DE102016212758A1

DE102016212758A1 - Abgedichtete elektrische verbinder und verfahren zum abdichten von elektrischen verbindern

Info

Publication number: DE102016212758A1
Application number: DE102016212758.6A
Authority: DE
Inventors: Darrell F. Greene
Original assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: Hanon Systems EFP Canada Ltd
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2036-07-14
Also published as: US10050372B2; US20170194736A1; CN106374285A; US20170025784A1; CN106374285B; DE102016212758B4; US9608363B2

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren und Aufbau zum Abdichten eines elektrischen Verbinders. Der Aufbau enthält einen Dichtungseinsatz zum Einsetzen in das Gehäuse eines elektrischen Verbinders. Der Dichtungseinsatz weist einen aufgeweiteten Rand auf, der von einer Grundfläche beabstandet ist und sich darüber erstreckt, und der aufgeweitete Rand weist einen Durchmesser auf, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist. Der Dichtungseinsatz enthält ferner ein Haltemerkmal und mindestens eine elektrische Stiftführung. Der Dichtungseinsatz wird nach dem Aufbringen eines FIP-Dichtstoffes im Innern des Gehäuses in das Gehäuse eines elektrischen Verbinders eingesetzt. Der aufgeweitete Rand bildet eine Dichtung gegen eine Innenwand des Gehäuses, und das Haltemerkmal des Dichtungseinsatzes greift in ein Haltemerkmal im Innern des Gehäuses ein, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert und der Dichtstoff in einen Dichtstoffspalt, der zwischen dem Gehäuse und dem Dichtungseinsatz gebildet wird, gezwungen wird, wodurch der elektrische Verbinder abgedichtet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft allgemein elektrische Verbinder und insbesondere das Abdichten des Elektronikaufnahmeraums eines elektrischen Verbinders gegen die Außenumgebung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt stellt die vorliegende Offenbarung betreffende Hintergrundinformationen bereit, wobei es sich jedoch nicht notwendigerweise um den Stand der Technik handelt.
Elektrische Verbinder werden in vielen Umgebungen verwendet, in denen sie einer Vielfalt von schädlichen Materialien ausgesetzt sind, die von den elektrischen Verbindern ferngehalten werden müssen, damit diese gemäß ihrer Ausgestaltung funktionieren. In einer typischen elektrischen Verbindung wird ein Steckerabschnitt, der einen oder mehrere elektrische Stifte aufweist, in einen Buchsenabschnitt eingesteckt, um die elektrische Verbindung zu bilden. Das Abdichten einer elektrischen Verbindung betrifft häufig das Abdichten dieses Abschnitts der Verbindung, nämlich die Stecker/Buchsen-Schnittstelle, auch Verbinderaufnahmeraum genannt. Die Verbinderdichtung in diesem Abschnitt kann unzuverlässig oder undicht sein, insbesondere wenn der Gegenstück-Verbinder ausgesteckt ist oder während der Wartung der Teile, wenn Verunreinigungen in den Verbinderaufnahmeraum gelangen können. Ein weiteres Problem im Verbinderaufnahmeraum ist die Schwierigkeit, die Kabel des Buchsenabschnitts gegen durch Kapillarwirkung in das Kabel eintretende Feuchtigkeit und Wasser abzudichten. Ein weiterer in einem elektrischen Verbinder vorzufindender „Aufnahmeraum“ ist in der Technik als Elektronikaufnahmeraum bekannt, der typischerweise neben dem Verbinderaufnahmeraum liegt. Auch dieser Aufnahmeraum muss abgedichtet werden, besonders in elektrischen Verbindungen, die keine Dichtung im Verbinderaufnahmeraum aufweisen. Es ist auch wichtig, den Elektronikaufnahmeraum für elektrische Verbindungen abzudichten, in denen es wünschenswert ist, einen unabgedichteten Verbinder zu präsentieren, wenn der präsentierte Verbinder etwa nur den Steckerabschnitt aufweist. In einer Fahrzeugumgebung sind vorzugsweise sowohl der Verbinderaufnahmeraum als auch der Elektronikaufnahmeraum von elektrischen Verbindern gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, Wasser, Salzspritzer, Schmutz, Staub, Motoröle, Getriebeflüssigkeiten und andere Motorflüssigkeiten abgedichtet. Viele elektrische Verbinder wurden mit physischen Merkmalen ausgestaltet, die eingebaut sind, um ein Eindringen von äußeren Materialien in den elektrischen Verbinder zu blockieren. Bei einigen dieser Verbinder werden Flachdichtungen verwendet, um den Verbinder abzudichten; diese sind jedoch oft teuer, kompliziert und nehmen häufig zu viel Raum im Verbinder ein.
Zusätzlich zur physischen Ausgestaltung des elektrischen Verbinders selbst wurden verschiedene Dichtstoffe entwickelt, die einen Schaden an den elektrischen Verbindungen, in den Verbindern befindlichen Komponenten und Elektronikaufnahmeräumen zu verhindern versuchen. Die verwendeten Dichtstoffe sind als FIP-Dichtstoffe (Form in Place, zu Deutsch etwa: geformt an Ort und Stelle) bekannt, denn sie werden auf eine Stelle aufgetragen und können dann so geformt werden, dass sie Lücken zwischen Teilen schließen. Die verwendeten Dichtstoffe umfassen: Epoxid-Dichtstoffe, UV-aushärtbare Dichtstoffe auf Silikonbasis, Polyacryl-Dichtstoffe und Polyurethan-Dichtstoffe. Die Auswahl des Dichtstoffes wird von vielen Faktoren beeinflusst, einschließlich der Fähigkeit, Angriffen von Materialien zu widerstehen, denen der Dichtstoff erwartungsgemäß ausgesetzt ist, und der Bedingungen, unter denen er funktionieren soll. Diese Bedingungen können Temperaturextreme, Beanspruchung durch Salz und korrosive Flüssigkeiten und andere Faktoren umfassen. In der Vergangenheit wurden Epoxid-Dichtstoffe verwendet, um elektrische Verbinder von Fahrzeugen abzudichten. Ein Nachteil von Epoxid-Dichtstoffen besteht darin, dass sie häufig einen Wärmeaushärtungsprozess und/oder lange Aushärtungszeiten benötigen. Aushärtungen bei niedriger Temperatur, wie etwa Raumtemperatur, ergeben üblicherweise keine robuste Dichtung. Ein weiteres Problem bei Epoxid-Dichtstoffen besteht darin, dass sie durch einen Lötprozess an den Stiften oder in dem elektrischen Verbinder gelegenen Anschlüssen geschwächt werden können. Durch ihren langsamen Aushärtungszyklus sind sie alles andere als ideal für Großserienfertigungslinien. Ebenso besteht das Problem der Wärmeausdehnung von im Verbinderaufnahmeraum eingeschlossener Luft, wenn Epoxid-Dichtstoffe unter Verwendung von hohen Temperaturen aushärten. Bei den hohen Temperaturen entweicht die sich ausdehnende eingeschlossene Luft durch das Epoxid, bevor dieses aushärten kann, wodurch Luftblasen und undichte Pfade im Epoxid verursacht werden. UV-aushärtbare Materialien auf Silikonbasis können zum Abdichten von Anschlüssen verwendet werden, sie haben keine langen Aushärtungszeiten, wie für die Epoxid-Dichtstoffe erforderlich; sie sind jedoch mit bestimmten Motorflüssigkeiten, wie etwa Getriebeflüssigkeiten nicht vereinbar.
