DE10143957A1

DE10143957A1 - Dichtungseinrichtung für elektrische Steckverbinder

Info

Publication number: DE10143957A1
Application number: DE10143957A
Authority: DE
Inventors: Werner Denneler; Thomas Ihring; Uwe Steinhauser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2003-03-27
Also published as: BR0205969A; TW554582B; EP1428299A1; EP1428299B1; KR20040028787A; DE50203026D1; WO2003028167A1; US20040029432A1; ATE295006T1

Abstract

Eine Dichtungseinrichtung (24) für elektrische Steckverbinder (11) ist so auszuführen, daß eine fertigungstechnisch günstige, kostensparende und funktionssichere Herstellung von Steckverbindern (11) gegeben ist. DOLLAR A Die Steckverbinder (11) weisen jeweils in einem Steckergehäuse (13) einen Kontaktträger (14) auf. Der Kontaktträger (14) ist von Aufnahmekammern (16) durchdrungen, die mit einem Ende jeweils in einen wannenförmigen Einbauraum (21) des Steckverbinders (11) münden. Diese Enden sind mit einem Rückhalteelement (22) abgedeckt, so daß eine in die Einbauraum (21) eingebrachte fließfähige aushärtbare Dichtungsmasse (23), die durch sie hindurchgesteckte Kontaktelemente (28) wieder vollständig abdichten kann, in dem Einbauraum (21) verbleibt. DOLLAR A Die Dichtungseinrichtung (24) für elektrische Steckverbinder (11) ist insbesondere für den Einsatz in der Automobilindustrie vorgesehen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Dichtungseinrichtung für elektrische Steckverbinder nach der Gattung des Anspruchs 1. Eine solche Dichtungseinrichtung ist in Anwendung in einem elektrischen Steckverbinder aus der DE 44 34 030 A1 bekannt.

Der Steckverbinder weist ein Gehäuse auf, dem eine Vielzahl von einzelnen Kabeln, gebündelt als Kabelbaum, zugeführt ist. Jedes der Kabel ist an einem Ende mit einem Anschlußabschnitt eines Kontaktelements verbunden. Die Kontaktelemente sind in einem Kontaktträger des Steckverbinders zur Kontaktierung mit Gegenkontaktelementen gelagert. Um insbesondere die Kontaktstellen zwischen Kontaktelementen und Gegenkontaktelementen vor Korrosion zu schützen, ist eine Wasserzutrittmöglichkeit zu den Kontaktelementen über die Kabel zu unterbinden. Dazu werden die mit den Kabeln verbundenen Kontaktelemente nach der Durchführung durch eine Druckplatte durch eine Dichtplatte aus elastischem Material geführt. Die Druckplatte und die Dichtplatte weisen dazu eine der Anzahl der Kontaktelemente entsprechende Anzahl von Ausnehmungen auf. Mit einem Verpressen der Dichtplatte durch die Druckplatte werden die Kabel formschlüssig umschlossen und abgedichtet.

Diese Art der Abdichtung ist durch die Notwendigkeit, eine Dichtplatte mit Ausnehmungen bereitstellen zu müssen, in nachteiliger Weise kostenintensiv und fertigungstechnisch aufwendig wegen der paßgenauen Anbringung von Ausnehmungen in einem elastischen und damit schwer zu bearbeitenden Stoff. Erschwerend kommt hinzu, daß die Ausnehmungen bei der Durchführung von scharfkantigen Kontaktelementen beschädigt und funktionsunfähig werden können. Des weiteren muß die Anzahl der Ausnehmungen exakt mit der Anzahl der Kontaktelemente übereinstimmen.

Somit muß bei jeder Änderung der Anzahl der Kontaktelemente eine neue, angepaßte Dichtplatte erstellt werden. Dies ergibt kleine Losgrößen bei der Herstellung der Dichtplatten und damit eine aufwendige Lagerhaltung, was die Fertigung des Steckverbinders verteuert.

