DE102011015005B4

DE102011015005B4 - Dichtungsanordnung für eine mehrpolige Steckverbinderanordnung

Info

Publication number: DE102011015005B4
Application number: DE102011015005.6A
Authority: DE
Inventors: Herbert Plate
Original assignee: Kostal Kontakt Systeme GmbH
Current assignee: KOSTAL KONTAKT SYSTEME GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2031-03-26
Also published as: DE102011015005A1

Abstract

Dichtungsanordnung, die sich für eine mehrpolige elektrische Steckverbinderanordnung (5) eignet,mit einer Dichtungsmatte (1), die durch Spritzgießen aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt ist, und die Durchgangsöffnungen (2) aufweist, die sich zur Aufnahme von Steckkontaktelementen oder elektrischen Leitungen (7) eignen,wobei die Dichtungsanordnung nach ihrer Herstellung Teile aufweist, die aus der Dichtungsmatte (1) zur Freilegung von Durchgangsöffnungen (2) entfernbar sind,dadurch gekennzeichnet,dass die Teile umspritzte Einlegeteile (3) sind, unddass die Einlegeteile (3) eine Dichtkontur (12) mit einem in Längsrichtung variierenden Radius aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, die sich für eine mehrpolige elektrische Steckverbinderanordnung eignet, mit einer Dichtungsmatte, die durch Spritzgießen aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt ist, und die Durchgangsöffnungen aufweist, die sich zur Aufnahme von Steckkontaktelementen oder elektrischen Leitungen eignen, wobei die Dichtungsanordnung nach ihrer Herstellung Teile aufweist, die aus der Dichtungsmatte zur Freilegung von Durchgangsöffnungen entfernbar sind.
Die internationale Patentanmeldung WO 2011 / 005 371 A beschreibt eine derartige Dichtungsanordnung, bei der eine Dichtungsmatte einschließlich ihrer Teile einstückig geformt ist.
Das Dokument JP 2009- 193 823 A beschreibt eine Dichtung mit einem Einlegeteil, das in einer Durchgangsöffnung der Dichtung angeordnet ist und das eine Belüftungseinrichtung aufweist.
Aus dem Dokument US 2006 / 0 264 101 A1 ist es bekannt, Einlegeteile, die insbesondere Steckkontakte ausbilden, zu umspritzen.
Die Patentschrift US 5 707 251 A beschreibt einen wasserdichten Steckverbinder, dessen Steckverbindergehäuse eine Gummidichtung besitzt. Die Gummidichtung weist Durchgangsöffnungen für Anschlussleitungen des Steckverbinders auf. Nicht verwendete Durchgangsöffnungen der Dichtung können durch einen eingesetzten Verschlussstopfen abgedichtet werden.
Das Dokument US 2007 / 0 004 279 A1 beschreibt ebenfalls einen wasserdichten Steckverbinder, dessen Steckverbindergehäuse eine Gummidichtung mit Durchgangsöffnungen für Anschlussleitungen des Steckverbinders aufweist. Das dichtungsseitige Ende des Steckverbinders wird durch einen Halter abgeschlossen, der Ausnehmungen zum Durchführen von Anschlussleitungen besitzt und der Vorsprünge aufweist, die nicht verwendete Durchgangsöffnungen der Dichtung verschließt.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 80 05 677 U1 ist ein Blindstopfen aus Kunststoff zur Abdichtung von Drahtauslässen in elektrischen Steckverbindern und Kontaktkammern bekannt. Der Blindstopfen kann dabei insbesondere in eine Weichgummidichtung eingesetzt sein.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 040 970 A1 ist eine mehrpolige elektrische Steckverbinderanordnung mit einer Dichtungsmatte bekannt. Die Steckverbinderanordnung besteht aus zwei miteinander verbindbaren Steckverbinderteilen. Hierbei weist eines der Steckverbinderteile Steckerstifte auf, während das andere Steckverbinderteil mit den Steckerstiften verbindbare Steckhülsen haltert. Jede Steckhülse ist mit einer elektrischen Leitung verbunden, die durch eine Durchgangsöffnung in der Dichtungsmatte hindurchgeführt ist.
Dichtungsmatten bestehen vorzugsweise aus einem flexiblen elastomeren Material, wie beispielsweise einem Silikonmaterial. Üblicherweise weist die Dichtungsmatte eine der Polzahl der Steckverbinderanordnung entsprechende Anzahl von Durchgangsöffnungen auf. Eine Dichtungsmatte nach dem Stand der Technik ist in der 5 dargestellt.
Bei Verwendung als Teil einer Steckverbinderanordnung sind in die Durchgangsöffnungen der Dichtungsmatte entweder Abschnitte von Steckkontaktelementen, also etwa Steckerstifte oder Steckhülsen eingesetzt oder es sind elektrische Leitungen durch die Durchgangsöffnungen hindurchgeführt, welche mit Steckkontaktelementen verbunden sind.