Es ist wünschenswert, ein Verfahren zum Abdichten von elektrischen Verbindern bereitzustellen, das verwendet werden kann, um elektrische Verbinder und insbesondere den Elektronikaufnahmeraum eines elektrischen Verbinders auf eine Art und Weise erfolgreich abzudichten, die an eine Vielfalt von Verbinderausgestaltungen angepasst und schnell modifiziert werden kann, und das im Großserienfertigungslinien verwendet werden kann.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzfassung der Offenbarung bereit und soll nicht als eine vollständige und umfassende Offenbarung all ihrer Merkmale, Vorteile, Aufgaben und Aspekte interpretiert werden.
In einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Dichtungseinsatz für einen elektrischen Verbinder, und insbesondere für einen Elektronikaufnahmeraum eines elektrischen Verbinders, umfassend: einen aufgeweiteten Rand, der von einer Grundfläche beabstandet ist und sich darüber erstreckt, wobei der aufgeweitete Rand einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist; ein an der Grundfläche angebrachtes Haltemerkmal; und mindestens eine elektrische Stiftführung, wobei sich die Stiftführung durch die Grundfläche erstreckt und eine Öffnung aufweist, die so dimensioniert ist, dass ein Stift eines elektrischen Verbinders durch die Grundfläche hindurchgehen kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein elektrischer Verbinder, umfassend: ein Verbindergehäuse, das eine Innenwand, mindestens einen elektrischen Stiftkanal und ein Haltemerkmal aufweist; mindestens einen elektrischen Stift, der sich durch den Stiftkanal in das Gehäuse erstreckt; einen Dichtungseinsatz, der sich im Innern des Gehäuses befindet und einen von einer Grundfläche beabstandeten und sich darüber erstreckenden aufgeweiteten Rand aufweist, wobei der aufgeweitete Rand einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist, und eine Dichtung gegen die Innenwand bildet; wobei der Dichtungseinsatz ein an der Grundfläche angebrachtes Haltemerkmal und mindestens eine Stiftführung aufweist, wobei sich die Stiftführung durch die Grundfläche erstreckt und eine Öffnung aufweist, die so dimensioniert ist, dass der Stift durch die Grundfläche hindurchgehen kann; wobei das Haltemerkmal des Gehäuses in das Haltemerkmal des Dichtungseinsatzes eingreift, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert wird und einen Dichtstofffüllspalt bildet, der in Kommunikation mit dem Stiftkanal steht; und einen Dichtstoff, wobei sich der Dichtstoff in dem Dichtstofffüllspalt und im Stiftkanal befindet. Der Dichtungseinsatz und der Dichtstoff dichten den Elektronikaufnahmeraum der elektrischen Verbindung ab.
In einer weiteren Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Verbinders, und insbesondere des Elektronikaufnahmeraums einer elektrischen Verbindung, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines elektrischen Verbinders, der ein Gehäuse mit einer Innenwand, mindestens einen elektrischen Stiftkanal, einen Boden und ein Haltemerkmal aufweist; wobei sich mindestens ein elektrischer Stift durch den Stiftkanal in das Gehäuse erstreckt; Bereitstellen eines Dichtungseinsatzes, der einen von einer Grundfläche beabstandeten und sich darüber erstreckenden aufgeweiteten Rand umfasst, wobei der aufgeweitete Rand einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist, wobei der Dichtungseinsatz ein an der Grundfläche angebrachtes Haltemerkmal und mindestens eine Stiftführung, die sich durch die Grundfläche erstreckt, und eine Öffnung aufweist, die so dimensioniert ist, dass der Stift durch die Grundfläche hindurchgehen kann, aufweist; Aufbringen eines Dichtstoffes im Innern des Gehäuses des elektrischen Verbinders; und Einsetzen des Dichtungseinsatzes in das Gehäuse, wobei der Stift durch die Öffnung der Stiftführung hindurchgehen kann und das haltende Merkmal des Gehäuses in das haltende Merkmal des Dichtungseinsatzes eingreift, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert und der Dichtstoff gezwungen wird, in einen zwischen dem Dichtungseinsatz und dem Boden des Gehäuses gebildeten Dichtstofffüllspalt zu fließen, und der Dichtstoff auch in einen sich zwischen dem Stift und einer Innenseite des Stiftkanals befindenden Spalt gezwungen wird. Der Dichtstoff und Dichtungseinsatz dichten den Elektronikaufnahmeraum gegen die Umgebung ab.
Diese und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform noch ersichtlicher werden. Die die detaillierte Beschreibung begleitenden Zeichnungen werden nachfolgend beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen der Veranschaulichung von nur ausgewählten Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken.
1 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestalteten elektrischen Verbinders;
2 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestalteten Dichtungseinsatz;
3 ist eine perspektivische Unteransicht des in 2 gezeigten Dichtungseinsatzes;
4 ist eine Querschnittsansicht des Dichtungseinsatzes der 2, der in den elektrischen Verbinder der 1 eingesetzt wird;
5 ist eine Querschnittsansicht des Dichtungseinsatzes der 2, nachdem er vollständig in den elektrischen Verbinder der 1 eingesetzt wurde;
6 ist eine andere Querschnittsansicht des Dichtungseinsatzes der 2, der vollständig in den elektrischen Verbinder der 1 eingesetzt ist;
7 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren elektrischen Verbinders, der mit dem in 2 gezeigten Dichtungseinsatz in eine elektronische Steuereinrichtung integriert ist;
8 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestalteten elektrischen Verbinders;
9 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestalteten Dichtungseinsatz;
10 ist eine perspektivische Unteransicht des in 9 gezeigten Dichtungseinsatzes;
11 ist eine Querschnittsansicht des Dichtungseinsatzes der 9, der in den elektrischen Verbinder der 8 eingesetzt wird;
12 ist eine Querschnittsansicht des Dichtungseinsatzes der 9, nachdem er vollständig in den elektrischen Verbinder der 8 eingesetzt wurde;
13 ist eine andere Querschnittsansicht des Dichtungseinsatzes der 9, der vollständig in den elektrischen Verbinder der 8 eingesetzt ist;
14 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren elektrischen Verbinders, der mit dem in 9 gezeigten Dichtungseinsatz in eine elektronische Steuereinrichtung integriert ist; und
15 ist eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten elektrischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung stellt eine Einrichtung und ein Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Verbinders und insbesondere eines Elektronikaufnahmeraums eines elektrischen Verbinders bereit. Die Erfindung kann an eine Vielfalt von elektrischen Verbindern angepasst werden. In der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen ist der Begriff „elektrische Verbindung“ als elektrische Verbindung und als Elektronikaufnahmeraum zu verstehen. Die Lösung ist kostengünstig und sehr effizient. Das Verfahren kann für eine Verwendung in vielen Umgebungen angepasst werden und erlaubt eine an die jeweilige Verwendungsumgebung kundenangepasste Auswahl des Dichtstoffs. Die vorliegende Erfindung umfasst eine Verwendung eines Dichtungseinsatzes, der in einen elektrischen Verbinder eingelegt wird. Der Dichtungseinsatz stellt eine erste Schutzschicht für den Elektronikaufnahmeraum des elektrischen Verbinders bereit, um ein Eindringen von Schadstoffen von außen, wie etwa Feuchtigkeit, Wasser, Salzspritzer, Schmutz, Staub, Motoröl, Motorflüssigkeiten und anderen Flüssigkeiten zu verhindern. Des Weiteren agiert der Dichtungseinsatz so, dass er eine Dichtstoffschicht zwischen sich und den elektrischen Komponenten und dem Verbindergehäuse wirksam verteilt; somit stellt der Dichtstoff eine sekundäre Dichtungssperre bereit, um das Eindringen von unerwünschten Materialien in die elektrische Verbindung und den Elektronikaufnahmeraum zu verhindern. Die vorliegende Erfindung gestattet die Verwendung von jeglichen flüssigkeitskompatiblen, flüssigen FIP-Dichtungsmaterialien zum Aufbringen auf den elektrischen Verbinder, um die sekundäre Dichtungsschicht zu bilden. Sie erlaubt auch die Bildung einer elektrischen Verbindung, die zum Beispiel nur die Steckerstifte enthält und dennoch von der Außenumgebung abgedichtet ist. Des Weiteren hat sich der Dichtungseinsatz nach der Installation als Verbesserung für die Positionsgenauigkeit der Stifte im elektrischen Verbinder erwiesen, insbesondere wenn lange, flexible Stifte verwendet werden.
