DE102019214955A1

DE102019214955A1 - Steckverbinder und Dichtelement für einen Steckverbinder

Info

Publication number: DE102019214955A1
Application number: DE102019214955.3A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Kremer; Wolfgang Pade; Georg Wallensteiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Zusammenstecken mit einem Gegensteckverbinder (60). Der Steckverbinder (1) weist ein Gehäuse (2) auf, sowie ein in dem Gehäuse (2) angeordnetes Kontaktelement (3) mit einer daran befestigten Leitung (40), die eine Außenisolierung (44) aufweist. Der Steckverbinder (1) weist weiterhin wenigstens ein Dichtelement (20) auf, wobei das Dichtelement (20) eine Durchgangsöffnung (31) aufweist, durch welche die Leitung (40) entlang einer Einsteckrichtung (E) hindurchsteckbar ist, wobei das Dichtelement (20) die Außenisolierung (44) in einer die Einsteckrichtung (E) umlaufenden Umlaufrichtung (U) umschließt, wobei das Dichtelement (20) in einer zur Einsteckrichtung (E) senkrechten radialen Richtung (R) betrachtet wenigstens eine nach innen weisende innere Dichtkontur (21) aufweist, die an der Außenisolierung (44) dichtend anliegt, wobei das Dichtelement (20) in der radialen Richtung (R) betrachtet wenigstens eine nach außen weisende äußere Dichtkontur (22) aufweist, die an einer inneren Wandung (9) des Gehäuses (2) dichtend anliegt, wobei das Dichtelement (20) wenigstens einen Fixierabschnitt (23a, 23b) aufweist, der entlang der Einsteckrichtung (E) betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur (21) beabstandet ist, wobei die Außenisolierung (44) mittels des wenigstens einen Fixierabschnitts (23a, 23b) relativ zum Dichtelement (20) zumindest bezüglich der Einsteckrichtung (E) im Wesentlichen ortsfest fixiert ist, wobei das Dichtelement (20) ein Sicherungselement (24) aufweist, welches mit dem Gehäuse (2) wirkverbunden ist und das Dichtelement (20) am Gehäuse (2) ortsfest fixiert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder und ein Dichtelement für einen Steckverbinder.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik, z.B. für Automobil-Anwendungen, sind Steckverbinder bekannt, die ein Gehäuse aufweisen. Im Gehäuse oder in einer im Gehäuse angeordneten Kontaktkammer kann ein Kontaktelement angeordnet sein, welches mit einer Leitung elektrisch und mechanisch verbunden ist, wobei die Leitung eine Außenisolierung aufweist. Um die Leitung bzw. die Außenisolierung ortsfest im Gehäuse zu halten ist hierbei häufig an der Stelle, an welcher die Leitung in das Gehäuse eintritt eine Fixierung der Leitung mittels eines Leitungsfixierelements vorgesehen. Um das Eindringen von Schmutz, Dreck und Wasser zu verhindern ist zusätzlich häufig eine die Außenisolierung dichtend umgebende Einzeladerabdichtung vorgesehen. Schließlich kann noch ein Befestigungsclip als äußerstes Element vorgesehen sein, welcher ein Herausrutschen der Einzeladerabdichtung und/oder des Leitungsfixierelements aus dem Gehäuse verhindert. Der Befestigungsclip kann dabei die Leitung umschließen und lösbar, aber verliersicher an dem Gehäuse des Steckverbinders befestigt sein.
Aus der DE 10 2018 202 952 A1 ist ein derartiger Steckverbinder mit einem Befestigungsclip, einem davon separaten Leitungsfixierelement und einer davon separaten Einzeladerdichtung bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass für ein und denselben Steckverbinder in einem Fall eine geschirmte Leitung und in einem anderen Fall eine ungeschirmte Leitung verwendet werden kann. Dadurch kann bei gleichem Querschnitt eines stromtragenden Innenleiters die Außenisolierung (also die äußerste Isolierung) einen deutlich unterschiedlichen Außendurchmesser aufweisen. Beispielsweise kann die Außenisolierung bei einem ungeschirmten Leiter einen Durchmesser von 15mm aufweisen, bei einem geschirmten Leiter dagegen 16mm. Weiterhin kann es vorkommen, dass die Außenisolierung nominell gleichartiger Kabel eine erhebliche Toleranz in ihrem Außendurchmesser aufweisen. So kann z.B. bei einem Soll-Außendurchmesser der Außenisolierung von 15,9mm der IstDurchmesser lediglich 15,0mm betragen, ohne die Spezifikation zu verletzen. Dies kann bewirken, dass ein Leitungsfixierelement je nach dem realen Außendurchmesser entweder zu viel Spiel aufweist oder zu wenig Spiel. Bei dynamischer Belastung (z.B. durch Vibrationen) kann dann die Außenisolierung der Leitung entweder, bei zu starker Pressung, beschädigt werden und bei zu viel Spiel mit der Zeit durchgerieben werden. Bei zu viel Spiel kann es auch dazu kommen, dass die Außenisolierung in axialer Richtung relativ zum Innenleiter verrutscht. Außerdem kann durch zu viel Spiel eine ungewünschte Undichtigkeit entstehen. Um diese Risiken zu verhindern kann es erforderlich sein, verschiedene Fixierelemente vorzuhalten, die jeweils auf den vorhandenen Außendurchmesser der Außenisolierung abgestimmt sind.
Weiterhin kann es vorkommen, dass die Leitung nach dem Austritt aus dem Gehäuse gebogen verlegt wird. Bei großen Leitungsquerschnitten (z.B. in Hochstromanwendungen für die Übertragung von mehr al s10A oder mehr als 50A und Leitungsquerschnitten, die z.B. wenigstens 4mm² oder wenigstens 16mm² oder wenigstens 50mm² betragen) ist eine derartige Leitung relativ starr. Dies kann dazu führen, dass die der Krümmung entgegenliegende Seite der Einzeladerabdichtung stark verpresst wird und an der Innenseite der Krümmung eine Dichtkontur der Einzeladerabdichtung kaum noch in Kontakt mit einer inneren Wandung des Gehäuses bzw. der Kontaktkammer geraten kann bzw. nicht mehr dichtend an der Außenisolierung anliegt. Um eine Unterbrechung der Dichtwirkung zu verhindern kann dann beispielsweise die Einzeladerdichtung entlang der Einsteckrichtung verlängert ausgestaltet werden, was zusätzlichen Bauraum kostet oder das Dichtungsmaterial kann stärker verpresst werden, was die Montage erschwert.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Schwingungsbelastungen z.B. in radialer Richtung vom Gehäuse des Steckverbinders nahezu ungedämpft auf das Kabel übertragen werden bzw. vom Kabel auf das Gehäuse. Dies kann zu unerwünschtem Verschleiß der Komponenten führen.