Alternativ müssen nicht belegte Ausnehmungen durch einzelne Stöpsel verschlossen werden, was umständlich ist und Unsicherheiten hinsichtlich der Dichtheit ergibt.

Eine solchermaßen ausgeführte Dichtungseinrichtung führt zu einem in der Herstellung kostenintensiven Steckverbinder, dessen Funktionsfähigkeit durch den Montagevorgang gefährdet ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung für elektrische Steckverbinder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten in zufriedenstellendem Maß vermieden werden.

Dazu weist die Dichtungseinrichtung ein Rückhalteelement auf, das es ermöglicht, einen Einbauraum der Dichtungseinrichtung in einem Steckergehäuse des Steckverbinders für den Einsatz einer fließfähigen, aushärtbaren Dichtungsmasse nutzbar zu machen.

Damit sind die Voraussetzungen für den Einsatz von den verschiedensten Kontakten in elektrischen Steckverbindern geschaffen. Dabei ist es unerheblich, ob die Kontakte scharfe Kanten aufweisen oder spezielle gerundete Oberflächen aufweisen, da die selbstverlaufende Dichtungsmasse selbstheilend immer vollständig abdichtend ist. Dadurch lassen sich bei hoher Funktionssicherheit Prüfkosten am Steckverbinder und damit dessen Fertigungskosten verringern.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen für die Realisierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel einer Dichtungseinrichtung für elektrische Steckverbinder ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt den Steckverbinder mit der Dichtungseinrichtung in einer Schnittdarstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein elektrischer Steckverbinder 11 nach der Figur ist Teil einer elektrischen Steckverbindung. Der Steckverbinder 11ist als ein ortveränderlicher Kabelbaumstecker ausgeführt und mit einem, nur noch ansatzweise gezeigten, ortsfesten Gegensteckverbinder 12 als dem anderen Teil der Steckverbindung in lösbarer Weise koppelbar.
Der Steckverbinder 11 weist ein rahmenförmiges Steckergehäuse 13 aus Kunststoff auf. In dem Steckergehäuse 13 ist, umfangsseitig in nicht dargestellter Weise abgedichtet, ein Kontaktträger 14 aus Kunststoff eingesetzt. In dem Kontaktträger 14 ist eine der Polzahl des Steckverbinders 11 entsprechende Anzahl von Aufnahmekammern 16 enthalten, von denen eine in der Figur dargestellt ist.
Die Aufnahmekammern 16 durchdringen den Kontaktträger 14 axial, entsprechend einer Steckrichtung des Steckverbinders 11 längs eines Pfeiles 17 und enden stirnseitig an einer Steckseite 18 des Steckverbinders 11, an der die Kopplung mit dem Gegensteckverbinder 12 erfolgt.
Von der Steckseite 18 abgewandt münden die Aufnahmekammern 16 an einer Bestückungsseite 19 des Kontaktträgers 14 in einen wannenförmigen Einbauraum 21 des Steckergehäuses 13. Der Einbauraum 21 ist zumindest im Bereich der Bestückungsseite 19 mit einem Rückhalteelement 22 ausgelegt, so daß die Aufnahmekammern 16 an ihren diesseitigen Enden abgedeckt sind.
In den Einbauraum 21 ist eine leichtfließende, selbstnivellierde, aushärtbare und dann teilelastische Dichtungsmasse 23 eingefüllt. Die Dichtungsmasse 23 und das Rückhalteelement 22 als Voraussetzung für einen funktionssicheren Einsatz der Dichtungsmasse 23 in dem Steckverbinder 11 bilden zusammen eine Dichtungseinrichtung 24 für den Steckverbinder 11.
Die Dichtungsmasse 23 kann durch eine Druckplatte 26, die der Dichtungsmasse 23 nachfolgend in den Einbauraum 21 eingebracht wird und dann die Dichtungsmasse 23 vollständig abdeckt, axial kraftschlüssig beaufschlagt werden.
