EP4012850A1

EP4012850A1 - Einpress-gerätesteckverbinder zum pressfügen mit einem metallgehäuse

Info

Publication number: EP4012850A1
Application number: EP21212898.7A
Authority: EP
Inventors: Udo Schulz
Original assignee: Provertha Connectors Cables & Solutions GmbH
Current assignee: Provertha Connectors Cables & Solutions GmbH
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2021-12-07
Publication date: 2022-06-15
Also published as: DE102020133001B3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Einpress-Gerätesteckverbinder zum Pressfügen mit einem Metallgehäuse (40), umfassend eine hohlzylinderförmige zumindest zum Teil metallische Einpresshülse (10), wobei die Einpresshülse (10) an ihrem entlang ihrer Längsachse (L) ersten Ende einen Einpressabschnitt (11) zum Einpressen in das Metallgehäuse (40), an ihrem entlang der Längsachse (L) gegenüberliegenden zweiten Ende einen Verbindungsabschnitt (13) zur Verbindung mit einem Gegensteckelement des Einpress-Gerätesteckverbinders und einen Anlageflansch (12) zwischen dem Einpressabschnitt (11) und dem Verbindungsabschnitt (13) aufweist und wobei der Einpressabschnitt (11) aus einem im Querschnitt ringförmigen Innenabschnitt (14) und einem metallischen, den Innenabschnitt (14) im Querschnitt ringförmig umlaufenden und in Radialrichtung (R) an dem Innenabschnitt (14) angrenzenden Außenabschnitt (15) zum Pressfügen in das Metallgehäuse (40) gebildet ist und in dem Innenabschnitt (14) zumindest eine sich in Radialrichtung (R) in den Innenabschnitt (14) hinein erstreckende und entlang der Längsachse (L) verlaufende Ausnehmung (16) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einpress-Gerätesteckverbinder zum Pressfügen an ein bzw. mit einem Metallgehäuse.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Einpress-Gerätesteckverbindern bekannt, die jedoch zumeist nicht für das Pressfügen bzw. das Einpressen in ein Metallgehäuse geeignet sind. Bei den bekannten Einpress-Gerätesteckverbindern treten häufig hohe mechanische Spannungen auf, welche sich zumeist von dem Abschnitt, mit dem die Gerätesteckverbinder in das Metallgehäuse eingepresst ist, in den gesamten Gerätesteckverbinder ausbreiten, so dass es bei wechselnder thermischer Belastung oder über die Zeit zu Brüchen und Sprüngen in den Gerätesteckverbindern kommt, wodurch eine ausreichende Stabilität, Dichtigkeit und Sicherheit nicht mehr gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Einpress-Gerätesteckverbinder bereitzustellen, welcher für die Montage in ein Metallgehäuse geeignet und zugleich langlebig und stabil ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Einpress-Gerätesteckverbinder zum Pressfügen an ein Metallgehäuse bzw. mit einem Metallgehäuse vorgeschlagen. Der Einpress-Gerätesteckverbinder wird im Weiteren auch vereinfacht als Gerätesteckverbinder bezeichnet. Der Gerätesteckverbinder umfasst erfindungsgemäß eine hohlzylinderförmige zumindest zum Teil und vorzugsweise vollständig metallische Einpresshülse. Diese weist an ihrem entlang ihrer Längsachse ersten Ende einen Einpressabschnitt zum Einpressen in das Metallgehäuse, an ihrem entlang der Längsachse gegenüberliegenden zweiten Ende einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Gegensteckelement des Einpress-Gerätesteckverbinders und einen Anlageflansch zwischen dem Einpressabschnitt und dem Verbindungsabschnitt auf. Die Einpresshülse ist dementsprechend in ihre Längsrichtung bzw. entlang ihrer Längsachse, welche auch als Mittelachse bezeichnet werden kann, in vorzugsweise drei Abschnitte aufgeteilt, welche der Verbindungsabschnitt, der Einpressabschnitt und ein dazwischen liegender Abschnitt mit dem Anlageflansch sind. Der Einpressabschnitt ist aus einem im Querschnitt ringförmigen Innenabschnitt und einem metallischen, den Innenabschnitt im Querschnitt ringförmig umlaufenden und in Radialrichtung an dem Innenabschnitt angrenzenden Außenabschnitt zum Pressfügen in das Metallgehäuse gebildet. Die Radialrichtung entspricht dabei einer von der Längs- bzw. Mittelachse des Einpress-Gerätesteckverbinders bzw. der Einpresshülse ausgehenden Radialrichtung. In dem Innenabschnitt ist zumindest eine in Längsrichtung des Einpress-Gerätesteckverbinders verlaufende Ausnehmung vorgesehen.
