EP2020057B1

EP2020057B1 - Elektrischer stecker mit kraftentkoppelter dichtplatte

Info

Publication number: EP2020057B1
Application number: EP07727031A
Authority: EP
Inventors: Markus Kroeckel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-03-19
Also published as: EP2020057A1; DE102006022487A1; WO2007131821A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Stecker nach der Gattung des Patentanspruchs 1, wie er in Fig. 3 gezeigt ist.
Übliche abgedichtete elektrische Steckerverbindungen bestehen meist aus zwei Dichtungen, die beide an einem Stecker der Steckverbindung vorgesehen sind und jeweils die Steckfläche (Interface) zum Gegenstecker der Steckverbindung und den Kabelbaum (Leitungen) abdichten.
Es sind auch Steckerverbindungen bekannt, bei denen Interface und Leitungen mittels eines am Stecker vorgesehenen einzigen Dichtungselements abgedichtet sind. Fig. 3a zeigt einen solchen bekannten elektrischen Stecker 101, bei dem zwischen einem Kontaktträgerunterteil 102 und einem Oberteil 103 eine Dichtplatte (Mattendichtung) 104 axial verpresst wird. Diese axiale Verpressung wird durch Halteelemente (nicht gezeigt) erzeugt, welche die beiden Steckergehäuseteile 102, 103 zusammenhalten. Wie in Fig. 3b gezeigt, weist die Dichtplatte 104 einen inneren Dichtbereich 106 mit mehreren kleinen Durchführungsöffnungen 107 und einer großen Durchführungsöffnung 108, durch die elektrische Leitungen (Kabelbaum) bzw. ein weiteres Teil (Kunststoffteil) hindurchgehen, sowie einen äußeren Dichtbereich 109 auf, der den inneren Dichtbereich 106 ringförmig umgibt und sich nach außen bis über die Steckfläche 105 des Steckers 101 hinaus erstreckt. Die Dichtplatte 104 erhält durch die axiale Verpressung zwischen den beiden Steckergehäuseteilen 102, 103 die nötige Stabilität, die für die Aufrechterhaltung der radialen Dichtpressung gegen die Steckfläche eines Gegensteckers (nicht gezeigt) notwendig ist. Allerdings wird die große Durchführungsöffnung 108 durch das hindurchgeführte Kunststoffteil partiell aufgeweitet, was zu einer ungleichmäßigen Dichtpressung und zur Undichtheit der Dichtplatte 104 führen kann. Weiterhin unterliegen die Kontaktelemente durch die Kopplung von Kontaktträgeroberteil und -unterteil mittels Halteelemente erhöhtem Verschleiß.
Dokument US 4,588,242 offenbart einen elektrischen stecker gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 1.

Offenbarung der Erfindung

Technische Aufgabe

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem gattungsgemäßem elektrischen Stecker den inneren und den äußeren Dichtbereich voneinander zu entkoppeln und die radiale Dichtpressung auch ohne axiale Verpressung der Dichtplatte erreichen zu können.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrischen Stecker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Wirkungen

Der erfindungsgemäße elektrische Stecker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber folgende Vorteile:

