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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine Steckverbindung zur Durchführung einer elektrischen Kontaktierung durch eine Wand ist aus der
US 5 542 859 A bekannt. Dabei wird eine Steckverbindung zur Befestigung in einem Durchbruch der Wand beschrieben. Die Verbindung umfasst ein zylindrisches Element und ein Steckergehäuse, wobei das Steckergehäuse durch eine Öffnung im zylindrischen Element in dieses einführbar ist. Dabei erfolgt im Durchbruch die Positionierung und Befestigung (Verkeilung) der Steckverbindung mittels Führungsschlitzen im Steckergehäuse sowie Nockenelementen im zylindrischen Element.
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Eine Steckverbindung mit einem Steckverbinder mit einem Verankerungselement ist aus der WO 2010/ 081 943 A1 bekannt. Das dort gezeigte Verankerungselement ist ein Keilring, der als Verrastelement am Steckverbinder ausgebildet ist.
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Eine weitere Steckvorrichtung für Steckverbinder, die insbesondere als Wanddurchführung ausgebildet ist, ist aus der
DE 203 15 666 U1 bekannt.
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Ferner ist ein weiterer Verbinder aus der US 2007 / 0 190 835 A1 bekannt. Der dort gezeigte Verbinder hat ein Gehäuse mit einem vorderen Ende, das durch ein Montageloch in einer Platte eingeführt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steckverbindung zu schaffen, die einen nicht lösbaren Verbund durch eine einseitige Montage zwischen einem Stecker und einem Bauteil herstellt und dabei die Einbautiefe des Steckers begrenzbar macht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Steckverbindung zu realisieren mit der eine nicht lösbare Verbindung zwischen einem Stecker und einem Bauteil ermöglich wird, ohne Zuhilfenahme von weiteren Werkstoffen - wie beispielsweise Adhäsiven -, oder Werkzeugen. Die Montage der Steckverbindung kann einseitig erfolgen, zudem kann durch die Erfindung die Einbautiefe des Steckers exakt reproduzierbar gestaltet werden. Außerdem wird eine vollkommen dichte Steckverbindung ermöglicht, wie sie insbesondere bei feuchtigkeitsempfindlichen elektronischen Bauteilen in Motorräumen von Kraftfahrzeugen erforderlich ist.
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Als Einsatzgebiet der Erfindung sei daher beispielhaft die Fixierung eines elektrischen Steckers an einem Bauteilgehäuse in der Automobilbranche genannt.
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Die erfindungsgemäße Steckverbindung zum Verbinden eines elektrischen Steckers mit einem Gehäuse umfasst als Vorrichtung neben dem Stecker wenigstens ein Verrastelement, welches am Stecker angeordnet ist, sowie eine Verrastvorrichtung. Die Verrastvorrichtung ist dabei mehrteilig ausgebildet und umfasst wenigstens eine Dichtung und einen Keilring. Der Keilring weist wenigstens eine Keilfläche auf, die mit dem Verrastelement des Steckers zusammenwirkt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Keilfläche an einer am Keilring angeordneten Rippe ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsvariante können am Keilring auch zwei sich um 180° gegenüber liegende, oder mehrere, bevorzugt in einem festen Winkelverhältnis voneinander beabstandete Rippen, ausgebildet sein. Zudem ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Rippe eine Verzahnung aufweist.
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Das Verrastelement am Stecker weist wenigstens eine federnd aufweitbare Verrastlippe auf. Wobei in einem vorteilhaften, alternativen Ausführungsbeispiel - korrespondierend zu der Anzahl der Rippen am Keilring - entsprechend viele Verrastlippen rings um den Stecker angeordnet sein können.
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Um ein bestmögliches Zusammenwirken zwischen der Verrastvorrichtung und dem Stecker zu ermöglichen, ist in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch an der wenigstens einen Verrastlippe des Steckers eine Verzahnung vorgesehen.
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Alternativ können auch nur am Keilring oder nur am Stecker Verzahnungen vorgesehen sein. Dies ist dann von Vorteil, wenn das Material der Komponenten so gewählt wird, dass das die Verzahnung aufweisende Bauteil aus einem härteren Material gebildet ist, als das keine Verzahnung aufweisende. So können die festeren Zähne in das weichere Material eingreifen. Als Material können medienbeständige Kunststoffkombinationen wie beispielsweise Polyamide (PA), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyetheretherketon (PEEK) für die Verzahnung einerseits und mit einer Beschichtung für den Eingriff der Verzahnung aus Polyurethan (PUR) auf der anderen Seite dienen.