Die Druckplatte 26 aus Kunststoff hat eine der Polzahl des Steckverbinders 11 entsprechende Anzahl von axial gerichteten Durchführungen 27, von denen eine in der Figur dargestellt ist.
Der Steckverbinder 11 wird komplettiert durch die Montage von Kontaktelementen 28, die jeweils an einem freien Ende einen Kontaktabschnitt 29 zur Kontaktierung mit einem Gegenkontaktelement 30 des Gegensteckverbinders 12 und am anderen Ende einen Anschlußabschnitt 31 aufweisen. An dem Anschlußabschnitt 31 ist elektrisch leitend ein Kabel 32 angeschlossen, das in der Figur nur ansatzweise gezeichnet und Teil eines von dem Steckverbinder 11 abgehenden Kabelbaums ist.
Das Einfügen der Kontaktelemente 28 in das Steckergehäuse 13 erfolgt jeweils mit vorangestelltem Kontaktabschnitt 29 bei einem Steckvorgang durch die zugeordnete Durchführung 27, die Dichtungsmasse 23 und das Rückhalteelement 22 hindurch in die Aufnahmekammer 16 bis zum Anschlag einer Stirnseite 33 des Kontaktelements 28 an einer Innenschulter 34 der Aufnahmekammer 16.
Durch allgemein bekannte und hier nicht dargestellte Verriegelungselemente sind die Kontaktelemente 28 nach einem vollständigen Einfügen in die Aufnahmekammern 16 in dieser Funktionsstellung gegen ein rückwärtiges Herausziehen aus den Aufnahmekammern 16, entgegen der Richtung des Pfeiles 17, gesichert.
Die Sicherung der Kontaktelemente 28 gegen Korrosion hingegen, welche insbesondere durch die Zuleitung von Wasser entlang der Kabel 32 ausgelöst werden kann, erfolgt durch die Dichtungseinrichtung 24.
Die Dichtungseinrichtung 24 weist als zentrales Funktionselement die gießbare, selbstnivellierende Dichtungsmasse 23 auf, die beim Eingießen in den Einbauraum 21 daran gehindert werden muß, durch die Aufnahmekammern 16 des Kontaktträgers 14 hindurchzufließen. Diese Durchflußverhinderung erfolgt durch das Rückhalteelement 22, das in unterschiedlichster Weise ausgeführt sein kann und dessen unterschiedlichen, hier aufgeführten Ausgestaltungen nur beispielhaft genannt sind.
Das Rückhalteelement 22 kann aus einer dünnen Staubschicht bestehen, die vorzugsweise eine plättchenförmige Struktur aufweist, damit ein dünnschichtiger, leicht durchstoßbarer Verschluß der Durchführungen 27 möglich ist. Als Stoffe für die Staubschicht kommen vorzugsweise Talkum oder Glimmer zum Einsatz, weil sie aufgrund einer plättchenförmigen Struktur schon bei dünnstem Auftrag eine Schicht ausbilden können. Diese Stoffe werden in vorteilhafter Weise in hoher Feinheit bereitgestellt, damit bei einem Durchstecken der Kontaktelemente die mitgenommenen Anteile der Staubschicht die elektrische Kontaktgabe nicht behindern.
Des weiteren kann das Rückhalteelement 22 aus einer Folie bestehen. Diese Folie kann dabei in einem Sprühauftrag auf die Bestückungsseite 19 des Kontaktträgers 14 gebildet werden oder aus einem eingelegten, separaten Teil bestehen.
Eine gängige Ausführung des separaten Teils besteht aus einer dünnen Schaumstoffeinlage, die offenporig ist. Als Variante kann die Schaumstoffeinlage eine einseitig geschlossenporige Deckfläche 36 aufweisen, die der Dichtungsmasse 23 abgewandt ist. Damit wird ein Abfließen der Dichtungsmasse 23 durch die Schaumstoffeinlage hindurch sicher verhindert.
Die Folie kann aus einem Elastomer wie Silikongummi bestehen. Dabei ist von Vorteil, daß aufgrund eines vergleichbaren chemischen Aufbaus wie bei der Dichtungsmasse eine gute Haftung zwischen diesen Stoffen entsteht.