1 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestalteten elektrischen Verbinders. Der elektrische Verbinder ist bei 10 allgemein abgebildet. Der Verbinder 10 enthält ein Gehäuse 12 und eine Grundfläche 14. Die Grundfläche 14 enthält eine Vielzahl von Stiftkanälen 16, die sich durch die Grundfläche 14 erstrecken und eine Vielzahl von Stiften 20 aufnehmen. Die Stifte 20 erstrecken sich aus einem Verbinderanschlusskopf 18. Die Grundfläche 14 enthält ferner ein Kompressionsstiftloch 22, das an einem Ende vorzugsweise einen abgeschrägten Abschnitt 24 aufweist. Das Gehäuse 12 enthält eine Innenwand 26 und einen Gehäuseboden 28. Der gezeigte elektrische Verbinder ist das Steckerende eines typischen elektrischen Verbinders.
2 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestalteten Dichtungseinsatz. Der Dichtungseinsatz ist bei 30 allgemein abgebildet. Der Dichtungseinsatz 30 enthält eine Vielzahl von Stiftführungen 32, von denen jede eine Öffnung 34 aufweist, damit ein Stift 20 durch die Stiftführung 32 eingesetzt werden kann. Größe und Form der Öffnungen 34 werden so gewählt, dass sie ungefähr dieselbe Größe und Form wie die Außenseite der Stifte 20 aufweisen oder geringfügig kleiner sind. Dadurch kann die Öffnung 34 eine Dichtung um den Stift 20 bilden, wenn der Stift 20 durch die Stiftführung 32 eingesetzt wird. Der Dichtungseinsatz 30 enthält ferner einen aufgeweiteten Rand 36 der eine Form aufweist, der die Form der Innenwand 26 des Gehäuses 12 widerspiegelt. Der Durchmesser des aufgeweiteten Randes 36 ist derselbe wie oder ein bisschen größer als der Durchmesser der Innenwand 26, so dass, wenn der Dichtungseinsatz 30 im Gehäuse 12 positioniert wird, der aufgeweitete Rand 36 dicht gegen die Innenwand 26 drücken und eine Dichtung zwischen dem Dichtungseinsatz 30 und der Innenwand 26 des Gehäuses 12 bilden wird. Die Kombination aus der Dichtung um die Stifte 20 aus den Öffnungen 34 und der Dichtung des aufgeweiteten Randes 36 gegen die Innenwand 26 des Gehäuses 12 bildet eine erste Dichtungsschicht des Dichtungseinsatzes 30. 3 ist eine perspektivische Unteransicht des Dichtungseinsatzes 30 der 2. Der Dichtungseinsatz 30 enthält ferner eine Grundfläche 38. Auf der Grundfläche 38 befindet sich ein fester Anschlag 40, aus dem ein Kompressionsstift 42 herausragt, der ein erhöhtes Kompressions-Einpassband 44 aufweist.
4 zeigt den Dichtungseinsatz 30, der teilweise in das Gehäuse 12 eingesetzt ist. Bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung wird ein ausgewählter Dichtstoff, der bei 48 mit Perlen gezeigt ist, vor dem Einsetzen des Dichtungseinsatzes 30 zuerst auf dem Boden 28 aufgebracht. Der Dichtstoff 48 kann als eine Vielzahl von Punkten oder Perlen auf dem Boden 28 verteilt oder als ein kontinuierlicher Wulst auf dem Boden 28 oder in jedem gewünschten Muster aufgebracht werden. Wie hierin erläutert, kann der Dichtstoff 48 einer von vielen verfügbaren Dichtstoffen sein, wobei der gewählte Dichtstoff auf einer Anzahl von Kriterien beruht. Die Dichtstoffe sind FIP-Dichtstoffe, und ein für die Verwendung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugter Dichtstoff ist ein Polyacryl-Dichtstoff, Loctite^® 5810, der gegen eine Vielfalt von Motorflüssigkeiten, einschließlich Getriebeflüssigkeiten, widerstandsfähig ist. Wie hierin erläutert, wird vor dem Einsetzen des Dichtungseinsatzes 30 der FIP-Dichtstoff 48 im Innern des Gehäuses 12 an einer Vielzahl von Stellen auf dem Boden 28 und um die Stiftkanäle 16 herum aufgebracht. Wie zu sehen ist, wenn der Dichtungseinsatz 30 im Gehäuse 12 eingesetzt ist, bildet der aufgeweitete Rand 36 eine dichte Dichtung gegen die Innenwand 26 des Gehäuses 12. Der Dichtungseinsatz 30 ist aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial oder elastomeren Material gebildet, das elastisch beschaffen ist und deformiert werden kann, aber in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Man kann sehen, dass es einen Spalt 46 zwischen der Grundfläche 38 des Dichtungseinsatzes 30 und der Innenwand 26 des Gehäuses 12 gibt. Dieser Spalt wird sich mit dem Dichtstoff 48 füllen, sobald der Dichtungseinsatz 30 vollständig ins Gehäuse 12 eingesetzt ist. Der Kompressionsstift 42 richtet sich an dem Kompressionsstiftloch 22 aus und das erhöhte Kompressions-Einpassband 44 bildet mit den Wänden des Kompressionsstiftloches 22 eine Presspassung, um den Dichtungseinsatz 30 im Gehäuse 12 zu arretieren. Wenn der Dichtungseinsatz 30 ins Gehäuse 12 eingesetzt wird, helfen die Stiftführungen 32 bei der weiteren Ausrichtung und Stabilisierung der Positionen der Stifte 20 im Gehäuse 12.