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Weisen in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sowohl die wenigstens eine Rippe, als auch die wenigstens eine Verrastlippe Verzahnungen auf, so sind die beiden Bauteile leicht und dauerhaft formschlüssig miteinander verbindbar, insbesondere mit einer in Fügerichtung flacheren Neigung (von beispielsweise 30°) und einer in Sperr-Richtung steileren Neigung der Verzahnung (von beispielsweise 60°).
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Dichtung, welche am Keilring anordenbar ist, in eine kreisringförmige Ausnehmung am Stecker einführbar. Dadurch ist die Verbindung nach außen hin gegen eventuellen Medieneinfluss gut abdichtbar. Zudem ist in genannter Weiterbildung eine zweite Dichtung vorgesehen, die beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein kann.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist der Stecker eine zusätzliche Durchführung auf, deren Anordnung parallel zu der wenigstens einen Durchführung für die elektrische Kontaktierung vorgesehen ist. Diese zusätzliche Durchführung ist für Fluide, wie beispielsweise Hydraulikflüssigkeit, nutzbar. Eine weitere beispielhafte Verwendung wäre das Gehäuse einer elektrisch angetriebenen Pumpe, deren elektrische Kontaktierung und Saug- und Druckleitungen mit einer einzigen Steckverbindung durch eine Gehäusewand hindurchführbar sind.
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Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Explosionszeichnung der Steckverbindung mit einem Stecker, einer Dichtung und einem Keilring und
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der Steckverbindung mit einem Stecker, einer Dichtung und einem Keilring in einem vorgekoppelten Zustand in einer Gehäusewand.
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Die 1 zeigt eine Steckverbindung 10, bestehend aus einem Stecker 20 und einer Verrastvorrichtung 30. Die Verrastvorrichtung 30 wird dabei von einem Keilring 32, einer ersten Dichtung 34 und einer zweiten Dichtung 36 gebildet. Der Keilring 32, die erste Dichtung 34 und die zweite Dichtung 36 werden zusammengefügt, bevor diese als Verrastvorrichtung 30 in einer Montagerichtung RM entlang einer Achse A20 des Steckers 20 auf diesen aufgeschoben werden.
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Dazu wird die zweite Dichtung 36 in eine umlaufende Nut 327 auf einer ersten Seite des Keilrings 32 eingepasst. Anschließend wird die erste Dichtung 34 mit einer ersten Dichtungsfläche 341 auf einer zweiten Seite des Keilrings 32 in eine umlaufende Aussparung 324 eingelegt.
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Am Keilring 32 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Rippen 321 und 322 vorgesehen, die gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei ist an der Rippe 321 eine Keilfläche 38 mit einer Verzahnung 381 und an der Rippe 322 eine Keilfläche 39 mit einer Verzahnung 391 ausgebildet. Die Verzahnungen 381, 391 laufen quer zur Achse A20.
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Beim Aufschieben der Verrastvorrichtung 30 auf den Stecker 20 greifen die Rippen 321 bzw. 322 unter zwei Verrastlippen 221 bzw. 222 eines Verrastelements 22, welches am Stecker 20 ausgebildet ist. Der Stecker 20 ist vorzugsweise aus einem Material gebildet, welches ermöglicht, dass die Verrastlippen 221 und 222 federnd aufweitbar gebildet sind. Hierzu eignen sich insbesondere elastische Kunststoffe.
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An der Verrastlippe 221 ist eine Keilfläche 28 mit einer Verzahnung 281 und an der Rastlippe 222 ist eine Keilfläche 29 mit einer Verzahnung 291 ausgebildet. Beim Vormontieren der Steckverbindung 10 wird die Verrastvorrichtung 30 soweit auf den Stecker 20 aufgeschoben, dass die Rippen 321 und 322 jeweils zwischen Steckerkörper 21 und den Verrastlippen 221 bzw. 222 zum Liegen kommen. Die erste Dichtung 34 der Verrastvorrichtung 30 reicht dabei leicht in eine ringförmig gestaltete Ausnehmung 242 eines Bundes 24. Der Bund 24 ist an einem den Keilflächen 281 und 291 entgegengesetzten Ende der Verrastlippen 221 und 222 radial am Stecker 20 angeordnet. Die Ausnehmung 242 des Bundes 24 kann beispielsweise durch Fräsen einer Ringnut aus Vollmaterial oder im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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In diesem vormontierten Zustand kann die Steckverbindung 10 in eine Öffnung 44 oder Bohrung eines Bauteils 40 eingeführt werden, welches beispielsweise als Gehäuse ausgebildet sein kann (dargestellt in der 2).
