DE102018115122B4

DE102018115122B4 - Kontaktstiftabdichtung mit thermoplastischem Elastomer

Info

Publication number: DE102018115122B4
Application number: DE102018115122.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Sedlmeir
Original assignee: Geiger Automotive GmbH
Current assignee: Geiger Automotive GmbH
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2021-07-08
Anticipated expiration: 2038-06-23
Also published as: DE102018115122A1

Abstract

Behälter (50), insbesondere Kühlwasserbehälter, umfassend eine Wand zur Begrenzung eines Innenraums (53) des Behälters (50), einen Aufnahmebereich (51), und einen Kontaktstift (1), wobei der Aufnahmebereich (51) eine Öffnung (510) und einen Dichtungsbereich (5111) aufweist, und durch die Öffnung (510) wenigstens ein Abschnitt eines Kontaktstifts (1) in den Innenraum des Behälters (50) ragt, und der Dichtungsbereich (5111) eine Dichtung (54) aus TPE (thermoplastisches Elastomer) aufweist, die zur Abdichtung des Aufnahmebereichs (51) zum Kontaktstift (1) und/oder zur Befestigung des Kontaktstifts (1) am Aufnahmebereich (51) ausgebildet ist, wobei die Dichtung (54) in den Aufnahmebereich (51) eingespritztes TPE aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Behälter, insbesondere Kühlwasserbehälter, umfassend eine Wand zur Begrenzung eines Innenraums des Behälters, einen Aufnahmebereich, und einen Kontaktstift, wobei der Aufnahmebereich eine Öffnung und einen Dichtungsbereich aufweist, und durch die Öffnung wenigstens ein Abschnitt eines Kontaktstifts in den Innenraum des Behälters ragt, und der Dichtungsbereich eine Dichtung aufweist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Herstellverfahren für einen Behälter mit einem Kontaktstift bzw. für einen Kontaktstift.
STAND DER TECHNIK
Bei herkömmlichen Behältern mit einer Füllstandsmessungseinrichtung sind Kontaktstifte in die Wand des Behälters eingelegt. Zur Herstellung des Behälters werden die Kontaktstifte mit einer Dichtung versehen, in ein Behälterspritzgusswerkzeug eingelegt und mit der Behälterwand insbesondere im Bereich der Dichtung umspritzt. Dadurch wird grundsätzlich eine gute Abdichtung des Behälters an der Öffnung für die Kontaktstifte erzielt, jedoch kann es vorkommen, dass sich die Kontaktstifte insbesondere durch Vibrationen des Behälters bewegen können und vom Behälter lösen.
Als Alternative dazu können die Kontaktstifte in die Wand eines bereits gefertigten Behälters eingelegt werden. Dazu wird um die Kontaktstifte jeweils eine Dichtung, z.B. in Form von separaten Dichtringen angebracht und die Kontaktstifte im Bereich der Dichtung mit einer Vorumspritzung versehen, die die Dichtung verpresst. Anschließend wird der umspritzte Kontaktstift in einer Öffnung des Behälters so eingesetzt, dass die Dichtung mit dem Kontaktstift die Öffnung abdichtet. Hier ist der Nachteil festzustellen, dass die Herstellung viele Schritte, insbesondere mehrere Spritzgussschritte, umfasst, so dass die Herstellung eines entsprechenden Behälters mit Kontaktstiften aufwendig ist. Des Weiteren sind eine gesicherte Abdichtung des Behälters mit den Kontaktstiften und eine feste Positionierung der Kontaktstifte nicht gewährleistet. Zudem ist die Abdichtung der Kontaktstifte mit Dichtungsringen aufwändig in der Montage und zieht eine notwendige Prüfung nach sich, was einen erheblichen Aufwand und Kosten verursacht.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2006 005 529 A1 betrifft einen Behälter mit Elektroden, wobei die Elektroden aus einem leitfähigen Kunststoff hergestellt sind. Bei der Herstellung des Behälterkörpers werden Diffusions- und/ oder Verschmelzungsvorgänge zwischen den Elektroden und dem Behälter ausgelöst, so dass auf eine Dichtung verzichtet werden kann.
Ein entsprechender Behälter mit derartigen Elektroden scheint jedoch in der Konstruktion, insbesondere in der Materialwahl, aufwendig und komplex zu sein, da die Elektroden aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, die zudem auch noch leitfähig sein müssen. Um einen Diffusionsbereich bzw. einen Verschmelzungsbereich zwischen den Elektroden und der Wand des Behälters zu schaffen, müssen sowohl die Elektroden als auch der Behälter aus einem geeigneten und zusammenpassenden Kunststoffmaterial hergestellt sein, wobei das Diffundieren bzw. Verschmelzen nicht einfach zu realisieren ist sowie die Herstellparameter nicht einfach genau festzulegen sind. Deshalb ist auch hier die Herstellung sehr komplex. Weiterhin ist die Verbindung zwischen dem Behälter und den Elektroden nicht sicher, da das Material des Behälters, beispielsweise beim Spritzgießen, nicht zu heiß sein darf, um ein eventuelles Aufschmelzen der Kunststoffelektroden zu vermeiden. Im Fall eines Aufschmelzens könnte die Elektrode unzureichende und schlechte Messsignale liefern. Deshalb ist auch eine sichere Verbindung nicht möglich und die Elektroden können sich im Betrieb durch Störungen und/ oder Vibrationen lösen und unter Umständen aus dem Behälter herausfallen. Darüber hinaus ist nicht gewährleistet, dass eine ausreichende Abdichtung des Behälters zur Elektrode durch die Diffusion bzw. Verschmelzung insbesondere nach einem längeren Einsatz eingehalten wird.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 24 52 492 A1 ist eine Sonde für eine elektrische Flüssigkeits-Messordnung bekannt, bei der über die Sonde der elektrische Kontakt mit einer Flüssigkeit hergestellt wird, deren Pegel in einem Behälter zu überwachen ist, wobei der elektrische Widerstand eines die Sonde und die Flüssigkeit einschließenden Stromkreises die Anwesenheit bzw. das Fehlen von der Sonde beaufschlagender Flüssigkeit anzeigt.
