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Die
Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere eine Dichtungsmatte,
für einen
oder mehrere elektrische Steckverbinder.
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Dichtungsmatten
werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt, um
eine Steckverbinderstruktur aus mehreren Steckverbindern und einem
Steckverbinderempfängermodul
zu isolieren oder zumindest zum Schutz vor Verschmutzung oder Nässe zu trennen,
wobei eine elektrische Verbindung zwischen einem Steckverbinder
und einem Steckverbin derempfänger
durch einen vorbestimmten Durchgang in der Dichtungsmatte hindurch
aufgebaut werden soll.
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Es
ist bekannt, in einer zusammenhängenden,
einstückigen
Dichtungsmatte mehrere Durchgänge
gemäß einer
gleichmäßigen Matrix
vorzusehen, die durch eine Trennwand hermetisch verschlossen sind.
Um eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinder und dem
Steckverbinderempfänger
herzustellen, wird der Steckverbinder durch den Durchgang hindurch
eingeführt
und die Trennwand durchstoßen,
damit der Steckverbinder zur Bildung der elektrischen Verbindungen
zum Steckverbinderempfänger
gelangen kann.
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Eine
gattungsbildende Dichtung, insbesondere Dichtungsmatte, für einen
oder mehrere Steckverbinder ist in dem
französischen
Patent 2 844 645 bekannt, bei dem die Trennwand durch zwei
in Axialrichtung des Durchgangs zueinander versetzte breite Schultern
gebildet ist, die sich von einer Begrenzungswand des Durchgangs
weg radial erstrecken. Eine Oberseite sowie eine Unterseite der
beiden axial zueinander versetzten Schultern fluchten in Radialrichtung
und sind über
eine radiale dünne
Verbindungshaut verbunden. Beim Mitteilen einer axialen Durchstoßkraft an
der Trennwand soll letztere im Bereich der Verbindungshaut reißen. Es
stellte sich bei der bekannten und bewährten Dichtung gelegentlich als
Nachteil heraus, daß die
Trennwand an mehreren Stellen, beispielsweise am Bereich des Übergangs zwischen
der Schulter und der Begrenzungswand des Durchgangs, reißt, so daß abgerissenes
Trennwandmaterial zwischen dem Steckverbinder und dem Steckverbinderempfänger gelangen
konnte, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinder
und dem Steckverbinderempfänger nicht
sichergestellt war.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik
zu überwinden,
insbesondere eine Dichtung für
eine oder mehrere Steckverbinder zu schaffen, bei der ein zuverlässiges einfaches Durchstoßen der
Trennwand möglich
ist, ohne Gefahr einer ungewollten Isolie rung zwischen dem eingesteckten
Steckverbinder und dem Steckverbinderempfänger zu laufen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Danach
ist die Dichtung, insbesondere die Dichtungsmatte, für einen
oder mehrere Steckverbinder mit einer Trennwand versehen, die im
wesentlichen in der Mitte des Durchgangs eine sich radial längs der
Trennwand erstreckende Nut insbesondere konstanter Tiefe mit zwei
sich gegenüberliegenden axialen
Nutwänden
und einem radialen Nutboden aufweist. Der Nutboden ist längs seiner
mit einer Perforierungsstruktur versehen, die in einem undurchstoßenen Zustand
beide Seiten der Trennwand hermetisch dichtend voneinander trennt.