5 zeigt den vollständig im Gehäuse 12 aufgenommenen Dichtungseinsatz 30. Der Klarheit halber und um die Beschreibung zu verdeutlichen, wird der dispergierte Dichtstoff 48 in dieser Figur nicht gezeigt. Wie zu sehen ist, ist der Kompressionsstift 42 vollständig im Kompressionsstiftloch 22 aufgenommen und dient der Arretierung des Dichtungseinsatzes 30 im Gehäuse 12. Der aufgeweitete Rand 36 bildet eine dichte Dichtung gegen die Innenwand 26 des Gehäuses 12. Der feste Anschlag 40 stellt um die Grundfläche 38 des Dichtungseinsatzes 30 herum und darunter einen Dichtstofffüllspalt 50 bereit, außer dort, wo sich der feste Anschlag 40 befindet. Dieser Spalt 50 füllt sich mit dem Dichtstoff 48, wenn der Dichtungseinsatz 30 vollständig eingesetzt ist. Das Einsetzen des Dichtungseinsatzes 30 bewirkt auch, dass der Dichtstoff 48 an den Seiten des Dichtungseinsatzes 30 hoch steigt und die Stiftführungen 32 in dem nicht von dem Stift 20 besetzten Bereich füllt. Wie zu sehen ist, formt die Öffnung 34 der Stiftführung 32 eine dichte Dichtung um den Stift 20 herum, dort wo der Stift 20 aus der Öffnung 34 heraustritt. Die Öffnung 34 ist um den Stift 20 herum fest eingepasst und erlaubt dem Dichtstoff 48 nicht, durch die Öffnung 34 auszutreten. Die Stiftführungen 32 helfen bei der Stabilisierung der Stifte 20 und Beibehaltung ihrer Stellung. Der Dichtungseinsatz 30 agiert als Stempel und verteilt den Dichtstoff 48 überall im gesamten Dichtstofffüllspalt 50, um den Dichtungseinsatz 30 herum, bis er durch die Dichtung zwischen dem aufgeweiteten Rand 36 und der Innenwand 26 gestoppt wird, und die Stiftkanäle 16 hinunter. Der Dichtstoff 48 tritt aus dem Unterteil der Stiftkanäle 16 heraus. Der Dichtstofffüllspalt 50 zwischen dem Boden 28 und der Grundfläche 38 ist vorzugsweise 1 Millimeter bis 0,5 Millimeter dick, wenn der Dichtungseinsatz 30 vollständig eingesetzt ist. Die Dicke des festen Anschlags 40 und der Durchmesserunterschied zwischen dem Durchmesser der Innenwand 26 und dem der Grundfläche 38 bestimmt die Dicke des Dichtstofffüllspalts 50 und kann für jegliche Umgebung beliebig angepasst werden kann. Der Dichtstoff 48 fließt auch die Stiftführungen 32 hinauf, bis er durch die Öffnungen 34 gestoppt wird, und die Seiten des Dichtungseinsatzes 30 hinauf, bis dorthin, wo der aufgeweitete Rand 36 auf die Innenwand 26 trifft. Vorzugsweise wird der Dichtstofffüllspalt 50 komplett gefüllt und der überschüssige Dichtstoff 48 fließt die Stiftkanäle 16 hinunter und von dort in den Verbinder 10 neben dem Anschlusskopf 18. Somit dichten der Dichtstoff 48 und der Dichtungseinsatz 30 den Elektronikaufnahmeraum komplett gegen die Außenumgebung ab. Der in 5 gezeigte elektrische Verbinder 10 weist einen komplett abgedichteten Elektronikaufnahmeraum auf, während er dennoch einen betriebsbereiten Zugang zu den Stiften 20 bereitstellt, um eine Verbindung eines Buchsenanschlusses zur Bildung einer vollständigen elektrischen Verbindung zu erlauben. 6 ist eine Querschnittsansicht des Verbinders 10 der 1, wobei der Dichtungseinsatz 30 an einer anderen Stelle im Querschnitt als in dem in 5 gezeigten Querschnitt vollständig eingesetzt ist. Man kann in der 6 sehen, dass der Dichtstofffüllspalt 50 in Kommunikation mit den Stiftkanälen 16 steht, wenn der Dichtungseinsatz 30 vollständig eingesetzt ist. Der Dichtstoff, der der Klarheit halber nicht gezeigt ist, wird durch den Dichtungseinsatz 30 gezwungen, den Dichtstofffüllspalt 50 zu füllen und aus den Stiftkanälen 16 durch den kleinen Spalt zwischen dem Stift 20 und den Wänden seines jeweiligen Stiftkanals 16 hinauszufließen. Vorzugsweise ist die Menge des verwendeten Dichtstoffs 48 ausreichend, um überschüssigen Dichtstoff 48 aus den Stiftkanälen 16 hinauszutreiben und eine kleine Perle um einen Stift 20 am Übergang zwischen dem Stiftkanalende 16 und dem Anschlusskopf 18 zu bilden. Diese kleinen Perlen dichten den elektrischen Verbinder 10 komplett ab und dienen auch als Vibrationsdämpfer, wenn der Anschlusskopf 18 zum Beispiel in eine Leiterplatte eingesteckt wird.
7 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren elektrischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung. Der elektrische Verbinder wird bei 210 allgemein gezeigt, und er enthält ein Gehäuse 212, eine Innenwand 226 und eine Grundfläche 214. In dieser Ausführungsform ist die Grundfläche 214 in eine allgemein bei 270 gezeigte elektronische Steuereinrichtung integriert, die an einem Gehäuse 290 montiert ist. Der Verbinder 210 enthält ferner eine Vielzahl von Stiften 220 und enthält einen Dichtungseinsatz 230 wie in den 2–6 gezeigt. Der Dichtungseinsatz 230 enthält Stiftführungen 232, einen Kompressionsstift 242, einen festen Anschlag 240, und einen aufgeweiteten Rand 236 wie hierin beschrieben. Das Einsetzen des Dichtungseinsatzes 230 ins Gehäuse 212 bildet den Dichtstofffüllspalt 250, wie oben erläutert. Wie in 7 gezeigt, ist der elektrische Verbinder 210 mit einem Elektronikaufnahmeraum 280 integriert, und der Anschlusskopf 218 wird im Elektronikaufnahmeraum 280 in einer Leiterplatte 260 aufgenommen. Ebenso ist ein Anschlusskopfspalt 226 gezeigt, der wie hierin beschrieben vorzugsweise eine Dichtstoffperle beherbergt, wenn der Dichtungseinsatz 230 vollständig im Verbinder 210 aufgenommen ist und Dichtstoff aus den Stiftkanälen 16 hinausgedrückt wird. Wie gezeigt, ist der Elektronikaufnahmeraum 280 gegen die Außenumgebung abgedichtet, sobald der nicht gezeigte Dichtstoff überall im Dichtstofffüllspalt 250 verteilt wurde, die Stiftführungen 232 hinauf und die Stiftkanäle hinunter, die in dieser Querschnittsansicht nicht gezeigt werden. Dies trifft zu, selbst wenn die Steckerstifte 220 nicht mit einem Buchsenverbinder verbunden sind.
In den in 1–7 gezeigten Ausführungsformen weist der Dichtungseinsatz ein Haltemerkmal auf, das einen Kompressionsstift umfasst, der ein erhöhtes Kompressions-Einpassband darauf aufweist. In den in 1–7 gezeigten Ausführungsformen weist die elektrische Verbindung ein Haltemerkmal auf, das ein Kompressionsstiftloch umfasst, das den Kompressionsstift aufnimmt, und zusammen arretieren sie den Dichtungseinsatz im Gehäuse des elektrischen Verbinders. Der aufgeweitete Rand und die Öffnungen in den Stiftführungen dienen durch ihre Reibungspassungsabdichtung gegen die Innenwand des elektrischen Verbinders bzw. Stifte als sekundäres Haltemerkmal auf dem Dichtungseinsatz. Sie dienen auch als sekundäre Abdichtung im Dichtungseinsatz. Schließlich dient der Dichtstoff selbst als Klebstoff, um den Dichtungseinsatz im elektrischen Verbinder an Ort und Stelle zu halten.