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Sobald der Keilring 32 beim Verbau des Steckers 20 in Kontakt mit einer Wand 42 des Bauteils 40 kommt, beginnt die Verrastung und damit die Verklemmung des Steckers 20 im Bauteil 40. Die Durchmesser der Öffnung 44 in der Gehäusewand 42 ist dabei nur unwesentlich größer als der Durchmesser des Steckers 20 im Bereich der Verrastlippen 221 und 222.
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Die Verrastung bzw. Verklemmung erfolgt dadurch, dass der Stecker 20, wie oben beschrieben, auf den Keilring 32 aufgeschoben wird und die Verrastlippen 221 und 222 des Steckers 20 hierbei durch die Rippen 321 und 322 des Keilrings 32 aufgeweitet werden. Durch die Verzahnung von 381 mit 281 bzw. 391 mit 291 wird die Steckverbindung somit gegen ein Lösen gesichert und über die Dichtungen 34 und 36 eine dichte Durchführung durch die Wand 42 gewährleistet. Zur abschließenden Positionierung des Steckers 20 im Bauteil 40 wird die gesamte Steckverbindung 10 von einer Seite (in 2 von rechts) soweit in das Bauteil 40 eingeschoben, dass die erste Dichtung 34 mit einer zweiten Dichtfläche 342 an einer Hinterwand 241 des Bundes 24 zum Anliegen kommt.
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Durch die Position des Keilrings 32 wird zudem die Einbautiefe des Steckers 20 im Bauteil 40 vorgegeben und ist somit auch in Serie eindeutig reproduzierbar.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 wird ein Stecker 20 mit zwei ersten Durchführungen 26 für die elektrische Kontaktierung dargestellt. In der 2 ist eine zweite, nur optional vorgesehene Durchführung 27 für eine fluidführende Leitung dargestellt.
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Allgemein dient die Steckverbindung 10 der vorliegenden Erfindung zur Kontaktierung eines Steckers 20 mit anderen elektrischen und/oder fluidführenden Komponenten für von außerhalb des Bauteils 40 anschließbaren Leitungen.
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Die Montage der Steckverbindung 10 in einem Bauteil 40 ist unabhängig von dessen Wandstärke 42 möglich.
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Nach dem Einbau der Steckverbindung 10 im Bauteil 40 ist deren zerstörungsfreier Ausbau nicht mehr möglich. Ebenso wird ein Lösen des Steckers 20 aus dem Bauteil 40 durch etwaige auftretende Vibration verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Steckverbindung
- 20
- Stecker
- 21
- Steckerkörper
- 22
- Verrastelement
- 221
- (erste) Verrastlippe (von 22)
- 222
- (zweite) Verrastlippe (von 22)
- 24
- Bund (an 20)
- 241
- Hinterwand (von 24)
- 242
- Ausnehmung (in 24 von 20)
- 26
- (erste) Durchführung
- 27
- (zweite) Durchführung
- 28
- Keilfläche (von 221)
- 281
- Verzahnung (an 28)
- 29
- Keilfläche (von 222)
- 291
- Verzahnung (an 29)
- 30
- Verrastvorrichtung
- 32
- Keilring
- 321
- (erste) Rippe (von 32)
- 322
- (zweite) Rippe (von 32)
- 324
- Nut (für 34)
- 326
- Nut (für 36)
- 34
- (erste) Dichtung
- 341
- (erste) Dichtfläche (von 34)
- 342
- (zweite) Dichtfläche (von 34)
- 36
- (zweite) Dichtung
- 38
- Keilfläche (von 321)
- 381
- Verzahnung (an 38)
- 39
- Keilfläche (von 322)
- 391
- Verzahnung (an 39)
- 40
- Gehäuse (Bauteil)
- 42
- Wand (von 40)
- 44
- Öffnung (in 42)
- A20
- Achse (von 20)
- RM
- Montagerichtung
