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Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsdichten
Stecker, der zur Festlegung in einer Durchgangsbohrung eines Gehäuses, welches
eine Flüssigkeit enthält, bestimmt
ist. Der Stecker verbindet weitere Stecker, welche sich innerhalb
bzw. außerhalb
des Gehäuses
befinden und die mit Endabschnitten von elektrischen Kabeln verbunden
sind.
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In einer automatischen Getriebeeinheit
für Fahrzeuge
sind Magnetventile, verschiedene Sensoren und dergleichen Mittel
innerhalb des Getriebegehäuses
vorgesehen. Ein flüssigkeitsdichter
Stecker ist in eine Durchgangsbohrung angebracht, die im Getriebegehäuse ausgebildet
ist. Elektrische Kabel erstrecken sich von den Magnetventilen, den
verschiedenen Sensoren und dergleichen Mitteln und sind durch den
flüssigkeitsdichten
Stecker beispielsweise mit einer Kontrolleinheit verbunden, die
außerhalb
des Getriebegehäuses
vorgesehen ist.
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Da Öl zur Schmierung des Getriebes
im Getriebegehäuse
eingeschlossen ist, muss der flüssigkeitsdichte
Stecker die elektrischen Kabel innerhalb und außerhalb des Getriebegehäuses derart
verbinden, dass ein Ölaustritt
aus dem Getriebegehäuse nach
außen
verhindert wird. Ein solcher flüssigkeitsdichter
Stecker besitzt Kontakte, die in das Gehäuse eingeformt sind, damit
ein Ölaustritt
aus dem Inneren des Getriebegehäuses
verhindert wird.
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3 zeigt
einen vertikalen Schnitt eines konventionellen Relaissteckers mit
einem Aufbau, wie oben beschrieben.
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Wie 3 zeigt,
umfasst der flüssigkeitsdichte
Relaisstecker 1 ein Gehäuse 3,
dass rohrförmige
Vorsprünge
mit Öffnungen
besitzt, welche zur Innenseite bzw. Außenseite des Getriebegehäuses 15 gerichtet
sind, Kontakte 7, die eine Trennwand 5 durchdringen,
welche das Innere des Getriebegehäuses 15 abtrennt,
und als Stifte gestaltete Kontaktabschnitte 7a und 7b der
Kontakte, die zu beiden Öffnungen
freiliegen, ein Dichtungselement 9, welches einen Raum
zwischen einem Grundabschnitt der Kontaktabschnitte 7b,
die in der Öffnung
des Gehäuses
zu der Außenseite
des Getriebegehäuses
angebracht sind, und der Trennwand 5 ausfüllt, und
einen O-Ring 11, der in einer äußeren Umfangsnut des Gehäuses 3 angebracht
ist.
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Bei der Herstellung des flüssigkeitsdichten Steckers 1 wird
nach dem Einformen der Trennwand 5 mit den Kontakten, die
so angeordnet sind, dass sie durch die Trennwand 5 geführt sind,
flüssiges
Harz (zum Beispiel Epoxidharz) durch die Öffnung des Gehäuses 3,
die zur Außenseite
der Getriebegehäuses 15 liegt,
eingespritzt und danach wird das flüssige Harz durch Erwärmen ausgehärtet, um
das Dichtungselement 9 zu bilden. Alternativ kann nach
Einführung
der Kontaktabschnitte 7b in festes Epoxidharz das feste
Epoxidharz durch Erwärmen
gehärtet werden,
um das Dichtungselement 9 zu bilden.
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Der flüssigkeitsdichte Stecker 1,
welcher wie oben beschrieben hergestellt wurde, wird am Getriebegehäuse 15 derart
angebracht, dass der O-Ring 11, der in der äußeren Umfangsnut
des Gehäuses 3 angeordnet
ist, mit der Innenfläche
der Steckerbefestigungsdurchgangsbohrung 17, welche im
Getriebegehäuse 15 ausgeformt
ist, in engen Kontakt gebracht wird. Eine Befestigungsplatte 3a,
die von der Außenumfangsfläche des
Gehäuses 3 hervorragt, wird
dann an der Außenfläche des
Getriebegehäuses 15 durch
Schrauben befestigt.
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Ein Stecker, der mit den Endabschnitten
der elektrischen Kabel eines externen Gerätes (nicht dargestellt) verbunden
ist, wird in die Öffnung
des Gehäuses 3,
die außerhalb
des Getriebegehäuses 15 liegt,
eingeführt.