Vorzugsweise erstreckt sich die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen über die gesamte Länge des Innenabschnitts entlang der Längsrichtung der Einpresshülse, also parallel zu der Längsachse, und ist/sind insbesondere an einer innenliegenden Innenfläche des Innenabschnitts vorgesehen. Durch die Ausnehmungen wird das Material des Innenabschnitts gezielt geschwächt, so dass der Innenabschnitt beim Einpressen der Einpresshülse mit dem Einpressabschnitt in das Metallgehäuse plastisch oder elastisch deformiert wird und mechanische Spannungen durch die Deformation reduziert und eine gezielte Materialverdrängung realisiert werden, wobei die hierfür notwendige (Einpress-) Kraft durch die Ausnehmung(en) einstellbar ist.
Weiter kann der Gerätesteckverbinder auch einen in der Einpresshülse anordenbaren Einlegekörper aufweisen, welcher beispielsweise zur Aufnahme von Kontaktkörpern oder anderen Anschlüssen geeignet sein kann. Um den Einlegekörper im Inneren der Einpresshülse in einer vorbestimmten Orientierung anordnen zu können, kann dieser zu den Ausnehmungen in dem Innenabschnitt korrespondierende Vorsprünge aufweisen, welche in einem montierten Zustand in die Ausnehmungen eingreifen, so dass der Einlegekörper dadurch gegen ein Verdrehen gesichert wird. Zudem können die Ausnehmungen des Innenabschnitts und die dazu korrespondierenden Vorsprünge des Einlegekörpers auch nach einem vorbestimmten asymmetrischen Muster verteilt sein, so dass der Einlegekörper nur in einer bestimmten Orientierung in die Einpresshülse einsteck- bzw. einlegbar und in dieser Position gegen ein Verdrehen gesichert ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht zudem vor, dass der Außenabschnitt und der Innenabschnitt unmittelbar an den Anlageflansch angrenzen bzw. sich von dem ersten Ende zu dem Anlageflansch erstrecken und in diesen übergehen. Dadurch kann die Einpresshülse in das Metallgehäuse mit dem Einpressabschnitt bis zu dem Anlageflansch eingepresst werden.
Der Außenabschnitt bestimmt vorzugsweise zudem an dem ersten Ende eine endseitige Stirnfläche der Einpresshülse.
Hierbei ist bei einer vorteilhaften Variante auch vorgesehen, dass der Außenabschnitt entlang der Längsachse der Einpresshülse zu dem ersten Ende hin über den Innenabschnitt hervorsteht. Dadurch ergibt sich eine ringförmige Stufe, da der Innenabschnitt im Inneren des Außenabschnitts von dessen Stirnfläche abgesetzt ist. Durch den Innenabschnitt und den über diesen hervorstehenden Außenabschnitt, wird der Einpressabschnitt in Längsrichtung in zwei Bereiche geteilt, wobei der Einpressabschnitt in dem zu dem ersten Ende weisenden Bereich nur von dem Außenabschnitt und in dem zu dem zweiten Ende weisenden Bereich von dem Außenabschnitt und dem Innenabschnitt bestimmt und bei einem Einpressen gestützt wird. Dadurch wird der Außenabschnitt insbesondere im Bereich seiner Stirnfläche bzw. im Bereich des ersten Endes der Einpresshülse und bis zu der Stufe also nicht durch den Innenabschnitt gestützt, so dass der Außenabschnitt im Bereich der Stirnfläche bzw. des ersten Endes leichter und insbesondere leichter in Radialrichtung deformierbar ist und das Einpressen der Einpresshülse zu Beginn der Pressvorgangs mit geringerer Einpresskraft erfolgen kann, als in dem Bereich des Einpressabschnitts, in welchem der Innenabschnitt und der Außenabschnitt gemeinsam die Wandstärke des Einpressabschnitts bestimmen bzw. der Innenabschnitt den Außenabschnitt stützt. Hinzukommt, dass die Länge des Innenabschnitts vorzugsweise korrespondierend zu dem angestrebten Presssitz bzw. zu dem Metallgehäuse gewählt werden kann, so dass der Presssitz von dem Bereich des Einpressabschnitts mit dem Innenabschnitt bestimmt wird und entsprechend eingestellt werden kann.
