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Diese
Erfindung betrifft eine elektrische Verbinderanordnung, die einen
ersten Verbinder und einen zweiten Verbinder, der damit in Eingriff
kommen kann, aufweist, wobei die Anordnung mit Bezugnahme auf eine
Vorrichtung, wie beispielsweise eine Platte, schwimmend montiert
ist, um eine Regulierung von Positionstoleranzen während Koppelns
zu ermöglichen.
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Das
Französische
Patent FR 2127328, das Europäische
Patent 371835 und das Deutsche Patent
DE
39 03 839 offenbaren Verbinder, die schwimmend an einer
Plate oder einer Auflage montierbar sind, um die Toleranzen hinsichtlich
der relativen Position zwischen den zu koppelnden Verbindern zu
regulieren. Im
DE 39 03 839 gleicht
der Verbinder eine winkelige Fehlausrichtung zusätzlich zur translatorischen
Fehlausrichtung aus. Die Regulierung der Fehlausrichtung ist typischerweise
erforderlich, wenn die Verbinder an Vorrichtungen montiert werden,
die zusammengebaut werden, wodurch das Koppeln der Verbinder automatisch
erfolgt. Die Vorrichtungen können
mit Bezugnahme auf die Verbinder relativ groß sein, wobei ein Beispiel
einer potentiellen Anwendung die Montage der Kraftfahrzeugkarosserie oder
von Bauteilen ist, wie beispielsweise eines Kraftfahrzeugchassis
an einer Kraftfahrzeugkarosserie oder eines Sitz an der Karosserie.
Die Montage derartiger Vorrichtungen erfordert eine besonders große Aufnahme
von Positionstoleranzen.
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Beim
bisherigen Stand der Technik ist es typisch, daß ein Verbinder mit einem trichterartigen Eintritt
an der Eingriffsfläche
für das
Führen
des Gegensteckverbinders vorhanden ist. Die trichterartige Eingriffsfläche vergrößert die
Querschnittsabmessung des Verbinders. Je größer die erforderliche Toleranzregulierung
ist, desto größer ist
der Querschnitt. Um die Abmessung des Verbinders für eine bestimmte
Toleranz zu minimieren, ist es wichtig, den Verbinder an der Platte
oder Konstruktion zu zentrieren, an der er schwimmend montiert wird.
Im
EP 371835 wird das
durch Bereitstellen von elastischen Schaumpolstern zwischen dem
Verbinder und der Plattenaussparung bewirkt. Andere konventionelle Verbinder
weisen typischerweise elastische Arme zwischen dem Verbinder und
der Plattenaussparung auf, wie im FR 2127328. Ein Problem bei konventionellen
schwimmfähigen
Verbindern ist, daß die
elastische Zentriereinrichtung die Schwimmfähigkeit des Verbinders in der
Richtung des Koppelns begrenzt und nach einigen Eingriffszyklen
oder anderweitig beschädigt
werden kann, was möglicherweise
zur Beschädigung
der Verbinderanordnung führt,
wenn gekoppelt wird.
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Wenn
große
Vorrichtungen montiert werden, kann die Fehlpositionierung in der
Richtung des Koppelns ziemlich groß sein. Verbinderanordnungen nach
dem bisherigen Stand der Technik, wie sie beispielsweise im
DE 39 03 839 gezeigt werden,
besitzen nicht die Fähigkeit,
große
Toleranzen in der Eingriffsrichtung zu regulieren. Es wäre bei bestimmten Anwendungen
wünschenswert,
daß eine
große
Toleranzaufnahme in der Eingriffsrichtung des Verbinders vorhanden
ist.
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Es
ist ein Ziel dieser Erfindung, eine Verbinderanordnung bereitzustellen,
die eine Regulierung bei großen
Positionstoleranzen in einer zuverlässigen Weise ermöglicht.