Andererseits wird ein Stecker, der mit den Endabschnitten der elektrischen
Kabel innerhalb des Gehäuses
(nicht dargestellt) verbunden ist, in die Öffnung des Gehäuses 3 innerhalb
des Getriebegehäuse 15 eingeführt. Diese
zwei Stecker sind dadurch mit den Kontakten 7 des flüssigkeitsdichten Steckers 1 elektrisch
verbunden.
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Bei dem flüssigkeitsdichten Stecker 1 kann Ölaustritt
entlang der männlichen
Kontaktabschnitte 7a zu den Kontaktabschnitten 7b wirksam
verhindert werden, da die Kontakte 7 integral mit dem Gehäuse 3 durch
Einformung verbunden sind. Manchmal kann, wenn die Temperatur im
Getriebegehäuse 15 angestiegen
ist, diese eine Verminderung der Dichtigkeit des Kontaktbereiches
zwischen dem Gehäuse 3 und
den Kontakten 7 zur Folge haben, was zu einem geringen Ölaustritt
führt,
das durch die verschiedenen Dehnungskoeffizienten der beiden Elemente verursacht
wird. Das Dichtungselement 9 kann aber bei dem flüssigkeitsdichten
Stecker 1 wirksam den Ölaustritt
zur Außenseite
des Getriebegehäuses
blockieren.
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Bei dem oben beschriebenen flüssigkeitsdichten
Stecker muss aber das Harz durch Erwärmen als Nachbehandlung gehärtet werden,
wie auch immer der Aufbau des Dichtungselementes ist, und deshalb
werden viel Zeit und Arbeitsaufwand für die Herstellung gebraucht.
Ganz besonders bei dem Typ, bei dem flüssiges Harz eingespritzt wird,
besteht die Möglichkeit
eines Ölaustrittes
durch einen nicht perfekten Dichtungsaufbau, der durch eine unzulängliche
Einspritzmenge verursacht wurde, und es besteht daher die Möglichkeit
einer unwirksamen Verbindung, die durch das eingespritzte Harz verursacht wird,
welches an den elektrischen Kontaktabschnitte der Anschlussklemmen
anhaften sollte.
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Wenn Öl durch das Dichtungselement
durchtritt, besteht die Möglichkeit,
dass das Dichtungselement das Öl
aufsaugt und so wächst.
Durch diese Ausdehnung des Dichtungselementes besteht die Möglichkeit
einer unzulänglichen
Einführung
des Steckers des externen Gerätes,
so dass eine unvollständige
Montage verursacht wird.
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Die
DE 41 35 679 A1 sieht einen Stecker vor, der
einen Kontaktträger
umfasst, in den Stiftkontakte eingelassen sind, und ferner einen
davon separaten Spritzkörper.
Zwischen dem Kontaktkörper,
den Kontakten und dem Spritzkörper
ist ein Dichtelement als separates Bauteil angeordnet. Das bzw.
die Kontaktelemente werden in den Kontaktträger bei dessen Herstellung
eingeformt, d.h. diese werden in eine Form eingelegt und umspritzt.
Anschließend
wird das Dichtelement mit dem Kontaktträger zusammengefügt, wobei
die Tüllen,
die für
die Kontakte vorgesehen sind, über
diese gesteckt werden. Diese Einheit wird dann erneut umspritzt.
Durch den Spritzdruck soll das Dichtelement gegen den Kontaktträger und die
Kontakte angepresst werden. Insbesondere soll auch die dem Dichtelement
angeformte Wulst dabei in eine Nut des Kontaktträgers elastisch hinein verformt
werden. Durch diese Maßnahmen
sollen die Spalte, die sich zwischen dem Kontaktträger und
den Kontaktelementen einerseits und zwischen Kontaktträger und
Spritzkörper
andererseits ergeben, beispielsweise infolge Temperaturwechsel und
ungleicher Ausdehnungskoeffizienten der se paraten Elemente, zuverlässig abgedichtet
werden. Die Druckschrift lehrt also einen mehrteiligen Aufbau für einen Stecker
wobei durch Verwendung einer separaten Dichtung die bestehenden
Spalte abgedichtet werden. Der Kontaktträger und der Spritzkörper sollen durch
Formschluss miteinander verbunden werden, indem der Kontaktträger zusammen
mit der Dichtung und den Kontakten bei der Herstellung des Spritzkörpers umspritzt
wird. Da unterschiedliche Materialien für den Kontaktträger und
den Spritzkörper
vorgesehen sind, muss die Dichtung bei unterschiedlichen Temperaturänderungen
der Bauteile ein solches Verformungsvermögen vorsehen, dass auch die
sich ändernden
Spalte stets abgedichtet werden können.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung einen flüssigkeitsdichten
Stecker zur Verbindung mit weiteren Steckern zu schaffen, bei dem
die Dichtigkeit gegen Durchtreten von Flüssigkeit bei verringerter Bauteilzahl
verbessert ist und ein Herstellverfahren vorzuschlagen, welches
eine einfachere Herstellung bei geringerem Zeit- und Arbeitsaufwand
durch günstigere
Handhabung bei der Herstellung und Verringerung der Herstellkosten
bei erhöhter
Zuverlässigkeit
erlaubt.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch
einen Stecker umfassend ein Gehäuse,
welches eine erste Öffnung,
eine zweite Öffnung
und eine Trennwand, die die erste Öffnung von der zweiten Öffnung trennt,
aufweist, mindestens einen Kontakt, welcher durch die Trennwand
hindurchtritt und elektrische Kontaktabschnitte an seinen beiden
Enden aufweist, wobei die elektrischen Kontaktabschnitte in die
erste und zweite Öffnung
hineinragen, und ein Dichtungselement, welches aus Silikongummi
besteht und das innerhalb der Trennwand liegt und von dieser umschlossen
ist und welches von den Kontakten durchdrungen wird.