Um darüber hinaus das Ansetzen der Einpresshülse mit dem Einpressabschnitt an eine dafür vorgesehene Öffnung des Metallgehäuses zu erleichtern, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung zudem vorgesehen, dass der Außenabschnitt zu dem ersten Ende hin radial außen eine bezogen auf die Längsachse in Umfangsrichtung umlaufende Phase aufweist.
Vorzugsweise sind der Außenabschnitt sowie der Innenabschnitt jeweils die Längsachse der Einpresshülse bandförmig umlaufend ausgebildet. Insbesondere bilden sie dadurch jeweils einen geschlossenen Ring.
Um den Innenabschnitt in einer vorbestimmten Weise zu schwächen und dadurch das Einpressen der Einpresshülse mit einer vorbestimmten Kraft zu ermöglichen, sieht eine ebenfalls vorteilhafte Ausführungsform vor, dass nicht lediglich eine Ausnehmung, sondern eine Vielzahl von Ausnehmungen vorgesehen ist und die Ausnehmungen gleichmäßig über einen Innenumfang bzw. an einer Innenfläche des Innenabschnitts verteilt angeordnet sind. Die Ausnehmungen können beispielsweise in Form von Nuten vorgesehen sein. Als Innenfläche wird dabei insbesondere eine zu der Längsachse weisende Innenfläche des Innenabschnitts verstanden.
Im Querschnitt rechteckige Ausnehmungen bzw. Nuten würden in einem eingepressten Zustand zudem an ihren Kanten jeweils mechanische Spannungsspitzen verursachen. Daher ist eine Variante der Erfindung vorteilhaft, bei welcher die Ausnehmungen jeweils im Querschnitt halbkreisförmig sind oder den Innenabschnitt vollständig von radial innen nach radial außen durchlaufen.
Zu dem zweiten Ende hin und/oder integral mit dem Verbindungsabschnitt kann die Einpresshülse zudem ein Gewinde zum Anschluss eines Gegensteckers aufweisen. Das Gewinde kann insbesondere ein M12 oder ein M8 Außengewinde sein, wobei auch mehrere entlang der Längsrichtung aufeinanderfolgende Gewinde unterschiedlichen Nennmaßes möglich sind. So kann in einem ersten Abschnitt ein M12 und in einem zu dem zweiten Ende hin nachfolgender Abschnitt ein M8 Gewinde vorgesehen sein.
Der Verbindungsabschnitt kann zudem integral eine Aufnahme für ein Presswerkzeug bilden, so dass die Einpresshülse an dem Verbindungsabschnitt in eine zu diesem korrespondierende Aufnahme des Presswerkzeugs angeordnet und durch das Presswerkzeug in das Metallgehäuse eingepresst werden kann. Insbesondere der Anlageflansch kann dabei als Anlagefläche für das Presswerkzeug bzw. dessen Aufnahme dienen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante des Gerätesteckverbinders sieht vor, dass der Außenabschnitt an seiner von dem Innenabschnitt abgewandten Außenfläche eine Vielzahl von sich im Wesentlichen parallel der Längsachse der Einpresshülse erstreckenden und in Umfangsrichtung um den Außenabschnitt verteilten Schneidelementen aufweist. Die Schneidelemente sind insbesondere Zähne und können beispielsweise durch eine Rändelung gebildet werden. Die Schneidelemente weisen zudem im Querschnitt vorzugeweise eine dreieckige Form auf, so dass diese sich bei einem Pressvorgang mit ihren von der Längsachse weg weisenden Spitzen in das Metallgehäuse einschneiden. Dadurch wird der Presssitz verbessert und der Gerätesteckverbinder zugleich auch in Umfangsrichtung verdrehsicher fixiert.
Insbesondere kann der Außenabschnitt zumindest einen sich in Radialrichtung durch den Außenabschnitt erstreckenden Schlitz aufweisen, so dass der Außenabschnitt durch den zumindest einen Schlitz ausgebildet ist, in Radialrichtung federnd nachzugeben.
Besonders vorteilhaft ist eine Variante, bei welcher der Außenabschnitt eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
Zudem kann jeweils ein Schlitz des Außenabschnitts einer Ausnehmung des Innenabschnitts zugeordnet sein und vorzugsweise jeweils in diese übergehen, so dass sich der Schlitz von einer Außenfläche des Außenabschnitts zu einer Innenfläche des Innenabschnitts erstreckt, wodurch der Außenabschnitt und der Innenabschnitt bzw. der gesamte Einpressabschnitt durch den zumindest einen Schlitz ausgebildet sind/ist, in Radialrichtung federnd nachzugeben.