Die DE 10 2010 011 151 A1 beschreibt einen Tank mit einem Sensor und ein entsprechendes Verfahren zur Bestimmung des Füllstands im Tank.
Aus der DE 10 2007 026 273 A1 ist ein Sensor zur Ermittlung des elektrischen Widerstands eines flüssigen und/oder verflüssigbaren Mediums mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Elektroden und einer mit den Elektroden in Verbindung stehenden Spannungsquelle bekannt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter mit Kontaktstift und ein Herstellverfahren für einen Behälter bereit zu stellen, womit die Nachteile des Standes der Technik behoben werden und ein Kontaktstift in einem Behälter sicher positioniert und abgedichtet und mit geringem Aufwand hergestellt werden kann.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird durch einen Behälter nach Anspruch 1, sowie durch ein Herstellverfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßer Behälter, insbesondere einen Kühlwasserbehälter, umfasst eine Wand zur Begrenzung eines Innenraums des Behälters, einen Aufnahmebereich, und einen Kontaktstift, wobei der Aufnahmebereich eine Öffnung und einen Dichtungsbereich aufweist, und durch die Öffnung wenigstens ein Abschnitt eines Kontaktstifts in den Innenraum des Behälters ragt, und der Dichtungsbereich eine Dichtung aus TPE (thermoplastisches Elastomer) aufweist, die zur Abdichtung des Aufnahmebereichs zum Kontaktstift und/oder zur Befestigung des Kontaktstifts am Aufnahmebereich geeignet ist.
Ein Behälter gemäß der Erfindung weist eine Wand zur Begrenzung des Innenraums des Behälters, einen Kontaktstift bzw. eine Elektrode, und einen Aufnahmebereich mit einer Öffnung auf. Durch die Öffnung ragt wenigsten ein Abschnitt des Kontaktstifts in den Innenraum des Behälters, so dass der Kontaktstift in den Innenraum ragt. Der Kontaktstift wird durch seine Positionierung im Aufnahmebereich und ggf. zusätzlich durch die Dichtung befestigt. Durch eine derartige Befestigung wird ein Lösen des Kontaktstifts aus der Öffnung des Behälters, bzw. des Aufnahmebereichs verhindert, so dass der Behälter problemlos auch mit Vibrationen beaufschlagt werden kann, ohne dass sich dadurch der Kontaktstift aus der Position löst.
Der Behälter umfasst einen Dichtungsbereich mit einer Dichtung aus TPE, die zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen Aufnahmebereich und Kontaktstift geeignet ist, so dass keine Flüssigkeiten aus dem Innenbereich des Behälters ausdringen können.
Daneben wird der Kontaktstift durch das eingespritzte TPE axial gesichert. Durch die sichere Positionierung wird der Kontaktstift beim Einsatz durch beispielsweise Vibrationen und/ oder Wärmeausdehnungen nicht gelockert und unterbunden, dass er sich relativ zum Behälter bewegt oder sogar ablöst.
Das Rohmaterial des Kontaktstifts kann ein Metall sein. Hinsichtlich der Materialverträglichkeit mit beispielsweise einem Kühlwasserbehälter oder den zu messenden Prüflingen, insbesondere hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber einer Reihe von Stoffen, kann vorgesehen sein, dass der Kontaktstift aus Edelstahl oder einem Edelmetall, wie Kupfer, Silber oder Gold, hergestellt ist. Somit kann der Kontaktstift auch in einen Behälter eingesetzt werden, der unter Anderem zur Aufnahme von Schmierstoffen und Lösungen vorgesehen ist.
Vorzugsweise weist die Dichtung in den Aufnahmebereich eingespritztes TPE auf.
Thermoplastische Elastomere (TPE) zeigen unter Wärmezufuhr thermoplastisches Verhalten und lassen sich von daher plastisch verformen. Das TPE wird vor dem Zeitpunkt des Einspritzens erhitzt und befindet sich in einem weitgehend flüssigen Zustand und kann sich infolgedessen an die Konturen des Kontaktstifts und des Aufnahmebereichs anpassen.
Das flüssige TPE wird nach Einbringen des Kontaktstifts in den Aufnahmebereich eingespritzt und bildet nach Erstarren eine Dichtung. Die Dichtung kann sich hierbei im Dichtungsbereich befinden, der sich insbesondere im Übergang vom Innenraum des Behälters zum Aufnahmebereich befindet. Das flüssige TPE kann aber auch den Aufnahmebereich vollständig bis zur Öffnung ausfüllen und von außen her sichtbar sein.
Das Einspritzen erfolgt in der Regel nach der Anordnung des Kontaktstifts in den Behälter und soll vor allem den Innenbereich des Behälters in Bezug auf den Kontaktstift abdichten, so dass Flüssigkeiten, die im Innenraum des Behälters enthalten sind, nicht ausdringen können.
Daneben ist die Dichtung zur Bildung eines Formschlusses und/ oder eines Stoffschlusses zwischen Dichtung und dem Kontaktstift und/oder zwischen Dichtung und dem Aufnahmebereich ausgebildet.
