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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der
DE 198 59 183 A1 bekannt. Eine solche wird auch in der letzten Figur der Figurenbeschreibung zum besseren Verständnis der Problemstellung kurz beschrieben.
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Derartige Dichtungsanordnungen können sowohl als Einzeldichtung als auch als so genannte Sammeldichtungen ausgebildet sein.
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Bei einer Einzeldichtung wird ein isolierter, elektrischer Leiter durch eine einzige Durchgangsöffnung eines Dichtungselementes zum innenraum einer Aufnahmekammer vom Gehäuse eines elektrischen Steckverbinders hineingeführt und dort durch übliche Verkrimpungen elektrisch angeschlossen. Die Aufnahmekammern sind dabei in der Regel rohrartig, also im Querschnitt kreisrund ausgebildet. Andere Formen sind jedoch auch anzutreffen.
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Bei einer Sammeldichtung hingegen weist das Dichtungselement mehrere Durchgangsöffnungen zur Durchführung von mehreren isolierten, elektrischen Leitern auf. Das Dichtungselement ist als ganzes gegen die Wandung einer Aufnahmekammer abgedichtet und weist dazu in der Regel mehrere radial umlaufende Dichtungslippen auf, die dichtend gegen die Wandung der Aufnahmekammer anliegen. Aufnahmekammern von Sammeldichtungen können im Grundriss zumeist rechteckförmig, oval oder rund ausgebildet sein, wobei andere Formen auch denkbar sind.
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Um eine einwandfreie Dichtheit der Dichtungsanordnung zu gewährleisten, werden Dichtungselemente (einschließlich ggf. notwendiger Blindstopfen) jeweils mit einem definierten Abstand zur Eingangskante der Aufnahmekammer positioniert.
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Allerdings hat es sich gezeigt, dass diese bekannte Ausgestaltung von Dichtungsanordnungen, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, immer wieder zu Problemen führt.
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Eine Ursache dafür sind insbesondere Wasserablagerungen bzw. Lecks, die sich jeweils zwischen dem isolierten, elektrischen Leiter und dem Dichtungselement ausbilden können, was durch Biegungen des Leiters bei dessen Verlegung/Montage bedingt ist.
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Ferner kann auch, insbesondere bei senkrechten Einbausituationen von Steckverbindern, eine Wasseransammlung zwischen dem Dichtungselement und der Wandung der Aufnahmekammer auftreten, bedingt durch den Überstand der Eingangskante der Aufnahmekammer (Wanneneffekt).
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Wasser bzw. Feuchtigkeit in diesen genannten Bereichen kann in Verbindung mit dem dort über längere Zeit herrschenden Betriebsbelastungen (hohe Temperatur-, Vibrations- und Druckunterschiede) zum Ausfall eines durch den entsprechenden Steckverbinder versorgten elektrischen Systems führen.
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Erschwerend kommt hinzu, dass es im alltäglichen Betrieb von Dichtungsanordnungen, beispielsweise im Kraftfahrzeug, aufgrund der auftretenden Vibrationen zu einem Verschleiß im Bereich der elektrischen Kontakte kommt, was zu einer Erhöhung der ohmschen Widerstände führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Dichtungsanordnung bereitzustellen. Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Dabei geht die Erfindung aus von einer Dichtungsanordnung, umfassend wenigstens einen isolierten elektrischen Leiter, wobei der Leiter über eine Eingangsöffnung wenigstens eines Dichtungselementes in einen durch das Dichtungselement gebildeten Innenraum einer Aufnahmekammer vom Gehäuse eines elektrischen Steckverbinders hineingeführt ist und das Dichtungselement wenigstens einen Bereich aufweist, in dem es dichtend gegen die Wandung der Aufnahmekammer anliegt.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass sich an diesen Bereich auf einer dem Innenraum abgewandten Seite eine den Leiter umschließende Anformung anschließt, welche rotationssymmetrisch ausgebildet und in ihren radialen Außenabmaßen kleiner ist als die Außenabmaße des besagten Bereichs.
