DE102004061663B3

DE102004061663B3 - Elektrisches Kupplungselement

Info

Publication number: DE102004061663B3
Application number: DE200410061663
Authority: DE
Inventors: Jürgen NEUSER; Karsten Schwalb
Original assignee: Gessmann GmbH and Co KG
Current assignee: Gessmann GmbH and Co KG
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-12-23

Abstract

Ein elektrisches Kupplungselement, bei dem DOLLAR A - in eine nach außen führende Kontaktkammer (2) in der Form einer zylindrischen Öffnung ein ummanteltes, elektrisches Kabel (3) axial fixiert eingesteckt ist, DOLLAR A - das Kabel (3) in einem innerhalb der Kontaktkammer (2) liegenden Bereich mit einer Hülse (4) umschlossen ist, die radial innen an dem Kabel (3) und radial außen an der Innenmantelfläche der Kontaktkammer (2) anliegt, DOLLAR A - der Bereich des Kupplungselementes, in dem das elektrische Kabel (3) in die Kontaktkammer (2) einmündet, mit in heißem Zustand flüssigem, unter Druck aufgetragenem Kunststoff in der Form einer die Öffnung dicht verschließenden, in aufgetragenem, abgekühltem Zustand erstarrenden Verschlussmasse (9) überzogen ist, DOLLAR A soll brauchbar herstellbar sein, das heißt bei der Herstellung soll keine Verschlussmasse (9) ungewollt zu den Kontaktelementen (8) des Kupplungselementes vordringen können. DOLLAR A Zu diesem Zweck zeichnet sich ein solches Kupplungselement durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - die Hülse (4) DOLLAR A - besteht in zumindest einem radial an der Innenumfangsfläche der Kontaktkammer (2) anliegenden Bereich aus inkompressiblem Material und DOLLAR A - lagert über eine Schiebesitzpassung innerhalb der Kontaktkammer (2), DOLLAR A - die Schiebesitzpassung erstreckt sich zumindest über eine axiale Länge in einem ersten Bereich (5) der Hülse (4), auf der die flüssig unter Druck aufgetragene Verschlussmasse (9) sicher in einen nicht mehr fließfähigen Zustand erstarrt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kupplungselement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei solchen Steckern, deren Kabelabgang durch umspritztes Verschlussmaterial absolut dicht ausgebildet werden soll, besteht im vorbekannten Stand der Technik das Problem eines Durchdringens des unter Druck in heißem Zustand aufgetragenen Verschlussmaterials axial über den Dichtbereich der das Kabel innerhalb des Kupplungselementes zu Dichtzwecken umschließenden Hülse. Der Grund hierfür besteht darin, dass bisher für die vorgenannte, zu Dichtzwecken eingesetzte Hülse elastisches Material verwendet worden ist, um die Hülse möglichst dicht unter radialer elastischer Verspannung in die zugehörige Öffnung des elektrischen Kupplungselementes einschieben zu können. Derartige Hülsen aus elastischem Material eignen sich an sich ausgezeichnet für das Dichten eines Kabelabganges aus einem elektrischen Kupplungselement. Nicht geeignet sind solche Hülsen aus elastischem Material allerdings bei Kabelabgängen von elektrischen Kupplungselementen, die für eine besonders hohe Dichtheit mit in heißem Zustand, flüssig unter hohem Druck aufgetragener Verschluss masse gedichtet werden. Solche Verschlussmassen sind beispielsweise Thermoplaste, die in flüssigem Zustand unter hohem Druck aufgespritzt werden. Bei derartigen Kabel-Abgangsverschlüssen von elektrischen Kupplungselementen kommt es häufig vor, dass das flüssig aufgetragene Verschlussmaterial die als Dichtung eingesetzte Hülse insbesondere an deren Außenumfanq überströmt, so dass Verschlussmasse bis in die Kontaktzonen des Kupplungselementes eindringt und damit die Funktion des Kupplungselementes beeinträchtigt bzw. das Kupplungselement unbrauchbar macht.

Hier eine Verbesserung zu schaffen ist das Problem, mit dem die Erfindung sich beschäftigt und das sie durch eine Ausführung eines gattungsgemäßen elektrischen Kupplungselementes nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 löst.

Die Erfindung beruht auf folgendem Gedanken.