Neben der Abdichtung des eingebrachten Kontaktstifts kann das TPE derart in den Aufnahmebereich eingebracht werden, dass der Kontaktstift formschlüssig und/ oder stoffschlüssig, bzw. zur Bildung einer formschlüssigen/stoffschlüssigen Verbindung im Aufnahmebereich in seiner Lage fixiert wird. Hierbei kann der gesamte Aufnahmebereich bzw. ein großer Teil des Aufnahmebereichs mit dem TPE gefüllt werden.
Der Kontaktstift des Behälters weist einen Hauptkörper mit einer Längsachse, ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende zur Abnahme von Messsignalen und das zweite Ende als Messelektrode ausgebildet sind.
Das zweite Ende dient als Elektrode und das erste Ende dient zur Abgabe der am zweiten Ende detektierten Messgrößen. Am zweiten Ende können die Messgrößen an beispielsweise ein Gerät oder an eine Vorrichtung zur Weiterverarbeitung ab-/weitergeleitet werden. Das erste Ende kann dementsprechend zum Abgreifen von Signalen ausgebildet sein.
Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass das zweite Ende eine Spitze aufweist. Dies ermöglicht ein leichtes Einführen des zweiten Endes des Kontaktstifts in den Behälter, insbesondere wenn beispielsweise noch keine Öffnung vorhanden ist oder die Öffnung zumindest bereichsweise einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. In diesem Fall kann beim Einbau in den Behälter durch die spitze Ausführung zusätzlich eine Zentrierung des Kontaktstifts durchgeführt werden. Neben der spitzen Ausführung kann das zweite Ende auch andere Formen, wie z.B. eine eckige oder eine gerundete Form aufweisen. Eine eckige Form hat den Vorteil, dass Sie einfacher hergestellt werden kann.
Weiterhin umfasst der Kontaktstift zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende wenigstens ein Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung des Kontaktstifts.
Mit einem solchen Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung (Festhalteelement) kann der Kontaktstift am Behälter positioniert werden, so dass der Kontaktstift beim Einsatz nicht durch beispielsweise Vibrationen und/ oder Wärmeausdehnungen gelockert wird, sich relativ zum Behälter bewegt oder sogar ablöst.
Das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung, der Hauptkörper sowie das erste Ende und das zweite Ende können einteilig oder mehrteilig mit/ am Kontaktstift ausgeführt sein, so dass beispielsweise das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung am ersten Ende beispielsweise durch Kleben oder Schweißen angebracht wird. Dabei können die einzelnen Bauteile/ Baugruppen/ Bereiche aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien, insbesondere Metallen wie z. B. Edelstahl, hergestellt sein.
In bevorzugter Weise ist das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung zum Verkrallen, Verkanten und/oder Verhaken des Kontaktstifts in einer bestimmten Position am Behälter ausgebildet. Das Element kann auch ein Widerhaken sein. Der Kontaktstift kann somit im Aufnahmebereich verpresst werden, bevor TPE eingespritzt wird.
Das Element ist zum Einhaken bzw. Verkrallen des Kontaktstifts in einer bestimmten Position am Kühlwasserbehälter ausgebildet.
Der Kontaktstift ist durch Verkrallen, Verkanten und/ oder Verhaken am Behälter befestigt. Durch eine derartige Befestigung wird ein Lösen des Kontaktstifts aus der Öffnung des Behälters verhindert, so dass der Behälter problemlos auch mit Vibrationen beaufschlagt werden kann, ohne dass sich dadurch der Kontaktstift aus der Position löst. Der Kontaktstift kann wie oben ausgeführt ausgebildet sein.
Der Kontaktstift ist in eine eigens dafür am Behälter vorgesehene Öffnung eingebracht. Entsprechend findet das Einhaken bzw. Verkrallen an der Innenwand der Öffnung statt. Es ist jedoch auch möglich, dass das Element zur Befestigung, und/ oder Sicherung sich an wenigstens einem Rand, vorzugsweise an einem inneren Rand und/ oder einem äußeren Rand der Öffnung einhakt, um den Kontaktstift gegen eine Bewegung und ein Lösen vom Behälter zu sichern. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Behälter Flansche und/ oder Nuten aufweist, in die entsprechende Festhalteelemente des Kontaktstifts eingreifen, um in einer gesicherten bzw. positionierten Verbindung mit dem Behälter gehalten zu werden.
Es ist aber auch möglich, dass das Einhaken bzw. Verkrallen sowohl durch ein starres als auch durch ein flexibles Element zur Befestigung und/ oder Sicherung durchgeführt werden kann.
Weiterhin kann die Verbindung durch Verkanten als Unterbegriff zu Einhaken angesehen werden, da auch hier wenigstens zwei Teilelemente, nämlich ein Festhalteelement des Kontaktstifts und beispielsweise eine Nut der Öffnung des Behälters im Wesentlichen ineinander eingehakt sind. Dazu kann der Kontaktstift schräg in die Öffnung des Behälters eingesetzt werden, wobei das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung in eine in der Öffnung ausgebildete Nut eingreift.
Insbesondere bei der Verwendung eines flexiblen Bauteils bzw. Elements, beispielsweise im Bereich der Öffnung des Behälters und/ oder als Element zur Befestigung, und/ oder Sicherung, kann eine gesicherte Positionierung des Kontaktstifts durch Verspannen hergestellt werden. So kann beispielsweise die Öffnung zumindest bereichsweise einen kleineren Öffnungsquerschnitt aufweisen als zumindest bereichsweise der Kontaktstift (oder umgekehrt), so dass der Kontaktstift beim Einführen in die Öffnung eingeklemmt wird. Bei einer alternativen Ausgestaltung weist der Kontaktstift flexible bzw. elastische Elemente, wie elastische Sicherungsbolzen und/ oder Flansche, auf, die an der Wand der Öffnung komprimiert zum Anliegen kommen. Natürlich können flexible/ elastische Elemente auch an der Innenseite der Öffnung ausgebildet sein.