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Durch diese Ausgestaltung der Dichtungsanordnung kann diese bereits wesentlich verbessert werden. Dadurch, dass die den Leiter umschließende Anformung in ihren radialen Außenabmaßen kleiner ist als die Außenabmaße des Bereichs, in dem das Dichtungselement dichtend gegen die Wandung der Aufnahmekammer anliegt, ist die Anformung sehr nachgiebig und kann Biegungen des Leiters bei Montage und Verlegung unter Beibehaltung einer Dichtheit sehr viel leichter mit nachvollziehen. Aufgrund der rotationssymmetrischen Ausgestaltung der Anformung ist dies in allen Biegerichtungen gleich gut möglich. Es bildet sich also nicht so leicht ein Spalt (Leck) zwischen dem Leiter und dem Dichtungselement in diesem Bereich aus.
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Zudem wird durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung das Vibrationsverhalten der Dichtungsanordnung positiv beeinflusst, weil auftretende Schwingungen leichter gedämpft werden können. Somit kann ein frühzeitiger Verschleiß an den elektrischen Kontakten vermieden werden.
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Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass sich die Anformung in Richtung zur Eingangsöffnung hin kontinuierlich verjüngt. Hierdurch kann der Übergang zwischen dem eigentlichen Dichtungselement und der Anformung stabiler und fertigungsgerechter gestaltet werden.
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Es hat sich gezeigt, dass die Stabilität im Bereich der Eingangsöffnung des Dichtungselementes für den Leiter erhöht werden kann, wenn die Anformung im Bereich der Eingangsöffnung mit einer umlaufenden Verdickung versehen ist.
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Eine weitere, deutliche Verbesserung der Dichtungsanordnung kann dadurch erzielt werden, dass der dichtende Bereich des Dichtungselementes mit einem Überstand aus der Aufnahmekammer herausgeführt ist. Hierdurch kann der Anfangs erwähnte Wanneneffekt vermieden werden.
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Hierbei ist es in einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sehr zweckmäßig, wenn zwischen einer den Überstand bildenden Wandung und der Anformung ein umlaufender, lichter Zwischenraum gebildet ist. Hierdurch wird trotz eines großen Überstandes eine gute Flexibilität/Biegsamkeit auch im Grundbereich der Anformung gewährleistet.
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Die Erfindung betrifft aber auch ein Dichtungselement zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, wobei das Dichtungselement wenigstens eine Eingangsöffnung aufweist zur Einführung eines isolierten, elektrischen Leiters in einen bei bestimmungsgemäßer Montageposition durch das Dichtungselement gebildeten Innenraum eine Aufnahmekammer vom Gehäuse eines elektrischen Steckverbinders, wobei das Dichtungselement einen Bereich aufweist, in dem es dichtend gegen die Wandung der besagten Aufnahmekammer zur Anlage gebracht werden kann.
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Das Dichtungselement ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass sich an diesen Bereich auf einer dem besagten Innenraum abgewandten Seite eine den Leiter umschließende Anformung anschließt, welche rotationssymmetrisch ausgebildet und in ihren radialen Außenabmaßen kleiner ist als die Außenabmaße des besagten Bereichs.
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Mit einem solchen Dichtungselement kann die beschriebene Dichtungsanordnung gut realisiert werden.
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Dabei kann unter Erzielung der bereits genannten Vorteile vorgesehen sein, dass sich die Anformung in Richtung zur Eingangsöffnung hin kontinuierlich verjüngt.
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Ferner ist, wie bereits erwähnt, zweckmäßig, wenn die Anformung im Bereich der Eingangsöffnung mit einer umlaufenden Verdickung versehen ist und/oder wenn die Anformung radial von einer weiteren umlaufenden Wandung umgeben ist, derart, dass zwischen der Wandung und der Anformung ein umlaufender, lichter Zwischenraum gebildet ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 eine Schnittansicht einer Dichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine Schnittansicht einer Dichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 eine perspektivische Ansicht eines Dichtungselementes (Sammeldichtung), welche in einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung verwendet werden kann.
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4 eine Schnittansicht gemäß Schnittverlauf IV aus 3,
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5 eine Schnittdarstellung einer Dichtungsanordnung in Form eines Blindstopfens und
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6 eine Dichtungsanordnung nach dem Stand der Technik.
