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Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Steckereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zum Anschluß von Kabelbäumen, Flachbandleitungen oder gedruckten Leiterplatten an eine stationäre Baugruppe, wie z. B. ein Steuergerät, in einem Kraftfahrzeug.
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Derartige Steckereinheiten enthalten insbesondere in einem Kraftfahrzeug eine Vielzahl, in der Größenordnung bis etwa 80, von nebeneinander liegenden, je einen Steckerkontakt bzw. einen Buchsenkontakt aufnehmenden Kammern. Die Anzahl der Steckkontakte in einem einzigen Kontaktgehäuse ist im wesentlichen durch die auftretenden Steckkräfte begrenzt, da das Einstecken des Steckers gewöhnlich von Hand erfolgt. Über geeignete Betätigungshilfen läßt sich die Kontaktzahl darüberhinaus in weiten Grenzen erhöhen. Im allgemeinen ist in einer derartigen Steckereinheit jede Kammer des Steckergehäuses und des Buchsengehäuses mit Kontakten belegt. Die jeweiligen Leitungen zu den Kontakten sind in das Steckergehäuse derart abdichtend eingepaßt, daß ein weitestgehend luft- und feuchtigkeitsdichter Abschluß besteht und eine sogenannte Einzeladerabdichtung gebildet wird.
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Unter bestimmten Bedingungen sind gelegentlich ein oder mehrere Kammern in einem Steckergehäuse nicht mit Kontakten belegt, weil zum Beispiel ein vereinfachtes, anzuschließendes Bauteil bestimmte Kontakte nicht benötigt. Da dann die Kammern offen sind, besteht die Gefahr, daß im Betrieb Feuchtigkeit und Verunreinigungen von Außen in das Steckergehäuse oder Buchsengehäuse gelangen. Um dies auszuschließen, ist es bekannt, in eine derartige offene Kammer einen sogenannten Blindstopfen manuell einzusetzen. Der Blindstopfen besteht z. B. aus einem massiven Kunststoffteil, das einerseits über Dichtmittel dicht an der Innenwand der Kammer abschließt und andererseits keine Öffnung aufweist, durch die Feuchtigkeit in die Kammer eindringen könnte. Derartige Blindstopfen bestehen im allgemeinen aus einem Elastomer (Silikon).
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Bei einer derartigen Lösung hat sich folgendes Problem herausgestellt: Beim Einstecken eines Steckergehäuses in ein Buchsengehäuse kommt es, insbesondere wegen des geringen Volumens derartiger Gehäuse, des dichten Abschlusses der Kontakte in den Kammern des Gehäuses und der Vielzahl der Kammern zu einem vorübergehenden Anstieg des Luftdrucks in dem Buchsengehäuse. Es hat sich gezeigt, dass bei einem Luftdruck von etwa 1,5 Bar beim Einsteckvorgang eines Steckerteils mit einem eingesetzten Blindstopfen der Blindstopfen durch die Luftdruckerhöhung in dem Steckergehäuse herausfliegen kann. Die durch den Blindstopfen bewirkte Abdichtung wäre dann nicht mehr gegeben. Besonders kritisch ist dabei, dass nach dem Einsteckvorgang oftmals nicht erkennbar ist, ob ein derartiger Blindstopfen durch den erhöhten Luftdruck aus dem Steckergehäuse herausgedrückt worden ist oder nicht. Der obengenannte Wert für den Luftdruck wurde an einer kleinen Steckverbindung ermittelt, ist nicht repräsentativ und soll nur als Beispiel dienen. In der Praxis ist die Höhe des Drucks von den geometrischen Abmessungen wie zum Beispiel der Fläche des sogenannten Steckergesichts, der Länge des Steckwegs, der Wirksamkeit der Abdichtung sowie in einem gewissen Mass auch von der Steckgeschwindigkeit abhängig. Die Kraft, die beim Steckvorgang auf den Blindstutzen wirkt, ist durch den Druck in der Steckverbindung und die Fläche des Blindstopfens bestimmt, auf die dieser Druck wirkt. Diese Kraft wird vom Blindstopfen mittels Reibschluss an die Gehäusewand eingeleitet. Sofern die Druckkräfte die genannten Reibkräfte übersteigen, ändert der Blindstopfen seine Lage ohne wahrnehmbare Effekte. Ein Herausfliegen der Blindstopfen wäre dann weniger zu erwarten.