Somit sind für der erfindungsgemäßen Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung des Kontaktstifts an einem Behälter, auch bei der nachfolgenden Beschreibung, nicht nur ein Einhaken bzw. ein Verkrallen möglich, sondern auch andere form- oder kraftschlüssigen Verbindungen, wie zum Beispiel Verspannen oder Verkannten, auch wenn der Einfachheit wegen lediglich ein Einhaken bzw. ein Verkrallen beschrieben wird.
Weiterhin kann ein Endabschnitt des Elements zum Einhaken bzw. Verkrallen in Richtung des ersten Endes des Kontaktstifts ausgerichtet sein. Somit wäre ein Einbringen des Kontaktstifts in eine Öffnung des Behälters von dessen Außenseite leicht möglich, da die äußere, flache, vorzugsweise glatte, Seite des Elements zum Einhaken an der Innenwand der Öffnung anliegt bzw. an dieser während des Einführens des Kontaktstabes in die Öffnung entlang gleitet. Der Endabschnitt des Festhalteelements bildet vorzugsweise eine Spitze, die sich beim Versuch, das Festhalteelement zu entfernen, aufgrund der Ausrichtung gegen die Innenwand der Öffnung spreizt, Somit wirkt das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung einer Kraft zum Entfernen des Kontaktstifts entgegen.
Eine Ausführungsform kann vorsehen, dass der Kontaktstift am ersten Ende, vorzugsweise im Bereich des Elements zum Befestigen, und/ oder Sichern flach bzw. als Fahne ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich das Element zur Befestigung und/ oder Sicherung in einfacher Art und Weise am Kontaktstift ausformen bzw. anbringen. Es kann sich in der Ebene des flachen bzw. als Fahne ausgebildeten Bereichs von der Längsachse weg erstrecken, so dass der Kontaktstift nicht über seinen gesamten möglichen Umfang in der Öffnung des Behälters gesichert ist. Somit kann Material eingespart werden.
Das zweite Ende, insbesondere der Bereich des Festhalteelements kann beispielsweise durch Prägen des Kontaktstifts hergestellt werden, so dass schließlich der Bereich zwar flacher (weniger tief) als der Hauptkörper ist, jedoch eine größere Breite (senkrecht zur Längsachse und zur Tiefe) aufweist. Auch hier wäre ein Materialersparnis zu verzeichnen. Das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung selbst kann schließlich an den flachen bzw. als Fahne geformten Bereich, beispielsweise mittels einer Präge, Stanze, eines Gesenks, eines Meißels oder eines Messers, geprägt, angeprägt oder gestanzt werden. Dieser Bearbeitungsschritt kann auf Grund des flachen Bereichs genauer und einfacher durchgeführt werden. Es ist dabei möglich, das Festhalteelement bereits während des Schritts zur Formgebung des Bereichs des Festhalteelements gleichzeitig durchzuführen. Alternativ dazu kann der Kontaktstift mit dem Festhalteelement durch ein Gießverfahren hergestellt werden, so dass durch das Gussformgebungsverfahren bereits das Festhalteelement am Kontaktstift ausgebildet ist.
Somit kann beispielsweise der Kontaktstift aus einem runden, drahtartigen Rohling hergestellt werden. Der Rohling wird dabei abgelängt, an einem Bereich am ersten Ende gepresst bzw. geprägt und schließlich das wenigstens ein Element zur Befestigung und/ oder Sicherung an dem gepressten bzw. geprägten Bereich angeprägt.
Des Weiteren kann der flache bzw. als Fahne ausgebildete Bereich am ersten Ende einen Steckerbereich aufweisen, an dem eine Leitung beispielsweise durch Löten, durch einen Stecker oder einen Kabelschuh angebracht wird. Natürlich ist es auch möglich, dass der Steckerbereich eine andere beliebige Form bzw. Querschnittsfläche aufweist. Der Bereich für das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung, der Steckerbereich und/ oder der Hauptkörper können die gleichen oder unterschiedliche Formen aufweisen. Jedoch können die einzelnen Abschnitte des Kontaktstifts gleich (in gleicher Dimension und/ oder Form) ausgebildet sein und als einheitliche Bereiche betrachtet werden.
Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass das zweite Ende eine Spitze aufweist. Dies ermöglicht ein leichtes Einführen des zweiten Endes des Kontaktstifts in den Behälter, insbesondere wenn beispielsweise noch keine Öffnung vorhanden ist oder die Öffnung zumindest bereichsweise einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. In diesem Fall kann beim Einbau in den Behälter durch die spitze Ausführung zusätzlich eine Zentrierung des Kontaktstifts durchgeführt werden. Neben der spitzen Ausführung kann das zweite Ende auch andere Formen, wie z.B. eine eckige oder eine gerundete Form aufweisen. Eine eckige Form hat den Vorteil, dass Sie einfacher hergestellt werden kann
In einer besonderen Ausführung weist der Kontaktstift wenigstens einen Positionierbereich auf.
Der Positionierbereich dient der Anordnung des Kontaktstifts im Aufnahmebereich des Behälters. Der Kontaktstift wird dadurch temporär fixiert, bis das TPE eingebracht wird und die endgültige Lage festigt.
Daneben weist der Aufnahmebereich einen Auflagebereich auf, der zur Aufnahme und/oder Auflage des Positionierbereichs des Kontaktstifts ausgebildet ist.