Schließlich hat sich gezeigt, dass das Handling (Bereitstellung, Transport, Montage) bei derartigen Steckverbindern recht aufwändig ist, da für jede Leitung drei separate Komponenten bereitgehalten und dann in der richtigen Reihenfolge montiert werden müssen.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, einen Steckverbinder bereitzustellen, bei dem die Funktionalitäten der Außenisolierungsfixierung, der Abdichtung und der Dämpfung von Schwingungen vom Gehäuse auf die Leitung oder umgekehrt zuverlässig und sicher erfüllt sind, auch wenn starre Leitungen mit großen Querschnitten (z.B. Innenleiter mit mehr als 1mm², bevorzugt mehr als 4mm²) verwendet werden, wenn derartige Leitungen kurz nach dem Austritt aus dem Gehäuse gebogen verlegt sind, z.B. um wenigstens 45° und wenn derartige Leitungen einer Vibrationsbelastung ausgesetzt sind, wie sie z.B. in herkömmlichen Automobilstandards verlangt werden. Die Außenisolierung soll dabei über Lebensdauer (z.B. wenigstens 10 Jahre) unbeschädigt bleiben. Dabei soll die Leitung bevorzugt zentrisch in dem für sie vorgesehenen Raum im Gehäuse verlaufen und der Steckverbinder soll kostengünstig und einfach herstellbar bzw. zusammenbaubar sein. Schließlich sollen Wartung bzw. Reparatur in einfacher Art und Weise möglich sein.
Vorteile der Erfindung
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Steckverbinder zum Zusammenstecken mit einem Gegensteckverbinder vorgeschlagen.
Der Steckverbinder weist auf:

-- ein Gehäuse;
-- ein in dem Gehäuse angeordnetes Kontaktelement mit einer daran befestigten Leitung, die eine Außenisolierung aufweist;
-- wenigstens ein Dichtelement.

Das Dichtelement weist eine Durchgangsöffnung auf, durch welche die Leitung entlang einer Einsteckrichtung hindurchsteckbar ist. Das Dichtelement umschließt bzw. umrundet bzw. umläuft die Außenisolierung in einer die Einsteckrichtung umlaufenden Umlaufrichtung, wobei das Dichtelement in einer zur Einsteckrichtung senkrechten radialen Richtung betrachtet wenigstens eine nach innen weisende innere Dichtkontur aufweist, die an der Außenisolierung dichtend anliegt. Das Dichtelement weist in der radialen Richtung betrachtet wenigstens eine nach außen weisende äußere Dichtkontur auf, die an einer inneren Wandung des Gehäuses dichtend anliegt. Das Dichtelement weist wenigstens einen Fixierabschnitt auf, der entlang der Einsteckrichtung betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur beabstandet ist. Die Außenisolierung ist mittels des wenigstens einen Fixierabschnitts relativ zum Dichtelement zumindest bezüglich der Einsteckrichtung im Wesentlichen ortsfest fixiert. Das Dichtelement weist ein Sicherungselement auf, welches mit dem Gehäuse wirkverbunden ist und das Dichtelement am Gehäuse ortsfest fixiert.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass für die drei Funktionen: Dichtung gegenüber der Außenisolierung der Leitung, Dichtung gegenüber dem Gehäuse sowie der räumlichen Fixierung der Leitung im Gehäuse lediglich ein einziges Bauelement benötigt wird. Dieses kann vorteilhaft besonders einfach gelagert, transportiert, bereitgestellt und montiert werden. Das Vergessen einzelner Komponenten ist nicht möglich. Weiterhin vorteilhaft kann durch das Dichtelement die Funktion der Außendichtung (gegenüber dem Gehäuse) und der Innendichtung (gegenüber der Leitung) in einem einzigen Bauteil realisiert, jedoch auf den spezifischen Zweck maßgeschneidert angepasst werden. So kann beispielsweise die innere Dichtkontur anders gestaltet sein als die äußere Dichtkontur. Auf diese Weise kann z.B. eine besonders gute Dichtung gegenüber der Außenisolierung der Leitung mittels einer maßgeschneiderten inneren Dichtkontur bewirkt werden und auf der anderen Seite eine besonders gute Dichtwirkung des Dichtelements gegenüber dem Gehäuse mittels einer maßgeschneiderten äußeren Dichtkontur bewirkt werden. Dadurch, dass der wenigstes eine Fixierabschnitt entlang der Einsteckrichtung betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur beabstandet ist wird vorteilhaft bewirkt, dass beim Einleiten von beispielsweise radialen Kräften in den Fixierabschnitt z.B. beim Biegen des Kabels bzw. der Leitung die Dichtfunktion der inneren und/oder äußeren Dichtkontur nicht beeinträchtigt wird.
Weiterhin vorteilhaft kann durch den wenigstens einen Fixierabschnitt eine Dämpfung von Schwingungsbelastungen bewirkt werden, so dass Schwingungen des Kabels bzw. der Leitung nicht auf das Gehäuse übertragen werden bzw. Schwingungen des Gehäuses nicht auf die Leitung übertragen werden.
Besonders bevorzugt ist das Dichtelement derart ausgebildet, dass die Leitung im Wesentlichen zentrisch im Gehäuse angeordnet ist, bzw. zentrisch in die Kontaktkammer hineingeführt ist.
Das Gehäuse kann wenigstens eine Kontaktkammer aufweisen. In einer derartigen Kontaktkammer kann das Kontaktelement mit der daran befestigten Leitung angeordnet sein. Es kann in der Kontaktkammer beispielsweise durch eine Primärverriegelung verrastet sein. Es kann weiterhin durch eine Sekundärverriegelung dauerhaft und zuverlässig gegen eine axiale Verlagerung gesichert sein.
Es kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder eine Mehrzahl von Kontaktelementen aufweist. Dazu können beispielsweise mehrere Kontaktkammern im Gehäuse vorgesehen sein. Es kann vorgesehen sein, dass jeweils ein Dichtelement pro Kontaktelement bzw. pro Leitung vorgesehen ist. Grundsätzlich ist auch vorstellbar, dass das Dichtelement beispielsweise mehrere Durchgangsöffnungen aufweist, durch die jeweils eine Leitung hindurchgeführt ist. Auf diese Weise könnte eine Mehrzahl von Leitungen mittels eines einzigen Dichtelements gebündelt am Steckverbinder ortsfest festgelegt bzw. fixiert sein. Gleichzeitig wäre eine Abdichtung jeder einzelnen Leitung weiterhin gewährleistet.
Die Dichtkontur kann beispielsweise als eine Dichtlippe, als eine Dichtschnur und/oder als eine Dichtlamelle, etc. ausgebildet sein. Es versteht sich, dass entlang der Einsteckrichtung auch eine Mehrzahl von Dichtlippen, Dichtschnüren bzw. Dichtlamellen hintereinander angeordnet sein können. Dadurch wird die Dichtwirkung verbessert. Dies gilt sowohl für die innere Dichtkontur als auch für die äußere Dichtkontur.
Es versteht sich, dass der Fixierabschnitt eingerichtet ist, im an der Leitung montierten Zustand bzw. im an der Außenisolierung montierten Zustand die Leitung bzw. die Außenisolierung relativ zum Dichtelement entlang der Einsteckrichtung ortsfest zu fixieren. Es kann weiterhin auch eine Fixierung entlang der radialen Richtung, welche senkrecht zur Einsteckrichtung verläuft, bewirkt werden.
