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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine Wand gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine weitere Kontaktierungsvorrichtung ist aus der
DE 10 2014 104 275 A1 bekannt. Bei dieser wird eine Kontaktierungsvorrichtung in eine konusförmige Wandöffnung eingeführt und durch die Verbindung eines Gewindebolzens mit einer Mutter an der Wand befestigt. Daher ist zur sicheren Befestigung der Kontaktierungsvorrichtung an der Wand die Verwendung eines Werkzeugs erforderlich.
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Aus der
DE 101 27 485 A1 ist eine Steckvorrichtung für ein Elektronikgehäuse mit einem Stecker bekannt. An einem Steckerboden des Steckers ist eine Bohrung vorgesehen, welche eine luftdurchlässige Verbindung zwischen Elektronikgehäuse-Innenraum und Elektronikgehäuse-Außenraum darstellt, wobei die Bohrung von einer Membran abgedeckt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur gegen einen Durchtritt von Flüssigkeiten dichten Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine Wand zu schaffen, die eine werkzeugfreie Montage ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine Wand 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 Vorrichtung zur Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine Wand zu realisieren und diese ohne Werkzeug zu montieren. Erfindungsgemäß ist eine am Durchführungselement vorgesehene Öffnung als gasdurchlässiges aber den Durchtritt von Flüssigkeiten verhinderndes Druckausgleichselement ausgebildet. Dadurch lassen sich bei Bedarf Druckunterschiede zwischen dem Gehäuseinnenraum und der Umgebung ausgleichen.
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Als Einsatzgebiet der Erfindung sei beispielhaft die Durchführung eines elektrischen Leiters durch eine Wand eines Bauteilgehäuses in der Automobilbranche genannt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung wenigstens eines Leiters durch eine eine Öffnung aufweisende Wand wird aus einem in die Öffnung einsetzbaren Durchführungselement, welches an einer ersten Seite der Wand mit dem wenigstens einen elektrischen Leiter verbindbar ist und einem Befestigungselement, das auf einer zweiten Seite der Wand mit dem Durchführungselement verbindbar ist, gebildet. Dabei sind sowohl am Befestigungselement, als auch am Durchführungselement Eingriffselemente für die Herstellung einer Bajonett-Verbindung vorgesehen.
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Als Bajonett-Verbindung wird dabei eine schnell herstell- und lösbare mechanische Verbindung zweier zylindrischer Teile bezeichnet. Die Teile werden durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt. Beim Verbindung durchdringt wenigstens ein Arretierelement am ersten zylindrischen Teil eine zur Längsachse der Teile parallele Längsnut am zweiten zylindrischen Teil und arretiert sich anschließend in einer Umfangsnut, die hinter einem Hinterschnitt gebildet ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Bajonett-Verbindung mit einer in Richtung einer Entkopplung des Befestigungselements vom Durchführungselement wirkenden Rastvorrichtung versehen. Mittels dieser Rastvorrichtung, welche beispielsweise als Rastnase ausgebildet sein kann, ist ein Öffnen der Bajonett-Verbindung nur mit gezieltem Kraftaufwand möglich. Ein versehentliches, unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung kann so vermieden werden.
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Das Durchführungselement ist in einer vorteilhaften Weiterbildung als Stecker ausgebildet und der wenigstens eine elektrische Leiter mit am Stecker angeordneten Kontakten verbindbar. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Ausführungsform, bei der die als Durchführungselemente ausgebildeten Stecker unmittelbar in einer Gehäusewand eines elektrischen Bauteils festlegbar sind.
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Um die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung wenigstens eines Leiters durch eine Wand unabhängig von der jeweiligen Wandstärke einsetzen zu können, ist zwischen dem Durchführungselement und der Wand bevorzugt ein Wandstärkenausgleichselement anordenbar. Dabei kann das Wandstärkenausgleichselement beispielsweise von wenigstens einem in unterschiedlichen Dicken verfügbaren Distanzring gebildet sein.
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Um die Verbindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Wand zuverlässig dicht zu gestalten, ist zwischen der Wand und dem Durchführungselement wenigstens ein Dichtelement anordenbar. Idealerweise ist dies umlaufend und kann so beispielsweise von einem O-Ring gebildet sein.
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Um den wenigstens einen elektrischen Leiter vor einer möglichen mechanischen Beanspruchung am Übergang zum Durchführungselement zu schützen, ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung eine Zugentlastung am Durchführungselement vorgesehen. Diese kann beispielswiese in Form einer Zugentlastungsschelle ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise ist am Druckausgleichselement eine weitere Dichtung vorgesehen. Diese weitere Dichtung kann ebenfalls beispielsweise von einem O-Ring gebildet sein.