Weiter ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher der Außenabschnitt zumindest eine sich in Umfangsrichtung um seine Außenfläche verlaufende Nut zur Aufnahme eines Deformationselements aufweist. Die Nut kann sich zudem auch abschnittsweise parallel der Längsachse erstrecken, was insbesondere bei einer Variante von Vorteil ist, bei welcher das Deformationselement integral ein Ausrichtmittel bildet.
Zudem umfasst der Gerätesteckverbinder bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ein an einer Außenfläche des Außenabschnitts angeordnetes Deformationselement, welches insbesondere in der hierfür ausgebildeten Nut angeordnet sein kann. Das Deformationselement ist zudem ausgebildet, sich bei einem Einpressen des Einpressabschnitts in das Metallgehäuse plastisch zu verformen oder zumindest abschnittsweise abgetragen zu werden und zwischen dem Metallgehäuse und dem Einpressabschnitt eine Pressung zu erzeugen oder eine Flächenpressung zu unterstützen.
Bei dem Deformationselement kann es sich insbesondere um einen ringförmig gebogenen Kupferdraht handeln.
Weiter ist von Vorteil, wenn das Deformationselement eine Beschichtung aufweist, durch welche das Deformationselement ausgebildet ist, beim Einpressen eine Gleitreibung zwischen dem Einpressabschnitt und dem Metallgehäuse zu reduzieren und/oder beim Einpressen eine schmierende Wirkung zu erzeugen.
Hierfür kann das beispielsweise durch einen Kupferdraht gebildete Deformationselement verzinnt, versilbert oder lackiert sein, so dass durch diese Beschichtung ein Schmiereffekt erzeugt wird, wodurch ein problemloser Einbau und ein funktionssicherer Einpressvorgang der Einpresshülse in das Metallgehäuse, welches beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen spröden Material gebildet ist, sichergestellt werden kann.
Eine Variante des Einpress-Gerätesteckverbinders, welche vorteilhaft ist, sieht zudem vor, dass der Außenabschnitt an seiner von dem Innenabschnitt abgewandten Außenfläche zumindest ein Ausrichtmittel zur Ausrichtung in Umfangsrichtung an dem Metallgehäuse aufweist oder ausbildet.
Diese Ausrichtmittel können beispielsweise durch eine oder mehrere Abflachungen gebildet werden. Vorzugsweise sind diese Abflachungen gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt und frei von beispielsweise Schneidelementen.
Durch eine Abflachung wird eine in Radialrichtung außenliegende Außenfläche des Außenabschnitts lokal abgeflacht, wodurch der Einpress-Gerätesteckverbinder beim Einpressen in ein dazu korrespondierende Öffnung des Metallgehäuses nur in einer vorbestimmten Orientierung einpressbar ist.
Alternativ zu der Abflachung kann das Ausrichtmittel eine einstückig mit dem Außenabschnitt ausgebildete und sich in Radialrichtung nach außen erstreckende Nase sein, welche entsprechend in Radialrichtung über die Außenfläche des Außenabschnitts hinaus ragt.
Insbesondere ist zudem eine weitere Variante vorteilhaft, bei welcher ein Deformationselement vorgesehen ist und das Deformationselement einen das Ausrichtmittel bildenden Abschnitt aufweist. Ist das Deformationselement im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, kann sich beispielsweise ein Abschnitt und vorzugsweise ein endseitiger Abschnitt des Deformationselements entlang der Längsrichtung und zu dem ersten Ende der Einpresshülse erstrecken.
Neben einem solchen Ausrichtmittel zu dem ersten Ende hin, kann die Einpresshülse auch an dem Verbindungsabschnitt bzw. in einem zu einer Aufnahme eines Einpresswerkzeugs korrespondierenden Bereich ein weiteres Ausrichtmittel beispielsweise in Form einer Nut oder Kerbe aufweisen, durch welche die Einpresshülse in der Aufnahme des Einpresswerkzeugs ausgerichtet werden kann, was den Füge- bzw. Einpressvorgang der Einpresshülse in das Metallgehäuse deutlich vereinfachen kann.
