstellung der Steckeinheit 12 und Buchseneinheit 14.
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3 zeigt bereits in einer ersten perspektivischen Seitenansicht das Steckerelement 12A, welches in buchsenseitige Aufnahmeelemente 14A eingeführt ist und dabei das Verschlusselement 14G'' in eine zweite Stellung, der in 3 nicht näher aber in 5 näher dargestellten Buchseneinheit 14, in die buchsenseitigen Aufnahmeelemente 14A hinein drückt. Die buchsenseitigen Aufnahmeelemente 14A sind im Ausführungsbeispiel Wippenelemente, die in buchsenseitigen Lagerelementen 14D beweglich gelagert sind, wobei diese buchsenseitigen Lagerelemente 14D genauer in 4 sichtbar sind. Die weiteren Bauteile entsprechen den vorhergehenden Figuren.
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Diese buchsenseitigen, in 4 vergrößert dargestellten Lagerelemente 14D, die auch als Wippenaufnahmen oder Wippenlagerungen bezeichnet werden, ermöglichen ein Heranführen der Wippenelemente 14A an das in 4 nicht dargestellte Steckerelement 12A. Mindestens ein Buchsenkontakt 14B ist entsprechend der Anordnung des mindestens einen Steckerkontaktes 12B im Innern des jeweiligen Wippenelementes 14A angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Buchsenkontakte 14B und sechs korrespondierende Steckerkontakte 12B ausgeführt. Die Anzahl ist jedoch beliebig, je nach Anwendungsfall.
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Das Heranführen der Wippenelemente 14A an das Steckerelement 12A wird durch das Verschlusselement 14G bewerkstelligt, welches beim Einführen der Steckereinheit 12 durch das Steckerelement 12A aus seiner ersten Stellung 14G’ in seine zweite Stellung 14G’’ in die Wippenelemente 14A eingeführt wird. In der zweiten Stellung 14G’’ des Verschlusselementes 14G erreicht das Verschlusselement 14G eine im Wippenelement 14A innenliegende Wippenauflagefläche 14F, wodurch die Wippenelemente 14A durch ihre bewegliche Lagerung in den buchsenseitigen Lagerelementen 14D nach innen an das Steckerelement 12A und die Steckerkontakte 12B herangeführt werden. Eine Kontaktierung des Stecker- und Buchsenkontaktes 12B, 14B ist somit nur mit geringer Reibbewegung zwischen den Kontakten 12B, 14B ausführbar.
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Die Kontaktflächen der Stecker- und Buchsenkontakte 12B, 14B sind in ihrer Kontur entsprechend angepasst und selbstverständlich in ihrer Größe und Positionierung entsprechend aufeinander abgestimmt.
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Die Größen der Kontaktflächen der Stecker- und Buchsenkontakte 12B, 14B sind in Abhängigkeit der notwendigen Verbraucherströme auszulegen.
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5 zeigt den bodenseitigen Aufnahmekörper 14C der Buchseneinheit 14 in Nichtkontaktstellung, also ohne eingeführte Steckeinheit 12, wobei das Verschlusselement 14G in seiner ersten und zweiten Stellung 14G', 14G'' innerhalb der Buchseneinheit 14 dargestellt ist.
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Wie aus der 5 ersichtlich ist, wird das Verschlusselement 14G auf einem Federelement 14H gelagert, wobei das Federelement 14H in Kontaktstellung durch das Steckerelement 12A durch Verlagerung des Verschlusselementes 14G' zu 14G" gespannt wird, wodurch in einer Nichtkontaktstellung durch Entspannung des unterhalb des Verschlusselementes 14G gelegenen Federelementes 14H ein automatisches Verschließen der Buchseneinheit 14 durch das Verschlusselement 14G in der ersten Stellung 14G' bewirkt wird.
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Während der Kontaktstellung sorgt die Platte 12F, welche auf dem zu verschließenden Bereich anliegt, für die Abdichtung der Buchseneinheit 14.
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Das buchsenseitige Aufnahmeelement 14A weist selbstverständlich analog zum steckerseitigen Aufnahmeelement 12D mindestens einen Abgang beziehungsweise Anschluss an das fahrzeugseitige Leitungsnetz 14E auf.
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Abschließend zeigt 6 das „Connect-System“ in einer nahezu vollständigen Verbindungsposition. Im Vergleich zu den 1 bis 5 zeigen gleiche Bezugszeichen wiederum gleiche Bauteile.
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6 zeigt die Steckeinheit 12 auf der Buchseneinheit 14. Das Steckerelement 12A kann durch seine schwimmende Lagerung Toleranzen gegenüber dem buchsenseitigen Aufnahmeelement 14 ausgleichen. Beim Einstecken der Steckeinheit 12 in die Buchseneinheit 14 wird das Verschlusselement 14G’ in die Position 14G’’ verlagert, indem das Steckerelement 12A mit seiner hier angeordneten Spitze das Verschlusselement 14G in die Position 14G’’ verschiebt. Das Federelement 14H wird gespannt und liegt gespannt zwischen dem Boden der Buchseneinheit 14 und der Unterseite des Verschlusselementes 14G’’ (nicht sichtbar).
