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Die
Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere eine Dichtungsmatte,
für mindestens
einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere für mehrere
Steckverbinder.
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Dichtungen
für Steckverbinder,
häufig
in Form einer Dichtungsmatte, werden in der Kraftfahrzeugtechnik
eingesetzt, um ein elektrisch zu verbindendes Bauteil verbindungsseitig
von einer beispielsweise feuchten Seite abzudichten, wobei durch
die Dichtung hindurch ein elektrischer Steckverbinder geführt ist,
ohne die Dichtigkeit zur feuchten Seite zu beeinträchtigen.
Bei einer Dichtungsmatte ist eine Matrix von mehreren Durchgangsreihen
und -spalten vorgesehen, wobei jeder Durchgang nur mit einem Steckverbinder
belegbar ist.
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Zur
Optimierung der Fluiddichtigkeit kann im Durchgang der Dichtung
eine Membran angeformt sein, die beim Belegen der Dichtung mit einem
Steckverbinder durchstoßen
wird und ohne Steckverbinder unversehrt bleibt.
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Eine
derartige Dichtung ist aus der
FR 2 844 645 B1 bekannt. In der beiliegenden
1 ist
ein Querschnittsausschnitt dieser bekannten Dichtungsmatte im Bereich
deren Durchgangs dargestellt. Die bekannte Dichtung umfasst einen
Grundkörper
aus Kunststoff, in dem ein Durchgang a geformt ist. Im wesentlichen
in der Mitte des Durchgangs a ist eine Membran b einstückig mit
dem Grundkörper
ausgebildet. Die Membran b hat eine Stufenform, die aus zwei zueinander
in Axialrichtung stufenartig versetzt angeordnete Schulterabschnitte
c und d besteht. Die Schulterabschnitte c und d sind über eine
Solltrennhaut e miteinander verbunden. Zwischen der Oberseite f
bzw. der Unterseite g der Dichtung und der Membran b ist jeweils
ein Dichtungsvorsprung h vorgesehen, der sich von der Innenwand
j von einer breiten Basis hin zu einem abgerundeten Ende erstreckt und
eine Durchfuhröffnung
definiert.
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Die
bekannte stufenförmige
Membranausführung
stellt sicher, daß beim
Belegen des Steckverbinders die Membran b an der Solltrennhaut e
reißt und
der elektrische Kontakt des Steckverbinders auf die gegenüberliegende
Seite der Dichtung gelangt. Die verstärkten Schulterbereiche c und
d stellen sicher, daß kein
Material der verletzten Membran von der Innenwand j des Durchgangs
a abreißt
und am Kontakt des Steckverbinders verbleibt, so daß die Gefahr
einer unbeabsichtigten elektrischen Isolierung des Kontakts besteht.
Die Vorsprünge
h sollen sicherstellen, daß in
Kooperation mit dem durchgeführten
Steckverbinder die Fluiddichtigkeit zwischen der Ober- und Unterseite
f, g sichergestellt ist.