Die gehäuseseitigen Anlageflächen dienen als radiale Kraftabstützung. Dadurch wird einerseits die radiale Dichtpressung der Dichtplatte an die Steckfläche des Gegensteckers unabhängig von der axialen Verpressung der Dichtplatte zwischen den beiden Steckergehäuseteilen. Und andererseits sind dadurch der äußere und der innere Dichtbereich der Dichtplatte voneinander unabhängig, d.h. entkoppelt. Durchführungen (insbesondere große Durchführungen) im inneren Dichtbereich sind ohne negativen Einfluss auf den äußeren Dichtbereich und damit auf die Radialdichtung mit der Steckfläche des Gegensteckers möglich. Somit ist es möglich, sowohl Leitungen als auch Durchführungen (z.B. Kammern für EAD(Einzel-Ader-Dichtung)-gedichtete Kontakte) ohne Beeinflussung der Dichtpressung auf die Interfacedichtung zu dichten als auch auf eine axiale Kraft auf die Dichtplatte als Voraussetzung für eine ausreichende Dichtpressung zu verzichten.
Die beiden Steckergehäuseteile sind weitgehend voneinander entkoppelt, wodurch Verschleiß in den Kontaktpunkten der Steckverbindung reduziert wird.
Durch das Zusammenführen der Standardbauteile "Radialdichtung" und "Leitungsdichtung" wird die Anzahl der Einzelelemente einer Steckverbindung reduziert. Werkzeug-, Produktions-, Montage- und Logistikkosten entfallen bzw. werden reduziert, wodurch sich Kostenvorteile ergeben.
Durch höhere Vibrationsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Steckers ist das Risiko des Versagens der Steckverbindung in der Erprobung geringer. Dadurch können Hüllkurven auf höherem Niveau erprobt werden, welche im Idealfall alle für die Applikation relevanten Praxisfälle einschließen. Hierdurch können - verglichen mit Standardkonzepten - das Versagensrisiko und der Kostenaufwand für Mehrfacherprobung gesenkt werden.
Mit der Reduzierung von Bauteilen geht prinzipiell eine Fehlerreduzierung einher.
Durch den erfindungsgemäßen Stecker wird es möglich, das Steckergehäuseteil, das die Kontaktträgerfunktion aufweist, vom anderen Steckergehäuseteil zu entkoppeln. Hierdurch wird prinzipiell die Relativbewegung zwischen beiden Steckergehäuseteilen stark reduziert und, je nach Umsetzung, gänzlich unterbunden, so dass sich die Verschleißbeständigkeit der Steckverbindung erhöht.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen elektrischen Steckers sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a: eine erste Ausführungsform des elektrischen Steckers im Längsschnitt;
Fig. 1b: die Dichtung von Fig. 1a in einer Draufsicht;
Fig. 2a: eine zweite Ausführungsform des elektrischen Steckers im Längsschnitt;
Fig. 2b: die Dichtung von Fig. 2a in einer Draufsicht;
Fig. 3a: einen im Stand der Technik bekannten elektrischen Stecker im Längsschnitt; und
Fig. 3b: die Dichtung von Fig. 3a in einer Draufsicht;