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Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn auf der ersten Seite der Wand - also im Gehäuseinnenraum - eine Vorrichtung zur Abschirmung des wenigstens einen elektrischen Leiters vorgesehen ist. Diese kann beispielsweise im Hochvoltbereich als beispielsweise glockenförmig den Leiter umgebende EMV-Abschirmung ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung im gekoppelten Zustand,
- 2 eine perspektivische Darstellung von Befestigungselement und Durchführungselement im ungekoppelten Zustand und
- 3 eine perspektivische Darstellung der Vorderseite des Durchführungselements.
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Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung 10 zur Durchführung wenigstens eines elektrischen Leiters 40 durch eine eine Öffnung 84 aufweisende Wand 80. Dabei wird die Vorrichtung 10 von einem Durchführungselement 20, insbesondere in Form eines Steckers, und einem Befestigungselement 30 mit hohlzylindrischem Körper 31 gebildet. Die Wand 80 kann dabei beispielsweise die Gehäusewand 80 eines Elektronikgehäuses sein, wie eine Gehäusewand 80 beispielsweise einer Power Distribution Unit (PDU).
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Das Durchführungselement 20 ist auf einer ersten Seite 81 der Wand 80 angeordnet und das Befestigungselement auf einer zweiten Seite 82 der Wand 80. Bei der Montage der Vorrichtung 10 wird das Befestigungselement 30 von der linken Seite (1), aus einem Gehäuseinnenraum 820 kommend nach rechts durch die Öffnung 84 der Wand 80 geführt. Anschließend wird das Durchführungselement 20 von einem Bereich auf der rechten Seite in 1, welcher als Außenbereich 810 bezeichnet wird, nach links in das Befestigungselement 30 eingeschoben.
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Dabei legt sich nach vollständiger Verbindung der beiden Elemente 30 und 20 miteinander eine Anlagefläche 34 des Befestigungselements 30 an der zweiten Seite 82 der Wand 80 und eine zweite Seite 202 des Durchführungselements 20 an der ersten Seite 81 der Wand 80 an.
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Ein Abstand A zwischen der Anlagefläche 34 und der zweiten Seite 202 des Durchführungselements 20 weist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 immer ein identisches Maß auf. Daher ist in alternativen Ausführungsbeispielen auf einem Abschnitt 281 einer Gleitfläche 280 eines Wirkbereichs 28 des Durchführungselements 20 ein Wandstärkenausgleichselement 90 anordenbar. Das Wandstärkenausgleichselement 90 kann beispielsweise als wenigstens ein Distanzring oder als ein entsprechend der auszugleichenden Wandstärke der Wand 80 gepacktes Bündel aus mehreren Distanzringen ausgebildet sein. Durch Verwendung des Wandstärkenausgleichselements 90 ist die Vorrichtung 10 somit unabhängig von einer jeweiligen Wandstärke der Wand 80 einsetzbar.
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Es gilt, zwischen der Wand 80 und dem Durchführungselement 20 eine hohe Dichtheit herzustellen, um ein Eindringen vom Feuchtigkeit oder Schmutz in den Gehäuseinnenraum 820 zu verhindern. Daher ist in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel am Durchführungselement 20 ein Absatz 25 und an der ersten Seite 81 der Wand 80 eine umlaufende Nut 85 vorgesehen. So ist zwischen dem Absatz 25 und der Nut 85 ein Dichtungselement 50 anordenbar. Das Dichtungselement 50 kann dabei beispielsweise als O-Ring ausgebildet sein.
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Des Weiteren ist in 1 ein Druckausgleichselement 240 gezeigt, welches in einer Öffnung 24 des Durchführungselements 20 angeordnet ist. Das Druckausgleichselement 240 ermöglicht einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum 820 und dem Außenbereich 810 und verhindert damit die mögliche Bildung von Kondenswasser im abgedichteten Gehäuseinnenraum 820.
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Im Bereich des Druckausgleichselements 240 ist an der ersten Seite 81 der Wand 80 eine umlaufende Nut 86 vorgesehen, in der eine Dichtung 60 anordenbar ist. Die Dichtung 60 kann beispielsweise ebenfalls als O-Ring ausgebildet sein. So lässt sich auch in diesem Bereich der Vorrichtung 10 eine entsprechende Dichtheit zwischen der Wand 80 und dem Durchführungselement 20 gewährleisten.
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In 1 ist eine Abschirmung 70 dargestellt, die beispielsweise im Hochvoltbereich als EMV-Abschirmung ausgebildet sein kann und die gesamte Vorrichtung 10 im Gehäuseinnenraum 820 glockenförmig umschließt. Somit ist auch im Anschlussbereich des Leiters 40 am Durchführungselement 20, in dem die Abschirmung des Leiters 40 zur Herstellung eines elektrischen Kontakts entfernt werden muss, eine wirksame EMV-Abschirmung garantiert. im Anschlussbereich des Leiters 40 am Durchführungselement 20 ist auch eine Zugentlastung 22 am Durchführungselement vorgesehen. Diese kann beispielswiese in Form einer eine Ummantelung 29 des Leiters 40 am Durchführungselement 20 fixierenden Zugentlastungsschelle ausgebildet sein.