Vorzugsweise ist die Einpresshülse einstückig aus Metall ausgebildet und der Innenabschnitt und der Außenabschnitt sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Gerätesteckverbinder kann zudem weitere Bauteile aufweisen, welche mit der Einpresshülse verbunden oder in dieser angeordnet sein können.
Alternativ kann aber die Einpresshülse auch einteilig und nicht einstückig ausgebildet sein. Beispielsweise könnte der Außenabschnitt aus einem für das Einpressen vorgesehenen Metall gebildet sein und die übrigen Abschnitte der Einpresshülse einstückig aus einem zweiten Metall oder einem Kunststoff gebildet werden. Ist die Einpresshülse einteilig ausgebildet, kann der Außenabschnitt auf den Innenabschnitt aufgepresst und dadurch mit den weiteren Abschnitten der Einpresshülse verbunden sein.
Ist die Einpresshülse einteilig, kann der Anlageflansch einstückig mit dem Außenabschnitt ausgebildet sein, so dass ein durch den Anlageflansch bestimmter Dichtabschnitt sowie der Außenabschnitt durch ein Bauteil gebildet werden. Der Anlageflansch kann zudem zum Einbringen einer Presskraft auf den Außenabschnitt dienen, so dass der Außenabschnitt und der Anlageflansch als stark belastete und der Abdichtung dienende Abschnitte aus Metall und die weiteren Abschnitte beispielsweise aus Kunststoff gebildet sein können.
Eine vorteilhafte Variante sieht zudem vor, dass das Dichtelement an einer zu dem Einpressabschnitt weisenden Seite des Anlageflansches angeordnet ist und die Einpresshülse bzw. den Einpressabschnitt beispielsweise als O-Ring in ihre Umfangsrichtung umläuft.
Zur definierten Aufnahme des Dichtelements sieht eine vorteilhafte Weiterbildung zudem vor, dass der Anlageflansch an einer zu dem Einpressabschnitt weisenden Seite einen den Einpressabschnitt in Umfangsrichtung umlaufenden Vorsprung ausbildet. Durch den Vorsprung ist an dem Anlageflansch eine Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtelements gebildet, wobei das in der Ausnehmung aufgenommene Dichtelement an seinem Außenumfang zumindest zum Teil durch den Vorsprung abgedeckt ist.
Ferner sieht eine Ausbildungsvariante vor, dass sich der Vorsprung um eine vorbestimmte Länge parallel der Längsachse erstreckt. Hierbei ist vorgesehen, dass das Dichtelement an dem Außenumfang des Dichtelements durch den Vorsprung in eine in Längsrichtung durch das Dichtelement vorbestimmte Länge abgedeckt ist, so dass der Vorsprung in einem Zustand, in welchem der Einpress-Gerätesteckverbinder bestimmungsgemäß an dem Metallgehäuse montiert ist, mit einer zu dem Gehäuse weisenden endseitigen Stirnfläche an dem Gehäuse anliegt und das Dichtelement durch den Anlageflansch mit einer vorbestimmten Presskraft gegen das Gehäuse gepresst ist.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich und zur Lösung der Aufgabe der Erfindung sinnvoll ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine erste perspektivische Darstellung eines Einpress-Gerätesteckverbinders;
Fig. 2: eine zweite perspektivische Darstellung des Einpress-Gerätesteckverbinders;
Fig. 3: eine Aufsicht auf einen Einpressabschnitt des Einpress-Gerätesteckverbinders;
Fig. 4: in ein Metallgehäuse eingepresste Gerätesteckverbinder;
Fig. 5a u. b: je eine Ansicht einer zweiten Variante eines Einpress-Gerätesteckverbinders;
Fig. 6a u. b: je eine Ansicht einer dritten Variante eines Einpress-Gerätesteckverbinders;
Fig. 7a u. b: je eine Ansicht einer vierten Variante eines Einpress-Gerätesteckverbinders.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch und zeigen einen bzw. verschiedene Einpress-Gerätesteckverbinder in verschiedenen Ansichten. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
In Figur 1 ist der Einpress-Gerätesteckverbinder in einer ersten perspektivischen Darstellung gezeigt, in welcher dieser um eine Querachse orthogonal zu seiner Längsachse verkippt ist, so dass sein Einpressabschnitt 11 mit dem Innenabschnitt 14 und dem Außenabschnitt 15 sichtbar sind. Figur 2 ist eine Darstellung des Einpress-Gerätesteckverbinders, welcher in die entgegengesetzte Richtung verkippt ist. Da die Figuren 1 bis 3 eine Ausführungsform des Einpress-Gerätesteckverbinders in verschiedenen Ansichten darstellen, gilt die nachfolgende Beschreibung für diese Figuren gleichermaßen.