8 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestalteten elektrischen Verbinders. Der elektrische Verbinder ist bei 100 allgemein abgebildet. Der Verbinder 100 enthält ein Gehäuse 112 und eine Grundfläche 114. Die Grundfläche 114 enthält eine Vielzahl von Stiftkanälen 116, die sich durch die Grundfläche 114 erstrecken und eine Vielzahl von Stiften 120 aufnehmen. Die Stifte 120 erstrecken sich aus einem Verbinderanschlusskopf 118. Die Grundfläche 114 enthält ferner eine Vielzahl von Stützständern 124, die sich zwischen mehreren der Stifte 120 befinden. Das Gehäuse 112 enthält eine Innenwand 126, einen Gehäuseboden 128 und ein Paar Schnapppassungs-Ränder 122, die sich einander gegenüber befinden.
9 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestalteten Dichtungseinsatz. Der Dichtungseinsatz ist bei 130 allgemein abgebildet. Der Dichtungseinsatz 130 enthält eine Vielzahl von Stiftführungen 132, von denen jede eine Öffnung 134 aufweist, damit ein Stift 120 durch die Stiftführung 132 eingesetzt werden kann. Die Größe und Form der Öffnungen 134 werden so gewählt, dass sie ungefähr dieselbe Größe und Form wie die Außenseite des Stifts 120 aufweisen oder geringfügig kleiner sind. Dadurch kann die Öffnung 134 eine Dichtung um den Stift 120 bilden, wenn der Stift 120 durch die Stiftführung 132 eingesetzt wird. Der Dichtungseinsatz 130 enthält ferner einen aufgeweiteten Rand 136 der eine Form aufweist, der die Form der Innenwand 126 des Gehäuses 112 widerspiegelt. Der Durchmesser des aufgeweiteten Randes 136 ist genauso groß oder geringfügig größer als der Durchmesser der Innenwand 126, so dass sich der aufgeweitete Rand 136, wenn der Dichtungseinsatz 130 im Gehäuse 112 positioniert ist, eng gegen die Innenwand 126 drückt und eine Dichtung zwischen dem Dichtungseinsatz 130 und der Innenwand 126 des Gehäuses 112 bildet. Die Kombination aus der Dichtung um die Stifte 120 aus den Öffnungen 134 und der Dichtung des aufgeweiteten Randes 136 gegen die Innenwand 126 des Gehäuses 112 bildet eine erste Dichtungsschicht des Dichtungseinsatzes 130. 10 ist eine perspektivische Unteransicht des Dichtungseinsatzes 130 der 9. Der Dichtungseinsatz 130 enthält ferner eine Grundfläche 138. Auf der Grundfläche 138 befinden sich ein Träger 144, der eine Vielzahl von Schlitzen 142, eine Vielzahl von Säulen 146, und ein Paar Schnapppassungs-Vorsprünge 140, nur einer davon ist in dieser Ansicht gezeigt, auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 144 enthält.
11 zeigt den Dichtungseinsatz 130, der teilweise in das Gehäuse 112 eingesetzt ist. Bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung wird ein ausgewählter Dichtstoff, der bei 148 mit Perlen gezeigt ist, vor dem Einsetzen des Dichtungseinsatzes 130 zuerst auf dem Boden 128 aufgebracht. Der Dichtstoff 148 kann als eine Vielzahl von Punkten oder Perlen auf dem Boden 128 verteilt oder als ein kontinuierlicher Wulst auf dem Boden 128 oder in jedem gewünschten Muster aufgebracht werden. Wie hierin erläutert, kann der Dichtstoff 148 einer von vielen verfügbaren Dichtstoffen sein, wobei der gewählte Dichtstoff auf einer Anzahl von Kriterien beruht. Die Dichtstoffe sind FIP-Dichtstoffe, und ein für die Verwendung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugter Dichtstoff ist ein Polyacryl-Dichtstoff, Loctite^® 5810, der gegen eine Vielfalt von Motorflüssigkeiten, einschließlich Getriebeflüssigkeiten, widerstandsfähig ist. Wie erläutert, wird vor dem Einsetzen des Dichtungseinsatzes 130 der FIP-Dichtstoff 148 im Innern des Gehäuses 112 an einer Vielzahl von Stellen auf dem Boden 128 und um die Stiftkanäle 116 herum aufgebracht. Wie zu sehen ist, wenn der Dichtungseinsatz 130 im Gehäuse 112 eingesetzt ist, bildet der aufgeweitete Rand 136 eine dichte Dichtung gegen die Innenwand 126 des Gehäuses 112. Der Dichtungseinsatz 130 ist aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial oder elastomeren Material gebildet, das elastisch beschaffen ist und deformiert werden kann, aber in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Man kann sehen, dass es einen Spalt 156 zwischen der Grundfläche 138 des Dichtungseinsatzes 130 und der Innenwand 126 des Gehäuses 112 gibt. Dieser Spalt wird sich mit dem Dichtstoff 148 füllen, sobald der Dichtungseinsatz 130 vollständig ins Gehäuse 112 eingesetzt ist. Die Schnapppassungs-Vorsprünge 140 richten sich an den Schnapppassungs-Rändern 122 aus, und sobald die Vorsprünge 140 an den Rändern 122 vorbei gedrückt werden, ist der Dichtungseinsatz 130 im Gehäuse 112 arretiert.
12 zeigt den vollständig im Gehäuse 112 aufgenommenen Dichtungseinsatz 130. Der Klarheit halber und um die Beschreibung zu verdeutlichen, wird der Dichtstoff 148 in dieser Figur nicht gezeigt. Wie gezeigt, befinden sich die Schnapppassungs-Vorsprünge 140 vollständig unter den Schnapppassungs-Rändern 122, was dazu dient, den Dichtungseinsatz 130 im Gehäuse 112 zu arretieren. Der aufgeweitete Rand 136 bildet eine dichte Dichtung gegen die Innenwand 126 des Gehäuses. Die Länge des Trägers 144 ist so gewählt, dass der Dichtungseinsatz 130 bei vollständigem Aufsitzen einen Dichtstofffüllspalt 150 um die Grundfläche 138 des Dichtungseinsatzes 130 herum bereitstellt. Dieser Spalt 150 füllt sich mit dem Dichtstoff 148, wenn der Dichtungseinsatz 130 vollständig eingesetzt ist. Das Einsetzen des Dichtungseinsatzes 130 bewirkt auch, dass der Dichtstoff 148 die Stiftführungen 132 in dem nicht von dem Stift 120 besetzten Bereich füllt. Wie zu sehen ist, formt die Öffnung 134 der Stiftführung 132 eine dichte Dichtung um den Stift 120 herum, dort wo der Stift 120 aus der Öffnung 134 heraustritt. Die Öffnung 134 ist um den Stift 120 herum fest eingepasst und erlaubt dem Dichtstoff 148 nicht, durch die Öffnung 134 auszutreten. Der Dichtungseinsatz 130 agiert als Stempel und verteilt den Dichtstoff 148 überall im gesamten Dichtstofffüllspalt 150 zwischen der Grundfläche 138 und dem Boden 128, und hinunter in die Stiftkanäle 116 im Verbinder 100. Der Dichtstoff 148 tritt aus dem Unterteil der Stiftkanäle 116 heraus. Der Dichtstofffüllspalt 150 zwischen dem Boden 128 und der Grundfläche 138 ist vorzugsweise etwa 1 Millimeter bis 0,5 Millimeter dick, wenn der Dichtungseinsatz 130 vollständig eingesetzt ist. Die Länge des Trägers 144 und der Durchmesserunterschied zwischen dem Durchmesser der Innenwand 126 und dem der Grundfläche 138 bestimmt die Dicke des Dichtstofffüllspalts 150 und kann für jegliche Umgebung beliebig angepasst werden kann. Der Dichtstoff 148 fließt auch die Stiftführungen 132 hinauf, bis er durch die Öffnungen 134 gestoppt wird, und die Seiten des Dichtungseinsatzes 130 hinauf, bis dorthin, wo der aufgeweitete Rand 136 auf die Innenwand 126 trifft. Vorzugsweise wird der Dichtstofffüllspalt 150 komplett gefüllt und der überschüssige Dichtstoff 148 fließt die Stiftkanäle 116 hinunter und von dort in den Verbinder 100 neben dem Anschlusskopf 118.
