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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung
für die
Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer am Getriebe angeordneten
Steckdose und aus einem in die Steckdose eingreifenden Stecker zur
Herstellung einer Verbindung zwischen dem im Getriebe angeordneten elektronischen
Getriebesteuergerät
und den im Kabelbaum des Kraftfahrzeuges integrierten elektrischen
Zuleitungen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Automatgetriebe
für Kraftfahrzeuge,
wie sie von der Anmelderin vielfältig
gefertigt werden, weisen ein elektronisches Getriebesteuergerät, bzw. eine
elektrohydraulische Steuerung auf, die oftmals mit einem Elektronikmodul
versehen sind, welches mit einem außerhalb des Getriebes angeordneten Kabelstrang
zu verbinden ist. Die elektrischen Zuleitungen in der Nähe des Elektronikmoduls
innerhalb des Getriebes können
als Flachleitungen ausgelegt werden, die z. B. mit einer Steckdose
der elektronischen Getriebesteuerung verbunden sind, welche im Getriebegehäuse angeordnet
wird, wonach durch Einstecken eines Gegensteckers die elektrische
Verbindung zum Fahrzeugkabelstrang hergestellt wird.
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Üblicherweise
ist dabei die Getriebewand die Trennwand zwischen der innerhalb
des Getriebegehäuses
angeordneten Getriebesteuerung, die mit einer elektrischen Kontakte
tragenden Steckdose verbunden ist, die in die Getriebewand eingesetzt
ist. Der Gegenstecker, der in die Steckdose eingesteckt wird, ist
mit den Ein- und Ausgängen
einer Steuer elektronik zur Überwachung
und Steuerung der in dem Automatgetriebe enthaltenen Elektronik
angeschlossen.
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Eine
elektrische Steckverbindung für
die Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen ist aus der
DE U 297 21 908 bekannt.
Bei dieser Steckverbindung ist das Steckerteil Teil einer Elektrikplatte,
von der die elektrischen Steckerkontakte zur Getriebewand weisend
abragen.
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Die
Steckerkontaktanordnung ist von einem stegartigen Aufnahmerand begrenzt.
Durch diesen Aufnahmerand wird eine Aufnahme für den vorderen Abschnitt des
Steckbuchsenteils sowie zur Aufnahme einer Führungshülse gebildet. Die Führungshülse ist
von der Elektrikplatte nach oben durch die Getriebewand hindurch
ragend angeordnet und grenzt innenseitig an den Aufnahmerand. Die
Führungshülse ist
mit dem Aufnahmerand durch eine Bügelklammer verbunden. Mit einem
an der Außenseite
Verriegelungsnuten aufweisenden Abschnitt ragt die Führungshülse auf
der der Elektrikplatte gegenüberliegenden
Seite aus der Getriebewand heraus. Die Verriegelungsnuten dienen
zum Verriegeln eines dem Steckbuchsenteil zugeordneten Bajonettringes
zur Sicherung der elektrischen Steckverbindung.
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Der
Bajonettring weist an seinem einsteckseitigem Ende einen Abstützflansch
auf, der sich auf der äußeren Oberfläche der
Getriebewand abstützt. Die
Bajonettverriegelung ist derart ausgelegt, dass beim Aufsetzen des
Bajonettringes bzw. beim Drehen desselben zur Herbeiführung einer
Verriegelung die Führungshülse in einem
bestimmten Maß aus
der Getriebewand herausgezogen wird. Beim Verriegeln des Bajonettringes
an der Führungshülse und
dem dadurch bedingten Herausziehen der Führungshülse bzw. Heranziehen der Elek trikplatte
an die Getriebewand werden Vorsprünge in die Zentrier- und Befestigungsbuchsen
eingedrückt.
Nach einem Aufsetzen des Bajoettringes wird der elektrische Steckverbinder sowie
die dem Steckerteil zugehörige
Elektrikplatte an der Getriebewand befestigt.