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Die
EP 0 964 483 A1 offenbart einen wasserdichten Stecker, der eine Vielzahl von Kontaktkammern aufweist, von denen die Kontaktanschlüsse durch das Steckergehäuse geführt werden, wobei Gummidichtungsstopfen, die im Steckergehäuse angeordnet sind und Kontaktdurchführungslöcher aufweisen, die Kontaktanschlüsse abdichten. Konstruktionsbedingt sind die Kontaktdurchführungslöcher der im Stecker eingebauten Gummidichtungsstopfen geschlossen, wenn kein Kontaktanschluss durch die Gummidurchführungslöcher geführt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Steckereinheit mit einem Blindstopfen so abzuwandeln, dass die Gefahr eines Herausfliegens des Blindstopfens beim Einsteckvorgang verringert oder ausgeschlossen wird.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der Erfindung ist somit der Blindstopfen mit einem Luftventil versehen, das die Blindkammer gegen äußeren Druck abdichtet und dennoch einen Luftaustritt aus dem Buchsengehäuse beim Einsteckvorgang zur Vermeidung einer Druckerhöhung ermöglicht.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich mehrere Vorteile. Zunächst wird im Rahmen der Aufgabenstellung die genannte Gefahr eines unbemerkten Herausfliegens des Blindstopfens beim Einsteckvorgang und damit des nachträglichen Eindringens von Feuchtigkeit in das Buchsengehäuse vermieden. Der erfindungsgemäß ausgebildete Blindstopfen mit einem Luftventil ist in der Praxis kaum teurer als ein üblicher massiver Blindstopfen, da er nur mit einer anderen Gießform hergestellt werden muß. Auch der Zeitaufwand beim manuellen Einstecken des Blindstopfens in eine Blindkammer wird nicht erhöht, weil der erfindungsgemäß ausgebildete Blindstopfen äußerlich von dem üblichen massiven Blindstopfen nicht abweicht.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Blindstopfen durch einen gummiartigen, in eine Kammer stramm einsteckbaren, rotationssymmetrischen Körper gebildet, der in der Mitte eine axial gerichtete Öffnung aufweist, die zum Einsteckende trichterförmig erweitert und zum gegenüberliegenden äußeren Ende lippenartig geschlossen ist. Dadurch wird auf einfache Weise, zum Beispiel durch ein Spritzteil, ein integriertes Teil geschaffen, das einerseits die Funktion des Blindstopfens und andererseits die Funktion des Luftventils bewirkt.
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Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform enthält der Blindstopfen eine vom äußeren Stirnende ausgehende, umlaufende, den lippenförmigen Bereich umgebende, axial gerichtete Nut, die ein Zusammendrücken der Lippen des lippenförmigen Bereichs durch den Luftdruck von Außen unterstützt. Durch eine derartige Nut kann auch die beabsichtigte Öffnung der Lippen durch einen erhöhten Luftdruck auf das trichterförmige Einsteckende erleichtert werden.
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Der Blindstopfen ist vorzugsweise an seinem äußerem Umfang mit mehreren axial gegeneinander versetzten, umlaufenden Dichtlippen versehen. Diese ermöglichen, daß der Blindstopfen genügend leicht manuell in die Kammer eingesetzt werden kann und andererseits eine hermetische Abdichtung der Kammer bewirkt.