Unter dem Ausdruck „im Wesentlichen ortsfest fixiert“ ist zu verstehen, dass die Leitung nicht ohne größeren Kraftaufwand relativ zum Dichtelement bzw. zum Fixierabschnitt verlagert werden kann. Es versteht sich, dass kleinere Bewegungen, die beispielsweise durch Vibrationen bewirkt werden der Ortsfestigkeit nicht entgegenstehen. Es kann hierbei beispielsweise auf die Kontaktstelle zwischen der Außenisolierung und dem Fixierabschnitt abgestellt werden. Insbesondere ist durch die Ortsfestigkeit eine mit der Zeit unidirektional verlaufende Bewegung der Außenisolierung verhindert.
Es kann vorgesehen sein, dass die äußere Dichtkontur an einer inneren Wandung einer Kontaktkammer dichtend anliegt. In diesem Fall ist die Kontaktkammer als zum Gehäuse gehörig zu betrachten. Das Gehäuse des Steckverbinders kann z. B. aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff gefertigt sein. Das Gehäuse kann jedoch auch ein elektrisch leitendes Material aufweisen, z.B. aus einem Metall hergestellt sein bzw. ein Metall umfassen, z.B. kann das Gehäuse ein Aluminiumgehäuse sein oder Aluminium aufweisen.
Das wenigstens eine Kontaktelement des Steckverbinders kann beispielsweise als ein male-Kontakt oder ein female-Kontakt ausgebildet sein. Es kann z. B. als ein Pin, ein Kontaktmesser, als Lamellenkorb, etc. ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Kontaktelement elektrisch gut leitend ausgebildet. Es ist eingerichtet bzw. ausgebildet, um mit einem Gegenkontaktelement eines Gegensteckverbinders mechanisch und elektrisch kontaktiert zu werden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Leitungsquerschnitt eines stromleitenden Innenleiters der Leitung eingerichtet ist, um hohe Ströme, z. B. mehr als 10 Ampere oder mehr als 50 Ampere zu übertragen. Er kann dafür einen Leitungsquerschnitt von beispielsweise mehr als ein Quadratmillimeter aufweisen. Beispielsweise können Leitungsquerschnitte zwischen 4 mm² und 200 mm² vorgesehen sein. Die Leitung kann dazu ausgebildet sein, Gleichstrom oder Wechselstrom zu übertragen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Leitung eine Schirmung aufweist, so dass der Innenleiter zunächst von einer Innenisolierung umgeben ist, welche wiederum von einem Schirmungsleiter umgeben ist, an den sich die Außenisolierung anschließt. Es kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder ebenfalls eine Schirmung aufweist, die mit einer möglicherweise vorhandenen Schirmung bzw. einem Schirmungsleiter der Leitung verbunden ist.
Die Einsteckrichtung der Leitung durch die Durchgangsöffnung kann eine axiale Richtung der Durchgangsöffnung sein. Sie kann mit einer Zusammensteckrichtung des Steckverbinders mit dem Gegensteckverbinder zusammenfallen. Die Einsteckrichtung kann jedoch auch von der Zusammensteckrichtung abweichen. Beispielsweise kann das Gehäuse einen Knick mit einem Winkel aufweisen, z.B. einem Winkel von 30°, 45°, 60° oder 90°. In diesem Fall können Einsteckrichtung (bzw. die axiale Richtung der Durchgangsöffnung) und Zusammensteckrichtung um diesen Winkel verkippt zueinander verlaufen. Auf diese Weise kann beispielsweise bewirkt werden, dass die Leitung, die aus dem Gehäuse austritt bzw. die Leitungen, die aus dem Gehäuse austreten, in eine andere Richtung verlaufen als die Zusammensteckrichtung zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder. Auch kann eine Kontaktelementmontagerichtung in der Kontaktkammer mit der Einsteckrichtung zusammenfallen. Auch die Kontaktelementmontagerichtung kann jedoch in anderen Fällen relativ zur Einsteckrichtung verkippt sein.
Dadurch, dass das Dichtelement in dem wenigstens einen Fixierabschnitt entlang der radialen Richtung elastisch reversibel verformbar ist, wird vorteilhaft bewirkt, dass das Dichtelement eine besonders gute Schwingungsdämpfung zwischen der Leitung und dem Gehäuse darstellt. Auf diese Weise kann die Übertragung von Schwingungen vom Gehäuse auf die Leitung wirkungsvoll unterdrückt werden, wodurch ein Verrutschen der Außenisolierung gegenüber einem Innenleiter oder einem Schirmungsleiter der Leitung unterdrückt wird.
Dabei kann ein im nicht montierten Zustand der Leitung ausgebildeter Innendurchmesser des Dichtelements in dem wenigstens einen Fixierabschnitt elastisch reversibel um wenigstens 3%, bevorzugt um wenigstens 5% und besonders bevorzugt um wenigstens 8% veränderbar ausgebildet sein, mit anderen Worten: Im nicht verbauten Zustand des Dichtelements liegt ein erster Innendurchmesser des Dichtelements vor. Beim Einstecken der Leitung kann dann der erste Innendurchmesser des Dichtelements durch den Außendurchmesser der Außenisolierung elastisch reversibel aufgeweitet werden. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung besonders elastischer Materialien, beispielsweise eines Elastomers, bewirkt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass der wenigstens eine Fixierabschnitt strukturell in der Art einer Feder ausgebildet ist, beispielsweise durch radial nach innen ragende Stege, an denen die eigentlichen Kontaktzonen zur Außenisolierung ausgebildet sind. Nach dem Entfernen der Leitung aus dem Dichtelement wird dann durch die elastisch reversible Eigenschaft des Fixierabschnitts wieder der erste Innendurchmesser eingenommen.
Dadurch wird vorteilhaft auch eine einfache, zuverlässige und dauerhafte Anpassung auf Toleranzen des Außendurchmessers der Außenisolierung bewirkt. Auch kann auf diese Weise mit demselben Dichtelement eine Leitung desselben Querschnitts sowohl mit einer Schirmung als auch ohne Schirmung verwendet werden, ohne dass es im Kontaktbereich zwischen dem Fixierabschnitt und der Außenisolierung zu einer übermäßig starken Pressung oder zu einem Zustand mit zu viel Spiel kommt.
Das Dichtelement bewirkt somit eine erhebliche Kosteneinsparung, da der Steckverbinder somit in einer einheitlichen Ausgestaltung für verschiedene Leitungsarten und für große Toleranzen der Außendurchmesser der Außenisolierung verwendet werden kann.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Dichtelement wenigstens zwei Fixierabschnitte aufweist, wobei entlang der Einsteckrichtung betrachtet ein erster Fixierabschnitt vor der inneren Dichtkontur angeordnet ist und ein zweiter Fixierabschnitt hinter der inneren Dichtkontur angeordnet ist. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders wirkungsvolle Innendichtung zwischen der inneren Dichtkontur und der Leitung bzw. ihrer Außenisolierung bewirkt. Denn die Dichtkontur ist auf diese Weise entlang der Einsteckrichtung bzw. der axialen Richtung zwischen den beiden Fixierabschnitten angeordnet. Wird nun beispielsweise die Leitung nach ihrem Austritt aus dem Steckverbinder in einer gebogenen Form verlegt, so kann ein radialer Druck wesentlich besser abgefangen werden und wirkt nicht auf die innere oder äußere Dichtkontur. Die beiden Fixierabschnitte bewirken auf diese Weise eine Art Zugentlastung. Dadurch kann die Dichtkontur unabhängig von Überlegungen zu einer möglichen radialen Überbelastung besonders gut auf ihren Einsatzort abgestimmt und einfach ausgebildet werden. Dies spart Konstruktionsaufwand und Material.
