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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussdosenanordnung (d.h.
einen Steckverbinder) mit einer separaten Ummantelung, die für die Befestigung
an einer Leiterplatte konfiguriert ist, sowie mit einer Steckverbindungsöffnung,
die eine Ummantelungs-Befestigungsschraube
und eine Steckverbindungsschraube aufnimmt.
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Anschlussdosen
in Fahrzeugen können
an verschiedenen Positionen im Fahrzeug vorgesehen sein und umfassen
gewöhnlich
ein spritzgegossenes Anschlussdosengehäuse aus Kunststoff mit einem Paar
von darin enthaltenen Leiterplatten. Eine Sicherungsplatte ist auf
einer Seite des Anschlussdosengehäuses für den Zugriff durch einen Fahrzeuginsassen
oder einen Servicetechniker zugänglich.
Auf einer gegenüberliegenden
Seite des Anschlussdosengehäuses
sind eine Vielzahl von Taschen ausgebildet, um elektrische Steckverbindungen
wie etwa elektrische Schraubsteckverbindungen aufzunehmen. Diese
Taschen sind als Teil des Anschlussdosengehäuses ausgebildet und umfassen
Seitenwände
sowie einen Taschenboden. Eine Lochmatrix ist in dem Taschenboden
ausgebildet, um eine entsprechende Anordnung von Stecklaschen aufzunehmen, die
von einer der Leiterplatten vorstehen. Dementsprechend erstrecken
sich die Stecklaschen in das Innere der Tasche, um mit einer elektrischen Schraubsteckverbindung
verbunden zu werden, wenn die elektrische Schraubsteckverbindung
in die Tasche eingesteckt wird.
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Im
Zentrum jeder Tasche ist eine Kunststoffschraubenöffnung ausgebildet,
um eine einzelne Steckverbindungsschraube aufzunehmen, welche die
elektrische Schraubsteckverbindung an dem Anschlussdosengehäuse befestigt.
Weiterhin ist gewöhnlich
ein 2–3
mm großer
Abstand zwischen dem Taschenboden und der Leiterplatte vorgesehen,
von der sich die Stecklaschen erstrecken.
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Ein
Problem dieses Aufbaus besteht darin, dass sich der Taschenboden
nach oben biegen kann und die Leiterplatte, von der sich die Stecklaschen
erstrecken, nach unten biegen kann, wenn die Steckverbindungsschraube
durch die Steckverbindung gesteckt und nach unten in die Gewindeöffnung in
dem Anschlussdosengehäuse
gedreht wird. Dieses Biegen wird durch die Einsteckkräfte der
Steckverbindung verursacht, die auf die Stecklaschen wirken und die
Leiterplatte nach unten biegen, während die Drehkraft der Steckverbindungsschraube
den Taschenboden nach oben zieht.
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Aus
der Perspektive eines vertikalen Querschnittes betrachtet, biegt
sich also der Taschenboden konkav nach oben, während sich die benachbarte
Leiterplatte konkav nach unten biegt, so dass der Abstand zwischen
der Leiterplatte und dem Taschenboden in der Nähe des Taschenzentrums größer ist als
in der Nähe
der Taschenperipherie. Dieses Verhalten macht sehr restriktive Toleranzen
für das
Anschlussdosengehäuse,
die Öffnungen,
die Leiterplatte und die Stecklaschen erforderlich.
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Dieser
Aufbau verursacht auch Probleme bei der Ausrichtung der Laschen,
was aufgrund einer Verzerrung der Verbindungskräfte eine beeinträchtigte
Verbindung zwischen den weiblichen Steckanschlüssen des Kabelbündels und
den männlichen Laschen
der Leiterplatte zur Folge haben kann. Mit anderen Worten können die
Stecklaschen nicht richtig mit den entsprechenden weiblichen Verbindungskomponenten
innerhalb der Steckverbindung verbunden werden, weil die Stecklaschen
aufgrund der Biegung der Leiterplatte winkelig ausgerichtet sind.
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Ein
anderes Problem bei diesem Aufbau besteht darin, dass die Gewindeöffnung in
der Tasche des Anschlussdosengehäuses
zum Aufnehmen der Steckverbindungsschraube plattiert ist. Wenn dann die
Steckverbindungsschraube in die plattierte Öffnung gedreht wird, können Metallspäne nach
unten auf die Leiterplatten fallen, was unter Umständen zu Kurzschlüssen führen kann.
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Das
deutsche Patent 198 08 329 A1, das US-Patent
US 5,803,763 A und das europäische Patent
EP 0 715 374 A2 zeigen
Steckverbinder. Diese weisen allerdings keine Leiterplatten auf,
wodurch die Gefahr eines Kurzschlusses durch herabfallende Metallspäne nicht
besteht. Das US-Patent
US
5, 959 248 A weist eine Leiterplatte auf, die allerdings
beim Einschrauben der Steckverbindung nicht verformt wird, da sie
separat zwischen zwei Gehäuseteilen eingeklemmt
wird. Das Problem der herabfallenden Metallspäne wird durch eine Hülse, die
auf der Leiterplatte unter der Gewindehülse der Steckverbindung angebracht
ist, gelöst.
