СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ
CONNECTION ARRANGEMENT AND CORRESPONDING METHOD

Изобретение касается соединительной системы для электрического соединения двух концов электрических проводов (например, многожильных проводов) и для герметичного уплотнения между концами проводов. Кроме того, изобретение включает в себя соответствующий способ соединения.
В современных автомобилях, имеющих двигатель внутреннего сгорания, топливо (например, бензин или дизельное топливо), как правило, впрыскивается через инжекторы (например, пьезоинжекторы, магнитные инжекторы) в камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания или в предкамеру. Управление инжекторами происходит при этом электрическим способом через жгуты проводов инжектора, которые подключены к отдельным инжекторам. При этом существует проблема, что область вокруг инжектора подвержена воздействиям сред (например, масла или воды), так что существует опасность, что данная среда (например, масло или вода) проникнет в жгут проводов инжектора и распространится внутри жгута проводов инжектора в продольном направлении. Поэтому важно, чтобы у жгута проводов инжектора предотвращалось проникновение сред (например, масла или воды) в жгут проводов инжектора. Для этого из уровня техники известны трубчатые наконечники для кабелей, которые, с одной стороны, обеспечивают возможность подключения жгута проводов инжектора к надлежащему инжектору, а с другой стороны, имеют также функцию уплотнения. Недостатком этих известных уплотняющих трубчатых наконечников для кабелей является, однако, относительно трудоемкий и вместе с тем дорогостоящий процесс изготовления.
Кроме того, в уровне техники можно сослаться на DE 10 2008 026352 A1 и DE 34 12786 A1.
Поэтому в основе изобретения лежит задача, создать соответственно усовершенствованную соединительную систему и соответствующий способ.
Эта задача решается с помощью предлагаемой изобретением соединительной системы согласно независимому пункту 1 формулы изобретения и с помощью соответствующего способа согласно другому независимому пункту формулы изобретения.
Изобретение предусматривает соединительную систему, которая служит для электрического соединения по меньшей мере двух концов электрических проводов (например, многожильных проводов) и при этом создает герметичное уплотнение между концами проводов, чтобы по проводу не могли распространяться среды (например, масло, вода), что, в частности, важно в случае жгута проводов инжектора в автомобиле.
Предлагаемая изобретением соединительная система имеет, во-первых, соединительную гильзу для помещения соединяемых друг с другом концов проводов. В принципе, такая соединительная гильза уже известна из уровня техники (например, DE 34 12786 A1). Однако предлагаемая изобретением соединительная гильза отличается по меньшей мере одной первой камерой, в которую может вводиться один из концов проводов, при этом первая камера имеет перегородку в направлении другого конца провода. Таким образом, это помещение в камеру препятствует тому, чтобы среды (например, масло, вода) распространялись по проводу, так как камера и, в частности, перегородка соединительной гильзы осуществляют герметичное уплотнение.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения соединительная гильза имеет по меньшей мере две камеры, в которые вводится по одному из концов проводов, при этом перегородка герметично отделяет две камеры соединительной гильзы друг от друга. Таким образом, перегородка расположена при этом между двумя камерами и препятствует переходу сред между камерами.
В другом варианте осуществления изобретения соединительная гильза, напротив, имеет только одну единственную камеру, в которую вводится один из концов проводов, в то время как другой конец провода электрически подключается без помещения в камеру. Таким образом, в этом варианте осуществления только один конец провода подключается уплотненно, в то время как другой конец провода не уплотнен. Например, эта неуплотненная сторона соединительной гильзы может быть выполнена плоской и образовывать медный флажок, на который затем навариваются снаружи несколько жил, например, методом сварки трением. Тогда на этой неуплотненной стороне не опасно, если место контакта пропитано маслом, так как камера перегородки образует герметичное уплотнение.
Предлагаемая изобретением уплотнительная система может быть, таким образом, уплотняющей в одном направлении (имеющей одну камеру) или в двух направлениях (имеющей две камеры).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере в одной из камер соединительной гильзы расположен уплотнительный элемент, который уплотнят промежуток между введенным в камеру концом провода и внутренней стенкой камеры. Так, после ввода одного конца провода в камеру, как правило, образуется кольцевой зазор между внутренней стенкой камеры, с одной стороны, и боковой поверхностью введенного конца провода, причем этот кольцевой зазор затем уплотняется уплотнительным элементом, чтобы препятствовать проникновению сред (например, масла, воды) в осевом направлении.