Eine als Dichtung zwischen einem Kabelabgang und der Aufnahmeöffnung eines Kupplungselementes eingesetzte Hülse aus elastischem Material wird im Grunde nur dann benötigt, wenn diese Hülse die Funktion einer selbsttätigen Dichtung besitzen soll. In solchen Fällen dient die Elastizität des Materials einer solchen Hülse dazu, dass die Hülse unter elastischer Verspannung einerseits dicht an dem Kabelumfang und andererseits dicht an der Innenmantelfläche der zylindrischen Aufnahme des Kabelelementes eingespannt sein kann. Bei einem Kabelabgang, der durch eine aufgespritzte Verschluss masse gedichtet wird, muss die Hülse dagegen keine eigenständige Dichtwirkung besitzen bzw. erzeugen. Die Dichtheit des Kabelabganges wird in diesem Fall ausschließlich von dem Verschlussmaterial erzeugt. Die Hülse hat hier lediglich die Aufgabe, ein Eindringen des flüssig unter hohem Druck aufgetragenen Verschlussmaterials in die Kontakträume des Kupplungselementes hinein sicher zu vermeiden. Elastisches Material eignet sich in diesem Fall nicht als Hülsenmaterial, weil dieses sich unter dem hohen Auftragedruck des Verschlussmaterials soweit verformt, dass insbesondere zwischen dem Außenumfang der Hülse und der Innenmantelfläche der Aufnahmeöffnung des Kupplungselementes sich ein von dem flüssigen Verschlussmaterial durchdringbarer Ringspalt bilden kann und in der Praxis sich auch häufig entsprechend ausbildet. Hier setzt die Erfindung ein und löst dieses Problem durch die Ausbildung der Hülse aus einem im wesentlichen inkompressiblen Material. Bei einem solchen inkompressiblen Material kann die Hülse nicht mehr wie bei einer Ausbildung aus elastischem Material unter Überdeckung in die Aufnahmeöffnung verpresst eingeschoben werden, sondern es ist für die Lagerung eine Art Schiebepassung vorzusehen. Diese Passung ist derart auszulegen, dass die Hülse praktisch kraftlos bei einem möglichst geringen Spiel in die Aufnahmeöffnung des Kupplungselementes eingeschoben werden kann. Eine solche Hülse hat erfindungsgemäß ausschließlich die Funktion, dafür zu sorgen, dass flüssige Verschlussmasse, die bei Auftragen unter hohem Druck in den Spalt zwischen Hülse und Aufnahmebohrung des Kupplungselementes eintreten kann, auf dem von der Hülse eingenommen axialen Schiebesitzbereich so weit erstarren zu lassen, dass ein Durchdringen des gesamten axialen Schiebesitzbereiches absolut sicher ausgeschlossen ist. Die für eine solche sichere Funktion einer erfindungsgemäßen Hülse erforderliche axiale Schiebesitzlänge kann mit einfachen Mitteln experimentell oder auch über eine Modellberechnung ermittelt werden. Das gleiche gilt für die Auslegung der Schiebesitzpassung.

Als Verschlussmasse kann insbesondere ein Thermoplast dienen, der in üblicher Weise auf den Kabelabgangsbereich eines Kupplungselementes aufgespritzt wird.

Bezüglich der Lagerung der erfindungsgemäßen Hülse innerhalb des elektrischen Kupplungselementes ist noch zu erwähnen, dass die Schiebesitzpassung nicht für die erforderliche axiale Fixierung der Hülse innerhalb der Aufnahmeöffnung des Kupplungselementes dient. Axial fixiert kann die Hülse beispielsweise durch eine innerhalb des Kupplungselementes gegebene Verbindung zwischen einem feststehenden Kontakt und der Hülse gegeben sein. Praktisch kann eine solche Verbindung aus einer Crimpverbindung zwischen der Ader des bezüglich seines Abganges gedichteten Kabels und der Hülse gegeben sein.