Der Aufnahmebereich kann z.B. in Form eines Vorsprungs oder Flansches ausgebildet sein oder der bloßen Auflage des Positionierbereichs dienen. Daneben kann der Aufnahmebereich eine sich verjüngende Form aufweisen, so dass der Positionierbereich aufgenommen und durch Verklemmen fixiert wird.
In einer vorteilhaften Ausführung weist der Kontaktstift wenigstens ein Positionierelement auf.
Das Positionierelement dient vor allem der sicheren Anordnung bzw. Positionierung des Kontaktstifts am Behälter. Das Positionierelement ist derart am Hauptkörper des Kontaktstifts angeordnet, um den Positionierbereich des Kontaktstifts relativ zum Auflagebereich des Aufnahmebereichs anzuordnen. Mit dem Positionierelement kann der Kontaktstift relativ zum Behälter positioniert, eine Sicherung im montierten Zustand und die axiale Sicherung der Anordnung der Dichtung vor dem Einspritzen des TPE erzielt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Positionierelement hülsenartig ausgebildet und umfasst den Hauptkörper des Kontaktstifts. Das Positionierelement kann zum Kontaktstift auch ein eigenständiges Bauteil sein, das einen Abschnitt des Kontaktstifts umgreifen kann.
Das Positionierelement kann entlang des Hauptkörpers des Kontaktstifts axial bewegbar sein.
Bevorzugt ist das Positionierelement im Festhaltebereich angeordnet, folglich im Bereich zwischen dem Festhaltebereich, bzw. dem Element zur Befestigung und/oder Sicherung und dem zweiten Ende (mit Blick auf das zweite Ende). Das Positionierelement wirkt als Distanzelement, vor allem im Hinblick auf das nachfolgende Einspritzen von TPE und kann den Kontaktstift relativ zum Aufnahmebereich in einer vordefinierten axialen Position sichern.
Das Positionierelement in Form einer Buchse kann aus dem gleichen oder aus einem anderen Material als der Kontaktstift bestehen. In vorteilhafter Weise besteht das Positionierelement aus Kunststoff.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist der Hauptkörper des Kontaktstifts mindestens eine Aussparung zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Dichtung aus TPE auf.
Das eingespritzte flüssige TPE füllt die Aussparung aus und bildet einen Formschluss und/oder einen Stoffschloss mit dem Kontaktstift. Die Aussparung kann in Form einer Rille, Ausbuchtung, Vertiefung etc. ausgestaltet sein. Daneben können ein oder auch mehrere Aussparungen vorgesehen sein, die auf unterschiedlichen Seiten des Hauptkörpers des Kontaktstifts und ggf. versetzt zueinander angeordnet sind. Die Rillen können bei der Prägung des Kontaktstifts an einer Seite oder beidseitig an dem Kontaktstift hergestellt werden. Eine eventuelle Längung des Kontaktstifts wird berücksichtigt.
Infolgedessen wird der Kontaktstift neben der Fixierung entlang seiner Längsachse auch hinsichtlich einer möglichen Drehbewegung fixiert.
Durch die sichere Positionierung mittels ausgebildeter Dichtung und ggf. zusätzlich durch das Element zur Befestigung und/ oder Sicherung wird der Kontaktstift beim Einsatz durch beispielsweise Vibrationen und/ oder Wärmeausdehnungen nicht gelockert und unterbunden, dass er sich relativ zum Behälter bewegt oder sogar ablöst.
In vorteilhafter Weise besteht die Dichtung aus TPE S (Styrol-Blockcopolymere).
Ein auf Styrolblockcopolymeren basierendes TPE wird auch als TPE S oder TPS bezeichnet. TPS werden nochmals unterteilt in SBS, SEBS, SEPS, SEEPS und MBS.
Die vorliegende Erfindung hat auch ein Herstellverfahren für einen Behälter wie oben beschrieben zum Gegenstand.
Das Herstellverfahren für einen Behälter umfasst die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen eines Kontaktstifts, und
b) Einführen wenigstens eines Teils des Kontaktstifts in die Öffnung des Aufnahmebereichs bis zu einer Endposition,
c) Einspritzen von TPE in den Aufnahmebereich des Behälters zur Ausbildung der Dichtung zum Abdichten.

Behälter und Kontaktstift können gleichzeitig hergestellt werden. Eine Berücksichtigung verschiedener Verarbeitungs- und Herstellungsmethoden des Behälters und des Kontaktstifts sowie der Prozessparameter ist nicht notwendig, so dass das Herstellungsverfahren einfacher gestaltet ist.
Ein Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung am Kontaktstift kann während des Bereitstellens des Kontaktstifts beispielsweise durch Prägen oder Anprägen ausgebildet bzw. angeordnet werden.
Nach dem Bereitstellen des Kontaktstifts wird dieser in die Öffnung des Behälters bis zu einer Endposition eingebracht. Durch die Form des Aufnahmebereichs wird der Kontaktstift zentriert und dessen gerade Einführung ist gesichert und nach dem Einführen ist dessen Position fixiert.
Der Aufnahmebereich kann z.B. durch eine verengende Form derart geformt sein, dass der Kontaktstift im Positionierbereich verklemmt wird und auf diese Weise positioniert wird. In diesem Fall würde auch kein zusätzliches Element zur Befestigung, Positionierung und/oder Sicherung benötigt werden.
Der derart vorab fixierte Kontaktstift wird durch das eingespritzte TPE abgedichtet und die Lage des Kontaktstifts dauerhaft fixiert. Das Einspritzen kann durch direkt in den Aufnahmebereich z.B. über einen Nebenkanal oder über die Öffnung eingespritzt werden.