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Bei
der bewährten
bekannten Dichtung stellte es sich als Nachteil heraus, daß die stufenförmige Membranstruktur
nicht mit einer an Sicherheit grenzenden Wahrscheinlichkeit die
unerwünschte
Isolierung des elektrischen Kontakts vermeidet. Bei Versuchen stellte
sich heraus, dass der Kontakt des Steckverbinders die Membran nicht
notwendigerweise an der Solltrennhaut verletzt. Es zeigte sich,
dass die Membran beim Durchstoßvorgang
auch an dem Mem brangrund verletzt wird und ein Teil der verletzten
Membran am Kontakt hängen
bleibt, was zu dem Isolationsproblem fürt. Es stellte sich auch heraus, daß bei unterschiedlich
breit dimensionierten Steckverbindern eine ausreichende Fluiddichtigkeit
bei durchgeführten
Steckverbindern durch die Vorsprünge
nicht ausreichend gewährleistet
ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik
zu überwinden,
insbesondere eine Dichtung für
elektrische Steckverbinder zu schaffen, bei der eine ausreichende
Fluiddichtigkeit auch bei unterschiedlich dimensionierten Steckverbindern
sichergestellt ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Danach
umfaßt
die Dichtung einen Grundkörper,
in dem wenigstens ein Durchgang zum Durchführen eines Kontakts des Steckverbinders
ausgebildet ist, und eine im Durchgang angeordnete Dichtlippe, die
sich an dem durch den Durchgang durchgeführten Steckverbinder fluiddicht
anlegt. Erfindungsgemäß ist die
Dichtlippe durch ein Gelenk an dem Grundkörper im Bereich einer Innenwand
des Durchgangs elastisch schwenkbar angebunden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Maßnahme der gelenkartigen
Anbindung, insbesondere der schwenkgelenkartigen Anbindung der Dichtlippe
an dem Durchgangsbereich der Dichtung, ist gewährleistet, daß unterschiedlich
dimensionierte Steckverbinder stets fluiddicht in die Dichtung eingesetzt
werden können,
ohne einen Widerstand beim Einführen des
Steckverbinders in den Durchgang zu erhöhen. Vielmehr verformt sich
die Dichtlippe entsprechend dem Schwenkbereich des Gelenks und paßt sich
an die Breitendimension des Steckverbinders einfach an. Zudem ermöglicht die
Schwenkbarkeit der Dichtlippe, die lichte Weite der von der Dichtlippe
definierten Öffnung
klein zu halten, ohne den Einführwiderstand
bei breiten Steckverbindern deutlich erhöhen zu müssen, so dass bei manchen Einsatzfällen der Dichtung
sogar auf eine Membranstruktur in dem Durchgang der Dichtung ganz
verzichtet werden könnte.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung stellt das Gelenk eine Schwenkbewegung der Dichtlippe
um eine Schwenkachse bereit, die im Freiraum des Durchgangs oder
im Be reich der Innenwand des Durchgangs liegt. Das Gelenk kann durch eine
Materialeinschnürung
im Bereich des Übergangs
von der Dichtlippe und der Innenwand des Durchgangs gebildet sein.
Die Einschnurung ist beispielsweise eine sich stetig verjüngende Aussparung in
einem sich von der Innenwand des Durchgangs erstreckenden Vorsprungs.
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Bei
einer besonderen Ausführung
der Erfindung ist das Gelenk und die Dichtlippe im Querschnitt im
wesentlichen in einer Baumform gebildet. Alternativ kann das Gelenk
und die Dichtlippe die Form eines Piks aufweisen.
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Vorzugsweise
erstreckt sich das Gelenk als schmaler Steg von einem Innenwandbereich
des Durchgangs und geht in einen wulstartigen Dichtlippenkörper über.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Schwenkbereich
des Dichtlippenkörpers
durch Einstellung der Axiallänge
des Stegs begrenzbar. Bei einer Ausführung der Erfindung kann sich
der Steg von dem Innenwandbereich im wesentlichen mit konstantem
Querschnitt hin zum Dichtlippenkörper
erstrecken. Je länger
der Steg ist, desto flexibler ist das elastische Gelenk.
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Vorzugsweise
weist die Dichtlippe ein zum durchgeführten Steckverbinder hin spitz
zulaufendes Ende auf. Dabei kann der Grundkörper, das Gelenk und die Dichtlippe
aus einem Kunststoffstück
gebildet sein.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung zu schaffen,
in deren Durchgang eine Membranstruktur angeordnet ist, wobei die
Dichtung dahingehend zu verbessern ist, daß eine ungewollte Isolierung
nach dem Durchstoßen
der Membran verhindert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 12 gelöst. Danach
ist die Struktur der Membran aus einem Feststoffsilikon gefertigt.
Es stellte sich heraus, daß durch
die erfindungsgemäße Auswahl
von Feststoffsilikon für
die Membran eine sichere Trennung des Materials sichergestellt ist.