В предпочтительном примере осуществления уплотнительный элемент обладает длительной упругостью и компенсирует различные зависящие от материала коэффициенты теплового расширения конца провода (например, многожильного провода), с одной стороны, и соединительной гильзы, с другой стороны. Поэтому уплотнительный элемент предпочтительно с радиально направленной силой предварительного натяга давит изнутри наружу на внутреннюю стенку камеры и снаружи радиально внутрь на боковую поверхность конца провода, введенного в камеру.
При этом следует упомянуть, что уплотнительный элемент предпочтительно имеет по меньшей мере одно кольцеобразно огибающее уплотнительное ребро, которое прилегает к внутренней стенке камеры. Например, уплотнительный элемент может иметь три или четыре кольцеобразно огибающих уплотнительных ребра, которые расположены в осевом направлении друг за другом.
Кроме того, следует упомянуть, что уплотнительный элемент предпочтительно имеет проходящее в осевом направлении сквозное отверстие, через которое вводится конец провода.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения сама соединительная гильза обладает электрической проводимостью для электрического соединения двух концов проводов друг с другом.
Также при этом следует упомянуть, что уплотнительный элемент предпочтительно имеет выступающий в осевом направлении упор, который служит для позиционирования в заданном положении уплотнительного элемента в камере. Предпочтительно упор на уплотнительном элементе расположен при этом с внутренней стороны уплотнительного элемента, т.е. с той стороны уплотнительного элемента, которая обращена к перегородке и отвернута от устьевого отверстия камеры. Однако альтернативно существует также возможность, чтобы упор уплотнительного элемента был расположен с той стороны уплотнительного элемента, которая обращена к устьевому отверстию камеры и отвернута от перегородки соединительной гильзы.
В предпочтительном варианте осуществления уплотнительный элемент зафиксирован с геометрическим замыканием в камере от выхода из камеры в осевом направлении. То есть при этом имеется соединение с геометрическим замыканием между уплотнительным элементом, с одной стороны, и соединительной гильзой, снабженной камерой, с другой стороны.
Например, соединительная гильза для предотвращения выхода уплотнительного элемента из камеры у ее вводного отверстия (устьевое отверстие камеры) может иметь бортик, который вдается радиально внутрь и тем самым фиксирует уплотнительный элемент в камере с геометрическим замыканием.
Однако альтернативно существует также возможность, чтобы уплотнительный элемент и внутренняя стенка камеры имели элементы геометрического замыкания, которые осуществляют фиксацию с геометрическим замыканием уплотнительного элемента в камере. Например, внутренняя стенка камеры может иметь по меньшей мере один кольцеобразно огибающий кольцевой паз, в который входит в зацепление кольцеобразно огибающее уплотнительное ребро и тем самым создает соединение с геометрическим замыканием между кольцевым пазом и кольцеобразно огибающее уплотнительным ребром. Однако в отношении соединения с геометрическим замыканием между соединительной гильзой и уплотнительным элементом изобретение реализуемо также с другими элементами геометрического замыкания.
В одном из вариантов осуществления изобретения уплотнительный элемент соединен со шлангом, который отстоит от уплотнительного элемента в осевом направлении и в смонтированном состоянии отогнут на наружную стенку соединительной гильзы, так что тогда шланг охватывает соединительную гильзу в виде оболочки. Тогда при монтаже уплотнительный элемент, снабженный шлангом, сначала вводится в камеру, при этом шланг выступает наружу в осевом направлении. Затем шланг отогнут так, чтобы шланг охватывал соединительную гильзу снаружи в виде оболочки. При этом шланг предпочтительно цельно отформован на уплотнительном элементе, так что шланг и уплотнительный элемент образуют один единый компонент. Кроме того, при этом следует упомянуть, что прикрепленный к уплотнительному элементу шланг в не отогнутом состоянии предпочтительно проходит по всей длине соединительной гильзы для обеспечения наружного уплотнения.
Кроме того, предлагаемая изобретением соединительная система может иметь другой шланг (например, термоусадочный шланг), который охватывает соединительную гильзу и при необходимости прикрепленный к уплотнительному элементу шланг снаружи, предпочтительно по всей длине соединительной гильзы, для осуществления наружного уплотнения.
