DE3440400A1

DE3440400A1 - Wasserdichte elektrische steckerverbindung und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3440400A1
Application number: DE19843440400
Authority: DE
Inventors: David G. Canton Mich. Connors; Gary L. Woodhaven Mich. Villeneuve
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1983-12-09
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1985-06-20
Also published as: GB2151416B; GB8430817D0; GB2151416A; JPS60136185A

Description

Patentanmeldung; P Ford/US-1370/02 Nov. 1984

02 Nov. 198
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Patentanmeldung

Wasserdichte elektrische Steckerverbindung und
Q5 Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine wasserdichte elektrische Steckerverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß Patentanspruch 3.

Aus der US-PS 3 594 696 ist eine wasserdichte elektrische Steckerverbindung etwa der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erläuterten Art bekannt, wobei jedoch die sowohl am abisolierten Leiter als auch am Leiterkabel angeschlagenen Steckerkontaktteile innerhalb eines Steckergehäuseteiles aus zähhartem Kunststoffmaterial durch Einbetten in ein elastisches Kunststoffmaterial befestigt sind.

Diese bekannte Steckerverbindung weist den Nachteil auf, daß die Leiterkabel im Bereich ihrer Einbettung im elastischen Kunststoff material undicht werden können, wenn Zugkräfte auftreten und es zu einer Ablösung zwischen der Isolation des Leiterkabels und dem elastischen Kunststoffmaterial kommt. Die bekannte Stecker verbindung kann daher eine Dichtigkeit gegenüber der Luftfeuchtigkeit sicherstellen, sie ist jedoch nicht geeignet eine wasserdichte Verbindung zur Anordnung innerhalb einer Flüssigkeit bereitzustellen.

Aus der US-PS 3 937 545 ist eine wasserdichte elektrische Steckerverbindung zu entnehmen, bei der die jeweils an einem Ende eines Leiterkabeis sowohl am abisolierten Leiter als auch am Leiterkabel angeschlagenen weiblichen bzw. männlichen Steckerkontaktteile in entsprechenden Steckergehäuseteilen verrastet werden, wobei die Leiterkabel im Bereich ihrer Einführung über Dichtstopfen aus elastischem Material und die Kontaktteile im Bereich ihres Kontaktraumes bei \'erbundenen Steckerteilen über einen Dichtring aus elastischem Material nach außen abgedichtet werden.

Patentanmeldung P Ford/US-1370/92, Noy, 1984

— Sf —

Diese bekannte Steckerverbindung weist den Nachteil auf, daß das nachträgliche Einsetzen der Dichtstopfen aus elastischem Material schwierig ist und daß auch hier bei Zugbelastungen am Leiterkabel Undichtigkeiten im Bereich des Dichtstopfens auftreten können. Diese Undichtigkeiten können auftreten, obwohl die Aufnahmebohrung der Dichtstopfen einen wellenförmigen Verlauf aufweist und im Durchmesser geringer als der Durchmesser des Leiterkabels ist. Die Dichtstopfen sind nämlich in axialer Richtung nicht vollständig festgelegt und können daher wandern.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer wasserdichten elektrischen Steckerverbindung der soeben erläuterten Art eine wasserdichte elektrische Steckerverbindung zur Anwendung auch innex^halb von Flüssigkeiten bereitzustellen, indem insbesondere die Abdichtung im Bereich der Leiterkabeleinführung verbessert wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei einer wasserdichten elektrischen Steckerverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 aufgezeigten Maßnahmen vorgesehen werden.

Im Patentanspruch 2 sind zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung erläutert.

Im Patentanspruch 3 sind die Verfahrensschritte zur Herstellung einer erfindungsgemäßen wasserdichten elektrischen Steckerverbindung aufgezeigt .