Steckverbinderanordnungen, die eine Vielzahl von zu verbindenden Steckkontaktelementen aufweisen, werden zur Kosteneinsparung oftmals in mehreren Ausführungsvarianten gefertigt. Diese Varianten weisen gleiche Gehäuseteile auf, unterscheiden sich jedoch in Anzahl und Anordnung der verbauten Steckkontaktelemente. Durch die Beschränkung auf die für die jeweils vorgesehene Anwendung erforderliche Polzahl können so Steckkontaktelemente für nicht benötigte Verbindungen eingespart werden.
Problematisch ist, dass die Anzahl und Lage der Durchgangsöffnungen in einer Dichtungsmatte dabei jeweils der Anzahl und Lage der jeweils vorgesehenen Steckkontaktelemente entsprechen muss, da zum Erreichen einer ausreichenden Dichtigkeit keine Durchgangsöffnungen der Dichtungsmatte frei bleiben dürfen. Hierdurch wird praktisch für jede Steckverbindervariante eine spezielle Ausführungsvariante der Dichtungsmatte benötigt, wodurch ein erhöhter Aufwand entsteht.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 007 181 A1 ist es bekannt, eine Dichtungsmatte bei der Herstellung mit einer angeformten Haut zu versehen, die alle Durchgangsöffnungen verschließt. Bei der Montage an ein Steckverbinderteil können die Verschlüsse der Durchgangsöffnungen durch ein Steckkontaktelement oder eine elektrische Anschlussleitung durchstoßen werden. Nachteilig hierbei ist, dass das Durchstoßen der Haut jeweils zu einem Riss in der Dichtungsmatte führt, dessen Form nicht genau zu kontrollieren ist. Daher kommt es immer wieder vor, dass einzelne Durchgangsöffnungen nicht zuverlässig abdichten, wodurch die mit der Dichtungsmatte versehene Steckverbinderanordnung nicht mehr feuchtigkeitsgeschützt ist. Es wird daher in der DE 10 2005 007 181 A1 vorgeschlagen, die benötigten Öffnungen in den Abdeckungen vorab auszustanzen. Dies erfordert allerdings einen zusätzlichen Arbeitsschritt.
Es stellte sich die Aufgabe, eine einfach und kostengünstig herstellbare Dichtungsanordnung zu schaffen, welche mit nur geringem Aufwand an verschieden ausgebildete Steckverbinderanordnungen anpassbar ist und in jedem Fall eine sichere Abdichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 3 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind somit eine Dichtungsmatte sowie Einlegeteile vorgesehen, welche bei der Herstellung der Dichtungsmatte mit umspritzt werden. Die Einlegeteile können danach aus der Dichtungsmatte herausgezogen werden, wodurch an diesen Stellen in der Dichtungsmatte Durchgangsöffnungen entstehen. Es werden jeweils nur an den Stellen der Dichtungsmatte Einlegeteile entfernt, an denen Durchgangsöffnungen benötigt werden. Alle anderen Stellen der Dichtungsanordnung bleiben durch in der Dichtungsmatte verbleibende Einlegeteile zuverlässig abgedichtet.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, nicht alle Durchgangsöffnungen durch umspritzte Einlegeteile zu fertigen, sondern die Einlegeteile nur an den Stellen anzuordnen, an denen nur bei einem Teil der vorgesehenen Ausführungsvarianten der Steckverbinderanordnung Durchgangsöffnungen vorgesehen sind. Die in allen Ausführungsvarianten einer Steckverbinderanordnung benötigten Durchgangsöffnungen können auch auf konventionelle Weise durch die Form des Spritzgießwerkzeug in die Dichtungsmatte eingebracht sein.
Die Einlegeteile können kostengünstig aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Vorteilhaft ist es, wenn das Kunststoffmaterial härter ist als das zur Umspritzung verwendete Material und zudem eine höhere Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur aufweist, damit die Einlegeteile gut aus der Dichtungsmatte entfernt werden können und beim Spritzgießvorgang nicht mit der Dichtungsmatte verschmelzen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildete Einlegeteile jeweils eine Dichtkontur aufweisen, die durch einen Abschnitt gebildet ist, dessen radiale Ausdehnung in Richtung der Längsachse der Einlegeteile variiert. Nach dem Umspritzen ist das Einlegeteil an diesen Abschnitten mit der Dichtungsmatte formschlüssig verbunden, wodurch eine sichere Befestigung und eine sehr gute Abdichtwirkung erzielt werden.
Aufgrund der elastischen Nachgiebigkeit der Dichtungsmatte ist es dennoch auf einfache Weise möglich, bedarfsweise das Einlegeteil in dessen axialer Richtung aus der Dichtungsmatte heraus zu ziehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen genannten Merkmalen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen

1 einen Ausschnitt aus einer Dichtungsmatte mit Einlegeteilen,
2 ein Einlegeteil als Einzelteil,
3 das Entfernen von Einlegeteilen aus der Dichtungsmatte,
4 eine Draufsicht auf die Dichtungsmatte nach 3,
5 eine Dichtungsmatte nach dem Stand der Technik,
6 eine Steckverbinderanordnung.

Die 5 zeigt beispielhaft eine Dichtungsmatte nach dem Stand der Technik. Die Dichtungsmatte 1' besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem Silikonmaterial und weist mehrere Durchgangsöffnungen 2' auf.
Die 6 zeigt eine Steckverbinderanordnung 5 mit einer Dichtungsmatte 1.
Die Dichtungsmatte 1 weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 2 auf, von denen zwei in der Querschnittsansicht erkennbar sind. Durch diese Durchgangsöffnungen 2 sind einadrige elektrische Leitungen 7 hindurchgeführt, die von der Dichtungsmatte 1 feuchtigkeitsdicht umschlossen sind, und die mit als Steckhülsen 8 ausgebildeten Steckkontaktelementen mechanisch und elektrisch verbunden sind. Weitere Details zum Aufbau einer derartigen, aus zwei Steckverbinderteilen 9, 10 bestehenden Steckverbinderanordnung 5 sind in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 040 970 A1 beschrieben.
Die bei dieser Steckverbinderanordnung 5 verwendete Dichtungsmatte 1 kann grundsätzlich wie die Dichtungsmatte 1' ausgeführt sein, die in der 5 dargestellt ist. Dies ist jedenfalls dann zweckmäßig, wenn die Polzahl, also die Anzahl der Paare der zu verbindenden Steckkontaktelemente, der Anzahl der in der Dichtungsmatte vorhandenen Durchgangsöffnungen entspricht.
Soll dagegen die Steckverbinderanordnung 5 mit einer geringeren Anzahl von Steckkontaktelementpaaren bestückt oder vorhandene Steckkontaktelemente nicht mit elektrischen Leitungen verbunden werden, so ergibt sich bei einer konventionellen Dichtungsmatte 1' ein Dichtigkeitsproblem, da in diesem Fall einzelne Durchgangsöffnungen 2' in der Dichtungsmatte 1' frei bleiben.
Gelöst wird dieses Problem durch die Verwendung einer Dichtungsmatte 1, bei der die Anzahl und Position von Durchgangsöffnungen 2 variierbar ist. Die Herstellung einer solchen Dichtungsmatte 1 wird durch die 1 verdeutlicht. Beim Herstellungsprozess werden mehrere stiftförmige Einlegeteile 3 mit ihrer axialen Richtung senkrecht ausgerichtet in eine Haltevorrichtung 6 eingesetzt und danach mit einem Silikonmaterial umspritzt.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus der so entstandenen Dichtungsanordnung. Nach dem Erstarren weist die Dichtungsmatte 1 eine Vielzahl von umspritzten Einlegeteilen 3 auf. Einlegeteile 3 befinden sich zumindest an allen Stellen, an denen die Dichtungsmatte 1 zumindest potentiell Durchgangsöffnungen 2 ausbilden soll.
Ein einzelnes Einlegeteil 3 ist in der 2 dargestellt. Das Einlegeteil 3 ist als rotationssymmetrisches Bauteil gestaltet, welches stiftförmige Endabschnitte 4 aufweist. Dazwischen befindet sich ein breiterer zylinderförmiger Abschnitt 11, der in seiner Mitte eine Dichtkontur 12 mit einem variierenden Radius ausbildet.
Wie die 1 verdeutlicht, schafft die Dichtkontur 12 eine labyrinthartige formschlüssige Verbindung zu dem die Dichtungsmatte 1 ausbildenden Umspritzungsmaterial, wodurch ein stabiler Halt der Einlegeteile 3 in der Dichtungsmatte 1 und sehr gute Abdichteigenschaften erreicht werden.
Aufgrund der Elastizität der Dichtungsmatte 1 können die Einlegeteile 3 in Richtung ihrer Längsachse aus der Dichtungsmatte 1 herausgezogen werden, was die 3 skizzenhaft andeutet. Hierdurch verbleiben Durchgangsöffnungen 2 in der Dichtungsmatte 1.
In der 4 ist die Dichtungsmatte 1 in Draufsicht auf einen Abschnitt einer ihrer Hauptflächen schematisch dargestellt. Ersichtlich sind sechs Durchgangsöffnungen 2, die durch das Entfernen von Einlegeteilen aus der Dichtungsmatte 1 freigelegt wurden; sowie zwei weitere potentielle Durchgangsöffnungen, die weiterhin durch Einlegeteile 3 verschlossen und abgedichtet bleiben.
Die Anzahl und die Position der freigelegten Durchgangsöffnungen 2 kann vorteilhafterweise für jede Dichtungsmatte 1 neu gewählt werden, so dass die Dichtungsmatte 1 flexibel an den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar ist.
Bezugszeichenliste