In einer bevorzugten Ausführung wird im Schritt b) das Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung verspannt, um sich mit dem Behälter zu verhaken bzw. zu verkrallen.
Durch eine geeignete Ausführung des Elements zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung kann ein Lösen des Kontaktstifts aus der Öffnung bzw. des Aufnahmebereichs des Behälters verhindert werden.
In vorteilhafter Weise ist m Schritt b) der Positionierbereich auf und/ oder in dem Auflagebereich angeordnet.
Beim Einführen eines Teils des Kontaktstifts wird der Positionierbereich des Kontaktstifts im Auflagebereich des Aufnahmebereichs des Behälters angeordnet. Sofern er dort nur aufliegt kann durch das Element zur Befestigung, Positionierung und/oder Sicherung der Kontaktstift in seiner Lage z.B. durch Verhaken bzw. gegenüber dem Behälter gesichert positioniert werden, ohne sich aus seiner Positionierung zu lösen.
Im Schritt c) wird die Dichtung zum Formschluss und/ oder Stoffschluss zwischen dem Aufnahmebereich und dem Kontaktstift ausgebildet.
Sofern mehr TPE eingespritzt wird, als für die Ausbildung der Dichtung erforderlich ist, wird der Aufnahmebereich ggf. bis zur Öffnung mit TPE gefüllt, und es wird eine formschlüssige und/ oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Aufnahmebereich und dem Kontaktstift hergestellt. In diesem Fall ist das eingespritzte TPE auch von außen erkennbar.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren deutlich. Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf einen Kontaktstift gemäß der Erfindung,
1A eine Draufsicht auf einen Kontaktstift mit Positionierelement;
2 eine Seitenansicht des Kontaktstifts gemäß 1;
2A eine Seitenansicht des Kontaktstifts mit Positionierelement gemäß 1A;
3 eine perspektivische Darstellung des Kontaktstifts aus 1 und 2 ohne Positionierelement;
4 eine schematische Darstellung eines Behälters mit einem Kontaktstift gemäß der Erfindung, und
5 eine schematische Darstellung des Behälters aus 4 im Detail.
6 eine schematische Darstellung eines Behälters mit zwei Kontaktstiften mit Positionierelementen in Form einer beweglichen Buchse
7A/7B zwei Detailansichten eines mit Rillen versehenen Hauptkörpers eines Kontaktstifts.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die 1, 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktstifts. Der Kontaktstift 1 umfasst einen Hauptkörper 2, der länglich entlang seiner Längsachse A ausgebildet ist, ein erstes Ende 20, und ein zweites Ende 30. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Ende 30 als spitzes Ende mit einer Spitze 31 ausgeführt. Das Ende des zweiten Endes 30 kann aber auch eine andere Form aufweisen, wie z.B. eine eckige oder gerundete Form. Weiterhin weist der Hauptkörper 2 in diesem Ausführungsbeispiel eine runde Querschnittsfläche auf.
Das erste Ende 20 unterscheidet sich in seiner Querschnittsfläche vom Hauptkörper 2 und ist flach ausgeführt, so dass das erste Ende 20 einen annähernd quaderförmigen Abschnitt am Kontaktstift 1 bildet. Das erste Ende 20 weist zudem einen Kontaktbereich 21 und einen Festhaltebereich 22 auf. Mit dem Kontaktbereich 21 können vom zweiten Ende 30 aufgenommene bzw. empfangene Signale bzw. Messrohdaten an weitere Geräte zum Auswerten der Signale bzw. Daten weitergeleitet werden. Dazu ist in diesem Ausführungsbeispiel der Kontaktbereich 21 als Kontaktfahne ausgeführt, um beispielsweise durch eine Klemme, einen Kabelschuh oder einen Stecker die Daten bzw. Signale abzugreifen. Je nach gewünschter Kontaktierungsart kann der Kontaktbereich 21 auch von der Quaderform abweichen und zylindrisch, vieleckig und/oder hohl ausgeführt sein bzw. einen Verbindungsmechanismus, wie z. B. eine Klemme, aufweisen. Auch der Festhaltebereich 22 kann grundsätzlich dieselbe Form wie der Kontaktbereich 21 oder eine unterschiedliche Form aufweisen, und ist nicht auf die Quaderform beschränkt.
Der Festhaltebereich 22 ist am ersten Ende 20 angeordnet, befindet sich zwischen dem Kontaktbereich 21 und dem zweiten Ende 30.
Der Festhaltebereich 22 weist zudem an einem zum zweiten Ende 30 gerichteten Ende einen Positionierbereich 23 auf.
Die 1A und 2A zeigen ein Ausführungsbeispiel des Kontaktstifts der 1 und 2 mit einem zusätzlichen Positionierelement 55. Das Positionierelement 55 ist unterhalb (mit Blick auf das zweite Ende 30) des Festhaltebereichs 22 angeordnet. Der Aufbau entspricht ansonsten dem Kontaktstift der 1 und 2.
Nachfolgend wird auf die 4 und 5 verwiesen, die den Kontaktstift 1 beim Einsatz in einem Behälter 50 darstellen.
Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, weist der Behälter 50 einen Aufnahmebereich 51 mit einer Öffnung 510, einem äußeren Kragen 511 und einen inneren Kragen 512 auf, die sich vom Rand des Behälters 50 in diesen hinein erstrecken. Durch den äußeren Kragen 511 und inneren Kragen 512 weist der Aufnahmebereich 51 einen nach innen sich verjüngenden Querschnitt auf. An der Stelle des Übergangs von dem äußeren Kragen 511 zum inneren Kragen 512 befindet sich am inneren Kragen ein Auflagebereich 5121 in Form eines Flanschs. Der Aufnahmebereich 51 verbindet den Außenraum 52 des Behälters 50 mit seinem Innenraum 53. Weiterhin weist der Aufnahmebereich 51 des Behälters 50 im Bereich der Öffnung 510 einen Öffnungsrand 513 auf, der sich vom Behälter 50 nach außen weg erstreckt und die Öffnung 510 wie eine Hülse umgibt.
