DE19947831A1 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Abstract

Elektrischer Steckverbinder (1), versehen mit einer isolierenden Umhüllung (2), die eine Reihe von Hohlräumen (3) für entsprechende elektrische Endgeräte (4) definiert und frontal einen vorspringenden torusförmigen Zahn (15) mit einer zentralen Achse (A) aufweist, sowie einem ringförmigen Dichtungselement (17) zum Schutz gegen Einwirkungen von außen, das sich frontal mit der Umhüllung (2) mithilfe des Zahns (15) verkoppeln lässt; der Zahn (15) weist einen radialen, ringförmigen Vorsprung (20) auf, und das Dichtungselement (17) definiert einen Haltesitz (21) für den Zahn (15), dessen Form dem Außenprofil des Zahns (15) komplementär und zur Umhüllung (2) hin offen ist sowie durch eine flexible ringförmige Lippe (22) in radialer Richtung begrenzt wird, so dass die Verkoppelung zwischen Dichtungselement (17) und Umhüllung (2) durch einfaches frontales Ansetzen unter Anwendung von Druck in der zur Achse (A) parallelen Richtung ermöglicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrischen Steckverbinder und insbesondere auf eine abgedichtete elektri­ sche Steckverbinder von der Art, die eine isolierende Umhül­ lung umfaßt, die eine Mehrzahl von axialen Hohlräumen defi­ niert, die dazu geeignet sind, entsprechende elektrische End­ geräte aufzunehmen, sowie ein Dichtungselement gegen Einwir­ kungen von außen, realisiert aus einem Elastomermaterial und geeignet, frontal an der Umhüllung montiert zu werden.

Insbesondere eignet sich das Dichtungselement dazu, zwischen der Umhüllung, an der es festgemacht ist, und der Umhüllung einer zusätzlichen Steckverbinder angebracht zu werden, der mit der Umhüllung verkoppelt werden kann, oder zwischen der oben genannten Umhüllung und einem Teil der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, an welchen die Steckverbinder durch Anschlag montiert werden kann, um eine Steckverbinder durch "Wanddurchgang" zu realisieren.

Allgemein weist das Dichtungselement eine Ringform auf und wird über einen torusförmigen Zahn gestülpt, der frontal von der Umhüllung aus vorspringt.

Die Montage des Dichtungselements erfolgt normalerweise mit­ hilfe einer eisernen Hand, der das Dichtungselement ergreift und es durch elastische Verformung in radialer Richtung aus­ weitet und dann über den Zahn stülpt.

Diese Operation erfordert einen relativ hohen Zeitzyklus und wirkt sich deshalb negativ auf die Produktionskosten der Steckverbinderen aus.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Realisierung einer elektrischen Steckverbinder, die es ermöglicht, auf einfache und zuverlässige Weise den Nachteilen in Bezug auf die bekann­ ten und oben spezifizierten Steckverbinderen abzuhelfen.

Das oben genannte Ziel wird durch die vorliegende Erfindung erreicht, denn sie bezieht sich auf eine elektrische Steckver­ binder mit einer isolierenden Umhüllung, die eine Reihe von Hohlräumen für entsprechende elektrische Endgeräte definiert und frontal einen vorspringenden torusförmigen Zahn mit einer zentralen Achse aufweist, sowie einem ringförmigen Dichtungs­ element zum Schutz gegen Einwirkungen von außen, das sich fron­ tal mit der genannten Umhüllung mithilfe des genannten Zahns verkoppeln läßt; der dadurch gekennzeichnet ist, daß er wenig­ stens einen ersten radialen ringförmigen Vorsprung aufweist, und daß das genannte Dichtungselement die den Haltesitz für den genannten Zahn definiert, dessen Form dem Außenprofil des Zahns komplementär und zur Umhüllung hin offen ist sowie durch wenigstens eine flexible ringförmige Lippe in radialer Rich­ tung begrenzt wird, so daß die Verkopplung zwischen Dichtungs­ element und Umhüllung durch einfaches frontales Ansetzen und unter Anwendung von Druck in der zur Achse parallelen Richtung ermöglicht wird.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nach­ folgend als reines, nicht einschränkendes Beispiel eine bevor­ zugte Ausführungsform beschrieben, auf die sich die beigeleg­ ten Zeichnungen beziehen, in denen:

Abb. 1 den Längsschnitt einer elektrischen Steckverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

Abb. 2 in vergrößertem Maßstab den Querschnitt eines De­ tails des zur Steckverbinder gemäß Abb. 1 gehörenden Dichtungselements gegen Einwirkungen von außen darstellt;

Abb. 3 perspektivisch und in verkleinertem Maßstab die Steckverbinder gemäß Abb. 1 in der Montagephase dar­ stellt.