1,1': Dichtungsmatte
2, 2': Durchgangsöffnung(en)
3: Einlegeteil(e)
4: stiftförmige Endabschnitte
5: Steckverbinderanordnung
6: Haltevorrichtung
7: elektrische Leitungen
8: Steckhülsen
9: erstes Steckverbinderteil
10: zweites Steckverbinderteil
11: zylinderförmige Abschnitt
12: Dichtkontur(en)

Claims

Dichtungsanordnung, die sich für eine mehrpolige elektrische Steckverbinderanordnung (5) eignet, mit einer Dichtungsmatte (1), die durch Spritzgießen aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt ist, und die Durchgangsöffnungen (2) aufweist, die sich zur Aufnahme von Steckkontaktelementen oder elektrischen Leitungen (7) eignen, wobei die Dichtungsanordnung nach ihrer Herstellung Teile aufweist, die aus der Dichtungsmatte (1) zur Freilegung von Durchgangsöffnungen (2) entfernbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile umspritzte Einlegeteile (3) sind, und dass die Einlegeteile (3) eine Dichtkontur (12) mit einem in Längsrichtung variierenden Radius aufweisen.
Dichtungsanordnung, die sich für eine mehrpolige elektrische Steckverbinderanordnung (5) eignet, mit einer Dichtungsmatte (1), die durch Spritzgießen aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt ist, und die Durchgangsöffnungen (2) aufweist, die sich zur Aufnahme von Steckkontaktelementen oder elektrischen Leitungen (7) eignen, wobei die Dichtungsanordnung nach ihrer Herstellung Teile aufweist, die aus der Dichtungsmatte (1) zur Freilegung von Durchgangsöffnungen (2) entfernbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile umspritzte Einlegeteile (3) sind, und dass die Einlegeteile (3) aus einem härteren Material bestehen als die Dichtungsmatte (1).
Dichtungsanordnung, die sich für eine mehrpolige elektrische Steckverbinderanordnung (5) eignet, mit einer Dichtungsmatte (1), die durch Spritzgießen aus einem elastomeren Werkstoff gefertigt ist, und die Durchgangsöffnungen (2) aufweist, die sich zur Aufnahme von Steckkontaktelementen oder elektrischen Leitungen (7) eignen, wobei die Dichtungsanordnung nach ihrer Herstellung Teile aufweist, die aus der Dichtungsmatte (1) zur Freilegung von Durchgangsöffnungen (2) entfernbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile umspritzte Einlegeteile (3) sind, und dass die Einlegeteile (3) aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff bestehen.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeteile (3) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeteile (3) mit ihrer Längsachse senkrecht zu den Hauptflächen der Dichtungsmatte (1) in die Dichtungsmatte (1) eingespritzt sind.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmatte (1) aus einem Silikonmaterial besteht.