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Zur
Gewährleistung
eines einwandfreien lang dauernden Betriebes eines solchen Getriebes ist
es notwendig, die Elektrikplatte bzw. den elektrischen Steckverbinder
spielfrei an der Getriebewand anzuordnen, da auftretende Getriebevibrationen
die gegeneinander bewegbaren Elemente beschädigen können. Um eine derartige spielfreie
Befestigung einer elektrischen Steckverbindung zu gewährleisten, wurde
in der
DE 198 30 672 vorgeschlagen,
dass der Steckverbinder ein elektrische Steckerkontakte tragendes
Steckerteil aufweist, eine mit dem Steckerteil verbundene zum Durchgreifen
durch eine in einer Wand eingebrachte Montageöffnung ausgelegte Führungshülse sowie
ein elektrische Kontaktbuchsen enthaltendes Steckbuchsenteil. Nach
einer Montage ist der elektrische Steckverbinder in der Montageöffnung der
Wand spielfrei angeordnet. Zu diesem Zweck sind der Führungshülse auf
der der Steckbuchse zugewandten Wandoberfläche Abstützungen sowie ein Verriegelungsanschlag
zugeordnet. Der Verriegelungsanschlag weist einen Abstand von der Unterseite
der Abstützung
auf, der größer als
die Länge
der Montageöffnung
ist. Auf den Verriegelungsanschlag der Führungshülse stützt sich ein Verriegelungsmittel
ab, welches andererseits an der der Abstützung gegenüberliegenden Oberfläche der Wand
anliegt. Auf diese Weise ist die die Montageöffnung begrenzende Wand zwischen
der Abstützung und
der Verriegelung verspannt. Die Verriegelung ist zum Heranführen an
den Verriegelungsanschlag bewegbar an dem Steckerteil angeordnet.
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Zwar
kann dadurch mit einfachen Mitteln eine spannungsfreie Montage erzielt
werden mit gleichzeitig spielfreier Befestigung der Steckverbindung
an der Getriebewand, jedoch ist hier wie auch bei den heute üblichen
Steckverbindungen für
Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen die Steckdose an einer Stelle
des Getriebegehäuses
angeordnet, an der Probleme aufgrund des beengten Bauraumes im Kardantunnel
sowie der dort auftretenden hohen Temperatur durch die Abgasanlage
vorgegeben sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Steckverbindung
für die
Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen zu schaffen, mit der die durch
den geringen Bauraum und die hohen Temperaturen, die durch die Abgasanlage
erzeugt werden, verbundenen Probleme beseitigt sind, die besser
zugänglich
ist als die herkömmlichen
Steckverbindungen und die sich als Standardschnittstelle für die elektrische
Verbindung des Getriebes mit der Steueranordnung im Kraftfahrzeug
für alle
bekannten Fahrzeugtypen eignet.
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Ausgehend
von einer Steckverbindung der eingangs näher genannten Art erfolgt die
Lösung
dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist also
vorgesehen, dass die Steckverbindung, die aus einer am Getriebe
angeordneten Steckdose und aus einem in die Steckdose eingreifenden
Stecker besteht, wie folgt aufgebaut ist:
- – die Bohrung
ist in der Ölwanne
vorgesehen, wobei sie an ihrem oberen Außenrand eine konische Abschrägung aufweist,
während
sie an ihrer Unterseite mit einem ringförmigen Kragen versehen ist;
- – die
Steckdose ist an ihrem dem Inneren des Getriebes zugewandten Ende
mit einem radialen Flansch versehen, dessen Außendurchmesser größer als
der Durchmesser der Bohrung in der Ölwanne ist und im wesentlichen
gleich dem Außendurchmesser
des ringförmigen
Kragens ist;
- – an
den Flansch schließt
sich ein zylindrischer Abschnitt an, dessen Außendurchmesser im wesentlichen
gleich dem Durchmesser der Bohrung ist, wobei in diesem Abschnitt
eine ringförmige Nut
vorgesehen ist, in die eine Dichtung eingreift;
- – an
den zylindrischen Abschnitt schließt sich ein zylindrisches Ende
an, das die Bohrung durchsetzt und aus ihr herausragt, wobei an
der Außenwand
dieses zylindrischen Endes zwei sich gegenüberliegende je eine Führungsbahn
bildende Verriegelungskulissen vorgesehen sind;
- – das
zylindrische Ende und der zylindrische Abschnitt sind von einer
Zentrierhülse
umgeben, deren Außendurchmesser
im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung ist, wobei die Zentrierhülse auf
ihrer Außenseite
mit einer ringförmigen
Nut versehen ist, in die eine Dichtung eingreift;
- – die
Zentrierhülse
ist mit einem Verriegelungsbügel
versehen, der schwenkbar an ihr gelagert ist und der zwei Führungszapfen
aufweist, die mit den Verriegelungkulissen am zylindrischen Ende zusammenwirken
und
- – der
Verriegelungsbügel
wirkt mit einer Feststellvor richtung zusammen, die an der Außenseite der Ölwanne vorgesehen
ist.