Mit Bezugnahme auf die Abb. 1 wird die gemäß der vorlie­ genden Erfindung abgedichtete elektrische Steckverbinder ins­ gesamt mit 1 angegeben.

Im vorliegenden, dargestellten Fall ist die Steckverbinder ge­ eignet, durch Anschlag an einer (nicht dargestellten) Wand an­ gebracht zu werden, z. B. einem Teil der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, um mit einer zusätzlichen (nicht dargestell­ ten) elektrischen Steckverbinder verkoppelt zu werden, der auf der entgegengesetzten Seite der Wand angebracht ist, so daß eine elektrische Steckverbinder mit "Wanddurchgang" definiert wird.

Die Steckverbinder 1 umfaßt eine isolierende, im wesentlichen zylindrische Umhüllung 2, die aus Kunststoff realisiert wurde und eine Längsachse A aufweist, die eine Reihe von Hohlräumen 3 definiert, deren Achsen jeweils parallel zur Achse A verlau­ fen; die Hohlräume 3 sind jeweils geeignet, elektrische Endge­ räte 4 mit Einsteckverbindung aufzunehmen (von denen nur eines in der Abb. 1 dargestellt ist), die mit entsprechenden elektrischen Kabeln 5 verbunden sind (von denen nur eines teilweise in der Abb. 1 dargestellt ist) und die in den Hohlräumen 3 durch primäre und sekundäre Klemmvorrichtungen befestigt sind, die von der bekannten Art sind und nicht de­ tailliert beschrieben werden, da sie nicht Teil der vorliegen­ den Erfindung sind.

Im einzelnen ist jedes Endgerät 4 geeignet, in den jeweiligen Hohlraum 3 durch eine Öffnung 6 in der hinteren Wand der Um­ hüllung 2 eingeführt zu werden, und es befindet sich gegenüber einer frontalen Öffnung 7 des Hohlraums 3, die geeignet ist, mit dem Kontaktteil eines (nicht dargestellten) elektrischen und mit einem Stecker versehenen Endgerät verbunden zu werden, das geeignet ist, mit dem Endgerät 4 verkoppelt zu werden.

Die primären Klemmvorrichtungen umfassen für jedes Endgerät 4 eine elastische Lanze 8, die innerhalb des entsprechenden Hohlraums 3 ausgehend von einer Trennwand 9 zwischen der ent­ sprechenden Hohlraumreihe 3 und der danebenliegenen Reihe vor­ springt, und zwar im wesentlichen in paralleler Richtung zur Achse A und zur Öffnung 7 hin; die Lanze 8 weist in bekannter Weise auf ihrer Oberfläche, die in das Innere des Hohlraums 3 hineinragt, einen Zahn mit einem im wesentlichen trapezförmig­ rechtwinkligen Profil auf, der geeignet ist, durch Einrasten mit einer Kupplungsvorrichtung des entsprechenden Endgeräts 4 verkoppelt zu werden.

Die sekundären Klemmvorrichtungen umfassen eine Platte 12, die getrennt von der Umhüllung 2 realisiert wird und geeignet ist, frontal und parallel zur Achse A mit der Umhüllung 2 in einer Verschlußposition (Abb. 1) verkoppelt zu werden, um das korrekte Einfügen der Endgeräte 4 in die entsprechenden Hohl­ räume 3 zu kontrollieren und das Herausziehen zu verhindern.

Im einzelnen ist die Platte 12 vollständig mit einer Mehrzahl von Keilen 13 versehen, und zwar jeweils ein Keil für jede Reihe von Hohlräumen 3, die in Längsrichtung von der Platte 12 vorspringen und dazu geeignet sind, jeweils in die entspre­ chende Reihe von Hohlräumen 3 zwischen den Lanzen 8 und der entsprechenden Wand 9 eingefügt werden, von der sie ausgehen, so daß Verformungen der Lanzen 8 vermieden werden. Die Platte 12 weist außerdem eine Mehrzahl von durchgehenden Gleitsitzen 14 auf, die entsprechend den Hohlräumen 3 ausgerichtet und ge­ eignet sind, die Kontaktteile der zusätzlichen Endgeräte mit Stecker aufzunehmen.