Darüber hinaus wirken die beiden Fixierabschnitte, welche beispielsweise eng an der Leitung bzw. der Außenisolierung anliegen können, als eine weitere Dichtstufe, so dass ein Inneres des Gehäuses besonders gut gegen entlang der Außenisolierung eindringende Feuchtigkeit, gegen eindringenden Schmutz oder Dreck geschützt sind.
Mit anderen Worten: Dadurch wird vorteilhaft mit besonders einfachen Mitteln die Funktionstrennung der Innendichtung, der Außendichtung und der Leitungsfixierung räumlich getrennt in einem einzigen Bauteil bewirkt.
Dadurch, dass das Sicherungselement einen Stützabschnitt aufweist, wobei der Stützabschnitt in radialer Richtung betrachtet zwischen der wenigstens einen inneren Dichtkontur und der wenigstens einen äußeren Dichtkontur angeordnet ist, wird vorteilhaft bewirkt, dass die innere Dichtkontur und die äußere Dichtkontur voneinander unabhängig konstruktiv ausgelegt werden können. Denn durch das zwischen den beiden Dichtkonturen angeordnete Stützelement wird beispielsweise ein (punktueller oder linienförmiger) Druck von der Außenisolierung der Leitung gegen die innere Dichtkontur nicht unmittelbar auf die äußere Dichtkontur übertragen. Vielmehr wird dieser Druck auf den Stützabschnitt übertragen, der beispielsweise flächig ausgebildet sein kann und auf diese Weise eine Krafttransformation bewirkt. Die von innen (innere Dichtkontur) nach außen weisende Kraftkomponente wird somit bezüglich der äußeren Dichtkontur abgeschwächt. Dies gilt in gleicher Weise für (punktuelle oder linienförmige) Krafteinwirkungen, welche von dem Gehäuse auf die äußere Dichtkontur einwirken und nach innen gerichtet sind. Auch diese werden im Stützabschnitt relaxiert. Somit kann das Dichtkonzept bezüglich der inneren Dichtkontur und der äußeren Dichtkontur konstruktiv voneinander entkoppelt ausgestaltet werden und dadurch mit nur sehr geringem Aufwand die Dichtwirkung erheblich verbessert werden.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Stützabschnitt ringförmig ausgebildet ist. Er kann insbesondere ringförmig geschlossen ausgebildet sein. Auf diese Weise wird eine besonders gute Krafttransformation bewirkt bzw. die radialen Kraftkomponenten können auf diese Weise besonders gut auch in axiale Richtung abgeleitet werden oder eine punktförmige radiale Kraftbelastung kann auf den gesamten Stützabschnitt in Umlaufrichtung verteilt werden.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein erstes Teilelement des Dichtelements die innere Dichtkontur, die äußere Dichtkontur und den wenigstens einen Fixierabschnitt aufweist, wobei das Sicherungselement ein zweites Teilelement des Dichtelements bildet, wobei zumindest ein Abschnitt des Sicherungselements an einer ersten axialen Stirnseite des Sicherungselements und einer davon abgewandten zweiten axialen Stirnseite des Sicherungselements von dem ersten Teilelement begrenzt ist. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das Sicherungselement entlang der axialen Richtung nicht in direkten Kontakt mit der Außenisolierung der Leitung kommt und auf diese Weise die Leitung bzw. ihre Außenisolierung beschädigen könnte. Beispielsweise ist derjenige Teilabschnitt, welcher die beiden Stirnseiten aufweist der Stützabschnitt. Weiterhin kann auf diese Weise die Herstellung des Dichtelements vereinfacht werden, wenn das Dichtelement beispielsweise mittels einer Zweikomponenten-Umspritzung als Spritzgussteil hergestellt wird.
Schließlich kann die Begrenzung durch das erste Teilelement beispielsweise durch eine Art Kragen ausgebildet sein. Auf diese Weise kann beispielsweise bei der Montage des Dichtelements ein Monteur zuverlässig durch eine haptische Rückkopplung feststellen, wenn das Dichtelement in seiner korrekten axialen Position positioniert wurde. Die zweite Stirnseite des Sicherungselements kann durch einen (z.B. von außen nach innen oder von innen nach außen) umgeschlagenen Abschnitt des ersten Teilelements umgriffen bzw. umhüllt bzw. begrenzt sein.
Dadurch, dass das Dichtelement einstückig ausgebildet ist wird vorteilhaft bewirkt, dass das Dichtelement besonders einfach handhabbar ist. Es kann beispielsweise beim Einbau oder bei einer Reparatur in einem Stück verbaut bzw. entnommen werden. Es ist auch besonders einfach herstellbar. Es kann beispielsweise als Spritzgusselement hergestellt sein. Dabei ist ein Einkomponentenspritzguss möglich. Es ist jedoch auch ein Zweikomponentenspritzguss möglich.
Unter dem Begriff „einstückig“ ist zu verstehen, dass das Dichtelement nicht zerstörungsfrei auseinandergenommen werden kann. Es ist sozusagen integral als ein einzelnes Element ausgebildet.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die innere Dichtkontur, die äußere Dichtkontur und der wenigstens eine Fixierabschnitt aus einem ersten Material ausgebildet sind, wobei der Sicherungsabschnitt aus einem zweiten Material ausgebildet, welches vom ersten Material verschieden ist.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die Funktionen der inneren Dichtung, der äußeren Dichtung und der Dämpfung bzw. Toleranzanpassung in den Dichtkonturen bzw. dem Fixierabschnitt mit einem für diese Funktionen maßgeschneiderten Material bestmöglich ausgebildet werden können. Die Funktion des Sicherungsabschnitts, welcher die Wirkverbindung zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse herstellt und welches beispielsweise möglichst starr ausgebildet sein soll, kann dann durch das zweite Material ebenfalls maßgeschneidert werden. Auf diese Weise kann jeder der verschiedenen Funktionen ein entsprechendes Material zugeordnet werden. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das als einzelnes Bauteil ausgebildete Dichtelement sämtliche Funktionen besonders effektiv erfüllen kann.
Dadurch, dass das erste Material ein Elastomer umfasst, wobei das zweite Material ein thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff ist oder zum überwiegenden Teil aus Metall besteht, wird besonders effizient die Dichtkontur für die Innendichtung und für die Außendichtung sowie die Dämpfungsfunktion im Fixierabschnitt bewirkt und es wird gleichzeitig die Wirkverbindung zwischen Sicherungsabschnitt und Gehäuse besonders effizient bzw. starr bewirkt.
Beispielsweise kann das erste Material einen Kautschuk oder Gummi aufweisen oder umfassen. Das zweite Material kann beispielsweise ein Polyamid oder Polyethylen oder Polypropylen oder dergleichen umfassen bzw. aus einem derartigen Material gestaltet sein.