Besonders gute Ergebnisse wurden bei der Kombination des erfin dungsgemäßen Dichtungsmaterial
und der Membranstruktur gemäß beiliegender,
oben beschriebener 1 erzielt. Es stellte sich nämlich überraschenderweise
heraus, daß unabhängig von der
Art des Einführens
des Steckverbinders die Membran stets an der Solltrennhaut aufgerissen
wurde und das Material der verletzten Membran stets an dem Dichtungskörper verbleibt
und damit eine Isolation des Kontakts des Steckverbinders aufgrund
von Membranmaterial ausschließbar
ist. Diese verbesserte Wirkung des Membranverhaltens beim Durchtrennen
einer Membran aus dem erfindungsgemäßen Feststoffsilikon stellte
sich unabhängig
von der äußeren Form
der Membranstruktur ein.
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Vorzugsweise
ist der Grundkörper
und die Membran aus einem Feststoffsilikonstück gefertigt. Als besonders
geeignet stellte sich ein Feststoffsilikon heraus, das unter der
Handelsbezeichnung „ELASTOSIL® R
plus 4804" oder „ELASTOSIL® R plus
4001" von dem Unternehmen
Wacker-Chemie GmbH in München
erhältlich
ist.
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Vorzugsweise
umfaßt
das erfindungsgemäße Feststoffsilikon
eine Dichte von 1,0 g/cm3 bis 1,2 g/cm3, vorzugsweise entweder 1,6 g/cm3 oder 1,12 g/cm3.
Zur Bestimmung der Dichtenangaben ist die allgemeine Prüfmethode
nach DIN EN ISO 1183-1A anzuwenden. Das erfindungsgemäße Feststoffsilikon
kann eine Reißfestigkeit
von 5 N/mm2 bis 12 N/mm2,
vorzugsweise 6 N/mm2 oder 11 N/mm2, aufweisen. Hierfür wird die allgemein anerkannte
Prüfmethode
DIN 53 504 S angewendet. Als Reißdehnung kann das erfindungsgemäße Feststoffsilikon Werte
von 7 % bis 1100 %, vorzugsweise 750 % oder 1000 %, aufweisen. Zur
Bestimmung der Reißdehnung
wird die bekannte Prüfmethode
DIN 53 504 S herangezogen. Vorzugsweise ist der Weiterreißwiderstand
des erfindungsgemäßen Feststoffsilikons bei
12 N/mm bis 30 N/mm, vorzugsweise 15 N/mm oder 27 N/mm, festgelegt.
Dabei wird die allgemeine Prüfmethode
nach ASTM D 624 B herangezogen. Als bevorzugte Rückprallelastizität, die mittels
der allgemeinen Prüfmethode
DIN 353512 bestimmbar ist, kann das erfindungsgemäße Feststoffsilikon
Werte von 65 % bis 70 %, vorzugsweise 52 % bis 67 %, aufweisen.
Weiterhin kann der Druckverformungsrest eines erfindungsgemäßen Feststoffsilikons
bei 20 % bis 30 %, vorzugsweise 22% oder 29 %, liegen. Hierzu wird
die allgemeine Prüfme thode
nach DIN ISO 815-B bei einer Prüfdauer
von 52 Stunden und bei einer Temperatur von 175°C verwendet.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird ein selbstschmierendes
Feststoffsilikon eingesetzt, das zum Erhalt einer optimalen erfindungsgemäßen Feststoffsilikoneigenschaft
30 sec bis 60 sec, vorzugsweise 40 sec, lang bei einer Temperatur
von 155°C
bis 175°C,
vorzugsweise 165°C, insbesondere
in einer Presse vulkanisiert wird.
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Weitere
Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden
Zeichnung deutlich, in der zeigt:
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2 eine
Querschnittsteilansicht der erfindungsgemäßen Dichtung.
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In 2 ist
die erfindungsgemäße Dichtung mit
der Bezugsziffer 1 versehen. Die Dichtung 1 umfaßt einen
Grundkörper 3,
in dem ein Durchgang 5 eingeformt ist. Das Profil des Durchgangs 5 ist
rotationssymmetrisch.