Des weiteren kann die Folie aus einem Thermoplast wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen, Polyätylenterephthalat, aus Verbunden daraus oder aus rar: Schmelzkleber versehenen geschichteten Folien bestehen. Dabei ist von Verteil, daß sehr dünne Folien darstellbar sind, die eine ausreichende Festigkeit hinsichtlich der Handhabung und gleichzeitig einen angestrebten niedrigen Durchstoßwiderstand bei der Durchführung der Kontaktelemente 28 haben.
Ferner kann die Folie aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff wie Polytetrafluoräthylen oder Copolymeren davon bestehen. Dabei ist von Vorteil, daß zum schnellen Aushärten der leichtflüssigen Dichtungsmasse 23 hohe Reaktionstemperaturen verwendet werden können.
Das Rückhalteelement 22 kann als separates Teil ein Faserstoff wie Filz oder Papier sein. Dabei ist von Vorteil, daß trotz kompakter Beschaffenheit des Faserstoffes durch Kapillarkräfte ein schnelles Tränken mit der leichtfließenden Dichtmasse 23 erfolgt und damit ein leicht durchstoßbares Rückhalteelement 22 entsteht.
Das separate Teil kann auch durch einen Schüttstoff gebildet werden. In Frage kommen hier insbesondere Silikongummifäden in Form einer ungeordneten Lage (Wirrwar) oder als Schnittware. Die ungeordnete Lage hat den Vorteil, daß die Herstellkosten für das Rückhalteelement 22 besonders gering ausfallen.
Schließlich seien noch kugelförmige oder geometrisch anders geformte Partikel aus Silikongel oder Silikon-Aerosole aufgeführt, die durch Aufblasen oder Sprühauftrag auf die Bestückungsseite 19 des Kontaktträgers 14 eingebracht werden. Dabei ist von Vorteil, daß durch den vergleichbaren chemischen Aufbau wie bei der Dichtungsmasse 23 ein Verbund zwischen den Stoffen entsteht, der den Austrag von Partikeln beim Durchstecken der Kontaktelemente 28 hemmt.
Auch ist es möglich, für das Rückhalteelement 22 weiche, offenporige Vliesstoffe oder Faserschüttungen zu verwenden. Diese lassen sich durch Aufblasen oder durch separate Herstellung und Auflegen auf die Bestückungsseite 19 des Kontaktträgers 14 einbringen. Dabei ist von Vorteil, daß sich diese beim Ausgießen leicht Tränken lassen und beim Durchstecken der Kontaktelemente 28 leicht durchdrungen werden können, ohne selbst ausgetragen zu werden.
Von besonderem Vorteil ist, wenn die Dichtungsmasse 23 vor dem Aushärten das Rückhalteelement 22 anlöst, weil sich dadurch nach dem Aushärten der Dichtungsmasse 23 eine mechanisch stabile Dichtungseinrichtung 24 bildet.
Des weiteren ist es auch möglich, daß das Rückhalteelement 22 durch die Dichtungsmasse 23 selbst gebildet wird. Dazu wird die Dichtungsmasse 23 in Randzonen über thermische Einflüsse, beispielsweise durch eine schockartige Hitzebeaufschlagung, beim Aufbringen auf die Bestückungsseite 19 des Kontaktträgers 14 verfestigt.
Schließlich ist es möglich, das Rückhalteelement 22 mehrteilig auszubilden und diese Teile zumindest partiell auf den Kontaktträger 14 und auf der Dichtungsmasse 23 aufzulegen.
Unabhängig von der Ausführung des Rückhalteelements 22 kann durch dieses eine volumetrisch exakte Teilfüllung des Einbauraums 21 erfolgen. In Verbindung mit der teilelastischen Dichtungsmasse 23 lassen sich mit einem gleichhohen Anpreßdruck der Druckplatte 26 reproduzierbare und funktionssichere Dichtungsverhältnisse an den Steckverbindern 11 in einheitlicher Weise herstellen.
Damit sind die Voraussetzungen für eine fertigungstechnisch günstige, kostensparende und funktionssichere Herstellung von Steckverbindern 11 gegeben.

