DE102011012532A1 - Electrical plug connector for ventilation of electrical component housing cavity of e.g. lamp of motor car, has ventilation channel for connection of housing cavity with external environment of electric appliance in air-conductive manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fertigung elektrischer Komponenten und betrifft eine elektrische Steckverbindung mit einem integrierten Belüftungskanal.The present invention is in the field of electrical component manufacturing and relates to an electrical connector having an integral ventilation channel.
Stand der TechnikState of the art
In praktisch jedem Kraftfahrzeug werden elektrische Geräte mit einem geschlossenen Gehäuse eingesetzt. Bei Bestromung wird stets ein Teil der eingespeisten elektrischen Energie in Ohm'sche Heizleistung umgesetzt, was zur Folge hat, dass die Luft im Gehäuse eine Temperaturerhöhung und Ausdehnung erfährt. Dies gilt insbesondere für Fahrzeugleuchten, beispielsweise Frontscheinwerfer, bei denen ein besonders hoher Anteil der elektrischen Leistung durch Dissipation verloren geht. Während des Betriebs des elektrischen Geräts kann sich – je nach Wärmeleistung – durch die sich ausdehnende Luft im Gehäuse ein Überdruck aufbauen. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, im Gehäuse von Fahrzeugleuchten Druckausgleichsöffnung vorzusehen, welche ein Entweichen der erwärmten Luft ermöglichen. Andererseits entsteht nach Abschalten der Bestromung und Absenken der Lufttemperatur im Gehäuse ein Unterdruck, durch den Luft von außen eingesaugt wird.In virtually every motor vehicle, electrical devices are used with a closed housing. When energized, a portion of the supplied electrical energy is always converted into ohmic heating power, with the result that the air in the housing undergoes an increase in temperature and expansion. This is especially true for vehicle lights, such as headlights, in which a particularly high proportion of electrical power is lost through dissipation. During operation of the electrical device may - depending on the heat output - build up by the expanding air in the housing overpressure. To avoid this, it is known to provide in the housing of vehicle lights pressure equalization opening, which allow escape of the heated air. On the other hand, after switching off the energization and lowering the air temperature in the housing creates a negative pressure, is sucked through the air from the outside.
Druckausgleichsöffnungen im Gehäuse von Fahrzeugleuchten sind dem Fachmann durch in der industriellen Serienfertigung hergestellte Kraftfahrzeuge bekannt. In der Patentliteratur ist eine solche Druckausgleichsöffnung beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung
Aufgabenstellungtask
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, herkömmliche Vorkehrungen zum Druckausgleich im Gehäusehohlraum elektrischer Geräte in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine elektrische Steckverbindung und Anordnung mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.In contrast, the object of the present invention is to further develop conventional provisions for pressure equalization in the housing cavity of electrical equipment in an advantageous manner. These and other objects are achieved by the proposal of the invention by an electrical connector and arrangement with the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are indicated by the features of the subclaims.