Dadurch, dass das Sicherungselement wenigstens ein Rastelement aufweist, welches mit einem am Gehäuse angeordneten komplementären Element verrastet ist, wird vorteilhaft bewirkt, dass das Sicherungselement in besonders einfacher und kostengünstiger Art und Weise am Gehäuse angeordnet bzw. mit diesem wirkverbunden werden kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Rastelement um eine Lasche handeln, welche mit einem als Rastnase bzw. als Vorsprung ausgebildeten komplementären Element des Gehäuses verrastet ist.
Das komplementäre Element kann beispielsweise an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet sein.
Es kann beispielweise am Sicherungselement ein einziges Rastelement vorgesehen sein oder es können z.B. zwei einander gegenüberliegende Rastelemente oder drei oder vier Rastelemente vorgesehen sein.
Es kann vorgesehen sein, dass das Rastelement in radialer Richtung betrachtet weiter außen angeordnet ist, als die äußere Dichtkontur. Dadurch kann die Wandung des Gehäuses in radialer Richtung betrachtet zwischen dem Rastelement des Sicherungselements und dem im Inneren des Gehäuses befindlichen Teil des Dichtelements angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich besonders gut eine radiale Zentrierung des Dichtelements und der von ihm umschlossenen Leitung bewirken.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Dichtelement zur Montage an einer Außenisolierung einer Leitung eines in ein Gehäuse eines Steckverbinders einsteckbaren Kontaktelements vorgeschlagen.
Das Dichtelement weist eine Durchgangsöffnung auf, die sich entlang einer Einsteckrichtung erstreckt und insbesondere zum Durchstecken der Leitung mit der Außenisolierung eingerichtet ist. Das Dichtelement weist in einer zur Einsteckrichtung senkrechten radialen Richtung betrachtet wenigstens eine von einer Innenwand der Durchgangsöffnung nach innen weisende innere Dichtkontur auf. Das Dichtelement weist in der radialen Richtung betrachtet wenigstens eine nach außen weisende äußere Dichtkontur auf. Die äußere Dichtkontur kann beispielsweise eingerichtet sein, an einer inneren Wandung des Gehäuses dichtend anzuliegen, wenn das Dichtelement im Gehäuse des Steckverbinders montiert ist. Das Dichtelement weist wenigstens einen Fixierabschnitt auf, der entlang der Einsteckrichtung betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur beabstandet ist und der dazu eingerichtet ist, in einem an der Außenisolierung montierten Zustand des Dichtelements die Außenisolierung relativ zum Dichtelement zumindest bezüglich der Einsteckrichtung im Wesentlichen ortsfest zu fixieren. Das Dichtelement weist ein Sicherungselement auf, welches mit dem Gehäuse wirkverbindbar ist und das Dichtelement im wirkverbundenen Zustand am Gehäuse ortsfest fixiert.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass mehrere Funktionen in einem einzigen Element, nämlich dem Dichtelement, vereinigt werden. Hierbei handelt es sich um die Dichtfunktionen zur inneren Abdichtung gegenüber einer durch die Durchgangsöffnung steckbaren Leitung sowie zur äußeren Abdichtung mittels der äußeren Dichtkontur, die eine Abdichtung gegenüber einer inneren Wandung des Gehäuses ermöglicht. Weiterhin wird eine Fixierfunktion mittels des wenigstens einen Fixierabschnitts bewirkt. Dabei kann vorteilhaft die Fixierfunktion von der Dichtfunktion entkoppelt werden, so dass sich eine Biegung der Leitung nicht so stark auf die innere oder äußere Dichtfunktion auswirkt. Darüber hinaus kann mittels des Fixierabschnittes eine Dämpfungsfunktion bewirkt werden, die das Ausmaß einer Schwingungsübertragung vom Gehäuse auf die Leitung bzw. von der Leitung auf das Gehäuse verringert. Weiterhin kann mittels des Fixierabschnitts eine Toleranz im Außendurchmesser der Leitung bzw. der Außenisolierung aufgefangen werden, so dass über Lebensdauer stets eine ausreichende ortsfeste Fixierung der Leitung bzw. Außenisolierung im Dichtelement bewirkt werden kann. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass die Außenisolierung oder die Leitung durch zu viel Presskraft beschädigt oder durch zu viel Spiel und ein dadurch mögliches Abscheuern beeinträchtigt wird. Vorteilhaft ist das Dichtelement besonders einfach herstellbar und kann einfach und kostengünstig in einem Steckverbinder verbaut werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen

1a: eine perspektivische Außenansicht eines elektrischen Steckverbinders zusammen mit dem zugehörigen Gegensteckverbinder in einem nicht verbundenen Zustand;
1b: einen Querschnitt durch einen Ausschnitt des Steckverbinders aus 1a;
2a, 2b: eine perspektivische Darstellung eines Dichtelements in zwei verschiedenen Ansichten;
3: einen schematischen Querschnitt durch das Dichtelement aus den 2a und 2b;
4: das Dichtelement aus 3 mit hindurchgesteckter Leitung in einem an einem Gehäuse eines Steckverbinders wirkverbundenen Zustand.

1a zeigt eine perspektivische Außenansicht eines elektrischen Steckers 1 zusammen mit dem zugehörigen Gegensteckverbinder 60 in einem nicht verbundenen Zustand. Im zusammengesteckten Zustand ergeben Steckverbinder 1 und Gegensteckverbinder 60 ein Steckverbindersystem bzw. eine Steckverbinderanordnung 100.
Der elektrische Steckverbinder 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Steckverbindergehäuse bzw. Gehäuse 2 mit zwei kanalartigen Leitungsaufnahmen 13 auf. In jede der Leitungsaufnahmen 13 ist jeweils eine hier nicht sichtbare Einzeladerabdichtung 6 sowie ein davon separates Leitungsfixierelement 5 eingesteckt (siehe 1b), die mittels eines separaten Befestigungsclips 4 am distalen Ende der Leitungsaufnahme 13 in der Leitungsaufnahme 13 gehalten bzw. festgelegt sind. Der Befestigungsclip 4 weist ein Rastelement 30 auf, welches mit einem am Gehäuse 2 angeordneten komplementären Element 11, hier in Form einer Rastnase bzw. Nase bzw. einem Vorsprung, verrastet ist.
Der Steckverbinder 1 weist weiterhin eine elektrische Leitung 40 auf, die entlang einer Einsteckrichtung E durch die Einzeladerabdichtung 6 (siehe 1b) hindurchgesteckt ist. Sie ist hier entlang der Einsteckrichtung E auch in die Leitungsaufnahme 13 geführt bzw. hindurchgeführt bzw. abschnittsweise in der Leitungsaufnahme 13 angeordnet. Die Leitung 40 kann im Innern des Steckverbinders 1 mit Kontaktelementen elektrisch und mechanisch verbunden sein.
Die Einsteckrichtung E kann auch axiale Richtung bezeichnet werden. Sie wird von einer Umlaufrichtung U umlaufen. Eine radiale Richtung R steht senkrecht auf der Einsteckrichtung E.
Das Gehäuse 2 weist weiterhin einen Hebel 7 mit einer Kulissenführung 8 auf.