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Die
erfindungsgemäße elektrische
Steckverbindung, die sich im wesentlichen auf die Ausbildung der
Steckdose bezieht, die in der Ölwanne
angeordnet ist und mit der elektronischen Getriebesteuerung innerhalb
des Getriebes direkt in Verbindung steht, bietet den Vorteil eines
einfachen kostengünstigen Aufbaus
und einer problemlosen Montage. Die Anordnung an der Ölwanne statt
an der Getriebewand ermöglicht
einen problemlosen Zugang, wobei sie gegen unzulässige Temperaturerhöhungen geschützt ist.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in
der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
dargestellt ist.
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Es
zeigen:
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1 eine
Explosionsdarstellung der Einzelteile und ihre Zuordnung im Bereich
der Ölwanne
eines Automatgetriebes;
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2 und 3b diese
Teile im zusammengebauten Zustand;
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3a eine
Draufsicht auf die Steckverbindung, einmal mit aufgestelltem und
einmal mit umgeklapptem Verriegelungsbügel;
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4a und 4b Schnitt-Darstellungen durch
die Steckverbindung im eingebauten Zustand, einmal mit aufgestelltem
und einmal mit umgeklapptem Verriegelungsbügel;
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5a und 5b perspektivische
Seitenansichten teilweise aufgeschnittener Steckverbindungen, einmal
mit aufgstelltem und einmal mit umgeklapptem Verriegelungsbügel und
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6a und 6b teilweise
aufgeschnittene Ansichten einer Steckverbindung, einmal kurz vor dem
Zusammenbau mit aufgestelltem Verriegelungsbügel und einmal im eingebauten
Zustand mit umgeklapptem Verriegelungsbügel.
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In
den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In
der in 1 dargestellten Explosionszeichnung ist mit 1 ein
Teil der Ölwanne
bezeichnet und mit 2 eine in der Ölwanne vorgesehene zylindrische
Bohrung, die an ihrem oberen Ende mit einer konischen Abschrägung 3 versehen
ist. Mit 4 ist ein sich an die Unterseite der Bohrung anschließender ringförmiger Kragen
bezeichnet.
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Die
in die Bohrung 2 einzusetzende Steckdose weist an ihrer
dem Getriebeinneren zugewandten Seite einen ringförmigen radialen
Flansch 5 auf, dessen Außendurchmesser größer als
der Durchmesser der Bohrung 2 in der Ölwanne 1 ist und im
wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des ringförmigen
Kragens 4 ist. An den Flansch 5 schließt sich
ein zylindrischer Abschnitt 6 an, dessen Außendurchmesser
im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 2 ist,
wobei in diesem zylindrischem Abschnitt eine ringförmige Nut 7 vorgesehen
ist, in die eine Dichtung 8 eingreift.
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An
den zylindrischen Abschnitt 6 schließt sich ein zylindrisches Ende 10 an,
dessen Außendurchmesser
geringer als derjenige des zylindrischen Abschnitts 6 ist.
An der Außenwand
des die Bohrung 2 durchsetzenden und aus ihr herausragenden
zylindrischen Endes 10 sind zwei sich gegenüberliegende
je eine Führungsbahn 22 bildende
Verriegelungskulissen 9 vorgesehen. Das zylindrische Ende 10 und
der zylindrische Abschnitt 6 sind im eingebauten Zustand
von einer Zentrierhülse 11 umgeben,
deren Außendurchmesser
im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 2 ist,
wobei die Zentrierhülse 11 eine
ringförmige
Nut 12 aufweist, in die eine Dichtung 13 eingreift.
Der Innendurchmesser der Zentrierhülse 11 ist stufenförmig ausgebildet, wobei
der untere Teil der Zentrierhülse
am zylindrischen Abschnitt 6 im eingebauten Zustand anliegt und
der obere Teil der Zentrierhülse
am zylindrischen Ende 10 anliegt. Der untere Rand des unteren
Teils der Zentrierhülse 11,
der im eingebauten Zustand am Flansch 5 anliegt, ist vorzugsweise
außen
und innen abgeschrägt
(4 und 6).