13 ist eine Querschnittsansicht des Verbinders 100 der 8, wobei der Dichtungseinsatz 130 an einer anderen Stelle im Querschnitt als in dem in 12 gezeigten Querschnitt vollständig eingesetzt ist. Man kann in der 13 sehen, dass der Dichtstofffüllspalt 150 in Kommunikation mit den Stiftkanälen 116 steht, wenn der Dichtungseinsatz 130 vollständig eingesetzt ist. Der Dichtstoff, der der Klarheit halber nicht gezeigt ist, wird durch den Dichtungseinsatz 130 gezwungen, den Dichtstofffüllspalt 150 zu füllen und aus den Stiftkanälen 116 durch den kleinen Spalt zwischen dem Stift 120 und den Wänden seines jeweiligen Stiftkanals 116 hinauszufließen. Vorzugsweise ist die Menge des verwendeten Dichtstoffs 148 ausreichend, um überschüssigen Dichtstoff 148 aus den Stiftkanälen 116 hinauszutreiben und eine kleine Perle um einen Stift 120 am Übergang zwischen dem Stiftkanalende 116 und dem Anschlusskopf 118 am Anschlusskopfspalt 152 zu bilden. Diese kleinen Perlen helfen bei der Abdichtung des elektrischen Verbinders 100 und dienen auch als Vibrationsdämpfer, wenn der Anschlusskopf 118 zum Beispiel in eine Leiterplatte eingesteckt wird.
14 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren elektrischen Verbinders gemäß der vorliegenden Erfindung. Der elektrische Verbinder wird bei 300 allgemein gezeigt, und er enthält ein Gehäuse 312, eine Innenwand 326, Stiftkanäle 316 und eine Grundfläche 314. In dieser Ausführungsform ist die Grundfläche 314 in eine allgemein bei 370 gezeigte, einen Elektronikaufnahmeraum 380 enthaltende elektronische Steuereinrichtung integriert. Der Verbinder 300 enthält ferner eine Vielzahl von Stiften 320 und enthält einen Dichtungseinsatz 330, wie er in den 9–10 gezeigt ist. Der Dichtungseinsatz 330 enthält einen nicht gezeigten Träger, Stiftführungen 332 und einen aufgeweiteten Rand 336, wie hierin beschrieben. Das Einsetzen des Dichtungseinsatzes 330 ins Gehäuse 312 bildet den Dichtstofffüllspalt 350, wie oben erläutert. Wie in 14 gezeigt, wird der Anschlusskopf 318 in einer Leiterplatte 304 aufgenommen, und beide befinden sich im Elektronikaufnahmeraum 380. Ebenso ist ein Anschlusskopfspalt 352 gezeigt, der wie hierin beschrieben vorzugsweise eine Dichtstoffperle beherbergt, wenn der Dichtungseinsatz 330 vollständig im Verbinder 300 aufgenommen ist und Dichtstoff aus den Stiftkanälen 316 hinausgedrückt wird. Wenn der Dichtstoff den Dichtstoffspalt 350 einmal vollständig ausgefüllt hat, die Stiftführungen 332 hinauf und die Stiftkanäle 316 hinunter geflossen ist, ist der Elektronikaufnahmeraum 380 komplett gegen die Außenumgebung abgedichtet. Nicht gezeigt ist, dass ähnlich wie bei 7 die elektronische Steuereinrichtung 370 an einem Gehäuse montiert wird und so das andere Ende des Elektronikaufnahmeraums 380 abdichtet. 15 zeigt bei 400 allgemein eine perspektivische Ansicht eines vollständig zusammengebauten elektrischen Verbinders, der einen elektrischen Verbinder wie in 1, 4–8, und 11–13 gezeigt, darstellt.
In den in den 8–14 gezeigten Ausführungsformen weist der Dichtungseinsatz ein Haltemerkmal auf, das einen Träger umfasst, der eine Vielzahl von Säulen, Schlitzen und Schnapppassungs-Vorsprüngen enthält. In den in den 8–14 gezeigten Ausführungsformen weist die elektrische Verbindung ein Haltemerkmal auf, das eine Vielzahl von Stützständern umfasst, die in den Schlitzen des Trägers auf dem Dichtungseinsatz aufgenommen werden, und Schnapppassungs-Ränder, unter die die Schnapppassungs-Vorsprünge passen, und zusammen arretieren diese Haltemerkmale den Dichtungseinsatz im Gehäuse des elektrischen Verbinders. Der aufgeweitete Rand und die Öffnungen in den Stiftführungen dienen durch ihre Reibungspassungsabdichtung gegen die Innenwand des elektrischen Verbinders bzw. Stifte als sekundäres Haltemerkmal auf dem Dichtungseinsatz. Sie dienen auch als sekundäre Abdichtung im Dichtungseinsatz. Schließlich dient der Dichtstoff selbst als Klebstoff, um den Dichtungseinsatz im elektrischen Verbinder an Ort und Stelle zu halten.
Wie hierin erläutert, wird der Dichtungseinsatz gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet, das in der Lage ist, nach seiner Deformation wieder in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Vorzugsweise wird der Dichtungseinsatz aus einem Kunststoffmaterial oder einem elastomeren Material gebildet. Die Zusammensetzung des Kunststoffes oder Elastomers wird auf der Basis der Umgebung ausgewählt, auf die der Dichtungseinsatz bei der Verwendung erwartungsgemäß stößt. Somit kann er ausgestaltet sein, um Wasser, Salzspritzern, korrosiven Flüssigkeiten, Motorölen, Motorflüssigkeiten, Getriebeflüssigkeiten, Staub, Schmutz, extremen Temperatur und abwechselnden Temperaturextremen standzuhalten. Ein Fachmann wird im Stande sein, eine Kunststoffzusammensetzung oder Elastomerzusammensetzung auszuwählen, die dazu in der Lage ist, diesen Umgebungen standzuhalten. Der Dichtungseinsatz kann aus einem rohen Plattenmaterial oder Blockmaterial gebildet werden. Der Dichtungseinsatz wird vorzugsweise durch Spritzgießen gebildet; andere Fertigungsverfahren können jedoch auch benutzt werden, einschließlich Abformen, Verwendung von Sheet Molding Compounds, Extrudieren, Warmformen und Kaltformen, Vakuumformen, Formpressen und Bearbeiten.