In die Öffnung 510 des Behälters 50 ist der Kontaktstift 1 in den Aufnahmebereich 51 so eingeführt, dass das zweite Ende 30 durch den inneren Kragen 512 in den Innenraum 53 des Behälters 50 ragt. Der Positionierbereich 23 liegt auf dem Auflagebereich 5121 auf.
Sobald der Positionierbereich 23 auf dem Auflagebereich 5121 aufliegt und der Kontaktstift 1 ggf. entlang seiner Achse A noch justiert wird, wird das TPE vornehmlich im Bereich der Öffnung 510 zur Bildung einer Dichtung 54 im Bereich des Auflagebereichs 5121 eingespritzt.
Dabei befindet sich, bzw. wird die Dichtung 54 zwischen dem zweiten Ende 30 und dem Festhaltebereich 22 gebildet, so dass die Dichtung 54 den Behälter 50 im Bereich des Auflagebereichs 5121 abdichtet (in 5 wird die durch das TPE ausgebildete Dichtung schraffiert dargestellt). Der Festhaltebereich 22 liegt benachbart zum äußeren Kragen 511.
Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich ist, ist am Kontaktbereich 21 des Kontaktstifts 1 ein Stecker 60 angebracht. Durch den Stecker 60 ist am ersten Ende 20 eine Verbindungsleitung 61 angekoppelt, so dass das zweite Ende 30 des Kontaktstifts mit einem weiteren Gerät (nicht dargestellt) verbunden werden kann.
Durch das eingespritzte TPE wird durch Ausbildung der Dichtung 54 der Kontaktstift zum Aufnahmebereich 51 im Dichtungsbereich 5111 auf Höhe des Auflagebereichs 5121 abgedichtet. Es kann aber auch mehr TPE eingespritzt werden, so dass der Aufnahmebereich 51 bis zur Öffnung 510 des Behälters 50 vollständig gefüllt wird. Das TPE ist in diesem Fall von außen sichtbar.
Wie aus 5 ersichtlich wird, weist der Hauptkörper 2 des Kontaktstifts 1 in dieser Ausführungsform einen vorgelagerten abstehenden Positionierbereich 23 auf, der den Kontaktstift 2 gegenüber den Auflagebereich 5121 positioniert. Der Auflagebereich 5121 ist konisch zulaufend bzw. verjüngend. Der Kontaktstift 1 wird im Auflagebereich 5121 des inneren Kragens 512 festgeklemmt, wobei ein Lösen der Verklemmung zusätzlich durch die Widerhaken 221, 222 verhindert wird. Durch Schraffur wird die durch das TPE ausgebildete Dichtung dargestellt.
Ein eventuelles Zentrieren des Kontaktstifts 1 hinsichtlich der Auflagebereichs 5121 wird durch die Spitze 31 des zweiten Endes 30 und/ oder einer runden Querschnittsfläche des Positionierbereichs 23, insbesondere des zweiten Endes 30, bewerkstelligt.
Aus 6 wird die Anordnung von zwei identischen Kontaktstiften 1,1' mit zwei Positionierelementen 55, 55', in zwei Öffnungen 510, 510' eines Behälters 50 ersichtlich. Die aus dem TPE gebildete Dichtung 54, 54' (dargestellt durch Schraffur) ist an dem nach innen verjüngendem Querschnitt des Aufnahmebereiche 54, 54', d.h. im Bereich der Aufnahmebereiche 5121, 5121' an der Stelle des Übergangs vom äußeren Kragen 511 zum inneren Kragen 512 angeordnet. Die Anordnung der Kontaktstifte 1, 1' in den Aufnahmebereichen 54, 54' ist grundsätzlich die gleiche wie in der vorangegangenen Beschreibung der 4 und 5. Das bewegliche Positionierelement 55, 55' befindet sich ausgehend vom ersten Ende 20, 20' zum zweiten Ende 30, 30' hin im Festhaltebereich 22, 22'. Das Positionierelement 55, 55' ist in der vorliegenden Ausführung in Form einer Buchse ausgebildet und weist in seiner Mitte eine Öffnung zur Aufnahme des Hauptkörpers 2, 2' des Kontaktstifts 1,1' auf und ist, solange der Kontaktstift noch nicht in seiner bestimmungsgemäßen Position am Behälter angeordnet ist, axial entlang des Hauptkörpers 2, 2' bewegbar. Das Positionierelement 55, 55' kann somit vor dem Einpressen in die Öffnung des Behälters von vom zweiten Ende zum ersten Ende hin auf den Kontaktstift aufgeschoben werden. Der Durchmesser des Positionierelements 55, 55' entspricht weitgehend dem Durchmesser der Öffnung 510, 510', um eine möglichst spielfreie Positionierung zu ermöglichen. Die Kontaktstifte 1, 1' werden axial zum Innenraum der jeweiligen Öffnung 501, 510' positioniert.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann beim Einsetzen, bzw. Einbauen der Kontaktstifte 1, 1' in den Behälter 50 das Positionierelement 55, 55' bereits an der Öffnung 510, 510' positioniert sein. Das Positionierelement 55, 55' weist in diesem Fall einen vergrößerten Innendurchmesser auf, so dass der Kontaktstift leichter eingeführt werden kann. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, das Positionierelement 55, 55' zuerst am Kontaktstift 1, beispielsweise durch Aufstecken, anzubringen und anschließend den Kontaktstift 1 in die Öffnung 510 einzuführen. In diesem Fall kann der Durchmesser des Positionierelements 55, 55' an den Kontaktstift angepasst sein, so dass dieser weitgehende spielfrei anliegt. Die oben genannten Alternativen des Zusammenbaus und Einbaus sind abhängig vom Zweck und der Art des zu verwendenden Behälters.