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Gemäß einem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Blindstopfens wird zwischen einem Kern, einem oberen Formteil und einem unteren Formteil ein rotationssymmetrisches Kunststoffteil mit einem durchgehenden axialen Durchtritt gebildet, der zum einen Ende hin einen zylinderförmigen Abschnitt und zum anderen Ende hin einen sich konisch verjüngenden Abschnitt aufweist. Dabei wird vorzugsweise beim Herausziehen des Kerns der sich konisch verjüngende Abschnitt um 180° umgebördelt und in den zylirderförmigen Abschnitt hineingezogen. Dadurch wird in einfacher Weise der beschriebene Blindstopfen mit der gewünschten Ventileigenschaft gebildet.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 in vereinfachter Form eine Steckereinheit mit einem Steckergehäuse und einem Buchsengehäuse,
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2 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Blindstopfens mit Ventileigenschaft,
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3 eine Schnitt durch einen Blindstopfen mit integriertem Ventil,
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4 eine Schnitt durch eine bekannte Steckereinheit ohne Blindstopfen und
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5 die Steckereinheit von 4 ohne Kontakte mit einem eingesetztem Blindstopfen mit integriertem Ventil.
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1 zeigt eine Steckereinheit mit einer Vielzahl von Kontakten, wie sie zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug zum Anschluß von Kabelbäumen, Flachleitungen und dergleichen an ein Bauteil eingesetzt wird, während des Einsteckvorgangs. Dargestellt sind das Steckergehäuse 1 mit sieben Kammern 2, in die jeweils ein Steckerkontakt 3 mittels eines Dichtelements 4 aus Kunststoff stramm und luftdicht abschließend eingesetzt ist. Der Steckerkontakt 3 ist jeweils fest mit dem Dichtelement 4 und mit einem Leiter 5 verbunden, der in einen Kabelbaum 6 eingeführt ist. Jede einzelne Kammer 2 ist also im Sinne einer Einzeladerdichtung hermetisch verschlossen. Unter dem Steckergehäuse 1 ist ein entsprechendes Buchsengehäuse 7 dargestellt, das eine Vielzahl von Buchsenkontakten 8 aufweist, in die jeweils die Steckerkontakte 3 eingreifen. Eine weitere Kammer 2a des Steckergehäuses 1 sowie die entsprechende Kammer in dem Buchsengehäuse 7 sind elektrisch nicht bestückt, weisen also beide keine Kontakte auf. Dadurch würde also in unerwünschter Weise eine Öffnung gebildet, durch die Verunreinigungen und Feuchtigkeit von Außen in das Buchsengehäuse 7 eindringen könnten.
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Zur Abdichtung der an sich leeren Kammer 2a ist in die Kammer ein Blindstopfen 9 ebenfalls stramm eingesetzt. Der Blindstopfen 9 ist mit einem symbolisch dargestellten Ventil versehen, das gegen Eindringen von Feuchtigkeit in Richtung 10 gesperrt ist, jedoch einen Luftdurchtritt bei einem Überdruck in dem Buchsengehäuse 7 in Richtung 11 ermöglicht. Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn das Steckergehäuse 1 mit dem angeschlossenen Kabelbaum 6 in das Buchsengehäuse 7 eingesteckt wird, kommt es durch den luftdichten Abschluß zwischen den Steckerkontakten 3, den Buchsenkontakten 8 und der Wandung des Buchsengehäuses 7 zu einem Druckanstieg innerhalb des Buchsengehäuses 7. Ohne die Ventileigenschaft des Blindstopfens 9 besteht die Gefahr, daß der Blindstopfen 9 durch den Druckanstieg in dem Buchsengehäuse 7 beim Einsteckvorgang des Steckergehäuses 1 herausgedrückt wird und die erwünschte Abdichtung nicht mehr gegeben ist. Die Ventileigenschaft des Blindstopfens 9 verhindert daher diesen Druckanstieg, indem bei einem Überdruck in dem Buchsengehäuse 7 die Luft in Richtung 11 entweichen kann. Dennoch wird das unerwünschte Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen Verunreinigungen in Richtung 10 in das Buchsengehäuse 7 vermieden.