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Zunächst soll auf die 6 Bezug genommen werden, um die Problemstellung nochmals kurz anzureißen.
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Dabei ist eine bekannte Dichtungsanordnung 2 ersichtlich. Die Dichtungsanordnung 2 zeigt das Gehäuse 3 eines Steckverbinders, wie er beispielsweise im Bereich eines Motorraums eingesetzt wird. Das Gehäuse 3 weist unter anderem eine rohrförmige Aufnahmekammer 5 zur Aufnahme eines Dichtungselementes 6 auf.
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Wie ersichtlich, ist das Dichtungselement 6 bis zu einem bestimmten Abstand a unterhalb einer oberen Eingangskante 7 der Aufnahmekammer 5 hineingedrückt.
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Durch eine Eingangs- bzw. Durchgangsöffnung des Dichtungselementes 6 ist ein elektrischer Leiter 4 hindurchgeführt.
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Bei Verlegung bzw. Montage des elektrischen Leiters 4 kommt es nun üblicherweise zu Bewegungen/Verbiegungen des elektrischen Leiters 4 (vergleiche Doppelpfeile), welche zu der bereits erwähnten Problematik führen können.
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So kann dabei insbesondere in einem Dichtungsbereich B zwischen Leiter 4 und dem Dichtungselement 6 ein Spalt (Leck) entstehen, durch den Feuchtigkeit in das Innere der Aufnahmekammer 5 eindringen kann.
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Ferner ist durch die abgesenkte Position des Dichtungselementes 6 ein Wanneneffekt zu verzeichnen. Insbesondere in der gezeigten, senkrechten Montageposition des Gehäuses 3 kann sich Feuchtigkeit im Dichtungsbereich A zwischen Dichtungselement 6 und der Wandung der Aufnahmekammer 5 ansammeln.
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In 1 ist nun eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung 1 gezeigt.
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Die Dichtungsanordnung 1 umfasst ein rotationssymmetrisches Dichtungselement 12, welches in eine kreisrunde Aufnahmekammer 14 eines Gehäuses 15 eines elektrischen Steckverbinders eingeführt ist. Dabei liegt das Dichtungselement 12 mit einem Dichtungsbereich 16 dichtend an der Aufnahmekammer 14 an. Zur Verbesserung der Dichtung sind umlaufende Dichtlippen 19 vorgesehen.
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Durch das Dichtungselement 12 wird ein Innenraum 13 der Aufnahmekammer 14 von einem außerhalb des Gehäuses 15 liegenden Bereich abgetrennt.
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Der Innenraum 13 der Aufnahmekammer 14 dient dann zum üblichen Verkrimpen eines elektrischen Leiters 10, welcher durch eine Eingangsöffnung 11 des Dichtungselementes 12 hindurchgeführt ist.
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Es ist nun ersichtlich, dass sich an den Dichtungsbereich 16 eine den Leiter 10 umschließende Anformung 17 anschließt. Die Anformung 17 ist ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet und in ihren radialen Außenabmaßen deutlich kleiner als die Außenabmaße des Dichtungsbereichs 16.
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Ferner ist zu erkennen, dass sich die Anformung 17 in Richtung zur Eingangsöffnung 11 hin kontinuierlich verjüngt und im Bereich der Eingangsöffnung 11 eine umlaufende, ringartige Verdickung 18 vorgesehen ist.
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Weiterhin ist das Dichtungselement 12 im Anschluss an den Dichtungsbereich 16 mit einem Überstand Ü aus dem Gehäuse 15 herausgeführt. Zwischen der den Überstand Ü aufweisenden Wandung des Dichtungselementes 12 und der Anformung 17 ist ein umlaufender, lichter Zwischenraum 20 ausgebildet.
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2 zeigt eine ebenso erfindungsgemäße Dichtungsanordnung 1'. Dabei ist ein rotationssymmetrisches Dichtungselement 12' in eine kreisrunde Aufnahmekammer 14 eines Gehäuses 15 eines elektrischen Steckverbinders eingelassen. Es ist wiederum ein Innenraum 13 ausgebildet.
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Das Dichtungselement 12' weist ebenfalls einen Dichtungsbereich 16 mit entsprechenden Dichtlippen 19 auf.