Aus den 7A und 7B wird der Hauptkörper 2, 2' eines Kontaktstifts 1 mit Aussparungen 24, 24' in Form von Rillen in zwei Detailansichten erkennbar. Die Rillen werden bei der Prägung des Kontaktstifts an einer oder an beiden Seiten hergestellt.
In 7A weisen die Rillen 24 eine nahezu eckige Form auf und sind an zwei Seiten des Hauptkörpers 2 versetzt angeordnet.
Die Rillen 24' des Hauptkörpers 2' des Kontaktstifts in 7B weisen eine abgerundete Form auf und sind ebenfalls an zwei Seiten des Hauptkörpers 2' versetzt angeordnet.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Rahmen der beigefügten Ansprüche Abwandlungen oder Änderungen umfasst, wobei die Änderungen durch unterschiedliche Kombination einzelner dargestellter Merkmale als auch durch Weglassen einzelner Merkmale erfolgen können. Insbesondere ist jegliche Kombination einzelner dargestellter Merkmale von der Erfindung umfasst.
Bezugszeichenliste

1: Kontaktstift
2, 2': Hauptkörper
20: erstes Ende
21: Kontaktbereich
22: Festhaltebereich
23: Positionierbereich
24, 24': Aussparung
30: zweites Ende
31: Spitze
50: Behälter
51: Aufnahmebereich
52: Außenraum
53: Innenraum
54: Dichtung
60: Stecker
61: Verbindungsleitung
510: Öffnung
511: äußerer Kragen
5111: Dichtungsbereich
512: innerer Kragen
5121: Auflagebereich/ Flansch
513: Öffnungsrand

Claims

Behälter (50), insbesondere Kühlwasserbehälter, umfassend eine Wand zur Begrenzung eines Innenraums (53) des Behälters (50), einen Aufnahmebereich (51), und einen Kontaktstift (1), wobei der Aufnahmebereich (51) eine Öffnung (510) und einen Dichtungsbereich (5111) aufweist, und durch die Öffnung (510) wenigstens ein Abschnitt eines Kontaktstifts (1) in den Innenraum des Behälters (50) ragt, und der Dichtungsbereich (5111) eine Dichtung (54) aus TPE (thermoplastisches Elastomer) aufweist, die zur Abdichtung des Aufnahmebereichs (51) zum Kontaktstift (1) und/oder zur Befestigung des Kontaktstifts (1) am Aufnahmebereich (51) ausgebildet ist, wobei die Dichtung (54) in den Aufnahmebereich (51) eingespritztes TPE aufweist.
Behälter (50) nach Anspruch 1, wobei die Dichtung (54) zur Bildung eines Formschlusses und/ oder eines Stoffschlusses zwischen Dichtung (54) und dem Kontaktstift (1) und/oder zwischen Dichtung (54) und dem Aufnahmebereich (51) ausgebildet ist.
Behälter (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 2, wobei der Kontaktstift (1) einen Hauptkörper (2) mit einer Längsachse, ein erstes Ende (20) und ein zweites Ende (30) aufweist, wobei das erste Ende (20) zur Abnahme von Messsignalen und das zweite Ende (30) als Messelektrode ausgebildet ist.
Behälter (50) nach Anspruch 3, wobei der Kontaktstift (1) zwischen dem ersten Ende (20) und dem zweiten Ende (30) wenigstens ein Element zur Befestigung, Positionierung und/ oder Sicherung (221, 222) des Kontaktstifts (1) umfasst.
Behälter (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Kontaktstift (1) wenigstens einen Positionierbereich (23) aufweist.
Behälter (50) nach Anspruch 5, wobei der Aufnahmebereich (51) einen Auflagebereich (5121) aufweist, der zur Aufnahme und/oder Auflage des Positionierbereichs (23) des Kontaktstifts ausgebildet ist.
Behälter (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Kontaktstift (1) wenigstens ein Positionierelement (55) aufweist.
Behälter (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, wobei der Hauptkörper (2; 2') des Kontaktstifts (1) mindestens eine Aussparung (24; 24') zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Dichtung (54) aus TPE aufweist.
Behälter (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichtung (54) aus TPE S (Styrol-Blockcopolymere) besteht.
Herstellverfahren für einen Behälter (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Schritte: a. Bereitstellen eines Kontaktstifts (1), und b. Einführen wenigstens eines Teils des Kontaktstifts (1) in die Öffnung (510) des Aufnahmebereichs (51) bis zu einer Endposition, c. Einspritzen von TPE in den Aufnahmebereich (51) des Behälters (50) zur Ausbildung einer Dichtung (54) zum Abdichten.
Herstellverfahren für einen Behälter (50) nach Anspruch 10, wobei im Schritt b) der Positionierbereich (23) auf und/ oder in dem Auflagebereich (5121) angeordnet wird.
Herstellverfahren für einen Behälter (50) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 10 bis 11 wobei im Schritt c) die Dichtung (54) zum Formschluss und/ oder Stoffschluss zwischen dem Aufnahmebereich (51) und dem Kontaktstift (1) ausgebildet wird.