Es wäre
vorteilhaft, eine Verbinderanordnung bereitzustellen, die eine große positionelle
Regulierung in der Richtung des Koppelns der Verbinder und in einer
Ebene orthogonal dazu mit Bezugnahme auf Vorrichtungen gestattet,
an denen die Verbinder der Anordnung montiert werden. Es wäre vorteilhaft,
eine Verbinderanordnung bereitzustellen, die kompakt ist, insbesondere
mit Bezugnahme auf einen Querschnitt senkrecht zur Eingriffsrichtung
des Verbinders.
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Die
Ziele dieser Erfindung wurden erreicht, indem die Verbinderanordnung
entsprechend Patentanspruch 1 bereitgestellt wird. Hierin wird eine
Verbinderanordnung offenbart, die einen ersten Verbinder für einen
Eingriff mit einem zweiten Verbinder in einer Eingriffsrichtung
aufweist, von denen ein jeder Verbinder an einer Haltekonstruktion
montierbar ist, wobei der erste Verbinder in der Eingriffsrichtung
mit Bezugnahme auf seine Haltekonstruktion beweglich montiert ist
und an seiner Haltekonstruktion so schwimmend montiert werden kann,
daß der
erste Verbinder in einer Ebene orthogonal zur Eingriffsrichtung
beweglich ist, wobei die Verbinder mit komplementären Führungseinrichtungen
für das
richtige Führen
und Anordnen der Verbinder während
des Eingriffes versehen sind, worin der erste Verbinder Zentrierelemente
aufweist, die mit komplementären Zentrierelementen
der Haltekonstruktion zusammenwirken können, so daß der erste Verbinder in einer Mitte
oder neutralen Position (beispielsweise der Mitte eines Hohlraumes
oder der Aussparung der Haltekonstruktion) angeordnet wird, wenn
der erste und der zweite Verbinder außer Eingriff gebracht werden, und
die Zentrierelemente von der Haltekonstruktion getrennt werden können, wenn
der Verbinder in der Eingriffsrichtung während des Eingriffes des zweiten Verbinders
mit dem ersten Verbinder vorgespannt wird, so daß der erste Verbinder mit Bezugnahme
auf die Haltekonstruktion in der orthogonalen Ebene schwimmfähig ist.
Die Anordnung kann außerdem ein
Federelement aufweisen, das den ersten Verbinder in der Eingriffsrichtung
mit Bezugnahme auf die Haltekonstruktion vorspannt. Wenn der erste
und der zweite Verbinder außer
Eingriff gebracht werden, wird der erste Verbinder in die Außereingriffsposition elastisch
vorgespannt, wo die Zentrierelemente zwischen dem ersten Verbinder
und der Haltekonstruktion zusammenwirken, um den ersten Verbinder
zu zentrieren. Der erste Verbinder ist mit Arretiervorsprüngen versehen,
die mit der Haltekonstruktion in Eingriff kommen, um den ersten
Verbinder an der Haltekonstruktion in der Außereingriffsposition zu halten.
Die Zentrierelemente des ersten Verbinders können an dem oder als Verlängerungen
der gegenüberliegenden
Seiten des Gehäuses
des Verbinders in der Form von vergrößerten Abschnitten mit Führungsabschrägungen vorhanden
sein, die in komplementäre
Aussparungen in der Haltekonstruktion in einer eng anliegenden Passung
eingesetzt werden können.
Während
der Verbinder aus der Außereingriffsposition
in der Eingriffsrichtung während
des Koppelns der Verbinder vorgespannt wird, bewegen sich die Zentrierelemente
aus den komplementären Aussparungen
heraus und gestatten eine Schwimmbewegung des Verbinders innerhalb
der Aussparung. Der erste Verbinder wird daher genau mit Bezugnahme
auf die Haltekonstruktion in der Außereingriffsposition in einer
robusten und zuverlässigen
Weise zentriert. Außerdem
wird ebenfalls eine Schwimmfähigkeit
des Verbinders in der Eingriffsrichtung bereitgestellt.