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Der
Grundkörper 3 hat
eine Oberseite 7 und eine Unterseite 9. Ein von
der Oberseite 7 eingeführter
Steckverbinder (nicht dargestellt) soll einen elektrischen Kontakt
zwischen einem oberseitigen und einem unterseitigen Bauteil (beide
nicht dargestellt) herstellen, wobei der Dichtungskörper 3 Bestandteile des
unterseitigen Bauteils von der feuchten Atmosphäre beim oberseitigen Bauteil
abdichten soll.
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Der
Grundkörper 3 besteht
aus einem Befestigungsabschnitt 11, der an der Außenseite 13 zwei Ringaussparungen 15 und 17 aufweist,
welche zum Verbinden oder Anknüpfen
mit einer anderen Dichtung zur Bildung einer Dichtungsmatte oder
zum Verbinden oder Anknüpfen
mit einem benachbarten Bauteil dienen. An dem Befestigungsabschnitt 11 schließt ein zylindrischer
Ansatzabschnitt 19 an.
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Im
Bereich des Befestigungsabschnitts 11 hat der Durchgang 5 einen
geringfügig
größeren Durchmesser
als der Ansatzabschnitt 19.
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Am Übergang
zwischen dem Befestigungsabschnitt 11 und dem Ansatzabschnitt 19 ist
die Dichtung 1 am Durchgang 5 mit einer Membranhaut 21 versehen,
die einstückig
mit dem Grundkörper 3 ausgebildet
ist.
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Im
wesentlichen in Axialrichtung A des Befestigungsabschnitts 11 mittig
ist eine Dichtlippe 23 vorgesehen, die gelenkartig mit
einem Bereich der Innenwand 26 des Durchgangs 5 verbunden
ist. Die gelenkartige Kopplung ist in der in 2 dargestellten
Ausführung
durch eine sich stets verjüngende Einschnürung 25 im
Bereich der Innenwand 26 des Durchgangs 5 gebildet.
Die Materialabschwächung läßt eine
Schwenkbewegung des Dichtlippenkörpers 27 um
eine Achse zu, die im wesentlichen in Radialrichtung auf Höhe der Einschnürung 25 liegt.
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Der
Dichtlippenkörper 27 besitzt
ein spitz zulaufendes, dem nicht dargestellten Steckverbinder zugewandtes
Ende, das an der Spitze abgerundet ist. Die in 2 dargestellte
Dichtlippe 23 besitzt im wesentlichen die Form eines Piks.
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Wird
der Steckverbinder durch den Durchgang 5 hindurch gesteckt,
schmiegt sich der Dichtlippenkörper 27 an
den Steckverbinder an, wobei seine gelenkige Verbindung zuläßt, sich
an unterschiedliche Breitenausdehnungen des Steckverbinders anzupassen
und eine zuverlässige
Dichtung bereitzustellen. Durch die elastische Verformung der gelenkartigen
Verbindung wird eine ausreichende Dichtungsnormalkraft auf den nicht
dargestellten Steckverbinder ausgeübt.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und Ansprüchen offenbarten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung
der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung
sein.
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- 1
- Dichtung
- 3
- Grundkörper
- 5
- Durchgang
- 7
- Oberseite
- 9
- Unterseite
- 11
- Befestigungsabschnitt
- 13
- Außenseite
- 15,
17
- Ringaussparungen
- 19
- zylindrischer
Ansatzabschnitt
- 21
- Membranhaut
- 23
- Dichtlippe
- 25
- Einschnürung
- 26
- Innenwand
- 27
- Dichtlippenkörper
- A
- Axialrichtung
- a
- Durchgang
- b
- Membran
- c,
d
- Schulterabschnitt
- e
- Solltrennhaut
- f
- Oberseite
- g
- Unterseite
- h
- Vorsprünge
- j
- Innenwand