Der Gegensteckverbinder 60 weist ein Gegensteckverbindergehäuse 61 auf, welches z.B. komplementär zum Steckverbindergehäuse bzw. Gehäuse 2 ausgebildet ist. Das Gegensteckverbindergehäuse 61 weist an seiner Außenseite zwei Bolzen 62 auf, die beim Zusammenstecken des Gegensteckverbinders 60 mit dem Steckverbinder 1 in die Kulissenführung 8 des Hebels 7 eingreifen können, so dass mittels einer Bewegung des Hebels 7 der Steckverbinder 1 auf den Gegensteckverbinder 60 gezogen werden kann. Im Inneren des Gegensteckverbinders 60 können hier nicht dargestellte Gegenkontaktelemente, z.B. in Form von Pins oder Kontaktmessern oder ähnlichem, ausgebildet sein.
Eine Zusammensteckrichtung von Steckverbinder 1 und Gegensteckverbinder 60 ist hier gleich der Einsteckrichtung E. Sie kann jedoch auch zur Einsteckrichtung E verkippt sein, wenn z.B. die Leitungen 40 in einer anderen Richtung vom Gehäuse 2 weggeführt werden als die Zusammensteckrichtung.
Der Steckverbinder 1 kann ein Steckverbinder für Signalleitungen sein. Der Steckverbinder 1 kann jedoch auch ein Hochstromsteckverbinder bzw. ein Hochleistungssteckverbinder zur Übertragung hoher elektrischer Leistungen, z.B. bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, sein.
1b zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt des Steckverbinders 1 aus 1a. Dabei ist gut zu erkennen, dass in der Leitungsaufnahme 13 die Einzeladerabdichtung 6 am weitesten in die Leitungsaufnahme 13 eingesteckt ist. Davon separat ist das Leitungsfixierelement 5 zu erkennen, welches bis an den oberen Rand der Leitungsaufnahme 13 bzw. sogar leicht darüber hinaus ragt. Schließlich ist der Befestigungsclip 4 zu erkennen, welcher in der Art eines Deckels über der Leitungsaufnahme 13 angeordnet ist. Der Befestigungsclip 4 ist separat von den beiden anderen Komponenten, Einzeladerabdichtung 6 und Leitungsfixierelement 5, ausgebildet.
Die elektrische Leitung 40 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als geschirmte Leitung ausgebildet. Sie ist von innen nach außen wie folgt aufgebaut: Im Inneren befindet sich ein Innenleiter 41, welcher von einer Innenisolierung 42 umgeben ist. Die Innenisolierung 42 wiederum ist von einem Schirmungsleiter 43 umgeben, der ganz außen von einer Außenisolierung 44 umgeben ist. Würde hier eine nicht geschirmte Leitung verbaut sein, so wären lediglich der Innenleiter 41 und die Außenisolierung 44 vorhanden. Dementsprechend würde bei gleichem Querschnitt des Innenleiters 41 der Außendurchmesser der Außenisolierung 44 geringer ausfallen.
2a und 2b zeigen perspektivische Darstellungen eines Dichtelements 20 gemäß der Erfindung in zwei verschiedenen Ansichten. Das dargestellte Dichtelement kann beispielsweise in einem einzigen Werkzeug im Zweikomponentenspritzguss hergestellt sein.
Das Dichtelement 20 ist eingerichtet bzw. ausgebildet zur Montage an einer Außenisolierung 44 einer Leitung 40 eines Kontaktelements, wobei das Kontaktelement eingerichtet ist, in ein Gehäuse 2 eines Steckverbinders 1 eingesteckt zu werden bzw. einsteckbar zu sein. Ein derartiger Steckverbinder 1 mit Gehäuse 2 wurde in den 1a und 1b dargestellt.
Das Dichtelement 20 weist eine Durchgangsöffnung 31 auf, durch welche die Leitung 40 mit der Außenisolierung 44 entlang einer Einsteckrichtung E hindurchgesteckt ist. Das Dichtelement 20 umschließt die Außenisolierung 44 in einer die Einsteckrichtung E umlaufenden Umlaufrichtung U. Das Dichtelement 20 weist in einer zur Einsteckrichtung E senkrechten radialen Richtung R betrachtet wenigstens eine von einer Innenwandung 32 der Durchgangsöffnung 31 nach innen weisende innere Dichtkontur 21 auf. Diese innere Dichtkontur 21 ist eingerichtet, mit der Außenisolierung 44 der Leitung 40 dichtend zusammenzuwirken. Es soll somit die innere Dichtung bewirken. Das Dichtelement 20 weist in der radialen Richtung R betrachtet wenigstens eine nach außen weisende äußere Dichtkontur 22 auf, die eingerichtet ist, an einer inneren Wandung 9 des Gehäuses 2 dichtend anzuliegen (siehe 4).
Das Dichtelement 20 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Fixierabschnitte, einen ersten Fixierabschnitt 23a sowie einen zweiten Fixierabschnitt 23b, auf. Die Fixierabschnitte 23a, 23b sind entlang der Einsteckrichtung E betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur 21 beabstandet. Sie sind zudem dazu eingerichtet, in einem an der Außenisolierung 44 der Leitung 40 montierten Zustand des Dichtelements 20 die Außenisolierung 44 relativ zum Dichtelement 20 zumindest bezüglich der Einsteckrichtung E im Wesentlichen ortsfest zu fixeren. Dies kann beispielsweise durch eine kraftschlüssige bzw. reibschlüssige Verbindung bewirkt werden. Beispielsweise ist ein innerer Durchmesser der Fixierabschnitte 23a, 23b im unverbauten Zustand geringer als ein Außendurchmesser der durch die Durchgangsöffnung 31 hindurch zu steckenden Leitung 40 bzw. des Außendurchmessers von deren Außenisolierung 44.
Das Dichtelement 20 weist weiterhin ein Sicherungselement 24 auf, welches mit dem Gehäuse 2 wirkverbindbar ist (siehe 1 und 4) und welche das Dichtelement 20 im wirkverbundenen Zustand am Gehäuse 2 ortsfest fixiert.
2a zeigt eine Ansicht von schräg oben auf das Dichtelement, 2b zeigt eine Ansicht von schräg unten auf das Dichtelement 20.
Das Dichtelement 20 ist in den beiden Fixierabschnitten 23a, 23b entlang der radialen Richtung R elastisch reversibel verformbar ausgebildet. Die Fixierabschnitte 23a, 23b sind als an der Innenwandung 32 der Durchgangsöffnung 31 umlaufende, nach innen abragende Wülste ausgebildet. Sie können beispielsweise aus einem Elastomer, beispielsweise aus einem Gummi oder einem Kautschuk oder ähnlichem gebildet sein. Auf diese Weise sind sie in der Lage, Leitungen 40 bzw. Außenisolierungen 44 mit unterschiedlichen Durchmessern ortsfest zu haltern bzw. zu halten, ohne Beschädigungen zu verursachen.
Sie können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass der im nicht montierten Zustand der Leitung ausgebildete Innendurchmesser DI des Dichtelements 20 in den Fixierabschnitten 23a, 23b elastisch reversibel um wenigstens 3% bevorzugt um wenigstens 5% und ganz besonders bevorzugt um wenigstens 8% veränderbar ist. Beispielsweise kann eine elastisch reversible Verformung der Fixierabschnitte 23a, 23b eine Änderung des Innendurchmessers DI des Dichtelements 20 um wenigstens 1mm, bevorzugt um wenigstens 1,5mm und besonders bevorzugt um wenigstens 2mm ermöglichen.