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2 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Blindstopfens mit der beschriebenen Ventileigenschaft. Zwischen einem oberen Formteil 12, einem unteren Formteil 13, einer Grundplatte 14 und einem Kern 15 wird durch einen Spritz- oder Gießvorgang ein Kunststoffteil 16 mit gummiartigen Eigenschaften ausgebildet. Das Kunststoffteil 16 besteht aus einem zylinderförmigen Abschnitt 17 und einem daran anschließenden, sich verjüngenden Abschnitt 18. An der Außenseite enthält das Kunststoffteil 16 Dichtlippen 19. Beim Herausziehen des Kerns 15 wird der sich verjüngende Abschnitt 18 nach oben um 180° umgebördelt, also nach oben umgewinkelt, so daß das den sich verjüngenden Abschnitt 18 bildende lippenförmige Ende des Kunststoffteils 16 praktisch in den zylinderförmigen Abschnitt 17 hineingezogen wird.
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3 zeigt den durch die Vorrichtung gemäß 2 hergestellten Blindstopfen 9 mit den Dichtlippen 19. Der axiale Durchtritt endet zum unteren Ende in einen sich trichterförmig erweiternden Abschnitt 20 und am oberen Ende in einen lippenförmig geschlossenen Abschnitt 21. Luftdruck von Außen in Richtung 10 kann den lippenförmigen Abschnitt 21 nicht öffnen, so daß der Blindstopfen 9 in erwünschter Weise gegen Eindringen von Feuchtigkeit in das Buchsengehäuse 7 gesperrt ist. Ein erhöhter Luftdruck im Inneren des Buchsengehäuses 7 kann indessen in Richtung 11 das lippenförmige Teil 21 öffnen, so daß dieser Überdruck abgebaut werden kann.
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Der Blindstopfen 9 ist an der Oberseite mit einer den lippenförmigen Abschnitt 21 umgebenden umlaufenden Nut 22 versehen. Durch die Nut 22 wird das erwünschte Schließen des lippenförmigen Teils 21 durch den äußeren Luftdruck in Richtung 10 unterstützt. Außerdem kann durch die Nut 22 das erwünschte Öffnen des lippenförmigen Teils 21 durch den Luftdruck in Richtung 11 unterstützt werden.
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4 zeigt ein Beispiel für eines der in 1 dargestellten Steckerelemente ohne den beschriebenen Blindstopfen. In der Kammer 23 des Buchsengehäuses 7 ist der Kontakt 8 gelagert. In der Kammer 24 des Steckergehäuses 1 ist der Steckerkontakt 3 gelagert. Der Steckerkontakt 3 und der Leiter 5 sind in das Dichtelement 25 angepaßt, das mittels der Dichtlippen 19 stramm und hermetisch abdichtend in das Steckergehäuse 1 eingesetzt ist.
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5 zeigt die Steckereinheit gemäß 4, wobei jedoch die beiden Kammern 23, 24 elektrisch nicht bestückt sind, das heißt die in 4 dargestellten Kontakte 8 und 3 sind nicht vorhanden. Stattdessen ist in die Kammer 24 der anhand von 3 beschriebene Blindstopfen 9 manuell in Richtung 26 stramm und abdichtend eingesetzt. Der Blindstopfen 9 enthält, wie in 2 und 3 beschrieben, einen axialen Durchtritt, der die anhand von 3 beschriebene, durch das Ventil 27 symbolisch angedeutete Ventileigenschaft aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckergehäuse
- 2
- Kammern
- 3
- Steckerkontakt
- 4
- Dichtelement
- 5
- Leiter
- 6
- Kabelbaum
- 7
- Buchsengehäuse
- 8
- Buchsenkontakt
- 9
- Blindstopfen
- 10
- Richtung
- 11
- Richtung
- 12
- Oberes Formteil
- 13
- Unteres Formteil
- 14
- Grundplatte
- 15
- Kern
- 16
- Kunststoffteil
- 17
- zylinderförmiger Abschnitt
- 18
- sich verjüngender Abschnitt
- 19
- Dichtlippen
- 20
- Abschnitt
- 21
- Abschnitt
- 22
- Nut
- 23
- Kammer
- 24
- Kammer
- 25
- Dichtelement
- 26
- Richtung
- 27
- Ventil