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Weitere
vorteilhafte Aspekte dieser Erfindung werden in den Patentansprüchen dargelegt oder
aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
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Eine
Ausführung
dieser Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die
Fig. beschrieben, die zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung
einer Verbinderanordnung entsprechend dieser Verbindung im nicht
gekoppelten Zustand;
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2 eine perspektivische Darstellung
der Verbinderanordnung im gekoppelten Zustand;
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3 eine perspektivische Darstellung
der Verbinderanordnung während
des anfänglichen
Koppelns, in Richtung der Eingriffsseite einer Platte betrachtet;
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4 eine Darstellung gleich 3 von der Anordnung im vollständig gekoppelten
Zustand;
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5 eine vereinfachte Schnittdarstellung (ohne
daß die
Kontakte gezeigt werden), wo die Verbinder der Anordnung gerade
miteinander gekoppelt werden;
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6 eine Darstellung gleich 5, die die Verbinderanordnung
während
des anfänglichen
Koppelns zeigt, wobei die Fehlausrichtung bei den Verbindern reguliert
wird;
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7 eine Darstellung gleich 6, die die Verbinder im
vollständig
gekoppelten Zustand zeigt.
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Mit
Bezugnahme auf die Fig. weist eine Verbinderanordnung 2 einen
ersten Verbinder 4, der an einer Haltekonstruktion montiert
ist, die bei dieser Ausführung
eine Platte 6 ist, und zweiten Verbinder 8 auf,
der in der Eingriffsrichtung (M) mit dem ersten Verbinder 4 in
Eingriff kommen kann. Der zweite Verbinder kann ebenfalls an einer
Haltekonstruktion (nicht gezeigt) montiert sein. Der erste Verbinder 4 weist
ein isolierendes Gehäuse 10 auf,
das elektrische Anschlußklemmen
in Hohlräumen 11 für einen Eingriff
mit komplementären
Anschlußklemmen
aufnimmt, die in einem Gehäuse 12 des
zweiten Verbinders 8 montiert sind. Das Gehäuse 10 des
ersten Verbinders erstreckt sich in der Eingriffsrichtung von einer
Klemmenaufnahmefläche 14 zu
einer Eingriffsfläche 16,
und gleichermaßen
erstreckt sich das Gehäuse
des zweiten Verbinders von einer Klemmenaufnahmefläche 18 zu
einer Eingriffsfläche 20.
Das Gehäuse 10 des
ersten Verbinders wird außerdem durch
gegenüberliegende
Seitenwände 22 und
gegenüberliegende
Stirnwände 24 begrenzt,
um einen annähernd
rechteckigen Verbinder zu bilden, wenn ein Querschnitt orthogonal
zur Eingriffsrichtung (M) betrachtet wird.
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Der
erste Verbinder 4 ist mit Eingriffsführungselementen 26 in
der Form von kegelförmigen oder
konischen Vorsprüngen
versehen, die sich über die
Eingriffsfläche 16 hinaus
erstrecken, die mit komplementären
Eingriffsführungselementen 28 des zweiten
Verbinders zusammenwirken können,
um die Verbinder mit Bezugnahme zueinander während des Eingriffes zu führen und
anzuordnen, wodurch eine Fehlausrichtung zwischen den Verbindern
in einer Ebene im wesentlichen orthogonal zur Eingriffsrichtung
(M) aufgenommen wird. Die Eingriffsführungselemente 26 und
komplementären
Eingriffsführungselemente 28 können verschiedene
andere Formen und Konstruktionen aufweisen, die bei konventionellen
schwimmenden Verbindern vorgefunden werden. Beispielsweise kann
das Führen
vorgenommen werden, indem einfach eine große trichterförmige Verkleidung
am Eingriffsende des einen der zwei Verbinder für das Aufnehmen des Eingriffsendes
des anderen Verbinders darin bereitgestellt wird. Es wäre ebenfalls
beispielsweise möglich,
die Führungselemente
bereitzustellen, wie sie in der Internationalen Anmeldung PCT/IB98/00842
gezeigt werden.