Es versteht sich, dass es auch Ausführungsbeispiele geben kann, in welchen lediglich ein einziger Fixierabschnitt vorhanden ist. Weiterhin sind auch Ausführungsbeispiele möglich in welchen mehr als zwei Fixierabschnitte vorhanden sind.
Das Sicherungselement 24 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei diametral entlang der radialen Richtung R einander gegenüberliegende Rastelemente 30 auf. Diese sind hier in Form einer Lasche gebildet, welche eine Nase bzw. einen Vorsprung (also ein komplementäres Element 11, siehe z.B. 1a) an einer Außenseite 12 des Gehäuses 2 hintergreifen können und so das Dichtelement 20 hier entlang der axialen Richtung bzw. der Einsteckrichtung E am Gehäuse 2 fixieren. Die innere Dichtkontur 21, die äußere Dichtkontur 22 und die beiden Fixierabschnitt 23a, 23b können Bestandteil eines ersten Teilelements 26 des Dichtelements 20 sein. Das Sicherungselement 24 kann ein zweites Teilelement 27 des Dichtelements 20 bilden. Das erste Teilelement 25 mit der inneren Dichtkontur 21, der äußeren Dichtkontur 22 und den Fixierabschnitten 23a, 23b kann aus einem ersten Material gebildet sein. Der Sicherungsabschnitt 24 kann aus einem zweiten Material gebildet sein, welches vom ersten Material verschieden ist. Das erste Material kann einen Elastomer umfassen, beispielsweise Gummi, Kautschuk, etc. Das zweite Material kann als thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff ausgebildet sein oder zum überwiegenden Teil aus Metall bestehen. Beispielsweise kann es Polyamid, Polyethylen oder Polypropylen enthalten oder aus diesen Materialien gebildet sein. Auf diese Weise ist es relativ starr und kann das Dichtelement besonders gut ortsfest entlang der axialen Richtung am Gehäuse 2 des Steckverbinders 1 sichern.
Das Dichtelement 20 kann einstückig ausgebildet sein, das bedeutet, nicht zerstörungsfrei auseinandernehmbar. Beispielsweise kann es als Zweikomponentenspritzgusselement hergestellt sein.
3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch das Dichtelement aus den 2a und 2b im nicht am Steckverbinder 1 montierten Zustand. In dieser Figur ist gut zu erkennen, dass die äußere Dichtkontur 22 hier beispielhaft mittels dreier nach außen abragenden Dichtlippen bzw. Dichtlamellen ausgebildet ist. Die innere Dichtkontur 21 liegt der äußeren Dichtkontur 22 unmittelbar entlang der radialen Richtung R betrachtet gegenüber und weist drei nach innen weisende Dichtlamellen bzw. Dichtlippen auf.
Es ist zu erkennen, dass entlang der Einsteckrichtung E betrachtet der erste Fixierabschnitt 23a vor der inneren Dichtkontur 21 angeordnet ist und der zweite Fixierabschnitt 23b hinter der inneren Dichtkontur 21 angeordnet ist. Dabei ist der erste Fixierabschnitt 23a mit seinem unteren Ende von der obersten Dichtlamelle um einen ersten Abstand d1 beabstandet und der zweite Fixerabschnitt 23b mit seinem oberen Ende von der untersten Dichtlamelle der inneren Dichtkontur 21 um einen zweiten Abstand d2. Der erste Abstand d1 und der zweite Abstand d2 sind ungefähr so groß bemessen, wie die Erstreckungslänge der jeweils zugehörigen Fixierabschnitte 23a, 23b entlang der Einsteckrichtung E.
Es ist weiterhin gut zu erkennen, dass das Sicherungselement 24 einen Stützabschnitt 25 aufweist, welcher beispielsweise ringförmig geschlossen ausgebildet ist. Der Stützabschnitt 25 ist in radialer Richtung R betrachtet zwischen der inneren Dichtkontur 21 und der äußeren Dichtkontur 22 angeordnet. Es ist gut zu erkennen, dass das erste Teilelement 26 entlang der Einsteckrichtung E betrachtet unterhalb des zweiten Fixierabschnitts 23b um etwa 180 Grad umgeklappt bzw. umgeschlagen ist und wieder entgegen der Einsteckrichtung E nach oben verläuft. Etwa auf Höhe der inneren Dichtkontur 21 ist dann die äußere Dichtkontur 22 angeordnet. Das erste Teilelement 26 kann mittels eines Zweikomponentenspritzgussprozesses in dieser Ausgestaltung am Stützabschnitt 25 angespritzt sein, so dass sich ein einstückiges, integral ausgebildetes Dichtelement 20 ergibt.
Es ist zu erkennen, dass in diesem Ausführungsbeispiel der Stützabschnitt 25 an seinem in der Figur oberen Ende eine erste axiale Stirnseite 28 und an seinem in der der Figur unteren Ende eine zweite axiale Stirnseite 29 aufweist. Diese beiden Stirnseiten 28, 29 werden von dem ersten Teilelement 26 begrenzt. Mit anderen Worten: Der ringförmige Stützabschnitt 25 ist vom ersten Material des ersten Teilelements 26 umgeben. Auf diese Weise wird beim Hindurchführen der Leitung bzw. der Außenisolierung 44 durch die Durchgangsöffnung 31 vorteilhaft verhindert, dass der z.B. aus relativ starrem zweiten Material stehende Stützkörper mit seinen Stirnseiten die Außenisolierung 44 der Leitung 40 beschädigen kann.
4 zeigt, das Dichtelement 20 aus 3 mit hindurchgesteckter Leitung 40 in einem an einem Gehäuse 2 eines Steckverbinders 1 wirkverbundenen Zustand. Die Leitung 40 ist hierbei sehr schematisch dargestellt. Es kann sich um eine Leitung 40 mit Schirmung oder ohne Schirmung handeln. In der Figur ist gut zu erkennen, wie die innere Dichtkontur 21 gegen die Außenisolierung 44 der Leitung 40 gepresst ist und dadurch eine innere Dichtung bewirkt. Die äußere Dichtkontur 22 ist gegen eine innere Wandung 9 des Gehäuses 2 gepresst und bewirkt so eine Außenabdichtung bzw. äußere Dichtung. Weiterhin ragt das Sicherungselement 24 an seinem oberen Ende entlang der radialen Richtung R wie eine Schulter bzw. wie ein Kragen vom Stützabschnitt 25 nach außen ab und übergreift das Gehäuse 2. Dabei kann eine umlaufende Nut 14 ausgebildet sein, in welche das Gehäuse 2 mit seinem distalen Ende eingreifen kann.