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Es
zeigte sich überraschenderweise,
daß mit der
erfindungsgemäßen Anordnung
einer sich quer durch die Trennwand erstreckenden Nut und einer
in der Nut ausgebildeten Perforierungsstruktur ein einfaches Durchstoßen des
Steckverbinders gewährleistet
ist, ohne Gefahr zu laufen, daß die
Trennwand an ungewünschten
Stellen abreißt
und auf diese Weise eine ungewollte elektrische Isolierung zwischen dem
Steckverbinder und dem Steckverbinderempfänger einhergeht. Die im undurchstoßenen Zustand beide
Seiten der Trennwand hermetisch abdichtende Perforierungsstruktur
stellt in ihrem unverletzten Zustand sicher, daß die Steckverbinderseite und
die Steckverbinderempfängerseite
im wesentlichen isoliert bleiben. Die erfindungsgemäße Kombination
aus einer strukturellen Schwächung
der Trennwand mittels der Nut und einer im Bereich der Nut weitergehenden
Schwächung
durch die Perforierungsstruktur stellt eine „gestufte" Abschwächung der Trennwand dar, wodurch
ein vordefinierbares Reißen
und Öffnen der
Trennwand sichergestellt ist. Ein vollständiges Lösen der Trennwand von der Dichtung
kann annähernd
ausgeschlossen werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist die Perforierungsstruktur mit wenigstens zwei
Sollbruchstellen versehen, die im unverletzten Zustand hermetisch
dichten und durch radial verlaufende sprunghafte Profilveränderungen
des Nutbodens gebildet sind. Bei axialer Belastung der Profiländerungen
ist gewährleistet,
daß die
Trennwand nur im Bereich des Nutbodens verletzt wird. Besonders gute
Durchstoßergebnisse
wurden bei einer scharfkantigen Profiländerung erreicht.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Perforierungsstruktur
eine Anordnung aus wenigstens zwei in einem Abstand zueinander liegenden
Materialverdickungen und/oder Materialschwächungen am Nutboden.
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Vorzugsweise
hat die Perforierungsstruktur wenigstens zwei axiale Vorsprünge, die
in einem radialen Abstand zueinander und/oder von einer Begrenzungswand
des Durchgangs angeordnet sind. Dabei kann der radiale Abstand zwischen
den wenigstens zwei axialen Vorsprüngen und/oder zwischen der
Begrenzungswand des Durchgangs und dem benachbarten Vorsprung im
wesentlichen gleich groß und/oder
größer als
die radiale Breite der wenigstens zwei Vorsprünge in der Radialrichtung der Nuterstreckung
sein. Eine Breite der wenigstens zwei Vorsprünge in der Radialrichtung der
Nuterstreckung kann kleiner oder gleich einer radialen Breite der
Nut sein.
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Besonders
gute und zuverlässige
Reißergebnisse
beim Durchstoßen
mittels des Steckverbinders wurden dann erzielt, wenn die wenigstens
zwei axialen Vorsprünge
sich von dem Nutboden erstreckende freie Axialseiten aufweisen,
die im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Nutbodenfläche stehen.
Vorzugsweise sind die wenigstens zwei axialen Vorsprünge in einem
radialen Querschnitt rechteckig.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung sind die wenigstens zwei axialen Vorsprünge bei
einer axialen Aussicht rechteckig. Bei einer alternativen bevorzugten
Ausführung
haben die wenigstens zwei axialen Vorsprünge in axialer Sicht eine rechtwinkelfreie
Parallelogrammform. Dabei kann eine kurze Parallelogrammseite mit
der jeweiligen Nutwand zusam menfallen, von der sich der Vorsprung
mit dessen freien Seiten in einem orthogonalfreien spitzen Winkel,
vorzugsweise in einem 45°-Winkel,
radial erstreckt.
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Vorzugsweise
erstrecken sich die wenigstens zwei axialen Vorsprünge parallel
zueinander.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung sind wenigstens drei, vier, fünf oder sechs axiale Vorsprünge am Nutboden
vorgesehen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführung
der Erfindung, bei der mehrere Vorsprünge in einer Reihe längs der
Nut vorgesehen sind und zueinander beabstandet sind, nimmt die axiale
Höhe der Vorsprünge relativ
zum Nutboden im Verlauf längs der
Nut allmählich
ab, indem beispielsweise die Stärke
des Nutbodens im Verlauf der Nut bei gleich bleibender Dicke der
Vorsprünge
zunimmt.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung hat die Perforierungsstruktur
eine in eine Begrenzungswand übergehende
Materialverdickung. Auf diese Weise wird der Reißwiderstand am Übergang
der Trennwand in die Begrenzungswand des Durchgangs deutlich erhöht.