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Die
Anordnung 2 weist außerdem
ein Federelement 30 auf, das bei dieser Ausführung am
Gehäuse 10 des
ersten Verbinders an einem Montageabschnitt 32 befestigt
ist und sich von dort zu Enden 34 erstreckt, die gegen
die Eingriffsseite 36 der Platte 6 vorspannen.
Das Federelement 30 ist für das Vorspannen des ersten
Verbinders 4 in der Eingriffsrichtung (M) mit Bezugnahme
auf die Platte 6 vorhanden, so daß die Eingriffsfläche 16 des
Verbinders von der Platte weggelenkt wird. Das Federelement 30 ist
in der Form einer Blattfeder vorhanden, die aus Blech als ein einzelnes
zusammenhängendes
Teil gestanzt und geformt wird, wobei ein Paar Federarme 33 angrenzend
an gegenüberliegenden
Seiten 22 des Verbinders vorhanden ist, und wobei sie an ihren Enden 34 durch
einen Überbrückungsabschnitt 35 miteinander
verbunden sind. Es wäre
ebenfalls möglich,
viele andere Konstruktionen bereitzustellen, wie beispielsweise
Drahtspiralfedern oder Kunststoffederelemente, die in einem Stück mit dem
Gehäuse geformt
werden, so lange wie eine umfassende elastische Bewegung des Verbinders 4 in
der Eingriffsrichtung (M) mit Bezugnahme auf die Platte 6 ermöglicht wird.
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Um
den Verbinder 4 mit Bezugnahme auf die Platte 6 in
der Eingriffsrichtung (M) zu halten, ist das Gehäuse mit Arretiervorsprüngen 38 versehen,
die den Verbinder an der Platte in der Außereingriffsposition halten,
wie in 1 gezeigt wird.
Bei dieser Ausführung
sind die Arretiervorsprünge 38 längs der Stirnwände 24 vorhanden,
könnten
aber ebenfalls an den Seitenwänden 22 vorhanden
sein. Die Arretiervorsprünge 38 sind
an Vorsprüngen 40 vorhanden, die
eine Abschrägung 42 aufweisen,
um das Einsetzen des Verbinders durch eine Aussparung 44 in
der Platte von der Eingriffsseite 36 der Platte aus zu
ermöglichen,
bis ein einklinkender Eingriff des Arretiervorsprunges 38 an
einem komplementären
Rand der Aussparung 44 erfolgt. Die Aussparung 44 ist
so profiliert, daß der
Verbinder durch die Aussparung in der Eingriffsrichtung (M) aufgenommen
werden kann. Der Verbinder kann mit einem weiteren Anschlag 48 versehen
werden, der das elastische Vorspannen des Verbinders in der Eingriffsrichtung
(M) in Richtung der Platte 6 durch Anstoßen des
Anschlages 48 an der Platte 6 begrenzt. Letzteres
liefert ein Überdehnungsschutzmerkmal
für die
Feder 30.