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Die 2 zeigt die Vorrichtung 10 in einem ungekoppelten Zustand. Dabei ist der zylindrische Hohlkörper 31 des Befestigungselements 30 teilweise auf eine Ummantelung 29 des elektrischen Leiters 40 aufgeschoben. Auf der Außenseite 36 des Hohlkörpers 31 sind in gleichmäßigen Abständen Vorsprünge 32 ausgebildet. Diese ermöglichen eine bessere Griffigkeit beim Drehen und dienen somit einer besseren Handhabung bei der Montage des Befestigungselements 30 mit dem Durchführungselement 20. Im gezeigten Beispiel sind vier Vorsprünge 32 ausgebildet, die jeweils um 90° versetzt angeordnet sind. In alternativen Ausführungsbeispielen können beispielsweise auch mehr oder weniger Vorsprünge 32 vorgesehen sein.
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Da die Verbindung von Befestigungselement 30 und Durchführungselement 20 als Bajonett-Verbindung vorgesehen ist, sind sowohl am Befestigungselement 30 als auch am Durchführungselement 20 Eingriffselemente 23 bzw. 33 vorgesehen. Diese werden auf einer Innenfläche 35 des zylindrischen Hohlkörpers 31 von Erhebungen 331 und in einem Wirkbereich 28 des Durchführungselements 20 von als Längsnut ausgebildeten Vertiefungen 231 gebildet.
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Bei der End-Montage der Vorrichtung 10 wird der Hohlkörper 31 auf den zylindrischen Wirkbereich 28 des Durchführungselements 20 aufgeschoben. Dabei greifen die kleineren Erhebungen 331 in die größeren Vertiefungen 231 und sind - im dargestellten Ausführungsbeispiel - durch Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn in eine im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende Nut 232 einführbar. Beim Drehen und damit dem Verschließen der Vorrichtung 10 muss dabei ein Widerstand einer Rastvorrichtung 26 in Form einer Rastnase überwunden werden. Die Rastnase 26 ist hierfür in Montagerichtung leicht angeschrägt, wodurch das Koppeln erleichtert wird. Die Rastvorrichtung 26 dient dazu, ein ungewolltes Entkoppeln der Bajonett-Verbindung zu verhindern.
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Das Entkoppeln der Vorrichtung 10 kann daher nur durch einen gezielten Kraftaufwand erfolgen. Dabei muss die in einer Richtung R der Entkopplung des Befestigungselements 30 vom Durchführungselement 20 wirkende Rastvorrichtung 26 überwunden werden. In der Entkopplungsrichtung R ist die Rastnase 26 annähernd rechtwinklig ausgebildet und setzt somit dem Entkoppeln einen erhöhten Drehwiderstand entgegen.
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In der 3 ist das Durchführungselement 20 von vorne dargestellt. Die parallel angeordneten Kontakte 27 im Inneren des hohlzylindrischen Bundes 21 sind mit den Litzen des Leiters 40 verbunden. Die Kontakte 27 können in unterschiedlichen Ausführungsvarianten beispielsweise als Kontaktstifte, Steckkontakte oder auch als Kontaktbuchsen ausgebildet sein. Oberhalb des Bundes 21 ist - wie in den 1 und 2 bereits beschrieben - die Öffnung 24 mit dem darin angeordneten Druckausgleichselement 240 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 20
- Durchführungselement
- 201
- (erste) Seite (von 20)
- 202
- (zweite) Seite (von 20)
- 21
- Bund
- 22
- Zugentlastung
- 23
- Eingriffselement (an 20)
- 231
- Vertiefung
- 232
- Nut
- 24
- Öffnung
- 240
- Druckausgleichselement
- 25
- Absatz (für 50)
- 26
- Rastvorrichtung (Rastnase)
- 27
- Kontakt (Kontaktstift)
- 28
- Wirkbereich
- 280
- Gleitfläche / Umfangfläche
- 281
- Abschnitt (von 280)
- 29
- Ummantelung (von 40)
- 30
- Befestigungselement
- 31
- (hohlzylindrischer) Körper
- 32
- Vorsprung
- 33
- Eingriffselement (an 30)
- 331
- Erhebung
- 34
- Anlagefläche
- 35
- Innenfläche
- 36
- Außenfläche
- 40
- Leiter
- 50
- Dichtungselement
- 60
- Dichtung
- 70
- Abschirmung
- 80
- Wand (Gehäusewand eines Elektronikgehäuses)
- 81
- (erste) Seite (von 80)
- 810
- Außenbereich (Umgebung)
- 82
- (zweite) Seite (von 80)
- 820
- Gehäuseinnenraum
- 84
- Öffnung (in 80)
- 85
- Nut (für 50)
- 86
- Nut (für 60)
- 90
- Wandstärkenausgleichselement (Distanzring)
- A
- Abstand (zwischen 34 und 81)
- R
- Richtung (beim Entkoppeln)