Es ist gut zu erkennen, dass durch das Dichtelement 20 die Leitung 40 bzw. Außenisolierung 44 zentrisch in der Leitungsaufnahme 13 verläuft, dass sie mittels der beiden Fixierabschnitte 23a, 23b sicher und fest sowie gegen Verkippen gesichert und ortsfest im Innenraum fixiert ist und dass die Außenisolierung 44 ortsfest gegen den Innenleiter 41 fixiert ist. Weiterhin ist erkennbar, dass durch die innere Dichtkontur 21 und die äußere Dichtkontur 22 die innere und äußere Dichtfunktion sichergestellt ist. Mittels des Sicherungselements 24 ist schließlich eine ortsfeste Positionierung entlang der axialen Richtung des Dichtelements 20 am Gehäuse 2 bzw. an der Leitungsaufnahme 13 sichergestellt und damit auch eine ortsfeste Positionierung der Leitung 40 bzw. Außenisolierung 44 bezüglich des Gehäuses 2. Schließlich kann durch die Ausgestaltung des Dichtelements 20 ein Vibrationseintrag vom Gehäuse 2 auf die Außenisolierung 44 reduziert werden bzw. umgekehrt von der Außenisolierung 44 auf das Gehäuse 2. Dadurch werden Abscheurungen an der Außenisolierung 44 minimiert und das Risiko eines Ausfalls der Leitung während der normalen Betriebsdauer wird erheblich reduziert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018202952 A1 [0003]

Claims

Steckverbinder zum Zusammenstecken mit einem Gegensteckverbinder (60), der Steckverbinder (1) aufweisend: -- ein Gehäuse (2); -- ein in dem Gehäuse (2) angeordnetes Kontaktelement (3) mit einer daran befestigten Leitung (40), die eine Außenisolierung (44) aufweist; -- wenigstens ein Dichtelement (20); wobei das Dichtelement (20) eine Durchgangsöffnung (31) aufweist, durch welche die Leitung (40) entlang einer Einsteckrichtung (E) hindurchsteckbar ist, wobei das Dichtelement (20) die Außenisolierung (44) in einer die Einsteckrichtung (E) umlaufenden Umlaufrichtung (U) umschließt, wobei das Dichtelement (20) in einer zur Einsteckrichtung (E) senkrechten radialen Richtung (R) betrachtet wenigstens eine nach innen weisende innere Dichtkontur (21) aufweist, die an der Außenisolierung (44) dichtend anliegt, wobei das Dichtelement (20) in der radialen Richtung (R) betrachtet wenigstens eine nach außen weisende äußere Dichtkontur (22) aufweist, die an einer inneren Wandung (9) des Gehäuses (2) dichtend anliegt, wobei das Dichtelement (20) wenigstens einen Fixierabschnitt (23a, 23b) aufweist, der entlang der Einsteckrichtung (E) betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur (21) beabstandet ist, wobei die Außenisolierung (44) mittels des wenigstens einen Fixierabschnitts (23a, 23b) relativ zum Dichtelement (20) zumindest bezüglich der Einsteckrichtung (E) im Wesentlichen ortsfest fixiert ist, wobei das Dichtelement (20) ein Sicherungselement (24) aufweist, welches mit dem Gehäuse (2) wirkverbunden ist und das Dichtelement (20) am Gehäuse (2) ortsfest fixiert.
Steckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Dichtelement (20) in dem wenigstens einen Fixierabschnitt (23) entlang der radialen Richtung (R) elastisch reversibel verformbar ist, wobei insbesondere ein im nicht montierten Zustand der Leitung ausgebildeter InnenDurchmesser (DI) des Dichtelements (20) in dem wenigstens einen Fixierabschnitt (23a, 23b) elastisch reversibel um wenigstens 3% oder um wenigstens 5% oder um wenigstens 8% veränderbar ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtelement (20) wenigstens zwei Fixierabschnitte (23a, 23b) aufweist, wobei entlang der Einsteckrichtung (E) betrachtet ein erster Fixierabschnitt (23a) vor der inneren Dichtkontur (21) angeordnet ist und ein zweiter Fixierabschnitt (23b) hinter der inneren Dichtkontur (21) angeordnet ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sicherungselement (24) einen Stützabschnitt (25) aufweist, wobei der Stützabschnitt (25) in radialer Richtung (R) betrachtet zwischen der wenigstens einen inneren Dichtkontur (21) und der wenigstens einen äußeren Dichtkontur (22) angeordnet ist, wobei der Stützabschnitt (25) insbesondere ringförmig geschlossen ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein erstes Teilelement (26) des Dichtelements (20) die innere Dichtkontur (21), die äußere Dichtkontur (22) und den wenigstens einen Fixierabschnitt (23a, 23b) aufweist, wobei das Sicherungselement (24) ein zweites Teilelement (27) des Dichtelements (20) bildet, wobei zumindest ein Abschnitt des Sicherungselements (24) an einer ersten axialen Stirnseite (28) und einer davon abgewandten zweiten axialen Stirnseite (29) von dem ersten Teilelement (26) begrenzt ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dichtelement (20) einstückig ausgebildet ist, insbesondere als Spritzgusselement.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Dichtkontur (21), die äußere Dichtkontur (22) und der wenigstens eine Fixierabschnitt (23a, 23b) aus einem ersten Material ausgebildet sind, wobei der Sicherungsabschnitt (24) aus einem zweiten Material ausgebildet ist, welches vom ersten Material verschieden ist.
Steckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das erste Material einen Elastomer umfasst, wobei das zweite Material ein thermoplastischer oder duroplastischer Kunststoff ist oder zum überwiegenden Teil aus Metall besteht.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sicherungselement (24) wenigstens ein Rastelement (30) aufweist, welches mit einem am Gehäuse (2) angeordneten komplementären Element (11) verrastet ist, wobei das komplementäre Element (11) insbesondere an einer Außenseite (12) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Dichtelement zur Montage an einer Außenisolierung einer Leitung eines in ein Gehäuse eines Steckverbinders einsteckbaren Kontaktelements, wobei das Dichtelement (20) eine Durchgangsöffnung (31) aufweist, die sich entlang einer Einsteckrichtung (E) erstreckt und insbesondere zum Durchstecken der Leitung (40) mit der Außenisolierung (44) eingerichtet ist, wobei das Dichtelement (20) in einer zur Einsteckrichtung (E) senkrechten radialen Richtung (R) betrachtet wenigstens eine von einer Innenwandung (32) der Durchgangsöffnung (31) nach innen weisende innere Dichtkontur (21) aufweist, wobei das Dichtelement (20) in der radialen Richtung (R) betrachtet wenigstens eine nach außen weisende äußere Dichtkontur (22) aufweist, die insbesondere eingerichtet ist, an einer inneren Wandung (9) des Gehäuses (2) dichtend anzuliegen, wobei das Dichtelement (20) wenigstens einen Fixierabschnitt (23a, 23b) aufweist, der entlang der Einsteckrichtung (E) betrachtet von der wenigstens einen inneren Dichtkontur (21) beabstandet ist und der dazu eingerichtet ist, in einem an der Außenisolierung (44) montierten Zustand des Dichtelements (20) die Außenisolierung (44) relativ zum Dichtelement (20) zumindest bezüglich der Einsteckrichtung (E) im Wesentlichen ortsfest zu fixieren, wobei das Dichtelement (20) ein Sicherungselement (24) aufweist, welches mit dem Gehäuse (2) wirkverbindbar ist und das Dichtelement (20) im wirkverbundenen Zustand am Gehäuse (2) ortsfest fixiert.