Dadurch, daß an den mit den weiblichen bzw. männlichen Steckerkontaktteilen verbundenen Leiterkabeln Dichtstopfen aus elastischem Material mit Aufnahmeöffnung von wellenförmigem Verlauf und geringerem Durchmesser als die Leiterkabel aufgesetzt sind und die Stecker gehäuseteile durch Umspritzen dieser Anordnung mit einem thermoplastischen, beim Abkühlen schrumpfenden Kunststoffmaterial gebildet sind, wird auf die Dichtstopfen ein erhöhter Anpreß druck aufgebracht, der auch bei geringfügiger Verlagerung der Isolation der Leiterkabel für eine zuverlässige Abdichtung sorgt.

Patentanmeldung P ierd/US-1370/02. Nov. 1984

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-Sr-

Dadurch, daß die Dichtstopfen aus elastischem Material, wie z. B. Silikongutnmi am Außenumfang ringförmige Rippen aufweisen und an den durch Umspritzen gebildeten Steckergehäuseteilen durch radiale Rippen festgehalten werden, wird ein Herausrutschen der Dichtstopfen aus den Steckergehäuseteilen sicher vermieden.

Durch die im Anspruch 3 aufgezeigte Kombination von zum Teil an sich bekannten Verfahrensschritten wird eine verhältnismäßig einfache Herstellung für eine wasserdichte elektrische Stecker verbin dung gemäß der Erfindung aufgezeigt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen im Wesentlichen vertikalen Schnitt entlang der Linie

I-I in Fig. 3;

Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt durch einen Dichtstopfen und

Hg. 3 eine vergrösserte Ansicht in Richtung des Leiterkabels in

Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte wasserdichte elektrische Steckerverbindung besteht aus einem weiblichen Steckerteil 10 und einem männlichen Steckerteil 40.

Der weibliche Steekerteil 10 besteht aus einem Steckergehäuseteil 12 aus zähelastischem Kunst stoff material, das durch Umspritzen eines Steckerkontaktteiles 18 gebildet wird, das durch Anschlagen oder Löten mit dem abisolierten Leiter 14 eines gleichfalls angeschlagenen Leiterkabel κ 16 verbunden ist. Das Steckerkontaktteil 18 besteht aus einem Blechpreßteil, das zu einem Zylinder gerollt ist und einen männlichen Steckerkontaktteil 20 bildet, der in einem Kontaktraum 22 im Steckergehäuse 12 einragt.

Patentanmeldung P Ford/US-1370/02. Nov. 1984

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-Zf-

Ein Dichtstopfen 15, aus elastischem Kunststoff material, wie z. B. Silikongummi, ist benachbart dem Steckerkontaktteil 18 angeordnet und weist eine Aufnahmeöffnung 13 für das Leiterkabel 16 auf. Die Aufnahmeöffnung 13 für das Leiterkabel 16 weist, hierbei einen wellenförmigen Verlauf und einen geringeren Durchmesser als der Durchmesser des Leiterkabels 16 auf. Zur Montage des Dichtstopfens 15 muß dieser daher gedehnt werden, um ein Einschieben des Leiterkabels 16 zu ermöglichen. Der Dichtstopfen 15 ist weiterhin an seinem Außenumfang mit ringförmigen Rippen 17 versehen. Das Steckergehäuseteil 12 weist an seinem einen Ende vier sich radial erstreckende Rippen 6 auf, die eine axiale Verlagerung des Dichtstopfens 15 gegenüber dem Steekerkontaktteil 18 verhindern.

Während es Umspritzens des Steckergehäuseteiles 12 liegt ein Teil der Spritzgußform bei 11 an der einen Endfläche des Dichtstopfens 15 an, um eine axiale Verlagerung des Dichtstopfens 15 gegenüber dem Steckerkontaktteil 18 zu verhindern. Dieser Teil der Spritzgußform formt die Endfläche 4 des Steckergehäuseteiles 12 und erlaubt dem zähelastischem Kunststoff material die radialen Rippen 6 zu bilden.

Das Steckergehäuseteil 12 ist an seinem offenen Ende 24 mit Rastrampen 23 versehen, die mit einem entsprechenden Rastring 30 am männlichen Steckerteil 40 zusammenwirken, wenn die beiden Steckerteile miteinander verbunden werden.