US-Patent
US 5, 764,
487 A weist eine Leiterplatte auf, die ebenfalls zwischen zwei
Gehäuseteilen
einklemmt wird und daher beim Befestigen der Steckverbindung nicht
verformt wird.
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Anschlussdosenanordnung anzugeben, in der eine Leiterplatte ohne
Biegung befestigt ist, um die Toleranzanforderungen für verschiedene
Komponenten der Anschlussdose zu reduzieren und um Probleme bei
der Laschenausrichtung zwischen den Stecklaschen und der elektrischen
Steckverbindung zu reduzieren.
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Nach
Möglichkeit
soll dabei auch verhindert werden, dass Metallspäne auf die Leiterplatte fallen, wenn
eine Steckverbindungsschraube in eine plattierte Steckverbindungsöffnung gedreht
wird.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Anschlussdosenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
vorliegende Erfindung beseitigt die oben genannten Nachteile der
Anschlussdosenanordnungen aus dem Stand der Technik, indem sie ein
Anschlussdosengehäuse
angibt, in dem wenigstens eine Öffnung
zum Aufnehmen einer Steckverbindungsummantelung ausgebildet ist.
Die Steckverbindungsumnmantelung bildet eine Tasche zum Aufnehmen
einer Steckverbindung. Die Bodenwand der Tasche ist an einer Leiterplatte
befestigt. Die Bodenwand der Tasche umfasst weiterhin eine vertikale Steckverbindungs-Gewindeöffnung,
die eine Ummantelungsschraube zum Befestigen der Leiterplatte an
der Bodenwand der Ummantelungstasche und weiterhin eine Steckverbindungsschraube
zum Befestigen der Steckverbindung in der Ummantelungstasche aufnimmt.
Weil die Ummantelungsschraube den Abstand zwischen der Leiterplatte
und der Bodenwand aufrechterhält,
ist dementsprechend keine relative Bewegung und kein Biegen zwischen
der Leiterplatte und der Bodenwand möglich, wenn die Steckverbindungsschraube
nach unten gedreht wird, so dass die oben genannten Toleranzprobleme
beseitigt werden.
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Insbesondere
gibt die vorliegende Erfindung ein Anschlussdosengehäuse mit
wenigstens einer darin ausgebildeten Öffnung an. Eine Kunststoffummantelung
ist innerhalb der Öffnung
positioniert. Die Ummantelung bildet eine Tasche mit Seitenwänden und
einer Bodenwand. Eine vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung erstreckt
sich von der Bodenwand nach oben. Die Bodenwand der Ummantelungstasche
ist durch eine Ummantelungsschraube, die sich in die vertikal ausgerichtete
Steckverbindungs-Gewindeöffnung erstreckt,
an der Leiterplatte befestigt. Stecklaschen erstrecken sich von der
Leiterplatte durch Löcher
in der Bodenwand der Ummantelungstasche und in die durch die Ummantelung
gebildete Tasche. Eine Steckverbindung ist mittels einer Steckverbindungsschraube,
die in die vertikale Schraubverbindungs-Gewindeöffnung geschraubt ist, an der
Ummantelung befestigt.
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgende ausführliche Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Anschlussdosenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Anschlussdosenanordnung von 1.
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3 ist
eine vertikale Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2.
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1 bis 3 zeigen
eine Anschlussdosenanordnung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie gezeigt, ist das Anschlussdosengehäuse 12 eine Kunststoffkomponente,
in welcher eine erste und eine zweite Leiterplatte 14, 16 untergebracht sind.
Die Leiterplatten 14, 16 sind über Kontaktstifte 18 miteinander
verbunden. Gruppen von Stecklaschen 22 erstrecken sich
von der Leiteplatte 14.
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Wie
am deutlichsten in 3 zu erkennen ist, bildet das
Anschlussdosengehäuse 12 eine Öffnung 24 zum
Aufnehmen einer Kunststoffummantelung 26, die eine elektrische
Schraubsteckverbindung 28 mit der Leiterplatte 14 verbinden kann.
Die elektrische Schraubsteckverbindung 28 ist vorzugsweise
eine 42-polige Verbindung.
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Die
Ummantelung 26 umfasst Seitenwände 30, 32,
die zusammen mit der Bodenwand 34 eine Tasche zum Aufnehmen
der Steckverbindung 28 bilden. Die Bodenwand 34 der
Ummantelung 26 weist Löcher
(nicht gezeigt) auf, durch welche sich die Stecklaschen 22 von
der Leiterplatte 14 erstrecken. Ein vertikal ausgerichtetes
Steckverbindungsgewinde 36 erstreckt sich von der Bodenwand 34 nach oben
und umfasst eine plattierte Öffnung 35.