Ausführungsformen der Erfindung

Der in Fig. 1a gezeigte elektrische Stecker 1 umfasst zwei Steckergehäuseteile, nämlich ein Kontaktträgerunterteil 2 und ein Oberteil 3, sowie eine dazwischen angeordnete Dichtplatte (Mattendichtung) 4, die zum Abdichten der Steckfläche 5 des Steckers 1 bzw. des Interface der Steckverbindung und zum Abdichten von im Stecker 1 verlaufenden elektrischen Leitungen (Kabelbaum) oder sonstigen Durchführungen dient. Die Dichtplatte 4 ist aus gummielastischem Material und kann mit oder ohne axiale Verpressung zwischen den beiden Steckergehäuseteilen 2, 3 angeordnet sein.
Wie in Fig. 1b gezeigt, weist die Dichtplatte 4 einen inneren Dichtbereich 6 mit Durchgangslöchern (Durchführungsöffnungen) 7, 8, durch die die elektrischen Leitungen hindurchgehen, und einen äußeren Dichtbereich 9 auf, der den inneren Dichtbereich 6 ringförmig umgibt und sich nach außen bis über die Steckfläche 5 hinaus erstreckt. Die beiden Dichtbereiche 6, 9 befinden sich in einer gemeinsamen Ebene. Zwischen beiden Dichtbereichen 6, 9 ist auf beiden Seiten der Dichtplatte 4 jeweils eine Ringnut 10 vorgesehen, deren innere Nutflanke eine umlaufende außenseitige Mantelfläche 11 und deren äußere Nutflanke eine umlaufende innenseitige Mantelfläche 12 der Dichtplatte 4 bilden. Zwischen den beiden Ringnuten 10 weist die Dichtplatte 4 einen ringförmigen Steg 13 auf, durch den die beiden Dichtbereiche 6, 9 voneinander radial beabstandet bzw. getrennt sind.
Auf den einander zugewandten Seiten weisen das Kontaktträgerunterteil 2 und das Oberteil 3 jeweils Ringvorsprünge 14 auf, die in die Ringnuten 10 eingreifen. Die inneren Flanken der Ringvorsprünge 14 bilden dabei jeweils eine umlaufende innenseitige Mantelfläche 15 als radiale Anlagefläche für die außenseitige Mantelfläche 11 der Dichtplatte 4, und die äußeren Flanken der Ringvorsprünge 14 bilden jeweils eine umlaufende außenseitige Mantelfläche 16 als radiale Anlagefläche für die innenseitige Mantelfläche 12 der Dichtplatte 4. Zusammengehalten wird der Verbund aus Kontaktträgerunterteil 2, Oberteil 3 und Dichtplatte 4 mittels eines oder mehrerer durch Öffnungen 17 der Dichtplatte 4 hindurch geführter Halteelemente 18. Erst im gesteckten Zustand wird mittels eines hier nicht näher beschriebenen Verriegelungssystems ein Zustand erreicht, in dem eine Kraft die Dichtplatte 4 komprimiert und somit den Kraftschluss zwischen Halteelement 18 und aufhebt. In diesem Zustand ist das Oberteil 3 vom Kontaktträgerunterteil 2 mechanisch weitgehend entkoppelt.
Durch die gehäuseseitigen Anlageflächen 15, 16, die als radiale Kraftabstützung der Dichtplatte 4 dienen, ist die radiale Dichtpressung des äußeren Dichtbereichs 9 gegen die Steckfläche des Gegensteckers unabhängig von der axialen Verpressung der Dichtplatte 4 zwischen den beiden Steckergehäuseteilen 2, 3. Weiterhin sind der äußere und der innere Dichtbereich 6, 9 der Dichtplatte 4 voneinander im Wesentlichen kräftemäßig unabhängig, d.h. entkoppelt. Durchführungen durch die große Durchführungsöffnung 8 im inneren Dichtbereich 6 sind ohne negativen Einfluss auf den äußeren Dichtbereich 9 möglich, so dass sich eine gleichmäßige radiale Dichtpressung mit der Steckfläche des Gegensteckers ergibt.
Vom elektrischen Stecker 1 unterscheidet sich der in Fig. 2a gezeigte elektrische Stecker 1' darin, dass hier die Dichtplatte 4' gestuft ist und daher, wie in Fig. 2b gezeigt, der innere und der äußere Dichtbereich 6', 9' der Dichtplatte 4' in anderen Ebenen liegen, d.h. voneinander axial beabstandet sind. Außerdem sind die innen - und die außenseitigen Mantelflächen 11', 12' der Dichtplatte 4' auf unterschiedlichen Seite der Dichtplatte 4' und jeweils durch eine in der Dichtplatte 4' vorgesehene Stufe 10' gebildet. Die zugehörigen gehäuseseitigen Mantelflächen 15', 16' sind am Kontaktträgerunterteil 2' bzw. am Oberteil 3' vorgesehen und jeweils durch eine Stufe 10' der Steckergehäuseteile 2', 3' gebildet. Die beiden Dichtungsbereiche 6', 9' sind über einen ringförmigen axialen Steg 13' miteinander verbunden. Zusammengehalten wird der Verbund aus Kontaktträgerunterteil 2', Oberteil 3' und Dichtplatte 4' mittels eines oder mehrerer durch Öffnungen 17' der Dichtplatte 4' hindurch geführter Halteelemente 18'. Die Dichtplatte 4' ist aus gummielastischem Material und kann mit oder ohne axiale Verpressung zwischen den beiden Steckergehäuseteilen 2', 3' angeordnet sein.
Durch die gehäuseseitigen Anlageflächen 15', 16' und dadurch, dass der innere Dichtbereich 6' mit seinen Durchgangslöchern 7', 8' auf einer anderen Ebene liegt wie der äußere Dichtbereich 9', ist einerseits die radiale Dichtpressung unabhängig von der auf die Dichtplatte 4' wirkenden axialen Kraft und andererseits eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Dichtbereiche 6', 9' ausgeschlossen. Zudem ist für das Erreichen der Dichtfunktion keine axiale Kraft auf die Dichtplatte 4' notwendig.