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Die
Zentrierhülse 11 ist
weiterhin mit einem Verriegelungsbügel 14 versehen, der
schwenkbar an ihr gelagert ist und der zwei Führungszapfen 15 aufweist,
die mit den Verriegelungskulissen 9 am zylindrischen Ende 10 zusammenwirken,
wobei der Verriegelungsbügel
mit einer Feststellvorrichtung 16 zusammenwirkt, die an
der Außenseite
der Ölwanne 1 vorgesehen
ist.
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Die
zylindrische Bohrung 2 in der Ölwanne 1 ist größer als
der Außendurchmesser
der eingesetzten Steckdose und weist auf ihrer Oberseite eine konische
Abschrägung 3 auf,
die den Zusammenbau erleichtert.
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Vorzugsweise
ist der radiale Flansch 5 mit einer Entlüftungsbohrung 17 versehen,
wie aus 4a und 4b ersichtlich
ist. Auch dies dient dem leichteren Zusammenbau der Einzelteile.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn der radiale Flansch 5 mit mehreren
auf seiner am ringförmigen Kragen
der Ölwanne
anliegenden Oberseite mit mehreren Toleranzausgleichsnocken 18 versehen ist.
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Die
Führungsbahnen 22 der
Verriegelungskulissen 9 weisen für eine gute abdichtende Verbindung
die Form einer 2 auf.
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Die
Feststellvorrichtung 16 für den Verriegelungsbügel 14 kann
entweder eine Rastnase sein oder aber eine Feder, z. B. eine Blattfeder
oder eine Schenkelfeder, die zwischen der Schwenkachse für die Verriegelungsbügel und
einem der Führungszapfen 15,
der in die Kulisse 9 eingreift, eingesetzt sein kann.
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Die
Zentrierhülse 11 ist
ferner mit einem Verlängerungsstück 20 versehen,
das sich bis zumindest einer Befestigungsschraube 21 für die Ölwanne erstreckt
und das derart ausgestaltet ist, dass es mindestens eine Verbindungsschraube 21' für die Ölwanne im
eingebauten Zustand der Steckdose durch eine Lasche 23 abdeckt.
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2 zeigt
einen wichtigen Teil der erfindungsgemäßen Steckverbindung im eingebauten Zustand,
d. h, dass das aus der Bohrung herausragende die Ölwanne 1 durchsetzende
zylindrische Ende 10 durch den umgeklappten Verriegelungsbügel 14 in
fluiddichter Weise verriegelt ist. Der Bügel 14 wird hierbei
durch eine Rastnase 16 in der Verriegelungsstellung gehalten.
Eine der Schrauben 21' für die Befestigung
der Ölwanne
ist durch eine Lasche 23 abgedeckt, wodurch sichergestellt
ist, dass eine Demontage nur nach erfolgter Abnahme der Steckdose
mit der Zentrierhülse
erfolgt.
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Bei
den in 3a und 3b gezeigten Draufsichten
sind mit 19 die Steckanschlüsse in der Steckdose bezeichnet;
hierbei kann es sich um Aufnahmebuchsen für die im (nicht dargestellten)
Gegenstecker vorhandenen Stifte handeln oder aber auch um elektrische
Stifte, welche in entsprechende Aufnahmebuchsen im Gegenstecker
eingreifen. In 3a ist der Verriegelungsbügel in aufgestelltem Zustand
zu erkennen und in 3b in umgeklappter Stellung.
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4a und 4b zeigen
Schnittdarstellungen, wobei in 4a die
Steckdose kurz vor dem endgültigen
Zusammenbau steht. Man erkennt den Verriegelungsbügel 14 in
aufgestelltem Zustand und die Zentrierhülse 11, die noch nicht
vollständig
in die Bohrung in der Ölwanne 1 eingesetzt
ist.
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In 4b ist
dieser Einsetzschritt vollendet. Die Zentrierhülse, die die beiden Teile 6, 10 der Steckdose
umgibt, ist vollständig
eingesetzt und der Vorsprung 20 liegt auf der Oberseite
der Ölwanne 1 an.
Der Verriegelungsbügel 14 ist
umgeklappt und wird durch die Feststellvorrichtung 16,
die hier als Rastnase ausgeführt
ist, in dieser Stellung gehalten.
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5a zeigt
die Anordnung des Verriegelungsbügels 14 in
der Zentrierhülse 11,
die aufgeschnitten ist, wobei sich der Verriegelungsbügel 14 in der
aufgestellten Stellung befindet.
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In 5b ist
der Verriegelungsbügel 14 umgeklappt
und wird wieder durch die Rastnase 16 gehalten.