Ein vorteilhaftes, nachstehend näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt die einzige
1 einen Schnitt durch ein Kupplungselement mit einem zu Dichtzwecken umspritzten Kabelabgang.
Ein elektrisches Kupplungselement besitzt ein Kontaktgehäuse 1 mit beispielsweise mehreren Kontaktkammern 2, von denen in der Zeichnung lediglich zwei sichtbar sind. Von diesen zwei sichtbaren Kontaktkammern 2 ist wiederum lediglich eine als durch ein Kabel 3 belegt gezeichnet. Bei einer praktischen Ausführung eines Kupplungselementes sind selbstverständlich sämtliche Kontaktkammern 2 belegt und zwar zumindest dann, wenn das Kupplungselement nach außen gedichtet sein soll.
Belegt sind die Kontaktkammern 2 durch ein Kabel 3, das jeweils aus einer elektrischen Ader und einer Ummantelung besteht. Ein solches Kabel 3 ragt mit einem an dem vorderen Ende 3 gelegenen Aderbereich 7 in die Kontaktkammer 2 hinein, wobei ein relativ axial langer ummantelter Kabelbereich ebenfalls innerhalb der Kontaktkammer 2 liegt. In dem ummantelten Bereich des Kabels 3, der sich innerhalb einer Kontaktkammer 2 befindet, liegt das Kabel 3 innerhalb einer Hülse 4.
Diese Hülse 4 besitzt zwei unterschiedliche Durchmesserbereiche, nämlich einen, dem offenen, nach außen führenden Ende der Kontaktkammer 2 zugewandten ersten Bereich 5 mit einem größeren und einem zum anderen Ende der Hülse 4 gerichteten zweiten Bereich 6 mit einem geringeren Durchmesser. In dem Bereich 5 ist zwischen der Hülse 4 und der Innenwand der Kontaktkammer 2 eine Schiebesitzpassung gegeben. Schiebe sitzpassung bedeutet hier, dass die Hülse 4, die erfindungsgemäß aus inkompressiblem Material besteht, im wesentlichen kraftfrei in die Kontaktkammer 2 eingeschoben werden kann. Dabei wird die Schiebesitzpassung mit einem solchen geringen Spiel ausgelegt, dass das kraftlose Einschieben gerade noch möglich ist. Dies bedeutet wiederum, dass ein Schiebesitz mit einem möglichst geringen Spiel eingesetzt wird. Auf die zu wählende Länge des Schiebesitzes wird nachstehend noch näher eingegangen. Der zweite Hülsenbereich 6 mit dem geringeren Durchmesser dient dazu, die Hülse 4 über eine metallische Crimp-Verbindung mit der mantelfreien elektrischen Ader des Kabels 7 fest verbinden zu können. Die elektrische Ader 7 ist wiederum fest mit einem axial in dem Kontaktgehäuse 1 fixierten Kontaktelement 8 verbunden. Durch die Crimp-Verbindung zwischen der Hülse 4 und der elektrischen Ader 7 ist eine axiale Fixierung der Hülse 4 innerhalb jeweils einer Kontaktkammer 2 sicher gewährleistet.
Für eine absolute Dichtung des Abganges eines Kabels 3 aus dem Kontaktgehäuse 1 ist der betreffende Kabelabgangsbereich mit einer Verschlussmasse 9 dicht bedeckt. Die Verschlussmasse kann beispielsweise ein Thermoplast sein, der in heißem, flüssigem Zustand unter hohem Druck in an sich für die Verarbeitung eines Thermoplastes bekannten Weise im Spritzverfahren aufgetragen werden kann.
Wie bereits eingangs bei der Erläuterung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung erläutert, dient die Hülse 4 bei einem elektrischen Kupplungselement, bei dem der Kabelabgang durch eine aufgetragene Verschlussmasse 9 gedichtet wird, ausschließlich dazu, einen Übertritt der flüssig unter hohem Druck aufgetragenen Verschlussmasse 9 über die Hülse 4 hinaus zu dem Kontaktelement 8 hin sicher zu vermeiden. Erreicht wird dies durch eine Hülse 4, die mit einem axial ausreichend langen Schiebesitz in jeweils einer Kontaktkammer 2 lagert. Die axialen Schiebesitzlänge ist derart auszulegen, dass in den selbst bei einer engen Schiebesitzpassung noch geringfügig vorhandenen Ringspalt zwischen Hülse 4 und Innenwand der Kontaktkammer 2 beim Auftragen der Verschlussmasse 9 eindringendes Verschlussmaterial innerhalb der axialen Länge des Schiebesitzes soweit erstarrt, dass im Ergebnis kein Verschlussmaterial 9 über die Hülse 4 hinaus in Richtung der Kontaktelemente 8 vordringen kann. Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die erforderliche axiale Länge des erfindungsgemäßen Schiebesitzes sowie das Spiel des Schiebesitzes experimentell oder rechnerisch für jeden Anwendungsfall leicht ermittelt werden.
Im gezeichneten Beispiel ist als Verschlussmasse 9 ein im Spritzverfahren heiß aufgetragener Thermoplast eingesetzt.
Das Material der Hülse 4 muss lediglich derart inkompressibel sein, dass die Hülse 4 ihre erfindungsgemäße Funktion sicher ausüben kann. Damit kann auch ein nicht vollständig inkompressibles Material gegebenenfalls erfolgreich eingesetzt werden. Das erfindungsgemäß einzusetzende Material für die Hülse 4 darf lediglich nicht so elastisch sein, dass flüssig aufgetragene Verschlussmasse 9 bei dem Aufbringen die Hülse 4 bis zu den Kontaktelementen 8 hin umströmen kann.
Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

Elektrisches Kupplungselement, bei dem – in eine nach außen führende Kontaktkammer (2) in der Form einer zylindrischen Öffnung ein ummanteltes, elektrisches Kabel (3) axial fixiert eingesteckt ist, – das Kabel (3) in einem innerhalb der Kontaktkammer (2) liegenden Bereich mit einer Hülse (4) umschlossen ist, die radial innen an dem Kabel (3) und radial außen an der Innenmantelfläche der Kontaktkammer (2) anliegt, – der Bereich des Kupplungselementes, in dem das elektrische Kabel (3) in die Kontaktkammer (2) einmündet, mit in heißem Zustand flüssigem, unter Druck aufgetragenem Kunststoff in der Form einer die Öffnung dicht verschließenden, in aufgetragenem, abgekühltem Zustand erstarrenden Verschlussmasse (9) überzogen ist, gekennzeichnet durch die Merkmale, – die Hülse (4) – besteht in zumindest einem radial an der Innenumfangsfläche der Kontaktkammer (2) anliegenden Bereich aus inkompressiblen Material und – lagert über eine Schiebesitzpassung innerhalb der Kontaktkammer (2), – die Schiebesitzpassung erstreckt sich zumindest über eine axiale Länge in einem ersten Bereich (5) der Hülse (4), auf der die flüssig unter Druck aufgetragene Verschlussmasse (9) sicher in einen nicht mehr fließfähigen Zustand erstarrt.
Elektrisches Kupplungselement, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussmasse (9) ein Thermoplast ist.