При этом в качестве материала шланга предпочтительно пригоден упругий материал (например, резина), чтобы можно было отгибать шланг, и шланг плотно прилегал к соединительной системе. Кроме того, материал шланга предпочтительно является электрически изолирующим, непроницаемым для жидкостей и/или газонепроницаемым. Выше уже было коротко упомянуто, что шланг предпочтительно представляет собой термоусадочный шланг, который может термически усаживаться, что собственно известно из уровня техники и поэтому не нуждается в более подробном описании.
Собственно создание электрического соединения между зачищенными от изоляции концами проводов, с одной стороны, и соединительной гильзой, с другой стороны, может, например, осуществляться посредством защелкивающегося соединения, паяного соединения или сварного соединения. При этом также следует упомянуть, что электрическое соединение между зачищенными от изоляции концами проводов, с одной стороны, и соединительной гильзой, с другой стороны, наряду с функцией электрического соединения предпочтительно выполняет также функцию уплотнения, из-за чего это соединение является предпочтительно газонепроницаемым.
Соединяемые электрические провода вплоть до зачищенных от изоляции концов проводов имеют предпочтительно изоляционную оболочку из пластмассы, такой как, например, этилен-тетрафторэтилен (ЭТФЭ) или политетрафторэтилен (ПТФЭ). При этом следует упомянуть, что традиционные термоусадочные шланги, снабженные интегрированным термоплавким клеем, у высокотемпературных проводов, имеющих изоляционный материал ЭТФЭ или ПТФЭ, до сих пор не могли достигать длительной непроницаемости, так как эти изоляционные материалы принципиально отталкивают другие материалы. Предлагаемая изобретением соединительная система, однако, обеспечивает возможность хорошего уплотнительного действия и у этих изоляционных материалов. При этом следует упомянуть, что уплотнительный элемент из материала, обладающего длительной упругостью, может охватывать надлежащий конец провода в области изоляционной оболочки, так что уплотнительный элемент прилегает к изоляционной оболочке снаружи.
Выше изобретение было описано для соединительной системы, которая коаксиально соединяет друг с другом два конца проводов. Однако в отношении расположения концов проводов изобретение не ограничено коаксиальным расположением. Кроме того, также в отношении количества соединяемых друг с другом концов проводов изобретение не ограничено двумя концами проводов, которые соединяются друг с другом. Так, предлагаемая изобретением соединительная система при соответствующей конфигурации может также электрически соединять друг с другом больше двух (например, три, четыре, пять, шесть, семь) концов проводов. В отношении геометрического расположения соединяемых друг с другом концов проводов следует упомянуть, что предлагаемая изобретением соединительная система может быть, например, в форме звезды, Y-образной, H-образной или иметь форму гребня, приводимые только в качестве некоторых примеров.
Кроме того, следует упомянуть, что правовая охрана испрашивается и для описанной выше предлагаемой изобретением соединительной системы как отдельного компонента. Кроме того, изобретение правовая охрана испрашивается, в частности, также на жгут проводов инжектора для электрического контактирования инжектора системы впрыскивания для двигателя внутреннего сгорания (например, дизельного двигателя) для автомобиля (например, автомобиля промышленного назначения), при этом предлагаемый изобретением жгут проводов инжектора имеет предлагаемую изобретением соединительную систему.
Кроме того, правовая охрана испрашивается также для двигателя внутреннего сгорания (например, дизельного двигателя, бензинового двигателя), имеющего по меньшей мере один инжектор для впрыскивания топлива и имеющий предлагаемый изобретением жгут проводов инжектора для электрического контактирования инжектора.
Кроме того, правовая охрана испрашивается и для транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения, имеющего предлагаемую изобретением соединительную систему.
Наконец, изобретение включает в себя также соответствующий способ электрического соединения нескольких концов проводов, причем отдельные этапы способа уже содержатся в приведенном выше описании, так что можно обойтись без отдельного описания предлагаемого изобретением способа.