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Vorzugsweise
hat der Nutboden Membranstärke,
die konstant sein oder im Verlauf der Nut insbesondere schrittweise
zunehmen kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung haben der Nutboden eine axiale Stärke von etwa 0,02 mm bis etwa
0,1 mm, vorzugsweise 0,05 mm, der Vorsprung eine axiale Erstreckungsweite von
der Nutbodenfläche
von etwa 0,05 mm bis etwa 0,2 mm, vorzugsweise 0,1 mm, und die Trennwand eine
axiale Stärke
(ohne Nut) von etwa 0,25 mm bis etwa 0,4 mm, vorzugsweise 0,3 mm.
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Bei
einer alternativen Ausführung
der Erfindung ist die Perforierungsstruktur mit einer Sägezahnordnung
versehen. Die Sägezahnanordnung
hat an der Zahnspitze einen spitzen Winkel, insbesondere etwa einen
60°-Winkel,
und/oder an deren Zahngründen
einen spitzen Winkel, insbesondere etwa einen 60°-Winkel.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung haben die Nut eine radiale Breite von etwa 0,1 mm
bis etwa 0,3 mm, vorzugsweise 0,2 mm, und der Vorsprung zumindest
am Nutboden eine radiale Breite von etwa 0,05 mm bis etwa 0,2 mm,
vorzugsweise 0,1 mm.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist die Dichtung, insbesondere die Dichtungsmatte,
mit dem Begrenzungsrand des Durchgangs, der Trennwand, der Nutwände und
dem Nutboden aus einem Stück
gefertigt.
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Weitere
Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand
der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigen:
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1a eine
Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Dichtung
entlang der Schnittlinie A-A gemäß 1b;
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1b eine
Draufsicht in Axialrichtung des Durchgangs der Dichtung gemäß 1a;
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1c eine
Querschnittsansicht der Dichtung gemäß den 1a und 1b entlang
der Schnittlinie C-C;
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2a eine
Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführung der
erfindungsgemäßen Dichtung
entlang der Schnittlinie A-A gemäß 2b;
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2b eine
Draufsicht in Axialrichtung des Durchgangs der Dichtung gemäß 2a;
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2c eine
Querschnittsansicht der Dichtung gemäß den 2a und 2b entlang
der Schnittlinie C-C gemäß 2b;
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3a eine
Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführung der
erfindungsgemäßen Dichtung
entlang der Schnittlinie A-A gemäß 3b;
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3b eine
Draufsicht in Axialrichtung des Durchgangs der Dichtung gemäß 3a;
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3c eine
Querschnittsansicht der Dichtung gemäß 3a und 3b längs der
Schnittlinie C-C gemäß 2b;
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4a eine
Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführung der
erfindungsgemäßen Dichtung
entlang der Schnittlinie A-A gemäß 4b;
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4b eine
Draufsicht entlang der Axialrichtung des Durchgangs der Dichtung
gemäß 4a;
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4c eine
Querschnittsansicht der Dichtung gemäß den 4a und 4b entlang
der Schnittlinie C-C gemäß 4b;
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5a eine
Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer weiteren Ausführung der
erfindungsgemäßen Dichtung
entlang der Schnittlinie A-A gemäß 5b;
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5b eine
Draufsicht entlang der Axialrichtung des Durchgangs der Dichtung
gemäß 5a; und
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5c eine
Querschnittsansicht der Dichtung gemäß den 5a und 5b entlang
der Schnittlinie C-C gemäß 5b.
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In
den 1a bis 1c ist
nur ausschnittsweise eine Ausführung
der erfindungsgemäßen Dichtmatte
für mehrere
elektrische Steckverbinder (nicht dargestellt) im allgemeinen mit
der Bezugsziffer 1 versehen. Die ganze Dichtmatte 1 ist
aus einem elastischen, flexiblen Materialstück gefertigt.