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktierung so ausgeführt, dass das Verschlusselement 14G’’ in seiner unteren Position auf Wippenauflageflächen 14F der buchsenseitigen Aufnahmeelemente 14A auftrifft und die buchsenseitigen Aufnahmeelemente 14A über die Wippenaufnahme/Wippenlagerung 14D in Richtung des Steckerelementes 12A verlagert.
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Je nach Anordnung auf der Wippenlagerung 14D kann eine Kontaktzeit des buchsenseitigen Aufnahmeelementes 14A beziehungsweise dessen Buchsenkkontakte 14B gegenüber den Steckerkontakten 12B des Steckerelementes 12A verkürzt oder verlängert werden.
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Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die buchsenseitigen Aufnahmeelemente 14A auf der Wippenlagerung 14D so angeordnet sind, dass beim Einführen des Steckerelementes 12A der Steckeinheit 12 eine sofortige Kontaktierung stattfindet, so dass hier unter Reibschluss beim Einschieben der Steckeinheit 12 eine sofortige Kontaktierung der Stecker- und Buchsenkontakte 12B, 14B stattfindet. Eine solche sofortige Kontaktierung ist jedoch hinsichtlich des Verschleißes der Stecker- und Buchsenkontakte 12B, 14B nachteilig, so dass die wippenartige Heranführung der Buchsenkontakte 14B an die Steckerkontakte 12B bevorzugt ausgeführt wird.
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Um sicherzustellen, dass beim händigen Herunterdrücken des Verschlusselementes 14G ohne eine Kontaktierung mit den Buchsenkontakten 14B stattfindet, sind die buchsenseitigen Aufnahmeelemente 14A im bodenseitigen Aufnahmekörper 14C in schlitzartigen Nuten oder dergleichen versteckt angeordnet. Beim händigen Eingriff in den bodenseitigen Aufnahmekörper 14C ist somit keine Gefahr von Stromschlägen durch Berührung der Wippenkontakte 14B gegeben.
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Zudem ist durch die Lage der jeweiligen Kippachse der Wippenelemente 14A, der Winkelstellung der Wippenelemente 14A gegenüber einer gedachten vertikalen Achse bestimmbar, wann die Wippenelemente beim Auftreffen des Verschlusselementes 14G auf die Wippenauflagefläche 14F in Richtung des Steckerelementes 12A verlagert werden.
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Der Zeitpunkt der Kontaktierung ist auch durch die Tiefe der Wippenauflagefläche 14F in dem buchsenseitigen Aufnahmeelement 14A beeinflussbar. Je tiefer, desto später findet die Kippbewegung der Wippenelemente 14A statt. Außerdem ist dadurch gegeben, dass bei einem manuellen Eingriff durch eine Person in die Buchseneinheit 14 die entsprechende Tiefe nicht erreicht wird, so dass keine Kontaktierung an den Buchsenkontakten 14B befürchtet werden muss.
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Die entsprechende Auswahl der korrespondierenden Durchmesser des Steckerelementes 12A und des buchsenseitigen Aufnahmeelementes 14A gehört ebenfalls zur Auslegung, wobei die Durchmesser insgesamt oder innerhalb der Verbindung variieren können und außerdem nicht zwingend kreisrunde Formen der Verbindung gewählt werden müssen.
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Wie 6 zeigt, verschließt die Platte 12F nach Zusammenführung von Steckeinheit 12 und Buchseneinheit 14 die Buchseneinheit 14 zusätzlich, so dass die Buchseneinheit 14 gegen Verschmutzung geschützt ist. Der Boden 16, in dem die Buchseneinheit 14 angeordnet ist, ist nur in 1 zu sehen. Der Boden 16 liegt in 6 zwischen Platte 12F und oberem Abschlussrand des bodenseitigen Aufnahmekörpers 14C.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugsitz
- 10A
- Sitzteil
- 10B
- Rückenlehne
- 12
- Steckeinheit
- 12A
- Steckerelement
- 12B
- Steckerkontakte
- 12C
- sitzteilseitiger Aufnahmekörper
- 12D
- steckerseitige Aufnahmeelemente [Rippenaufnahmeelemente]
- 12E
- sitzteilseitiges Leitungsnetz
- 12F
- Platte
- 12G
- Bohrung in 12C
- 14
- Buchseneinheit
- 14A
- buchsenseitiges Aufnahmeelement [Wippenelement]
- 14B
- Buchsenkontakt [Wippenkontakt]
- 14C
- bodenseitiger Aufnahmekörper
- 14D
- buchsenseitiges Lagerelement [Wippenaufnahme/Wippenlagerung]
- 14E
- fahrzeugseitiges Leitungsnetz
- 14F
- Wippenauflagefläche
- 14G
- Verschlusselement
- 14H
- Federelement
- 16
- Boden/Fahrzeugboden/Karosserie
- '
- erste Stellung
- ''
- zweite Stellung