Vorzugsweise ist der Dichtungseinsatz so ausgestaltet, dass eine Dichtstoffschicht von etwa 1 Millimeter bis 0,5 Millimeter zwischen dem Dichtungseinsatz und dem Boden des elektrischen Verbinders gestattet ist; dieser Abstand kann jedoch je nach den Umgebungsanforderungen und den Eigenschaften des verwendeten Dichtstoffes variiert werden. Eine optimale Dicke wird für gewöhnlich durch die Aushärtungseigenschaften und Leistungsanforderungen definiert. Wie hierin erläutert, wird die Wahl des Dichtstoffes durch die erwartete Umgebung bestimmt und ein Fachmann wird im Stande sein, einen passenden Dichtstoff auszuwählen. Der Dichtungseinsatz kann so angepasst sein, dass er ins Innere irgendeines elektrischen Verbindergehäuses passt, vorausgesetzt es enthält das passende Haltemerkmal, damit es mit dem Haltemerkmal, das sich auf dem Dichtungseinsatz wie hierin gezeigt befindet zusammenpasst. In anderen Ausführungsformen könnte der Dichtungseinsatz mehr als ein Haltemerkmal wie beschrieben enthalten, vorausgesetzt der elektrische Verbinder enthält eine ähnliche Anzahl von Gegenstück-Haltemerkmalen wie beschrieben. Die Anzahl an Stiftführungen im Dichtungseinsatz kann ebenfalls modifiziert werden, um die Anzahl an Stiften im elektrischen Verbinder zu beherbergen. Die Stifte wurden so gezeigt, dass sie in zwei Reihen von drei Stiften angeordnet sind; dies dient jedoch nur veranschaulichenden Zwecken, und die Anzahl und Anordnung von Stiften im elektrischen Verbinder kann mit bei einer entsprechenden Variation bei Anzahl und Stellung von Stiftführungen im Dichtungseinsatz variieren.
Im Verfahren der Verwendung der vorliegenden Erfindung wird in einem ersten Schritt ein geeigneter Dichtstoff im Innern des Gehäuses des elektrischen Verbinders allgemein an einer Vielzahl von Stellen auf dem Boden und um die Stifte herum aufgebracht. Als nächstes wird der Dichtungseinsatz ins Gehäuse eingesetzt und nach unten gedrückt, bis die Haltemerkmale auf dem Dichtungseinsatz in die Gegenstück-Haltemerkmale im Gehäuse des elektrischen Verbinders wie beschrieben eingreifen. Der Dichtstoff wird durch den Dichtstoffeinsatz gezwungen, den Dichtstofffüllspalt zu füllen und aus einem Unterteil der Stiftkanäle gegenüber den in den Stiftführungen des Dichtungseinsatzes zu findenden Öffnungen zu fließen. Der Dichtstoff kann über eine erforderliche Zeit aushärten, und der elektrische Verbinder ist dann gegen die Umgebung abgedichtet. In Dichtheitsprüfungsversuchen wurden elektrische Verbinder und Dichtungseinsätze gemäß den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen wie folgt geprüft. Ein Dichtstoff, Loctite^® 5810, wurde im Innern des elektrischen Verbindergehäuses wie beschrieben aufgebracht, und dann wurden die Dichtungseinsätze vollständig eingesetzt, und die Haltemerkmale wurden in Eingriff gebracht, um die Dichtungseinsätze an Ort und Stelle zu arretieren und den Dichtstoff in dem Dichtstofffüllspalt zu verteilen. Den zusammengebauten elektrischen Verbindern mit Dichtstoff und Dichtungseinsätzen wurde gestattet, 24 Stunden lang auszuhärten. Dann wurden sie einer Dichtheitsprüfung unterzogen, indem sie in einem Wasserbecken einem Druck von 6,2 bar, Innendruck im abgedichteten Elektronikaufnahmeraum, ausgesetzt wurden. Es wurden keine Luftblasen im Wasserbecken beobachtet, was darauf hindeutet, dass keine Luft aus dem abgedichteten Elektronikaufnahmeraum, der wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben abgedichtet wurde, entwichen ist. In anderen Prüfungen wurden die wie hierin beschrieben abgedichteten Verbinder sowohl einer Temperaturwechselbeanspruchung als auch einer Vibrationsaufbringung unterworfen, während der abgedichtete Bereich der Umgebungsflüssigkeit ausgesetzt wurde, der dieser erwartungsgemäß ausgesetzt sein wird. Die Flüssigkeit enthielt einen fluoreszierenden Farbstoff und nach der gewählten Prüfungsdauer wurde der Innenraum des abgedichteten Bereichs geöffnet und auf Spuren des fluoreszierenden Farbstoffs untersucht. Es wurde kein Farbstoff im Innern des zuvor abgedichteten Aufnahmeraumes festgestellt, was darauf hindeutet, das keine Undichtheit aufgetreten ist.
Es gibt viele Dichtstoffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und der bevorzugte Dichtstoff hängt von der Umgebung ab, der der elektrische Verbinder voraussichtlich ausgesetzt sein wird. Geeignete Dichtstoffe können enthalten: Epoxid-Dichtstoffe, entweder schnell aushärtende Zweikomponenten-Epoxide, die eher schlechtere chemische Beständigkeit aufweisen, oder schnell aushärtende Einkomponenten-Hochleistungs-Epoxide, die ein Aushärten bei hohen Temperaturen erfordern; UV-aushärtbare Dichtstoffe auf Silikonbasis; Polyacryl-Dichtstoffe; Polyurethan-Dichtstoffe; und andere in der Technik bekannte Dichtstoffe. Die Auswahl des Dichtstoffes muss danach erfolgen, wie gut er in der Lage ist, die Stifte des elektrischen Verbinders gegen das Eindringen von Stoffen wie etwa Wasser, Feuchtigkeit, Salzspritzer, Motoröle und Getriebeflüssigkeiten, um nur einige zu nennen, abzudichten. Der Dichtstoff muss seine Haftung an dem elektrischen Verbindergehäuse und dem Dichtungseinsatz der vorliegenden Erfindung beibehalten. In der besonderen Umgebung eines Fahrzeuggetriebes ist der Dichtstoff vorzugsweise kein Dichtstoff auf Silikonbasis, da solche Dichtstoffe nicht im Stande sind, den Auswirkungen von Getriebeflüssigkeiten standzuhalten. Vorzugsweise ist der Dichtstoff in der Lage, in einem so kurzen Zeitrahmen auszuhärten, damit der abgedichtete elektrische Verbinder in Fertigungslinien produziert werden kann. Ein Nachteil von Dichtstoffen auf Epoxidbasis ist, dass sie oft lange Aushärtzeiten benötigen. In der Umgebung eines Fahrzeuggetriebes ist ein bevorzugter Dichtstoff ein Polyacryl-Dichtstoff wie etwa Loctite^® 5810. In anderen Umgebungen werden andere Dichtstoffe wie dem Fachmann bekannt Verwendung finden.