Die Steckverbinder 1 umfaßt außerdem einen torusförmigen Zahn 15 auf der Achse A, der frontal von einer ringförmigen Portion 16 der Umhüllung 2 vorspringt, und zwar radial extern in Bezug auf die Umhüllung 3, sowie ein ringförmiges Dichtungselement 17 gegen Einwirkungen von außen mit der Achse A, realisiert aus einem Elastomermaterial und geeignet, sich frontal mit der Umhüllung 2 mithilfe des Zahns 15 zu verkoppeln.

In der erläuterten Ausführungsart ist das Dichtungselement 17 geeignet, zwischen der Umhüllung 2 und dem genannten Karosse­ rieteil eingesetzt zu werden.

Nach der vorliegenden Erfindung weist der Zahn 15 einen radia­ len ringförmigen Vorsprung 20 auf, dessen Querschnitt am äuße­ ren Ende im wesentlichen eine L-Form zeigt, und das Dichtungs­ element 17 definiert für den Zahn 15 einen Haltesitz 21, des­ sen Form komplementär zum Außenprofil des Zahns 15 und zur Um­ hüllung 2 hin offen ist sowie durch die ringförmige Lippe 22 begrenzt wird, die in radialer Richtung flexibel ist, um die Verkopplung zwischen dem Dichtungselement 17 und der Umhüllung 2 durch einfaches frontales Ansetzen und unter Anwendung von Druck in paralleler Richtung zur Achse A zu ermöglichen. Im einzelnen wirkt die Lippe 22 mit einer Oberfläche 19 des Zahns 15 zusammen, die dem Vorsprung 20 gegenüber liegt.

Der Zahn 15 auf der dem Vorsprung 20 und dem Zahn 15 gegen­ überliegenden Seite wird von einem ringförmigen zylindrischen Körper auf der Achse A definiert, der aus der Portion 16 der Umhüllung 2 vorspringt, von dem sich radial nach außen hin der Vorsprung 20 erstreckt. Noch weiter ins einzelne gehend, weist der Vorsprung 20 im Querschnitt im wesentlichen ein trapezför­ mig-rechtwinkliges Profil auf und wird zum Abschnitt 16 der Umhüllung 2 hin durch eine radiale Flanke 23 und auf der ge­ genüberliegenden Seite durch eine kegelstumpfe Oberfläche 24 mit der Achse A begrenzt, deren Konizität der Umhüllung 2 zu­ gewandt ist.

Unter Bezugnahme auf die Abb. 1 und 2 umfaßt das Dich­ tungselement 17 eine Hauptportion 25, der radial nach außen hin durch eine zylindrische Oberfläche 26 begrenzt wird, und von der aus sich radial nach innen hin die Lippe 22 erstreckt.

Insbesondere umfaßt die Lippe 22 eine Portion 27, die mit dem Zahn 15 in Wechselwirkung steht, und zum Zahn 15 hin durch ei­ ne kegelstumpfe Oberfläche 28 mit der Achse A begrenzt wird, deren Konizität der entgegengesetzten Seite der Umhüllung 2 zugewandt ist, sowie eine Portion 29 zur Scharnierverbindung der Portion 27 mit der Portion 35 des Dichtungselementes 17. Die Oberfläche 28 divergiert von der Portion 25 zur Umhüllung 2 hin, so daß vermieden wird, daß der Zahn 15 bei der Einfüh­ rung in den Haltesitz 21 gegen die Lippe 22 stößt.

Die Portion 25 des Dichtungselements 17 weist einen ringförmi­ gen radialen Vorsprung 30 zur Oberfläche 28 der Lippe 22 hin auf und ist geeignet, mit dem Vorsprung 20 des Zahns 15 zusam­ menzuwirken, um das Herausziehen des Zahns 15 aus dem Halte­ sitz 21 zu verhindern. Insbesondere wird der Vorsprung 30 zur Portion 29 der Lippe 22 hin durch eine radiale Flanke 31 be­ grenzt, die geeignet ist, mit der Flanke 23 des Vorsprungs 20 in Berührung zu stehen, und zwar in einer Position, die den Zahn 15 im Haltesitz 21 zurückhält.

Die Portion 25 des Dichtungselements 17 wird außerdem zur Um­ hüllung 2 hin durch eine gekrümmte Oberfläche 32 begrenzt, de­ ren Querschnitt im wesentlichen eine S-Form aufweist, und die geeignet ist, mit einer gekrümmten Oberfläche 33 zusammenzuwir­ ken, deren Form der Umhüllung 2 entspricht; die Oberflächen 32, 33 haben den Zweck, die Selbstanpassung der Position des Dichtungselementes 17 an der Umhüllung 2 zu ermöglichen, indem sie auf den Kontakt des Dichtungselements 17 mit dem genannten Karosserieteil reagieren. Insbesondere weist die Oberfläche 32 einen ersten konvexen Abschnitt 34 auf, der den Vorsprung 30 der gegenüberliegenden Seite der Flanke 31 begrenzt, sowie ei­ nen zweiten konkaven Abschnitt 35.