Eine Ummantelungsschraube 38 verbindet die Leiterplatte 14 flach
gegen die Abstandsbeine 39, die von der unteren Oberfläche der
Bodenwand 34 vorstehen, indem sie in die vertikal ausgerichtete
Steckverbindungs-Gewindeöffnung 36 geschraubt
wird. Dementsprechend wird die Leiterplatte 14 bündig gegen
die Abstandsbeine 39 auf der Bodenwand 34 der
Ummantelung 26 gedrückt
und durch die Ummantelungsschraube an der Ummantelungsbodenwand 34 fixiert.
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Die
Leiterplatte 14 und die Bodenwand 34 können auch
an anderen Positionen etwa durch einen Stift und ein entsprechendes
Loch miteinander verbunden werden, um die richtige Ausrichtung zwischen
den zwei Komponenten aufrechtzuerhalten. Eine Steckverbindungsschraube 40 verbindet
die Steckverbindung 28 mit der Ummantelung 26, indem sie
in die vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung 36 geschraubt
wird. Weil die Ummantelungsschraube 38 zuvor die Leiterplatte
mit der Ummantelung verbunden hat, werden alle Drehkräfte der
Steckverbindungsschraube 40 durch die Ummantelungsschraube
aufgenommen, so dass eine Biegung der Leiterplatte 14 und
der Bodenwand 34 verhindert wird, wodurch die Biegungsprobleme beseitigt
werden, die oben mit Bezug auf den Stand der Technik erläutert wurden.
Die Ummantelungsschraube 38 hält einen gleichmäßigen Abstand
zwischen der Leiterplatte 14 und der Bodenwand 34 aufrecht,
wobei sie auch mit den Abstandsbeinen 39 zusammenwirkt,
um die Leiterplatte parallel zu der Ummantelungsbodenwand 34 zu
halten.
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Die
vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile. Wie weiter oben erläutert, besteht
ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass sie Toleranzen
zwischen den verschiedenen Komponenten verbessert, insbesondere
weil die Biegung der Leiterplatte und der Taschenbodenwand reduziert
oder vollständig
beseitigt wird, so dass Ausrichtungsprobleme zwischen den Stecklaschen 22 und
den weiblichen Steckverbindungskomponenten in der Steckverbindung 28 beseitigt
werden. Weil die Ummantelung 26 als separate Komponente
spritzgegossen ist und viel kleiner als das Anschlussdosengehäuse 12 ist,
ist es viel einfacher, die Toleranz der verschiedenen Löcher und
Wände dieser
Komponente zu kontrollieren, weil ein Schrumpfen des Kunststoffes
nicht über
eine größere Fläche verteilt
wird.
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Indem
eine kleinere Fläche
(der Ummantelungsboden 34) vorgesehen wird, ist es einfacher,
Toleranzen für
die Stecklaschenöffnungen
aufrechtzuerhalten. Dementsprechend können die Stecklaschenöffnungen
kleiner sein, was einen besseren Halt für die Stecklaschen 22 bietet
und die Toleranzen für
die Positionierung der Stecklaschen 22 reduziert.
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Außerdem ist
das im Stand der Technik gegebene Problem der Metallspäne beseitigt,
weil beim Drehen der Steckverbindungsschraube 40 in die
vertikal ausgerichtete Steckverbindungs-Gewindeöffnung 35 entstehende
Metallspäne
einfach oben auf die Ummantelungsschraube 38 fallen und
nicht zu der Leiterplatte 14 gelangen.
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Weil
die Ummantelungsschraube 38 weiterhin einen gleichmäßigen Abstand
zwischen der Bodenwand 34 der Ummantelung 26 und
der Leiterplatte 14 aufrechterhält, erstrecken sich die Stecklaschen 22 mit
einer gleichmäßigen Tiefe
durch die Bodenwand 34, so dass die Verbindung zwischen
den Stecklaschen 22 und den entsprechenden weiblichen Steckverbindungskomponenten
in der Steckverbindung 28 verbessert wird. Außerdem wird
die Taschenstärke
erhöht
und wird die Belastung des Kunststoffes und der Anordnung reduziert,
wenn die Steckverbindung 28 mit den Stecklaschen 22 verbunden
wird.
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Vorzugsweise
sind das Anschlussdosengehäuse 12 und
die Ummantelung 26 aus einem nicht gefüllten Norel-Kunststoffmaterial,
das von der General Electric Company in Pittsfield, Massachusetts, hergestellt
wird. Es können
jedoch auch verschiedene andere Materialien verwendet werden.