Другие предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления изобретения приводятся в зависимых пунктах формулы изобретения или поясняются подробнее ниже вместе с описанием предпочтительных примеров осуществления изобретения с помощью фигур на которых показано:
фиг. 1A - вид поперечного сечения предлагаемой изобретением соединительной системы, которая может применяться, например, в жгуте проводов инжектора;
фиг. 1B - увеличенный отдельный вид уплотнительного элемента из соединительной системы с фиг. 1A;
фиг. 2 - вид поперечного сечения усовершенствованной соединительной системы, имеющей только одну единственную камеру;
фиг. 3 - усовершенствованный вариант соединительной системы в соответствии с фиг. 2, причем на уплотнительном элементе отформован шланг, который отогнут на соединительную систему и охватывает ее, уплотняя, в виде оболочки;
фиг. 4 - соединительная система в форме гребня;
фиг. 5 - схематичное изображение H-образной соединительной системы, а также
фиг. 6 - Y-образная соединительная система.
На фиг. 1A и 1B показана предлагаемая изобретением соединительная система 1 для электрического соединения двух концов 2, 3 проводов, при этом соединительная система 1 может быть, например, компонентом жгута проводов инжектора, который служит для электрического управления инжекторами системы впрыскивания для двигателя внутреннего сгорания.
Оба конца 2, 3 проводов имеют по одной жиле 4 или, соответственно, 5 из меди и изоляционную оболочку 6 или, соответственно, 7 из пластмассы (например, ЭТФЭ, ПТФЭ), при этом свободные концы этих двух концов 3, 3 проводов не изолированы.
Предлагаемая изобретением соединительная система 1 имеет соединительную гильзу 8 из электрически проводящего материала, причем соединительная гильза 8 имеет две камеры 9, 10, которые отделены друг от друга перегородкой 11.
Конец 2 провода введен в камеру 9 и своим зачищенным от изоляции свободным концом посредством защелкивающегося соединения 12 соединен с соединительной гильзой 8.
Другой конец 3 провода введен в камеру 10 соединительной гильзы 8 и посредством защелкивающегося соединения 13 соединен с соединительной гильзой 8.
Во-первых, оба защелкивающихся соединения 12, 13 создают электрическое соединение между концами 2, 3 проводов, с одной стороны, и соединительной гильзой 8, с другой стороны, при этом соединительная гильза 8 создает также электрическое соединение между концами 2, 3 проводов благодаря тому, что сама соединительная гильза 8 обладает электрической проводимостью.
Во-вторых, защелкивающиеся соединения 12, 13 осуществляют также уплотнение внутреннего поперечного сечения камер 9 или, соответственно, 10 в области защелкивающегося соединения 12 или, соответственно, 13.
Кроме того, предлагаемая изобретением соединительная система 1 в каждой из двух камер 9, 10 имеет по одному уплотнительному элементу 14, 15, который в каждом случае имеет осевое сквозное отверстие 16, через которое вводится конец 2 или, соответственно, 3 провода. То есть внутренняя стенка сквозного отверстия 16 прилегает к наружной боковой поверхности изоляционной оболочки 6 конца 2 провода.
Кроме того, следует упомянуть, что оба уплотнительных элемента 14, 15 снаружи имеют три кольцеобразно огибающих уплотнительных ребра 17, которые прилегают к внутренней стенке камеры 9 или, соответственно, 10 и тем самым создают уплотнительное воздействие. При этом уплотнительные ребра 17 находятся на расстоянии друг от друга в осевом направлении и образуют несколько ступеней уплотнения.
Кроме того, следует упомянуть, что уплотнительные элементы 14, 15 обладают длительной упругостью и воздействуют силами предварительного натяга на внутреннюю стенку камер 9 или, соответственно, 10, благодаря чему компенсируются различные зависящие от материала коэффициенты теплового расширения концов 2, 3 проводов, с одной стороны, и соединительной гильзы 8, с другой стороны.
Оба уплотнительных элемента 14, 15 имеют по одному упору 18 каждый, который выступает в осевом направлении от соответствующего уплотнительного элемента 14 или, соответственно, 15, а именно внутрь в направлении перегородки 11 между двумя камерами 9, 10.