Die Portion 25 des Dichtungselements 17 weist schließlich auf der gegenüberliegenden Seite der Lippe 22 in Bezug auf die Um­ hüllung 2 eine kegelstumpfe, radial interne Oberfläche 36 mit der Achse A auf, deren Konizität der gegenüberliegenden Seite der Umhüllung 2 zugewandt ist.

Das Dichtungselement 17 umfaßt außerdem auf der gegenüberlie­ genden Seite der Umhüllung 2 eine Lippe 37 mit einem radial flexiblen Ende auf, die radial zur Außenseite der Oberfläche 26 hin vorspringt, und geeignet ist, mit dem genannten Karos­ serieteil zusammenzuwirken; insbesondere ermöglicht die Flexi­ bilität der Lippe 37 ein perfektes Anhaften des Dichtungsele­ ments 17 am Karosserieteil, auch wenn eventuelle Unregelmäßig­ keiten und/oder Verformungen vorhanden sind.

Mit Bezug auf die Abb. 3 erfolgt die Montage der Steck­ verbinder 1 auf einfache Weise, indem das Dichtungselement 17 auf dem Bundring 38 einer Kontrastmatrize 39 angebracht wird, um es in einer festen Position zu erhalten, und indem frontal unter Anwendung von Druck die Umhüllung 2 an das Dichtungsele­ ment 17 parallel zur Achse A angesetzt wird.

Insbesondere dringt während der Verkopplung zwischen Umhüllung 2 und Dichtungselement 17 der Zahn 15 in das Innere des Halte­ sitzes 21, indem er mit der Flanke 23 seines Vorsprungs 20 auf dem konvexen Abschnitt 34 der Oberfläche 33 gleitet und dabei gleichzeitig eine elastische Verformung der Lippe 22 hervor­ ruft, die radial gegen die Achse A gebogen wird; nachdem der Zahn 15 vollständig in den Haltesitz 21 eingeführt wurde, kehrt die Lippe 22 in ihre unverformte Position zurück, da der Vorsprung 20 des Zahns 15 mit dem Vorsprung 30 zusammenwirkt. Noch genauer gesagt, ist bei dieser Konfiguration die Flanke 23 des Vorsprungs 20 durch Anschlag gegen die Flanke 31 des Vorsprungs 30 angebracht, die deshalb eine Sperre gegen das Herausziehen des Zahns 15 aus dem Haltesitz 21 definiert.

Die Montage wird in bekannter Weise vervollständigt, indem die Endgeräte 4 in die entsprechenden Hohlräume 3 eingeführt wer­ den, und indem die Platte 12 frontal an der Umhüllung 2 mon­ tiert wird.

Aus einer Überprüfung der Merkmale der entsprechend der vor­ liegenden Erfindung realisierten Steckverbinder 1 sind die Vorteile offensichtlich, die durch die Einheit erzielt werden können.

Insbesondere ist die Montage des Dichtungselements 17 an der Umhüllung 2 besonders einfach, schnell und wirtschaftlich, da - wie oben beschrieben - die Verkopplung zwischen dem Zahn 15 und dem Haltesitz 21 durch einfachen Druck der Umhüllung 2 auf das Dichtungselement 17 erfolgt.

Es versteht sich schließlich von selbst, daß an der Steckver­ binder 1 Änderungen und Varianten vorgenommen werden können, die nicht den Rahmen des Schutzes der vorliegenden Erfindung verlassen.

Claims (13)

1. Elektrische Steckverbinder (1), versehen mit einer iso­ lierenden Umhüllung (2), die eine Reihe von Hohlräumen (3) für entsprechende elektrische Endgeräte (4) definiert und frontal einen vorspringenden torusförmigen Zahn (15) mit einer zentralen Achse (A) aufweist, sowie mit einem ringförmigen Dichtungselement (17) zum Schutz gegen Einwirkungen von außen, das sich frontal mit der Umhüllung (2) mithilfe des Zahns (15) verkoppeln läßt dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zahn (15) weist mindestens einen ersten radialen, ringförmigen Vorsprung (20) auf, und das Dichtungselement (17) definiert einen Halte­ sitz (21) für den Zahn (15), dessen Form dem Außenprofil des Zahns (15) komplementär und zur Umhüllung (2) hin offen ist sowie durch eine flexible ringförmige Lippe (22) in radialer Richtung begrenzt wird, so daß die Verkopplung zwischen Dich­ tungselement (17) und Umhüllung (2) durch einfaches frontales Ansetzen und unter Anwendung von Druck in der zur Achse (A) parallelen Richtung ermöglicht wird.