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Das Dichtungsmaterial kann einen Ölaustritt dadurch
wirksam verhindern, dass es Öl
für den
Fall der Dichtigkeitsverminderung infolge unterschiedlicher linearer
Ausdehnungskoeffizienten des Kontaktes und des Gehäuses aufnimmt.
Da das Dichtungselement von der Trennwand umschlossen ist, führt die
aus der Ölaufnahme
resultierende Volumenzunahme zum Wachsen, welches die Dichtigkeit
verbessert, indem eine stärkere
Anpressung an die Kontakte erfolgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass
das Gehäuse
durch Umspritzen des Dichtungselementes mit den Kontakten hergestellt
ist.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steckers
ist vorgesehen, dass eine derartige Zuordnung zu einer Durchgangsbohrung
in einem flüssigkeitsgefüllten Gehäuse erfolgt,
das die erste Öffnung im
Gehäuse
und die zweite Öffnung
außerhalb
des Gehäuses
liegt. Vorzugsweise weist das Dichtungselement eine rechteckige
oder plattenförmige
Gestalt auf. Es weist ferner Bohrungen zur Aufnahme der Kontakte
mit Pressung auf.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß auch durch
ein Verfahren zur Herstellung eines Steckers, der ein Gehäuse, welches
eine erste Öffnung, eine
zweite Öffnung
und eine Trennwand aufweist, die zwischen der ersten und zweiten Öffnung ausgebildet
ist, und mindestens einen Kontakt, der die Trennwand durchdringt,
wobei der Kontakt elektrische Kontaktabschnitte an beiden Enden
besitzt, welche in die erste bzw. zweite Öffnung ragen, umfasst und folgende
Schritte beinhaltet:
- – Hindurchführung der Kontakte durch ein
Dichtungselement aus Silikongummi,
- – Formung
des Gehäuses,
so dass das Dichtungselement, das von dem Kontakt durchdrungen ist,
innerhalb der Trennwand liegt und von dieser umschlossen ist.
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Durch das Dichtungselement aus Silikongummi,
das sich in der Trennwand durch Umspritzen befindet, können die
Herstellungszeit und der Arbeitsaufwand verringert werden. Insbesondere
werden die Herstellkosten verringert, da eine Nachbehandlung, wie
sie beispielsweise beim Stand der Technik erforderlich ist, gänzlich entfallen
kann.
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In Ausgestaltung ist vorgesehen,
dass der Stecker an einer Durchgangsbohrung angebracht wird, die
in einem mit Flüssigkeit
gefüllten
Gehäuse ausgebildet
ist, wobei der Stecker derart in die Durchgangsbohrung eingesetzt
wird, dass die erste Öffnung
sich innerhalb des Gehäuses
und die zweite Öffnung
sich außerhalb
des Gehäuses
befindet.
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Gelöst wird die Aufgabe auch durch
ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Steckers, welches die
folgenden Schritte umfasst:
Vorbereiten eines Kontaktes und
eines Dichtungselementes aus Silikongummi, Durchpressen des Kontaktes
durch das Dichtungselement und Formung des Gehäuses des Steckers, so dass
das Dichtungselement, das von dem Kontakt durchdrungen wird, sich
innerhalb einer Wand des Gehäuses
befindet und davon umschlossen wird. Vorzugsweise wird dabei ein
Dichtungselement mit einer rechteckigen und plattenförmigen Gestalt
verwendet. Dabei wird ein Dichtungselement verwendet, das eine Bohrung
besitzt, in die der Kontakt eingepresst wird. Das Dichtungselement,
mit den dieses durchdringenden Kontakten wird beim Formen des Gehäuses in
die Trennwand eingeformt.