Кроме того, следует упомянуть, что уплотнительные элементы 14, 15 удерживаются в камерах 9, 10 посредством соединения с геометрическим замыканием, причем соединение с геометрическим замыканием препятствует тому, чтобы уплотнительные элементы 14, 15 выходили из камер 9, 10 в осевом направлении. Это соединение с геометрическим замыканием состоит по существу из бортика 19, 20, который отформован на краю устья соединительной гильзы 8 у устьевого отверстия камер 9, 10 и выступает радиально внутрь. Этот бортик 19, 20 имеет внутренний диаметр, который меньше, чем наружный диаметр уплотнительного элемента 14, 15, так что бортик 10, 20 препятствует тому, чтобы уплотнительный элемент 14, 15 в осевом направлении мог выйти из камер 9, 10.
Предлагаемая изобретением соединительная система благодаря помещению в камеры, в частности, благодаря перегородке 11, препятствует возможности перемещению сред (например, масла, воды) в продольном направлении провода через соединительную систему 1. Поэтому, например, не опасно, если внутрь изоляционной оболочки 6 в конце 2 провода проникло масло или вода, так как эта среда блокируется перегородкой 11 и поэтому не может проникать в другой конец 3 провода.
Наконец, следует также упомянуть, что вся соединительная система 1 снаружи охвачена термоусадочным шлангом 21 в виде оболочки, причем этот термоусадочный шланг 21 установлен на соединительной системе 1 посредством термической усадки.
Вариант осуществления в соответствии с фиг. 2 в значительной степени совпадает с вариантом осуществления, описанным выше и изображенным на фиг. 1, так что во избежание повторов ссылаемся на приведенное выше описание, при этом для соответствующих деталей используются одни и те же ссылочные обозначения.
Особенность этого варианта осуществления заключается в том, что в камере 10 соединительной системы 8 не установлен уплотнительный элемент.
На фиг. 3 показан один из усовершенствованных вариантов осуществления в соответствии с фиг. 2, так что во избежание повторов снова ссылаемся на приведенное выше описание, при этом для соответствующих деталей используются одни и те же ссылочные обозначения.
Особенность этого варианта осуществления заключается в том, что термоусадочный шланг 21 цельно отформован на уплотнительном элементе 14 и сначала отстоит в осевом направлении от уплотнительного элемента 14 и выступает из камеры 9. Затем термоусадочный шланг 21 отогнут на чертеже вправо по всей соединительной системе, и образует уплотнение в виде оболочки.
Кроме того, дополнительно может быть также предусмотрен другой шланг, который в виде оболочки охватывает термоусадочный шланг снаружи, причем этот другой шланг на чертеже, однако, не изображен.
На фиг. 4 показана предлагаемая изобретением соединительная система 22 в форме гребня, имеющая соединительную гильзу 23 для соединения пяти концов 24-28 проводов.
При этом концы 24-28 проводов с одной и той же стороны, подобно зубцам у гребня, входят в соединительную гильзу 23, при этом концы 24-28 проводов помещаются каждый соответственно в камеру, как уже было описано выше, так что во избежание повторов снова ссылаемся на приведенное выше описание.
На фиг. 5 показан один из усовершенствованных вариантов осуществления в соответствии с фиг. 4, при этом концы 24-27 проводов с разных сторон H-образно входят в соединительную гильзу 23.
Наконец, на фиг. 6 показан другой усовершенствованный вариант, при этом разные концы 24-26 проводов Y-образно входят в соединительную гильзу 23 и там помещаются каждый соответственно в одну камеру, как уже было описано выше.
Изобретение не ограничено описанными выше предпочтительными вариантами осуществления. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется основная идея изобретения и которые поэтому также входят в объем правовой охраны. В частности, изобретение испрашивает правовую охрану для объекта и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от пунктов формулы изобретения, на которые делалась ссылка.
Список ссылочных обозначений
1 Соединительная система
2 Конец провода
3 Конец провода
4 Жила
5 Жила
6 Изоляционная оболочка
7 Изоляционная оболочка
8 Соединительная гильза
9 Камера соединительной гильзы
10 Камера соединительной гильзы
11 Перегородка
12 Защелкивающееся соединение
13 Защелкивающееся соединение
14 Уплотнительный элемент
15 Уплотнительный элемент
16 Сквозное отверстие
17 Уплотнительные ребра
18 Упор
19 Бортик
20 Бортик
21 Термоусадочный шланг
22 Соединительная система
23 Соединительная гильза
24 Конец провода
25 Конец провода
26 Конец провода
27 Конец провода
28 Конец провода