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Der
erste Verbinder 4 weist außerdem Zentrierelemente 50 auf,
die in komplementären
Zentrierelementen in der Form von Aussparungen 52 in der Haltekonstruktionsaussparung 44 in
Eingriff kommen. Die zusammenwirkenden Zentrierelemente 50, 52 sichern,
daß in
der Außereingriffsposition,
wie in 1 gezeigt wird,
wo die Eingriffsfläche 16 des
ersten Verbinders von der Platte 6 vollständig weggelenkt
wird, der Verbinder sich in einer definierten unveränderlichen
Position in einer Ebene orthogonal zur Eingriffsrichtung (M) mit
Bezugnahme auf die Haltekonstruktion 6 befindet. Jegliche
Fehlpositionierung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbinder 4, 8 während des
Koppelns wird dadurch auf einem Minimum gehalten, indem gesichert
wird, daß sich
der erste Verbinder 4 immer in einer definierten (mittleren)
Position vor dem Eingriff der Verbinder befindet. Die Zentrierelemente 50, 52 kommen
nur in der vollständigen
Außereingriffsposition
in Eingriff, wie in 1 gezeigt
wird, aber, da der erste Verbinder 4 in der Eingriffsrichtung
in Richtung der Platte verschoben wird, beispielsweise während des
Koppelns der Verbinder 4, 8, kommen dann die Zentrierelemente 50, 52 außer Eingriff,
wie in 2 gezeigt wird,
wodurch eine schwimmende Bewegung des ersten Verbinders 4 innerhalb
der Plattenaussparung 44 gestattet wird. Die Plattenaussparung 44 ist
so bemessen, daß eine
schwimmende Bewegung des Verbinders in der Ebene orthogonal zur
Eingriffsrichtung in dem erforderlichen Maß gestattet wird (beispielsweise ±5 min
in jeder der Richtungen X und Y). Bei dieser Ausführung sind
die Zentrierelemente 50 des ersten Verbinders 4 in
der Form von vergrößerten Verlängerungen
der Seitenwände 24 vorhanden
und können
mit abgeschrägten
Flächen 54 an
den Seitenwänden
für das
Führen
der vergrößerten Abschnitte 50 in
die Aussparungen 52 versehen sein, wenn die Verbinder entkoppelt
werden und der erste Verbinder 4 in die vollständige Außereingriffsposition zurückkehrt,
wie in 1 gezeigt wird.
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Wenn
die Verbinder 4, 8 während des anfänglichen
Koppelns versetzt werden, wird das Anstoßen der ineinandergreifenden
Führungsabschnitte 26, 28 den
ersten Verbinder 4 in der Eingriffsrichtung (M) in Richtung
der Platte 6 vorspannen, wodurch die Zentrierelemente 50, 52 außer Eingriff kommen,
so daß der
Verbinder 4 relativ zur Platte schwimmt, wodurch eine Ausrichtung
und ein vollständiger
Eingriff dazwischen ermöglicht
werden. Bei dieser Ausführung
ist die Feder 30 mit einer Federkraft versehen, die größer ist
als die erforderliche Eingriffskraft zwischen den Verbindern, um
zu sichern, daß die
Verbinder 4, 8 vollständig in Eingriff gebracht werden,
während
eine Aufnahme der Toleranzen der Baugruppe mit Bezugnahme auf die
Platte 6 in der Eingriffsrichtung (M) ermöglicht wird.
Während
die Zentrierelemente 50 als Verlängerungen der Seitenwände 24 gezeigt
werden und im wesentlichen ebene Formen aufweisen, die sich über die
Drahtaufnahmefläche 14 des
Verbindergehäuses
hinaus erstrecken, können
verschiedene andere Formen und Positionen dieser vorgelegt werden.
Beispielsweise können
die Zentrierelemente in der Form von im wesentlichen halbkegeligen
Vorsprüngen
vorliegen, die in halbkreisförmigen
komplementären
Aussparungen der Platte aufgenommen werden, entweder an den Stirnwänden oder
an den Seitenwänden 22.
Eine Vielzahl von anderen komplementären Formen kann bereitgestellt
werden.
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Während bei
der vorliegenden Ausführung nur
der erste Verbinder 4 an einer Haltekonstruktion, wie beispielsweise
der Platte 6, montiert mit zusammenwirkenden Zentrierelementen 50, 52 gezeigt wird,
kann der zweite Verbinder 8 ebenfalls schwimmend an einer
Haltekonstruktion mit zusammenwirkenden Zentrierelementen gleich
dem ersten Verbinder montiert werden.