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In der Zeichnung sind ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
und ein solches gemäß dem Stand
der Technik dargestellt.
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Es zeigt
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1 eine
vertikale Schnittansicht eines flüssigkeitsdichten Steckers für Relaisstecker
nach der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines flüssigkeitsdichten Stecker gemäß 1 im Gebrauchszustand, teilweise
geschnitten, und
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3 einen
vertikalen Schnitt eines konventionellen flüssigkeitsdichten Steckers für Relaisstecker.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
eines flüssigkeitsdichten
Steckers für
Relaisstecker und eines Herstellverfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung sind im Detail unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Die Bauteile und Einzelteile, welche mit der konventionellen Ausführung übereinstimmen,
haben die gleichen Bezugszeichen und deren Erläuterung ist weggelassen.
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Ein Gehäuse 3 umfasst eine
Einführöffnung 31,
die an einem Ende und eine Einführöffnung 33, die
am anderen Ende des Gehäuses 3 offen
ist. Ein Stecker 21, welcher mit Endabschnitten elektrischer Kabel
verbunden ist, die im Inneren des Getriebegehäuses 15 liegen, ist
in die Einführöffnung 31 einführbar. Ein
Stecker 23, welcher an Endabschnitte von elektrischen Kabeln
eines externen Gerätes
(nicht dargestellt) angeschlossen ist, ist in die Einführöffnung 33 einführbar. Eine
Trennwand 5 ist orthogonal zu einer Einsteckrichtung des
Steckers verlaufend im Gehäuse 3 ausgebildet,
so dass die Einführöffnung 31 von
der Einführöffnung 33 getrennt
ist, d.h. keine Verbindung gegeben ist.
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Eine Vielzahl (sechs bei dieser Ausführungsform)
von sammelschienenförmigen
Kontakten 7 durchdringen die Trennwand 5, wobei
sie dabei ein Dichtungsmaterial 19 durchdringen (später beschrieben),
welches in der Trennwand 5 angeordnet ist. Die Kontaktabschnitte 7a und 7b der
Kontakte 7 stehen entsprechend in die Einführöffnungen 31 und 33 vor und
liegen frei.
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Das Dichtungsmaterial 19 ist
aus Silikongummi hergestellt und hat eine rechteckige plattenförmige Form.
Das Dichtungsmaterial 19 hat eine solche Anzahl an Bohrungen
ein Bezugzeichen wurde zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen),
die der Anzahl an Kontakten 7 entspricht. Die Kontakte 7 sitzen
entsprechend in den Bohrungen unter Vorspannung des Dichtungsmaterials 19 ein.
Das Dichtungsmaterial 19 ist in der Trennwand 5 eingeschlossen,
während
die Kontakte 7 in die Bohrungen eingeführt sind. Das Dichtungsmaterial 19 dichtet
deshalb flüssigkeitsdicht
zwischen der Trennwand 5 und den Kontakten 7.
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Eine Befestigungsplatte 3a ist
am äußeren Umfang
des Gehäuses 3 ausgeformt
und steht flanschförmig
vor. Eingriffsbohrungen 3b sind in der Befestigungsplatte 3a ausgeformt,
um das Gehäuse 3 mit
Schrauben 25 am Getriebegehäuse 15 zu befestigen.
Eine äußere Umfangsnut 3c ist
in der Außenumfangsfläche des
Gehäuses 3 an
einem Abschnitt neben der Befestigungsplatte 3a zu dem
Getriebegehäuse 15 hin
ausgebildet. Ein O-Ring 11 sitzt in der Außenumfangsnut 3c.
Wenn das Gehäuse 3 in die
Durchgangsbohrung 17, die in das Getriebegehäuse 15 gebohrt
ist, eingeführt
ist, berührt
der O-Ring 11 dicht den inneren Umfang der Durchgangsbohrung 17 und
dichtet den Kontaktbereich zwischen der Durchgangsbohrung 17 und
dem Gehäuse 3 flüssigkeitsdicht
ab.
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Als nächstes wird das Herstellverfahren
des flüssigkeitsdichten
Steckers 51 beschrieben.
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Die Kontakte werden zunächst in
die Bohrung in dem Dichtungsmaterial 19, welches aus Silikongummi
besteht, entsprechend eingeführt
und durch Vorspannung gehalten.
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Das Dichtungsmaterial 19,
durch welches die Anschlussklemmen 7 hindurch geführt sind,
wird dann in einem Werkzeug an der Position, an der die Trennwand 5 des
Gehäuses 3 aus
Harz geformt wird, arrangiert und in diesem Zustand wird dann das
Umspritzen durchgeführt.
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Zuletzt wird dann der O-Ring 11 in
die Außenumfangsnut 3c eingeführt. Die
Herstellung des flüssigkeitsdichten
Steckers ist somit beendet.
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Der so hergestellte flüssigkeitsdichte
Stecker wird dann wie folgend beschrieben, am Getriebegehäuse 15 angebracht.
Zunächst
wird das Gehäuse 3 in
die Durchgangsbohrung 17 eingeführt, welche im Getriebegehäuse 15 ausgeformt
ist, wobei der O-Ring 11, welcher auf dem äußeren Umfang
des Gehäuses 3 angebracht
ist, in dichten Kontakt mit dem inneren Umfang der Durchgangsbohrung 17 gebracht
wird, so dass die Befestigungsplatte 3a gegen die Außenfläche des
Getriebegehäuses 15 stößt. Die Schrauben 25 werden
dann in die entsprechenden Eingriffsbohrungen 3b eingeführt und
die Befestigungsplatte 3a durch Schrauben 25 verschraubt,
um sie an dem Getriebegehäuse 15 zu
befestigen. Damit ist die Befestigung des flüssigkeitsdichten Stecker 51 am
Getriebegehäuse 15 beendet.
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Da bei dem flüssigkeitsdichten Stecker 51 der
O-Ring den Kontaktbereich zwischen dem Gehäuse 3 und der Durchgangsbohrung 17 abdichtet und
das Dichtungsmaterial 19 den Kontaktbereich zwischen der
Trennwand 5 des Gehäuses 3 und
den Kontakten 7 dichtet, sind alle möglichen Verbindungskanäle von der
Innenseite zur Außenseite
des Getriebegehäuses 15 abgedichtet
und ein Ölaustritt aus
dem Inneren des Getriebegehäuses 15 ist
wirksam verhindert.
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Sogar wenn bei dem flüssigkeitsdichten
Stecker 51 die Temperatur innerhalb des Getriebegehäuses 15 hoch
ansteigt und das Auftreten von Spalten zwischen den Kontakten 7 und
der Trennwand 5 die Folge ist und Öl entlang der Kontakte 7 in
die Innenseite der Trennwand 5 eintritt, absorbiert das
Silikongummi des Dichtungsmaterials 19 das Öl, so dass
ein Austritt von Öl
wirksam verhindert wird. Da ferner das Dichtungsmaterial 19 anschwillt
und sein Volumen sich durch Aufnahme des Öls vergrößert, kann das Dichtungsmaterial 19 mit
der Oberfläche der
Kontakte mit hohem Druck in Kontakt gebracht werden, so dass ein Ölaustritt
durch die verbesserte Flüssigkeitsdichtigkeit
auf jeden Fall verhindert wird.
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Bei der Herstellung des flüssigkeitsdichten Steckers 51 wird
das Dichtungsmaterial 19 zusammen mit den Kontakten, welche
durch das Dichtungsmaterial geführt
sind, eingeformt (umspritzt). Dieses Verfahren kann Zeit und Arbeitsaufwand
für die
Herstellung im Vergleich mit einem konventionellen flüssigkeitsdichten
Stecker reduzieren. Des weiteren werden die Herstellungskosten verringert.
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Obwohl die elektrischen Kontaktabschnitte der
Kontakte, die in das Gehäuse
eingeformt sind, bei der oben beschriebenen Ausführung durch Steckerstifte dargestellt
sind, können
die elektrischen Kontaktabschnitte auch Steckbuchsen sein.
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Wie oben im Detail beschrieben, ist
bei flüssigkeitsdichten
Stecker nach der vorliegenden Erfindung, ein Ölaustritt entlang der Kontakte
vollkommen blockiert, bzw. ein Ölaustritt
verhindert, weil das Dichtungsmaterial, was aus Silikongummi besteht,
integral mit dem Gehäuse
geformt und im Inneren des Gehäuses
eingeschlossen ist. Entsprechend wird das Auftreten eines unwirksamen
elektrischen Kontaktes verhindert und die Betriebszuverlässigkeit kann
verbessert werden.
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Des weiteren werden, da das Dichtungsmaterial,
durch das die Anschlussklemmen hindurchgeschoben sind, zusammen
mit den Kontakten in die Trennwand des Gehäuses eingeformt wird, weniger Zeit
und Arbeitsaufwand und ein einfacheres Herstellverfahren benötigt, welches
zu einer verbesserten Handhabbarkeit des flüssigkeitsdichten Steckers und
zu reduzierten Herstellungskosten für denselben führt.