Der männliche Steckerteil 40 wird gleichfalls von einem Steckerteilgehäuse 42 aus zähelastischem Kunst stoff material gebildet, das durch Umspritzen des Steckerkontaktteiles 48 und des entsprechenden Leiterkabels 46 gebildet wird. Das Steckerkontaktteil 48 besteht wieder aus einem Blechpreßteil, das an seinem einen Ende zu einer zylindrischen Hülse gerollt ist und den weiblichen Steckerkontakteil 19 bildet, der mit dem männlichen Steckerkontaktteil 20 innerhalb des Kontaktraumes 22 verbunden werden kann.

Auch der Steckerteil 40 wird zunächst mit seinem Steckerkontaktteil 48 sowohl am abisolierten Leiter 14 als auch am Leiterkabel 46 angeschlagen und hierauf in einen entsprechenden Dichtstopfen 15 eingesetzt.

Patentanmeldung P Ford/US-1370/02, Nov. 1984

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Der Dichtstopfen 15 weist wieder am Außenumfang ringförmige Rippen 17 auf und wird in der Spritzgußform bei 11 gegen eine axiale Verlagerung abgestützt. Das durch Umspritzen geformte Steckergehäuseteil 40 hält den Diehtstopfen 15 durch radiale Rippen 6 gegen axiale Verlagerung fest.

An den ineinander passenden zylindrischen Abschnitten der beiden Steckerteile 10 und 40 ist im Steckerteil 40 in einer Ringnut 47 ein Dichtring 50 angeordnet, der den Kontaktraum 22 gegenüber dem zylindrischen Bereich 26 am Steckerteil 10 abdichtet.

Zum Herstellen der beiden Steckerteile 10 und 40 sind jeweils getrennte Spritzgußformen erforderlich, die die Form der entsprechenden Steckergehäuseteile 12 bzw. 42 aufweisen. Diese beiden Spritzguß formen weisen jedoch gewisse übereinstimmende Merkmale auf. So ist in beiden Spritzgußformen die Anordnung des entsprechenden Steckerkontaktteiles mit dem entsprechenden Diehtstopfen vorgesehen, wobei entsprechende Maßnahmen zur Lagesicherung dieser Teil während des Spritzvorganges vorgesehen sind.

Das Material, das zum Formen der Steckergehäuseteile verwendet wird, ist vorzugsweise ein isolierendes, thermoplastisches Material, das beim Abkühlen schrumpft. Ein solches Material kann z. B. Nylon sein. Die Forderung, daß das verwendete Material beim Abkühlen schrumpft, ist gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich, da der Schrumpfvorgang für die Dichtigkeit im Bereich des Dichtstopfens aus elastischem Material, wie Silikongummi, wesentlich ist.

Auf verhältnismässig einfache Weise können daher Steckerteile der wasserdichten Steckverbindung hergestellt werden, in dem folgende zum Teil an sich bekannte Verfahrensschritte ausgeführt werden:

a) Es wird ein entsprechendes Leiterkabel 16 bereitgestellt;

b) es wird ein entsprechender Steckerkontaktteil 19 zum Anschlagen an dem Leiterkabel 16 bereitgestellt;

Patentanmeldung P Ford/US-1370/02, No.y, 1984

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c) es wird ein Dichtstopfen 15 aus elastischem Material mit einer Aufnahmeöffnung 13 für das Leiterkabel 15 mit einem wellenförmigen Verlauf und einem geringerem Durchmesser als das Leiterkabel 16 bereitgestellt;

d) es wird der Dichtstopfen 15 auf das Leiterkabel 16 avifgesetzt, indem der Dichtstopfen 15 gedehnt und das Leiterkabel 16 eingesetzt wird;

e) es wird der Steckerkontaktteil 19 sowohl am abisolierten Leiter 14 als auch am Leiterkabel 16 angeschlagen;

f) es wird eine Spritzguß form für ein Steckerteilgehäuse 12 vorgesehen, die die vorbereitete Anordnung aufnehmen kann;

g) es wird die vorbereitete Anordnung in die Spritzgußform eingesetzt, wobei der Dichtstopfen 15 über Teile (bei 11) der Form axial festgelegt wird und

h) es wird isolierendes, thermoplastisches, beimAbkühlen schrumpfendes Kunststoffmaterial in die Spritzgußform eingebracht und das Steckergehäuseteil 12 ausgeformt.