Die vorstehende Erfindung wurde gemäß den zutreffenden gesetzlichen Normen beschrieben, deshalb ist die Beschreibung beispielhaft und nicht einschränkender Natur. Variationen und Modifizierungen der offenbarten Ausführungsform können für den Fachmann ersichtlich werden und fallen in den Schutzbereich der Erfindung. Demgemäß kann der dieser Erfindung gegebene gesetzliche Schutzbereich nur durch das Studium der folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Dichtungseinsatz für einen elektrischen Verbinder, umfassend: a) einen aufgeweiteten Rand, der von einer Grundfläche beabstandet ist und sich darüber erstreckt, wobei der aufgeweitete Rand einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist; b) ein an der Grundfläche angebrachtes Haltemerkmal; und c) mindestens eine elektrische Stiftführung, wobei sich die Stiftführung durch die Grundfläche erstreckt und eine Öffnung aufweist, die so dimensioniert ist, dass ein Stift eines elektrischen Verbinders durch die Grundfläche hindurchgehen kann.
Dichtungseinsatz nach Anspruch 1, wobei das Haltemerkmal einen sich von der Grundfläche erstreckenden Kompressionsstift umfasst.
Dichtungseinsatz nach Anspruch 2, wobei der Kompressionsstift ferner ein erhöhtes Kompressions-Einpassband enthält, das den Kompressionsstift umgibt.
Dichtungseinsatz nach Anspruch 2, der ferner einen sich auf der Grundfläche befindenden festen Anschlag enthält, wobei der feste Anschlag eine Einsetztiefe für den Kompressionsstift bestimmt.
Dichtungseinsatz nach Anspruch 1, wobei das Haltemerkmal einen sich von der Grundfläche erstreckenden Träger umfasst, wobei der Träger mindestens einen Schnapppassungs-Vorsprung enthält.
Dichtungseinsatz nach Anspruch 5, wobei das Haltemerkmal ferner mindestens eine Säule und mindestens einen Schlitz umfasst und wobei sich der mindestens eine Schnapppassungs-Vorsprung auf der mindestens einen Säule befindet.
Elektrischer Verbinder, umfassend: ein Verbindergehäuse, das eine Innenwand, mindestens einen elektrischen Stiftkanal und ein Haltemerkmal aufweist; mindestens einen elektrischen Stift, der sich durch den Stiftkanal in das Gehäuse erstreckt; einen Dichtungseinsatz, der sich im Innern des Gehäuses befindet und einen aufgeweiteten Rand umfasst, der von einer Grundfläche beabstandet ist und sich darüber erstreckt, wobei der aufgeweitete Rand einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist, und eine Dichtung gegen die Innenwand bildet; wobei der Dichtungseinsatz ein an der Grundfläche angebrachtes Haltemerkmal und mindestens eine Stiftführung aufweist, wobei sich die Stiftführung durch die Grundfläche erstreckt und eine Öffnung aufweist, die so dimensioniert ist, dass der Stift durch die Grundfläche hindurchgehen kann; wobei das Haltemerkmal des Gehäuses in das Haltemerkmal des Dichtungseinsatzes eingreift, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert wird und einen Dichtstofffüllspalt bildet, der in Kommunikation mit dem Stiftkanal steht; und einen Dichtstoff, wobei sich der Dichtstoff in dem Dichtstofffüllspalt und in dem Stiftkanal befindet.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 7, wobei die Öffnung in der Stiftführung eine Dichtung um den Stift bildet.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 7, wobei das Haltemerkmal des Gehäuses ein Kompressionsstiftloch umfasst und das Haltemerkmal des Dichtungseinsatzes einen Kompressionsstift umfasst, der sich von der Grundfläche erstreckt und der in dem Kompressionsstiftloch aufgenommen wird, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert wird.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 9, wobei der Dichtungseinsatz ferner einen sich auf der Grundfläche befindenden festen Anschlag umfasst.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 9, wobei der Kompressionsstift ferner ein erhöhtes Kompressions-Einpassband umfasst, das den Kompressionsstift umgibt.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 7, wobei das Haltemerkmal des Gehäuses mindestens einen Schnapppassungs-Rand umfasst und das Haltemerkmal des Dichtungseinsatzes mindestens einen Schnapppassungs-Vorsprung umfasst, der unter den Schnapppassungs-Rand passt, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert wird.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 12, wobei das Haltemerkmal des Dichtungseinsatzes ferner einen sich von der Grundfläche erstreckenden Träger umfasst und sich der Schnapppassungs-Vorsprung auf dem Träger befindet.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse ferner mindestens einen Stützständer enthält und der Träger des Dichtungseinsatzes mindestens einen Schlitz enthält, wobei der Stützständer in dem Schlitz aufgenommen ist, wenn der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse durch die Haltemerkmale arretiert ist.
Verfahren zum Abdichten eines elektrischen Verbinders, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines elektrischen Verbinders, der ein Gehäuse mit einer Innenwand, mindestens einen elektrischen Stiftkanal, einen Boden und ein Haltemerkmal aufweist; wobei sich mindestens ein elektrischer Stift durch den Stiftkanal in das Gehäuse erstreckt; b) Bereitstellen eines Dichtungseinsatzes, der einen von einer Grundfläche beabstandeten und sich darüber erstreckenden aufgeweiteten Rand umfasst, wobei der aufgeweitete Rand einen Durchmesser aufweist, der größer als ein Durchmesser der Grundfläche ist, wobei der Dichtungseinsatz ein an der Grundfläche angebrachtes Haltemerkmal und mindestens eine Stiftführung, die sich durch die Grundfläche erstreckt und eine Öffnung aufweist, die so dimensioniert ist, dass der Stift durch die Grundfläche hindurchgehen kann, aufweist; c) Aufbringen eines Dichtstoffes im Innern des Gehäuses des elektrischen Verbinders; und d) Einsetzen des Dichtungseinsatzes in das Gehäuse, wobei der Stift durch die Öffnung der Stiftführung hindurchgehen kann und das haltende Merkmal des Gehäuses in das haltende Merkmal des Dichtungseinsatzes eingreift, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert und der Dichtstoff gezwungen wird, in einen zwischen dem Dichtungseinsatz und dem Boden des Gehäuses gebildeten Dichtstofffüllspalt zu fließen, und der Dichtstoff auch in einen sich zwischen dem Stift und einer Innenseite des Stiftkanals befindenden Spalt gezwungen wird.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner in Schritt d) das Bilden einer Dichtung zwischen dem aufgeweiteten Rand und der Innenwand umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner in Schritt d) das Bilden einer Dichtung zwischen dem Stift und der Öffnung der Stiftführung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Schritt a) ferner das Bereitstellen eines Haltemerkmals umfasst, das ein Kompressionsstiftloch umfasst; Schritt b) ferner das Bereitstellen eines haltenden Merkmals umfasst, das einen Kompressionsstift umfasst; und Schritt d) ferner das Aufnehmen des Kompressionsstiftes im Kompressionsstiftloch umfasst, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert wird.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei Schritt b) ferner das Bereitstellen eines Dichtungseinsatzes umfasst, der einen sich auf der Grundfläche befindenden festen Anschlag aufweist, und wobei der feste Anschlag dazu dient, einen Teil des Dichtstofffüllspalts in Schritt d) zu definieren.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Schritt a) ferner das Bereitstellen eines Haltemerkmals umfasst, das mindestens einen Schnapppassungs-Rand umfasst; Schritt b) ferner das Bereitstellen eines haltenden Merkmals umfasst, das mindestens einen Schnapppassungs-Vorsprung umfasst; und Schritt d) ferner das Aufnehmen des Schnapppassungs-Vorsprungs unter dem Schnapppassungs-Rand umfasst, wodurch der Dichtungseinsatz in dem Gehäuse arretiert wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Schritt c) das Aufbringen eines Polyacryl-Dichtstoffes umfasst.