Claims

Elektrischer Stecker (1; 1') mit einer zwischen zwel Steckergehäuseteilen (2, 3; 2', 3') angeordneten Dichtplatte (4; 4'), die einen inneren Dichtbereich (6; 6') mit Durchgangslöchern (7, 8; T, 8') und einen äußeren Dichtbereich (9; 9'), welcher den inneren Dichtbereich (6; 6') umgibt und sich radial nach außen bis über die Steckfläche (5; 5') des Steckers (1; 1') hinaus erstreckt, aufweist,
wobei der innere Dichtbereich (6; 6') mindestens eine umlaufende außenseitige Manteifläche (11; 11') und der äußere Dichtbereich (9_i 9') mindestens eine umlaufende innenseitige Mantelfläche (12; 12') aufweist und dass an dem einen Steckergehäuseteil eine umlaufende innenseitige Mantelfläche (15; 15') als radiale Anlagefläche für die außenseitige Mantelfläche (11; 11') der Dichtplatte (4; 4') und an dem einen oder dem anderen Steckergehäuseteil eine umlaufende außenseitige Mantelfläche (16; 16') als radiale Anlagefläche für die innenseitige Mantelfläche (12; 12') der Dichtplatte (4; 4') vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwel Steckergehäuseteile als voneinander getrennte Bauteile in Form eines Kontaktträgerunterteils (2, 2') und eines Oberteils (3, 3') ausgebildet sind
Elektrischer Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innen- und außenseitigen Mantelflächen (11; 12) der Dichtplatte (4) auf der gleichen Seite der Dichtplatte (4) und die zugehörigen gehäuseseitigen Mantelflächen (15; 16) am gleichen Steckergehäuseteil vorgesehen sind.
Elektrischer Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (4) beidseitig jeweils eine innenseitige und eine außenseitige Mantelfläche (11; 12) und die zugehörigen gehäuseseitigen Mantelflächen (15; 16) jeweils an beiden Steckergehäuseteilen vorgesehen sind.
Elektrischer Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innen- und außenseitigen Mantelflächen (11; 12) der Dichtplatte (4) durch die beiden Nutflanken einer in der Dichtplatte (4) vorgesehenen Ringnut (10) und die innen- und außenseitigen Mantelflächen (15; 16) des Steckergehäuseteils durch die beiden Flanken eines Ringvorsprungs (14) gebildet sind.
Elektrischer Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Dichtbereich (6) und der äußere Dichtbereich (9) voneinander radial beabstandet sind.
Elektrischer Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innen- und außenseitigen Mantelflächen (11'; 12') der Dichtplatte (4') auf unterschiedlichen Seite der Dichtplatte (4') vorgesehen sind und die zugehörigen gehäuseseitigen Mantelflächen (15'; 16') an beiden Steckergehäuseteilen (2', 3') vorgesehen sind.
Elektrischer Stecker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innen- und außenseitigen Mantelflächen (11'; 12') der Dichtplatte (4') jeweils durch eine in der Dichtplatte (4') vorgesehene Stufe (10') und die gehäuseseitigen innen- und außenseitigen Mantelflächen (15'; 16') jeweils durch eine Stufe (10') der Steckergehäuseteile (2', 3') gebildet sind.
Elektrischer Stecker nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Dichtbereich (6') und der äußere Dichtbereich (9') voneinander axial beabstandet sind.
Elektrischer Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (4; 4') zwischen den beiden Steckergehäuseteilen (2, 3; 2', 3') axial verpresst ist.