Durch den nach dem Spritzvorgang auftretenden Schrumpfprozess des Materials des Steckergehäuseteiles 12 wird die Abdichtwirkung· des Dichtstopfens 15 verbessert.

Claims

Patentanmeldung P ''■' :Föl'd./OS-1370/02. Nov. 1984 -Λ -Patentansprüche

1. Wasserdichte elektrische Steckerverbindung aus zwei miteinander verbindbaren Steckerteilen, die aus jeweils an einem Ende eines Leiterkabels sowohl am abisolierten Leiter als auch am Leiterkabel angeschlagenen weiblichen bzw. männlichen Steckerkontakteilen bestehen, deren miteinander verbindbare Steckergehäuseteile im Bereich des Kontaktraumes über einen Dichtring und im Bereich der Leiterkabeleinführung über einen Dichtstopfen aus elastischem Material nach außen abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den mit den weiblichen bzw. männlichen Steckerkontaktteilen (19 bzw. 20) verbundenen Leiterkabeln (46 und 16) Dichtstopfen (15) aus elastischem Material mit Aufnahmeöffnungen (13) von wellenförmigem Verlauf und geringerem Durchmesser als die Leiterkabel aufgesetzt sind und die Steckergehäuseteile (42 und 12) durch Umspritzen dieser Anordnung mit einem thermoplastischem, beim Abkühlen schrumpfenden Kunst stoff material gebildet sind.

2. Steckerverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtstopfen (15) aus elastischem Material am Außenumfang ringförmige Rippen (17) aufweisen und die durch Umspritzen gebildeten Steckergehäuseteile (42 und 12) sich radial erstreckende Rippen (6) zum Festlegen der Dichtstopfen (15) aufweisen.

3. Verfahren zur Herstellung der Steckerteile der wasserdichten Steckerverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Kombination folgender zum Teil an sich bekannter Verfahrensschritte:

a) Berreitstellen eines Leiterkabels (16);

b) Bereitstellen eines Steckerkontaktteiles (19) zum Anschlagen an dem Leiterkabel (16);

Patentanmeldung P - Ford/US-1370/^2,. .Nqv,. .J984

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c) Bereitstellen eines Dichtstopfens (15) aus elastischem Material mit einer Aufnahmeöffnung (13) für das Leiterkabel (15) mit einem wellenförmigen Verlauf und einem geringerem Durchmesser als das Leiterkabel (16);

d) Aufsetzen des Dichtstopfens (15) auf das Leiterkabel (16) indem der Dichtstopfen gedehnt wird und das Leiterkabel (16) eingesetzt wird;

*° e) Anschlagen des Steckerkontaktteiles (19) sowohl am abisolierten

Leiter (14) als auch am Leiterkabel (16);

f) Bereitstellen einer Spritzgußform für ein Steckerteilgehäuse (12),

die die vorbereitete Anordnung aufnehmen kann; 15

g) Einlegen der vorbereiteten Anordnung in die Spritzguß form, wobei der Dichtstopfen (15) über Teile der Form (bei 11) axial festgelegt wird;

™ h) Einspritzen eines thermoplastischen, beim Abkühlen schrumpfenden

Kunststoffmaterials in die Spritzgußform, Formen des Steckergehäuseteiles (12) aus dem Kunststoff material unter dichtem Einschluß der vorbereiteten Anordnung und Ausformen des Steckergehäuseteiles (12).