2. Steckverbinder gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannte erste Lippe (22) mit einer externen Oberfläche (19) des genannten Zahns (15) zusammenwirkt, die dem genannten Vorsprung (20) gegenüberliegt.

3. Steckverbinder gemäß den Patentansprüchen 1 bzw. 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die genannte erste Lippe (22) sich von einer Hauptportion (25) des genannten Dichtungselementes (17) vorspringt und zum genannten Zahn (15) hin durch eine er­ ste kegelstumpfe Oberfläche (28) begrenzt wird, die koaxial zur genannten Achse A liegt und von der genannten Hauptportion (25) zur genannten Umhüllung (2) hin divergiert, so daß ver­ mieden wird, daß beim Einführen des genannten Zahns (15) in den genannten Haltesitz (21) Verkantungen vermieden werden.

4. Steckverbinder gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannte erste Lippe (22) sich radial intern in Bezug auf die genannte Hauptportion (25) des genannten Dichtungselementes (17) befindet, da die genannte kegelstumpfe Oberfläche (28) eine Konizität aufweist, die der entgegenge­ setzten Seite der genannten Umhüllung (2) zugewandt ist.

5. Steckverbinder gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannten Hauptportion (25) des genannten Dichtungselements (17) einen zweiten ringförmigen radialen Vorsprung (30) aufweist, der der genannten kegelstumpfen Ober­ fläche (28) der genannten ersten Lippe (22) zugewandt und dazu geeignet ist, mit dem genannten ersten Vorsprung (20) des ge­ nannten Zahns (15) zusammenzuwirken, um ein Herausziehen des Zahns (15) aus dem genannten Haltesitz (21) zu vermeiden.

6. Steckverbinder gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden genannten Vorsprünge (20, 30) unter­ einander durch Anschlag kooperieren, und zwar in einer Positi­ on des Zusammenwirkens mit dem genannten Zahn (15) innerhalb des Haltesitzes (21) durch entsprechende zur Achse A (A) hin radiale Kontaktflanken (23, 31).

7. Steckverbinder gemäß einem der Patentansprüche von 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Hauptportion (25) des genannten Dichtungselements (17) zur genannten Umhüllung (2) hin durch eine erste gekrümmte, im Querschnitt im wesent­ lichen eine S-Form aufweisende Oberfläche (32) begrenzt wird, die geeignet ist, mit einer zweiten gekrümmten Oberfläche (33) zusammenzuwirken, deren Form der Umhüllung (2) entspricht.

8. Steckverbinder gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die genannte erste gekrümmte Oberfläche (32) ei­ nen ersten konvexen Abschnitt (34), der den genannten zweiten Vorsprung (30) zur entgegengesetzten Seite der betreffenden Kontaktflanke (31) hin begrenzt, sowie einen zweiten konkaven Abschnitt (35) aufweist.

9. Steckverbinder gemäß einem der Patentansprüche von 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Lippe (22) eine Portion (27) umfaßt, die mit dem genannten Zahn (15) in Wechselwirkung tritt und zum Zahn (15) hin durch die genannte erste kegelstumpfe Oberfläche (28) begrenzt wird, sowie eine Portion (29) zur Scharnierverbindung der genannten in Wechsel­ wirkung tretenden Portion mit der genannten Hauptportion (25) des genannten Dichtungselements (17).

10. Steckverbinder gemäß einem der Patentansprüche von 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste Vorsprung (20) eine Portion am Ende des genannten Zahns (15) definiert und auf der gegenüberliegenden Seite der entsprechenden Kon­ taktflanke (23) durch eine zweite kegelstumpfe Oberfläche (24) begrenzt wird, deren Konizität der genannten ersten kegel­ stumpfen Oberfläche (28) gegenüberliegt.

11. Steckverbinder gemäß einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Zahn (15) im Querschnitt im wesentliche eine L-Form aufweist.

12. Steckverbinder gemäß einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Dichtungs­ element (17) auf der gegenüberliegenden Seite der genannten Um­ hüllung (2) eine zweite radial flexible Lippe (37) aufweist, die radial nach außen hin vorragt, und zwar von einem entspre­ chenden axialen Ende des Dichtungselementes (17) aus.

13. Elektrische Steckverbinder, wie im wesentlichen unter Be­ zugnahme auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben.