DE102009055014A1

DE102009055014A1 - Steckverbindung mit erhöhter Schwingfestigkeit

Info

Publication number: DE102009055014A1
Application number: DE102009055014A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 73730 Mueller-Hirsch; Gerald 71723 Friess; Markus 71701 Kroeckel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-22
Also published as: JP2013509689A; EP2514040A2; WO2011079991A3; US20130090003A1; WO2011079991A2

Abstract

Eine Steckverbindung (1) zwischen mindestens einem Kabelstecker (2), insbesondere einem Kabelbaumstecker, und einem Anschlussgehäuse (3) umfasst eine elektrische Steckverbindung, die am Anschlussgehäuse (3) mindestens eine Buchse (4) zum Einstecken des Kabelsteckers (2) aufweist, wobei erfindungsgemäß zusätzlich zu der elektrischen Steckverbindung noch eine nicht-elektrische Steckverbindung zwischen dem mindestens einen Kabelstecker (2) und dem Anschlussgehäuse (3) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung geht von einer Steckverbindung nach der Gattung des Anspruchs 1 aus.
Stand der Technik
Für elektronische Steuergeräte (z. B. Motronic, Electronic Diesel Control (EDC)) werden hochpolige Steckverbindungen eingesetzt. Schwingbelastungen am Anbauort können aufgrund von Relativbewegungen in der Steckverbindung, z. B. zwischen einem Kabelbaumstecker und einem Steuergerätegehäuse, zu den typischen Verschleißbildern Durchrieb oder Reibkorrosion an den Kontakten führen. Konstruktionsbedingt führt die in der Steckverbindung und im Kabelbaum konzentrierte Masse zu einer Relativbewegung der Kabelbaumseite relativ zur Messerleiste. Neben dem internen Aufbau der Steckverbindung führen Zusatzmaßnahmen wie ein kurzer Abfang des Kabelbaums in der Umgebung des Steuergeräts oder eine Verschraubung der Messerleiste im Steuergerätegehäuse zu einer Reduzierung dieser Relativbewegung und damit zu einer Erhöhung der Schwingfestigkeit. Eine solche Verschraubung der Messerleiste ist jedoch nicht für jede Gehäuseform gewünscht oder möglich.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß ist die gesamte Steckverbindung außerhalb der eigentlichen elektrischen Steckverbindung durch mindestens eine zusätzliche nicht-elektrische Steckverbindung direkt mit dem Anschlussgehäuse verbunden, wodurch sich die Gewichtsmasse der gesamten Steckverbindung an dem Anschlussgehäuse oder einem daran befestigten Adapter abstützen kann und dadurch Relativbewegungen der gesamten Steckverbindung in alle drei Raumachsen deutlich reduziert werden. Außerdem können die Anbindungslänge und damit die Masse des Relativbewegungen einleitenden Kabelanteils reduziert und zudem auf dem gleichen Schwingungsniveau wie das Steuergerät fixiert werden. Für einen Manipulationsschutz ist es vorteilhaft, die zusätzliche nicht-elektrische Steckverbindung durch verdeckte Rasthaken zu sichern, so dass diese zusätzliche Steckverbindung und damit die gesamte Steckverbindung nicht zerstörungsfrei gelöst werden können.
Vorzugsweise ist die nicht-elektrische Steckverbindung durch mindestens einen entgegen der Steckrichtung des Kabelsteckers vorstehenden Steckzapfen des Anschlussgehäuses und durch mindestens eine entsprechende Steckaufnahme des Kabelsteckers gebildet, oder umgekehrt. Jeder Kabelstecker wird mit seiner bzw. seinen Steckaufnahmen auf den bzw. die Steckzapfen aufgeschoben, die bevorzugt fester Bestandteil des Anschlussgehäuses oder des Adapters sind und z. B. angegossene Aluminium-Druckgussteile oder Blechumformteile sein können. Die zugehörigen Steckaufnahmen des Kabelsteckers sind bevorzugt fester Bestandteil des Steckergehäuses und können z. B. durch einen am Steckergehäuse angeformten Kunststoffrahmen gebildet sein. Ragen die Steckzapfen über den Kragen der Messerleiste hinaus, so kann bei versehentlichem Fallen des Anschlussgehäuses einerseits das Risiko einer internen Schädigung der Messerleiste oder ihrer Dichtung verhindert werden, und andererseits kann bei beschädigten Steckzapfen auf eine interne Schädigung geschlossen werden.
Vorteilhaft sind in der mindestens einen Steckaufnahme der nicht-elektrischen Steckverbindung ein oder mehrere Dämpfungselemente aus elastischem Material, angeordnet, um so die nicht-elektrische Steckverbindung weiter zu dämpfen.
Weiterhin weist das Anschlussgehäuse bevorzugt mindestens eine Anlagefläche zur Fixierung des Kabels eines eingesteckten Kabelsteckers auf. Diese Kabelfixierung ist direkt am Anschlussgehäuse bzw. am Adapter integriert, um ein phasengleiches Schwingniveau zum Anschlussgehäuse sicherzustellen, und stellt neben der nicht-elektrischen Steckverbindung eine zweite Fixierstelle dar, wodurch Rotationsbewegungen des Kabels unter Vibrationsbelastung weiter gedämpft werden. Besonders bevorzugt weist die mindestens eine Anlagefläche mindestens zwei in Längsrichtung des Kabels des eingesteckten Kabelsteckers beabstandete Kabelfixierungsmittel, insbesondere Durchbrüche für Kabelbinder, auf, um das aufliegende Kabel an zwei beabstandeten Stellen an der Anlagefläche zu fixieren und so eine Rotation bzw. Torsion des aufliegenden Kabels zu verhindern.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand von mehreren in der Zeichnung stark schematisiert wiedergegebenen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
1a bis 1e eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung mit einem Anschlussgehäuse und mit zwei Kabelsteckern in einer perspektivischen Ansicht von oben (1a) und von unten (1b), in einer Detailansicht (1c), wobei das Anschlussgehäuse und einer der Kabelstecker jeweils separat in 1d und 1e gezeigt sind;
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung mit einem modifizierten Kabelstecker, wobei das Anschlussgehäuse ausgelassen ist; und
3a, 3b zwei modifizierte Anschlussgehäuse der erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Die in 1 gezeigte Steckverbindung 1 umfasst zwei hochpolige Kabelstecker 2. die beispielsweise als Kabelbaumstecker ausgebildet sein können, und ein z. B. als Steuergerätegehäuse ausgebildetes Anschlussgehäuse 3, das zwei Wannen oder Buchsen 4 zum Einstecken der Kabelstecker 2 aufweist, um so eine elektrische Steckverbindung zwischen den Kabelsteckern 2 und ihren Buchsen 3 auszubilden. Die Kabelstecker 2 weisen jeweils eine Messerleiste (nicht gezeigt) und das Anschlussgehäuse 3 innerhalb der Buchse 4 entsprechende elektrische Gegenkontakte (nicht gezeigt) auf.
Zusätzlich zu dieser elektrischen Steckverbindung weist die Steckverbindung 1 noch eine nicht-elektrische Steckverbindung zwischen den Kabelsteckern 2 und dem Anschlussgehäuse 3 auf. Diese zusätzliche nicht-elektrische Steckverbindung ist jeweils durch zwei entgegen der Steckrichtung 5 des Kabelsteckers 2 vorstehende Steckzapfen 6 des Anschlussgehäuses 3 und durch zwei entsprechende Steckaufnahmen 7 jedes Kabelsteckers 2 gebildet. Statt der gezeigten zwei Steckzapfen 6 und zwei Steckaufnahmen 7 können am Kabelstecker 2 und am Anschlussgehäuse 3 auch nur ein Steckzapfen und eine Steckaufnahmen oder auch mehr als zwei Steckzapfen und zwei Steckaufnahmen vorgesehen sein. Alternativ können die Steckzapfen am Kabelstecker 2 und die Steckaufnahmen am Anschlussgehäuse 3 vorgesehen sein.
Die Steckaufnahmen 7 sind fester Bestandteil des Steckergehäuses des Kabelsteckers 2 und können im Falle eines Steckergehäuses aus Kunststoff beispielsweise durch die Rahmenöffnung eines angeformten Kunststoffrahmens gebildet sein. Die beiden Steckaufnahmen 7 sind auf der gleichen Gehäuseseite des Steckergehäuses vorgesehen.
Die Steckzapfen 6 sind fester Bestandteil eines Adapters 8 bzw. einer Adapterplatte, die am Anschlussgehäuse 3 angeschraubt ist, und können beispielsweise, falls der Adapter 8 ein Aluminium-Druckgussteil ist, angegossen oder, falls der Adapter 8 ein Blechteil ist, durch Umformen gebildet sein.
Wie in 1a bis 1c gezeigt, wird jeder Kabelstecker 2 beim Einstecken in die Buchse 4 des Anschlussgehäuses 3 auch mit seinen beiden Steckaufnahmen 7 auf die Steckzapfen 6 des Anschlussgehäuses 3 aufgeschoben und dadurch angekoppelt. Durch diese mechanische Ankopplung kann sich die Gewichtsmasse der gesamten Steckverbindung 1 über den Adapter 8 auf dem Anschlussgehäuse 3 abstützen, wodurch Kippbewegungen der Steckverbindung 1 in alle drei Raumachsen reduziert werden. Die Kabel der Kabelstecker 2, z. B. ein Kabelbaum, sind mit 9 bezeichnet.
Ein Manipulationsschutz kann durch verdeckte Rasthaken (nicht gezeigt) realisiert werden, so dass die Steckverbindung 1 nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann. Ragen die Steckzapfen 6 – anders als in 1d gezeigt – nach vorne über die Buchse 4 der Messerleiste hinaus, so kann das Risiko einer internen Schädigung der Messerleiste oder ihrer Dichtung bei versehentlichem Fallen des Anschlussgehäuses 3 verhindert und bei sichtbarer Schädigung der Steckzapfen 6 auf eine interne Schädigung geschlossen werden.
2 zeigt die Ansicht eines modifizierten Kabelsteckers 2 von oben, gesehen in seiner Steckrichtung 5, wobei das Anschlussgehäuse mit Ausnahme der Steckzapfen 6 ausgelassen ist. Der Kabelstecker 2 ist mit seinen beiden Steckaufnahmen 7 rechtwinklig zur Zeichenebene auf die beiden Steckzapfen 6 aufgeschoben. Die Steckaufnahmen 7 sind jeweils mit einem ein- oder mehrteiligen Dämpfungselement 10 aus elastischem Material ausgekleidet, um so die zusätzliche nicht-elektrische Steckverbindung weiter zu dämpfen
Das in 3a gezeigte modifizierte Anschlussgehäuse 3 weist zu beiden Seiten der zwei Buchsen 4 jeweils einen Gehäusevorsprung 11 mit einer muldenförmigen Anlagefläche 12 zur Auflage bzw. Fixierung des Kabels 9 eines eingesteckten Kabelsteckers 2 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind an jedem Gehäusevorsprung 11 zwei muldenförmige Anlageflächen 12 für unterschiedliche Kabelstecker 2 vorgesehen. In jeder Anlagefläche 12 sind als Kabelfixierungsmittel vier Durchbrüche 13 für zwei Kabelbinder vorgesehen, um das aufliegende Kabel 9 an zwei in Kabellängsrichtung beabstandeten Stellen an der Anlagefläche 12 zu fixieren und so eine Rotation bzw. Torsion des aufliegenden Kabels 9 zu verhindern. Durch diese direkt am Anschlussgehäuse 3 integrierte Kabelfixierung wird ein phasengleiches Schwingniveau zum Anschlussgehäuse 3 sichergestellt und eine Rotationsbewegung des Kabels 9 unter Vibrationsbelastung gedämpft. Statt am Anschlussgehäuse 3 können die Anlageflächen 12 auch an Vorsprüngen des Adapters 8 vorgesehen sein.
Anstelle von Gehäusevorsprüngen mit jeweils zwei muldenförmigen Anlageflächen weist das in 3b gezeigte modifizierte Anschlussgehäuse 3 zwei Gehäusevorsprünge 11' mit jeweils nur einer V- oder U-förmigen Anlagefläche 12' auf, die eine Klemmaufnahme bildet, in welcher das Kabel 9 klemmend gehalten wird. Auch hier dienen vier Durchbrüche 13' in der Anlagefläche 12' dazu, das aufliegende Kabel 9 mittels Kabelbindern an zwei in Kabellängsrichtung beabstandeten Stellen zu fixieren, um die Rotation bzw. Torsion des aufliegenden Kabels 9 zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich kann die V-förmige Anlagefläche 12' auch noch eine oder mehrere vorstehende Rasten 14' oder Hinterschnitte aufweisen, um das aufgenommenen Kabel 9 in der V-förmigen Anlagefläche 12' zurückzuhalten.

Claims

Steckverbindung (1) zwischen mindestens einem Kabelstecker (2), insbesondere einem Kabelbaumstecker, und einem Anschlussgehäuse (3), mit einer elektrischen Steckverbindung, die am Anschlussgehäuse (3) mindestens eine Buchse (4) zum Einstecken des Kabelsteckers (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der elektrischen Steckverbindung noch eine nicht-elektrische Steckverbindung zwischen dem mindestens einen Kabelstecker (2) und dem Anschlussgehäuse (3) vorgesehen ist.
Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-elektrische Steckverbindung durch mindestens einen entgegen der Steckrichtung (5) des Kabelsteckers (2) vorstehenden Steckzapfen (6) des Anschlussgehäuses (3) und durch mindestens eine entsprechende Steckaufnahme (7) des Kabelsteckers (2) gebildet ist, oder umgekehrt.
Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelstecker (2) auf der gleichen Steckergehäuseseite mindestens zwei Steckaufnahmen (7) und das Anschlussgehäuse (3) für jede Steckaufnahme (7) einen entsprechenden Steckzapfen (6) aufweist, oder umgekehrt.
Steckverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlussgehäuse (3) ein Adapter (8) befestigt ist, der den mindestens einen Steckzapfen (6) bzw. die mindestens eine Steckaufnahme für die nicht-elektrische Steckverbindung aufweist.
Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Steckaufnahme (7) der nicht-elektrischen Steckverbindung mindestens ein Dämpfungselement (10) aus elastischem Material angeordnet ist.
Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussgehäuse (3) mindestens eine Anlagefläche (12; 12') zur Fixierung des Kabels (9) eines eingesteckten Kabelsteckers (2) aufweist.
Steckverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anlagefläche (12; 12') muldenförmig oder V- oder U-förmig ausgebildet ist.
Steckverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (12') mindestens einen Haltevorsprung oder Hinterschnitt (14') zum Zurückhalten des anliegenden Kabels (9) eines eingesteckten Kabelsteckers (2) aufweist.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anlagefläche (12; 12') mindestens zwei in Längsrichtung des Kabels (9) eines eingesteckten Kabelsteckers (2) beabstandete Kabelfixierungsmittel, insbesondere Durchbrüche (13; 13') für Kabelbinder, aufweist.