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Durch eine Eingangsöffnung 11 des Dichtungselementes 12' ist ein elektrischer Leiter 10 bis zum Innenraum 13 der Aufnahmekammer 14 hindurchgeführt und dort in nicht näher dargestellter Weise zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes vercrimpt.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel schließt sich an den Dichtungsbereich 16 eine Anformung 17' an, welche ebenso rotationssymmetrisch ausgebildet ist und sich zur Eingangsöffnung 11 hin kontinuierlich verjüngt.
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Darüber hinaus ist das Dichtungselement 12' auch mit einem Überstand Ü aus der Aufnahmekammer 14 herausgeführt.
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In 3 ist nun eine so genannte Sammeldichtung 21 dargestellt. Diese weist in der Draufsicht eine in etwa rechteckige Gestalt auf und ist mit mehreren Leiterdurchführungsbereichen 22 versehen.
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Jeder Leiterdurchführungsbereich 22 weist eine Eingangsöffnung 23 auf, durch die ein isolierter, elektrischer Leiter (nicht dargestellt) hindurchgeführt werden kann.
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Die Sammeldichtung 21 ist ebenfalls mit umlaufenden Dichtlippen 19 versehen, zur Anlage an die Innenwandung einer Aufnahmekammer vom Gehäuse eines elektrischen Steckverbinders (nicht gezeigt).
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Jeder Leiterdurchführungsbereich 22 ist nun wiederum mit einer Anformung 24 versehen, welche sich in Richtung auf die Eingangsöffnung 23 hin kontinuierlich verjüngt (vergleiche 4).
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Es kann aber auch der Fall auftreten, dass bestimmte Aufnahmekammern 14 eines Steckverbinders nicht genutzt werden, also keine Zuführung von isolierten, elektrischen Leitern notwendig ist. In diesem Fall müssen so genannte Blindstopfen eingesetzt werden, damit dennoch keine Feuchtigkeit in das Gehäuse eines Steckverbinders eindringen kann.
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5 zeigt hier eine Lösung. Es ist wiederum ein Gehäuse 15' eines elektrischen Steckverbinders ersichtlich mit einer kreisrunden Aufnahmekammer 14. In die Aufnahmekammer 14 ist ein Blindstopfen 25 eingesteckt und somit ein abgedichteter Innenraum 13 gebildet.
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Der Blindstopfen 25 weist einen Dichtungsbereich 26 mit entsprechenden Dichtlippen 19 auf.
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Im Unterschied zum Stand der Technik (S, gestrichelte Linie) ist der Blindstopfen 25 jedoch mit einem Überstand Ü aus der Aufnahmekammer 14, und zwar pilzkopfartig, herausgeführt. Durch diese Maßnahme kann auch für den Fall eines Blindstopfens der Eingangs erwähnte Wanneneffekt vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Dichtungsanordnung
- 2
- Dichtungsanordnung (Stand der Technik)
- 3
- Gehäuse eines Steckverbinders
- 4
- elektrische Leiter
- 5
- Aufnahmekammer
- 6
- Dichtungselement
- 7
- Eingangskante der Aufnahmekammer
- 10
- elektrischer Leiter
- 11
- Eingangsöffnung des Dichtungselementes
- 12, 12'
- Dichtungselement
- 13
- Innenraum der Aufnahmekammer
- 14
- Aufnahmekammer
- 15, 15'
- Gehäuse eines elektrischen Steckverbinders
- 16
- Dichtungsbereich
- 17, 17'
- Anformung
- 18
- umlaufende Verdickung
- 19
- Dichtlippen
- 20
- lichter Zwischenraum
- 21
- Sammeldichtung
- 22
- Leiterdurchführungsbereiche
- 23
- Eingangsöffnungen
- 24
- Anformungen
- 25
- Blindstopfen
- 26
- Dichtungsbereich
- a
- Abstand des Dichtungselementes von der Eingangskante der Aufnahmekammer
- A
- Dichtungsbereich zwischen Dichtungselement und Aufnahmekammer
- B
- Dichtungsbereich zwischen Leiter und Dichtungselement
- S
- Ausführung gemäß Stand der Technik
- Ü
- Überstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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