Erfindungsgemäß ist eine elektrische Steckverbindung gezeigt. Die Steckverbindung umfasst einen Stecker und einen Gegenstecker, wobei der Gegenstecker zur gehäusefesten Montage am insbesondere geschlossenen Gehäuse eines elektrischen Geräts vorgesehen ist. Wesentlich hierbei ist, dass die Steckverbindung zumindest einen Belüftungskanal aufweist, durch die ein elektrische Geräteteile enthaltender Gehäusehohlraum des Geräts mit der äußeren Umgebung des Geräts luftleitend verbindbar ist. Der Ausdruck ”geschlossenes Gehäuse” bezieht sich hier und im Weiteren auf ein Gehäuse, dessen Gehäusehohlraum bis auf den Belüftungskanal gegen die Umgebung zumindest annähernd luftdicht abgetrennt ist. Der Belüftungskanal zur Belüftung des Gehäusehohlraums umfasst zu diesem Zweck einen steckerseitigen Kanalabschnitt und einen korrespondierend ausgebildeten gegensteckerseitigen Kanalabschnitt, wobei die beiden Kanalabschnitte in der Steckverbindung luftleitend verbunden sind. Dabei ist der Gegenstecker so ausgebildet, dass der gegensteckerseitige Kanalabschnitt in luftleitende Verbindung mit dem Gehäusehohlraum bringbar ist bzw. im montierten Zustand mit dem Gehäusehohlraum luftleitend verbunden ist.According to the invention, an electrical connector is shown. The connector comprises a plug and a mating connector, wherein the mating connector is provided for mounting fixed to the housing on the particular closed housing of an electrical device. It is essential here that the plug connection has at least one ventilation duct through which a housing cavity of the device containing electrical appliance parts can be conductively connected to the outside environment of the appliance in an air-conducting manner. The term "closed housing" here and further refers to a housing whose housing cavity is at least approximately airtight separated up to the ventilation channel against the environment. The ventilation duct for ventilation of the housing cavity comprises for this purpose a connector-side channel portion and a correspondingly formed mating connector-side channel portion, wherein the two channel sections are connected in air-conducting manner in the connector. In this case, the mating connector is designed so that the mating connector-side channel portion can be brought into air-conducting connection with the housing cavity or is connected in the assembled state with the housing cavity in an air-conducting manner.
Durch die erfindungsgemäße Steckverbindung wird in vorteilhafter Weise eine technisch sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Belüftung des Gehäusehohlraums geschaffen, die unabhängig von der speziellen Gestaltung des Gerätegehäuses realisierbar und in vielfältiger Weise variierbar ist.By the connector according to the invention a technically very simple and inexpensive way to ventilate the housing cavity is created in an advantageous manner, which is independent of the special design of the device housing feasible and varied in many ways.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung verfügt sie über eine luftdurchlässige, jedoch wasserdichte Membran, wobei der Belüftungskanal mit der Membran so gekoppelt ist, dass ein Wassereintritt in den Gehäusehohlraum durch die Membran unterbunden werden kann. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise ein Wassereintritt in den Gehäusehohlraum beim Ansaugen von Luft durch Unterdruck im Gehäuse vermieden werden. Elektrische Komponenten im Gehäusehohlraum können somit vor Schäden durch Kurzschluss bewahrt werden.In an advantageous embodiment of the connector according to the invention it has an air-permeable, but waterproof membrane, wherein the ventilation channel is coupled to the membrane so that a water ingress into the housing cavity can be prevented by the membrane. By this measure, a water inlet into the housing cavity can be avoided in the intake of air by negative pressure in the housing in an advantageous manner. Electrical components in the housing cavity can thus be protected against damage due to a short circuit.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung ist der Belüftungskanal mit einem umgebungsseitigen Kupplungsstück zur Kupplung des Belüftungskanals mit einem auf Struktur und/oder Funktionsweise des Belüftungskanals einwirkenden Funktionselement, beispielsweise ein Luftleitelement, versehen. Hier und im Weiteren bezeichnet der Begriff ”Luftleitelement” eine luftleitende Struktur, durch die eine umgebungsseitige Luftdurchtrittsfläche des Belüftungskanals räumlich verlagerbar ist. Diese Maßnahme ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Anpassung des Belüftungskanals an spezifische Erfordernisse, beispielsweise um im Rahmen einer spezifizierten Wattiefe die Luftdurchtrittsfläche weiter nach oben zu verlagern. Beispielsweise kann der Belüftungskanal zu diesem Zweck umgebungsseitig an ein schnorchelförmiges Luftleitelement angeschlossen sein.In an advantageous embodiment of the connector according to the invention, the ventilation duct is provided with an environmental coupling piece for coupling the ventilation duct with a force acting on the structure and / or operation of the ventilation duct functional element, such as an air guide. Here and below, the term "air guide" refers to an air-conducting structure through which an ambient air passage surface of the ventilation channel is spatially displaceable. This measure advantageously makes it possible to easily adapt the ventilation duct to specific requirements, for example to shift the air passage area further upwards within the framework of a specified fording depth. For example, the ventilation duct can be connected for this purpose on the environment side to a snorkel-shaped air guide element.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung ist der Belüftungskanal umgebungsseitig an ein Luftleitelement angeschlossen, das in einem Mantelrohr für eine oder mehrere elektrische Leitungen geführt ist. Auch durch diese Maßnahme kann eine umgebungsseitige Luftdurchtrittsfläche des Belüftungskanals in einfacher Weise räumlich verlagert werden, wobei die Führung des Luftleitelements einfach und kostengünstig durch das Mantelrohr erfolgt.In a further advantageous embodiment of the connector according to the invention is the Ventilation duct ambient side connected to an air guide, which is guided in a jacket tube for one or more electrical lines. Also by this measure, an ambient air passage surface of the ventilation duct can be spatially displaced in a simple manner, the leadership of the air guide element is simple and inexpensive through the jacket tube.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung verfügt das Stecker über einen Basisabschnitt zur Montage eines Verbindungsabschnitts für ein oder mehrere elektrische Leitungen, wobei der Basisabschnitt den steckerseitigen Kanalabschnitt des Belüftungskanals aufweist. Diese Maßnahme ermöglicht eine besonders einfache und praktische Realisierung der erfindungsgemäßen Steckverbindung. Insbesondere kann durch Wechsel des Basisabschnitts der steckerseitige Kanalabschnitt des Belüftungskanals in Einklang mit spezifischen Bedürfnissen variiert werden, beispielsweise um einen Öffnungsquerschnitt einer umgebungsseitigen Luftdurchtrittsöffnung oder das Design eines Ansatzstücks des Belüftungskanals zu verändern. Entsprechendes gilt für den elektrischen Verbindungsabschnitt, der bei unverändertem Basisabschnitt in einfacher Weise variierbar ist, beispielsweise um Zahl und/oder Durchmesser elektrischer Leitungen an spezifische Gegebenheiten anzupassen.In a further advantageous embodiment of the connector according to the invention, the plug has a base portion for mounting a connecting portion for one or more electrical lines, wherein the base portion has the plug-side channel portion of the ventilation channel. This measure allows a particularly simple and practical realization of the connector according to the invention. In particular, by changing the base portion, the plug-side channel portion of the ventilation duct can be varied in accordance with specific needs, for example to change an opening cross-section of an ambient air passage opening or the design of a vent of the ventilation duct. The same applies to the electrical connection portion, which can be varied in a simple manner with unchanged base portion, for example, to adjust the number and / or diameter of electrical lines to specific conditions.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steckverbindung ist der Belüftungskanal mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Über- und/oder Unterdrucks im Gehäusehohlraum luftleitend verbunden. Hierdurch kann eine Luftströmung im Gehäusehohlraum erzeugt werden, um die im Gehäusehohlraum befindlichen elektrischen Geräteteile zu kühlen.In a further advantageous embodiment of the connector according to the invention, the ventilation duct is connected to a device for generating an excess and / or negative pressure in the housing cavity in an air-conducting manner. In this way, an air flow in the housing cavity can be generated in order to cool the electrical equipment parts located in the housing cavity.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Anordnung mit einer wie oben beschriebenen Steckverbindung. Die Anordnung umfasst den Stecker und dem am Gehäuse des elektrischen Geräts fest angebrachten Gegenstecker, wobei die Steckverbindung zumindest einen Belüftungskanal aufweist, durch den der Gehäusehohlraum mit der Umgebung luftleitend verbunden ist.The invention further extends to an arrangement with a connector as described above. The arrangement comprises the plug and the mating connector fixedly mounted on the housing of the electrical device, wherein the plug connection has at least one ventilation channel through which the housing cavity is connected in an air-conducting manner with the surroundings.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist das elektrische Gerät ein Bauteil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Leuchte, ein Scheinwerfer, ein Steuergerät oder dergleichen.In an advantageous embodiment of the arrangement according to the invention, the electrical device is a component of a motor vehicle, in particular a lamp, a headlight, a control unit or the like.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug, das ein oder mehrere solche Steckverbindung aufweist.Furthermore, the invention extends to a motor vehicle having one or more such connector.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung zur Belüftung eines elektrische Geräteteile enthaltenden Gehäusehohlraums eines über ein Gehäuse verfügenden elektrischen Geräts eines Kraftfahrzeugs.Furthermore, the invention extends to the use of a plug connection according to the invention for ventilating a housing cavity containing housing parts of an electrical device of a motor vehicle having a housing.
Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the various embodiments of the invention can be implemented individually or in any combination. In particular, the features mentioned above and to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail by means of embodiments, reference being made to the accompanying drawings. Show it:
Sei zunächst
Demnach umfasst die elektrische Steckverbindung
Der gehäusefeste Gegenstecker
Der Stecker
Wird nun der Stecker
In der in
Es wird nun Bezug auf die
In
In
In
Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung ergibt, zeigt die Erfindung eine elektrische Steckverbindung mit einem integrierten Belüftungskanal zum Erreichen eines Druckausgleichs zwischen Gehäusehohlraum und äußerer Umgebung eines elektrischen Geräts, dessen elektrischen Geräteteile in dem vom Gehäuse geformten Gehäusehohlraum aufgenommen sind. Durch den Belüftungskanal können Druckunterschiede aufgrund von Änderungen der Lufttemperatur im Gehäusehohlraum ausgeglichen werden. Dabei stellt die elektrische Steckverbindung eine technisch besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Verfügung den Gehäusehohlraum unabhängig von der speziellen Gestaltung des Gehäuses zu belüften. Insbesondere kann auf eine oft nur schwierig zu realisierende herkömmliche Belüftungsöffnung im Gehäuse verzichtet werden. In besonders vorteilhafter Weise kann die elektrische Steckverbindung in einfacher Weise an die jeweiligen spezifischen Anforderungen angepasst werden, ohne dabei das Gehäuse bzw. das elektrische Gerät ändern zu müssen. Dies ermöglicht einen flexiblen Einsatz bei verschiedenen elektrischen Geräten und Fahrzeugtypen, wodurch Kosten in der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen eingespart werden können. Andererseits kann durch den in die elektrische Steckverbindung integrierten Belüftungskanal eine gleich bleibend gute Funktion (Qualität) in einfacher und kostengünstiger Weise sichergestellt werden.As is apparent from the foregoing description, the invention shows an electrical connector with an integrated ventilation duct for achieving a pressure equalization between the housing cavity and the external environment of an electrical device, the electrical equipment parts are accommodated in the molded housing cavity from the housing. Through the ventilation duct pressure differences due to changes in the air temperature in the housing cavity can be compensated. In this case, the electrical connector provides a technically particularly simple and cost-effective way to ventilate the housing cavity regardless of the specific design of the housing. In particular, it is possible to dispense with a conventional ventilation opening which is often difficult to realize in the housing. In a particularly advantageous manner, the electrical connector can be easily adapted to the specific requirements, without having to change the case or the electrical device. This allows a flexible use in various electrical devices and vehicle types, which costs in mass production of motor vehicles can be saved. On the other hand, a consistently good function (quality) can be ensured in a simple and cost-effective manner by the integrated in the electrical connector ventilation duct.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Steckverbindungconnector
- 22
- Anordnungarrangement
- 33
- Steckerplug
- 44
- GegensteckerMating connector
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- Gerätdevice
- 77
- SteckboxSteckbox
- 88th
- erster Rohrstutzenfirst pipe socket
- 99
- zweiter Rohrstutzensecond pipe socket
- 1010
- Belüftungskanalventilation duct
- 1111
- Basisabschnittbase section
- 1212
- Verbindungsabschnittconnecting portion
- 1313
- elektrische Leitungelectrical line
- 1414
- Verschlussteilclosing part
- 1515
- Membranmembrane
- 1616
- Schnorchelsnorkel
- 1717
- LuftdurchtrittsflächeAir passage area
- 1818
- Schlauchleitunghose
- 1919
- Mantelrohrcasing pipe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10221405 A1 [0003] DE 10221405 A1 [0003]
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