Claims

1. Dichtungseinrichtung für elektrische Steckverbinder, von denen wenigstens einer ein Steckergehäuse (13) aufweist, in dem mindestens ein Kontaktträger (14) angeordnet ist, der zumindest von einer Aufnahmekammer (16) zur Lagerung eines Kontaktelements (28) axial, in Einsteckrichtung des Kontaktelements (28) in die Aufnahmekammer (16), durchdrungen ist, das Kontaktelement (28) endseitig einerseits in einem Anschlußabschnitt (31) an wenigstens einem Kabel (32) angeschlossen und andererseits in einem Kontaktabschnitt (29) mit einem Gegenkontaktelement (30) eines Gegensteckverbinders (12) koppelbar ist und das Kontaktelement (28) zur Einführung in die Aufnahmekammer (16) durch eine, zumindest teilweise in einen Einbauraum (21) des Steckergehäuses (13) einbringbare Dichtungseinrichtung (24) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (24) aus einem Rückhalteelement (22) und aus einer fließfähigen, aushärtbaren Dichtungsmasse (23) besteht.

2. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhalteelement (22) einteilig ist und in dem Einbauraum (21) zumindest partiell auf dem Kontaktträger (14) aufliegt.

3. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhalteelement (22) mehrteilig ist und in dem Einbauraum (21) zumindest partiell auf dem Kontaktträger (14) und auf der Dichtungsmasse (23) aufliegt.

4. Dichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhalteelement (22) aus einer Staubschicht besteht.

5. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Staubschicht als Rückhalteelement (22) eine plättchenförmige Struktur aufweist und insbesondere durch Talkum oder Glimmer in hoher Feinheit gebildet ist.

6. Dichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhalteelement (22) aus einer Folie besteht.

7. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie als Rückhalteelement (22) in einem Sprühauftrag gebildet oder aus einem eingelegten separaten Teil verkörpert wird.

8. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie als Rückhalteelement (22) aus einer Schaumstoffeinlage besteht.

9. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffeinlage als Rückhalteelement (22) offenporig ist.

10. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffeinlage als Rückhalteelement (22) eine einseitig geschlossenporige Deckfläche (36) aufweist, die der Dichtungsmasse (23) abgewandt ist.

11. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie als Rückhalteelement (22) aus einem Elastomer wie Silikongummi, aus einem Thermoplast wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyätylenterephtalat, aus Verbunden daraus, aus mit Schmelzkleber versehenen geschichteten Folien oder aus einem hochtemperaturfesten Kunststoff wie Polytetrafluoräthylen oder Copolymeren davon besteht.

12. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil, welches das Rückhalteelement, (22) verkörpert, ein Faserstoff wie Filz oder Papier ist.

13. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil, welches das Rückhalteelement (22) verkörpert, ein Schüttstoff wie Silikongummifäden ist und als Wirrlage oder geschnitten in den Einbauraum (21) eingebracht ist.

14. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Dichtungsmasse (23) ein leichtfließendes, selbstverlaufendes, unvernetztes Gel ist oder durch vermischte Gelkomponenten gebildet ist und die Dichtungsmasse (23) aushärtbar und teilelastisch ist.

15. Dichtungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Dichtungsmasse (23) vor dem Aushärten das Rückhalteelement (22) anlöst.

16. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhalteelement (22) durch die Dichtungsmasse (23) selbst gebildet wird und die Dichtungsmasse (23) dazu zumindest in Randzonen durch thermische Einflüsse beim Einbringen in den Einbauraum (21) verfestigt wird.