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Die
Dichtmatte 1 umfaßt
einen flachen Körper 7 aus
einem Elastomer oder Silikon mit mehreren Durchgängen – nur einer (3) dargestellt-,
die sich vollständig
durch den Körper 7 der
Dichtmatte 1 erstrecken. Im wesentlichen in der Mitte des
Durchgangs 3 ist eine Trennwand 5 einstückig mit
der den Durchgang 3 begrenzenden Begrenzungswand 29 angeformt,
die sich über
den gesamten Querschnitt des Durchgangs 3 erstreckt, so
daß die
Trennwand 5 den Durchgang 3 in zwei Durchgangsabteile
hermetisch dichtend abtrennt.
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In
der Trennwand 5 ist im wesentlich mittig eine sich längs eines
Durchmessers der kreisrunden Trennwand 5 erstreckende Nut 9 eingebracht.
Die Nut 9 erstreckt sich im wesentlichen längs einer
ersten Radialrichtung X, die senkrecht zu einer zweiten Radialrichtung
Y ist, wel che beiden Radialrichtungen X und Y wiederum senkrecht
zur Axialrichtung Z des Durchgangs 3 liegen.
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Die
Nut 9 wird von axialen Nutwänden 11, 13 und
einem Nutboden 15 mit einer Nutbodenfläche 17 begrenzt.
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Erfindungsgemäß ist der
Nutboden 15 mit einer Perforierungsstruktur 21 versehen,
die in einem undurchstoßenem
Zustand der Trennwand 5 die Durchgangsabteile beidseitig
der Trennwand 5 hermetisch dichtend voneinander trennt.
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Die
Perforierungsstruktur 21 ist derart ausgelegt, daß bei Beaufschlagung
axialer Belastungskräfte
die Trennwand 5 an Sollbruchstellen der Perforierungsstruktur 21 reißen soll.
Die Sollbruchstellen der Perforierungsstruktur 21 sind
in der in 1 gezeigten Ausführungen
scharfkantige Profiländerungen 23.
Diese Kanten erstrecken sich in der zweiten Radialrichtung Y.
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In
der in den 1a bis 1c gezeigten Ausführung der
Erfindung ist die Perforierungsstruktur 21 durch vier von
der Nutbodenfläche 17 vorstehende
quaderförmige
Vorsprünge 25 gebildet.
Die Vorsprünge 25 bilden
zusammen mit dem Nutboden 15 die scharfe Übergangskante
unter Ausbildung eines rechten Winkels. Bei Belastung in Axialrichtung
Z treten aufgrund der Perforierungsstruktur 21 an den scharfkantigen
Profilsprüngen 23 Spannungsspitzen, die
in zweiter Radialrichtung Y verlaufen und dort eine Rißbildung
verursachen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß sich die
Trennwand mit überwiegender
Wahrscheinlichkeit an den scharfkantigen Profiländerungen 23 öffnen wird.
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Die
Perforierungsstruktur 21 ermöglicht zudem eine relativ starke
Trennwandausbildung im Bereich der den Durchgang 3 begrenzenden
Begrenzungswand 29.
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Die
Perforierungsstruktur 21 ist also durch eine in erster
Radialrichtung X liegende Vorsprungsreihe gebildet, wobei ein Abstand
zwischen den Vorsprüngen 25 vorgesehen
ist. Dieser radiale Abstand soll kleiner als die radiale Breite
des Vorsprungs 25 sein.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführung hat der
Nutboden 15 eine Stärke
von etwa 0,05 mm. Die Stärke
des Nutbodens 15 kann (nicht dargestellt) im Verlauf der
Nut schrittweise zunehmen, so daß am wahrscheinlichsten die
Rißbildung
am schwächsten Nutbodenschnitt
initiert wird. Die Trennwand 5 hat eine Stärke im Bereich
der Begrenzungswand 29 von 0,3 mm. Die Vorsprünge 25 zeigen
eine konstante Höhe
zur Nutbodenfläche 17 von
etwa 0,1 mm auf.
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Die
Breite der Nut 9 ist wie bei den anderen später erläuterten
Ausführungen
etwa 0,2 mm.