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Anstelle
der Rastnase kann auch eine Feder als Feststellvorrichtung verwendet
werden.
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6a und 6b zeigen
zwei teilweise aufgeschnitte und teilweise perspektivische Ansichten,
um das Zusammenwirken des Verriegelungsbügels 14 zusammen mit
den Führungszapfen 15 in
der Verriegelungskulisse 9 darzustellen. In diesen beiden sich
gegenüberliegenden
Verriegelungskulissen 9 sind Führungsbahnen 22 vorgesehen,
die, wie 6a und 6b erkennen
lassen, im wesentlichen die Form einer 2 aufweisen. Beim Umklappen des
Bügels 14 aus
der in 6a gezeigten Stellung in die
in 6b gezeigte Stellung erfolgt eine sichere Verriegelung
durch Entlanggleiten der beiden Führungszapfen 15 im
entsprechenden Teil der Führungsbahn 22 in
den Verriegelungskulissen 9.
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Bei
einem praktischen Ausführungsbeispiel hat
es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die zylindrische Bohrung 2 in
der Ölwanne
um etwa 10 mm größer ist
als der Außendurchmesser
der Getriebesteckdose mit konischer Anschrägung auf der Außenseite.
Die Steckdose wird schwimmend in radialer und axialer Richtung in
das Mechatronikmodul eingesetzt. Die Dichtungen in der Zentrierhülse und im
zylindrischen Abschnitt können
vorzugsweise Mehrlippendichtringe sein. Der U-förmige Verriegelungsbügel kann
aus Stahl oder Kunststoff gefertigt sein.
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Der
Zusammenbau geschieht wie folgt:
Nachdem das elektrische Getriebesteuergerät zusammen
mit der Steckdose im Getriebe montiert worden ist, wird die Ölwanne aufgesetzt.
Aufgrund der großen
in der Ölwanne
vorgesehenen Bohrung 2 kann die Montage der Ölwanne ohne
die Gefahr einer Beschädigung
der Steckdose durchgeführt
werden. Nach erfolgter Montage der Ölwanne wird eine Zentrierung
und Abdichtung der Getriebesteckdose für die Zentierhülse durchgeführt. Dazu
wird die Zentrierhülse
zuerst auf die Steckdose aufgesteckt und dann manuell gegen die
Bohrung der Ölwanne
verschoben. Der untere Rand der Zentrierhülse ist an der Außenseite
konisch ausgeführt,
sodass beim Einschieben in die Bohrung der Ölwanne eine radiale Ausrichtung
der Steckdose zur Ölwanne
erfolgt.
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Nachdem
die Zentierhülse
manuell soweit wie möglich
in die Bohrung der Ölwanne
eingeschoben worden ist, erfolgt die kraftschlüssige Verriegelung zwischen
Steckdose, Zentrierhülse
und Ölwanne über den
Verriegelungsbügel,
der hierbei um 90° umgeklappt
wird, wodurch die Feststellvorrichtung verrastet wird. Gleichzeitig
wird mindestens eine Befestigungsschraube der Ölwanne über eine Lasche an der Verlängerung
der Zentrierhülse
abgedeckt. Dadurch wird sichergestellt, dass eine Demontage der Ölwanne erst
nach Entfernen der Zentrierhülse erfolgen
kann. Mindestens eine weitere Befestigungschraube durchsetzt die
Verlängerung
der Zentrierhülse
und verbindet diese fest mit der Ölwanne.
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Im
zusammengebauten Zustand ist diese Steckerverbindung nun bereit
zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Gegensteckers, der in das
zylindrische Ende der Steckdose eingesetzt wird.
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- 1
- Ölwanne
- 2
- Bohrung
- 3
- Abschrägung
- 4
- Kragen
- 5
- Flansch
- 6
- zylindrischer
Abschnitt
- 7
- Nut
- 8
- Dichtung
- 9
- Kulisse
- 10
- zylindrisches
Ende
- 11
- Zentrierhülse
- 12
- Nut
- 13
- Dichtung
- 14
- Verriegelungsbügel
- 15
- Führungszapfen
- 16
- Feststellvorrichtung
- 17
- Entlüftungsbohrung
- 18
- Nocken
- 19
- Kontakt
- 20
- Verlängerungsstück
- 21
- Befestigungsschraube
- 22
- Führungsbahn
- 23
- Lasche