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Die
zweite Ausführung
gemäß den 2a bis 2c unterscheidet
sich von der Ausführung gemäß den 1a bis 1c dadurch,
daß nur
zwei Vorsprünge 25 vorgesehen
sind, die jeweils vier sprungartige Profiländerungen 23 bilden.
Des weiteren ist die Höhe
der Vorsprünge 25 zur
Nutbodenfläche 17 auf
0,05 mm begrenzt.
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Die
Perforierungsstruktur 21 gemäß der Dichtung 1 der 3a bis 3c unterscheidet
sich hingegen von der Ausführung
gemäß den 2a bis 2c darin,
daß im
Bereich der Begrenzungswand 29 eine zusätzliche Vorsprunghälfte 31 vorgesehen ist.
Insofern ist der Nutboden 15 im Bereich der Begrenzungswand 29 des
Durchgangs 3 durch die Vorsprungshälfte 31 gestärkt.
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Des
weiteren ist die Höhe
des Vorsprungs 25 und der Vorsprungshälfte 31 größer als
die der Ausführung
gemäß den 2a bis 2c,
nämlich
etwa 0,1 mm.
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Aufgrund
der zusätzlichen
Anordnung von Vorsprunghälften 31 erhöht sich
die Anzahl von sprunghaften Profiländerungen am Nutboden um zwei.
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Im
Gegensatz zu der Querschnittsgrundform der Vorsprünge 25 gemäß den Ausführungen 1a bis 1c, 2a bis 2c, 3a bis 3c ist
die Perforierungsstruktur 21 gemäß der Dichtung der Ausführungen 4a bis 4c durch
eine Sägezahnreihe
gleich dimensionierter Zähne
gebildet. Die Sägezähne erstrecken
sich einstückig
von dem Nutboden 15. Die Sägezähne haben eine spitzwinklige
Spitze 41 und einen spitzwinkligen Zahngrund 43.
Mit der Sägezahnreihe
ergeben sich sprungartige Profiländerungen
am Zahngrund, welches ein gezieltes Reißen der Trennwand 5 zuläßt.
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Die
Sägezähne haben
eine Höhe
von etwa 0,1 mm gerechnet vom Zahngrund, wobei der Nutboden eine
Stärke
von 0,05 mm aufweist.
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Die
in den 5a bis 5c dargestellte Perforierungsstruktur 21 umfaßt zwei
Vorsprünge 51, die
sich in einem 45°-Winkel
sowohl zur ersten Radialrichtung X als auch zur zweiten Radialrichtung
Y erstrecken. Bei einer Ansicht auf die Perforierungsstruktur 21 in
Axialrichtung Z sind die Vorsprünge
parallelogrammförmig
gebildet ohne Ausbilden eines rechten Winkels. Auf diese Weise werden
zwischen einer Längsseite 53 und
den Nutwänden 11, 13 auf einer
Seite ein spitzer, orthogonal freier Winkel, auf der anderen gegenüberliegenden
ein stumpfer Winkel gebildet, wodurch Spannungsspitzen insbesondere
im Bereich des spitzwinkligen Übergangs
erzeugt werden, was ein definiertes Reißen an dieser Stelle fördert.
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Die
Höhe des
zu beiden Radialrichtungen in einem 45°-Winkel quer erstreckenden Vorsprungs 51 liegt
bei etwa 0,05 mm.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den 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
- Dichtmatte
- 3
- Durchgänge
- 5
- Trennwand
- 7
- Körper
- 9
- Nut
- 11,
13
- Nutwände
- 15
- Nutboden
- 17
- Nutbodenfläche
- 21
- Perforationsstruktur
- 23
- Profiländerungen
- 25,
51
- Vorsprünge
- 29
- Begrenzungswand
- 31
- Vorsprungshälfte
- 41
- spitzwinklige
Spitze
- 43
- Zahngrund
- 53
- Längsseite
- X,
Y
- Radialrichtung
- Z
- Axialrichtung