Der Einpress-Gerätesteckverbinder umfasst eine Einpresshülse 10 und ein an dieser angeordnetes Dichtelement 30. Die Einpresshülse 10 ist im Wesentlichen in drei Abschnitte und diese gegebenenfalls in Unterabschnitte unterteilt. Entlang der Längsachse der Einpresshülse 10 weist diese an einem ersten Ende einen Einpressabschnitt 11 auf, mit welchem die Einpresshülse 10 in ein Metallgehäuse bzw. in eine dafür vorgesehene Öffnung eines Metallgehäuses pressbar ist. An dem in Längsrichtung gegenüberliegenden zweiten Ende ist ein Verbindungsabschnitt 13 vorgesehen, an welchem ein Gegensteckelement des Einpress-Gerätesteckverbinders über ein Außengewinde mit diesem verbindbar ist. Zwischen dem Einpressabschnitt 11 und dem Verbindungsabschnitt 13 ist ein Anlageflansch 12 bzw. ein den Anlageflansch 12 aufweisender Abschnitt vorgesehen.
Für die Montage kann der Verbindungsabschnitt 13 zudem in einem Einpresswerkzeug angeordnet werden, welches an dem Anlageflansch 12 anliegt.
Die Einpresshülse 10 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Außengewinde in dem Verbindungsabschnitt 13 auf, wobei beispielsweise auch ein Innengewinde oder sowohl ein Außengewinde als auch ein Innengewinde oder verschiedene in Längsrichtung aufeinanderfolgende Gewindenennmaße vorgesehen sein können.
Auf den Anlageflansch 12 kann bei einem Einpressen des Einpress-Gerätesteckverbinders in das Metallgehäuse und insbesondere durch das Einpresswerkzeug entlang der Längsrichtung eine Presskraft aufgebracht werden, wobei das Dichtelement 30 in einer vorbestimmten Position an dem Anlageflansch 12 angeordnet werden kann. Zudem wird das Dichtelement 30 in einem Zustand, in welchem der Einpress-Gerätesteckverbinder in das Metallgehäuse eingepresst ist, von dem Anlageflansch 12 gegen das Metallgehäuse gepresst, so dass der Einpressabschnitt 11 und ein Innenraum des Metallgehäuses abgedichtet werden.
Für das Einpressen des Einpress-Gerätesteckverbinders in das Metallgehäuse ist es vorteilhaft, wenn hierfür durch das Einpresswerkzeug eine vorbestimmte Presskraft aufgebracht werden muss. Diese zum Einpressen notwendige Kraft kann über die erfindungsgemäße Ausbildung des Einpressabschnitts 11 gesteuert werden. Ferner ist auch eine beispielsweise als Flächenpressung zwischen der Außenfläche des Außenabschnitts 15 und dem Metallgehäuse für einen korrekten Presssitz relevant, welche ebenfalls durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Einpressabschnitts 11 steuer- bzw. einstellbar ist.
Der Einpressabschnitt 11 ist aus einem Innenabschnitt 14 und einen Außenabschnitt 15 gebildet, wobei der Außenabschnitt 15 die Stirnfläche 17 der Einpresshülse 10 zu dem ersten Ende hin bestimmt und in Richtung der Stirnfläche 17 bzw. zu dem ersten Ende hin über den Innenabschnitt 14 hervorsteht. Dadurch wird ein Bereich des Außenabschnitts 15, der beim Einpressen zuerst an dem Metallgehäuse anliegt und in dieses hinein verschoben wird, an seiner Innenseite nicht von dem Innenabschnitt 14 gestützt, wodurch sich der Außenabschnitt 15 in diesem Bereich leichter verformen und einpressen lässt.
Zur Steuerung der notwendigen Einpresskraft und der Pressung (Presssitz) zwischen dem Außenabschnitt 15 bzw. der Einpresshülse 10 und dem Metallgehäuse sind in dem Innenabschnitt 14 zudem mehrere Ausnehmungen 16 vorgesehen, welche über die Umfangsrichtung um die Längsachse der Einpresshülse gleichmäßig in dem Innenabschnitt 14 verteilt sind und jeweils eine im Wesentlichen halbkreisförmige Ausnehmung 16 in dem Innenabschnitt 14 bestimmen.
An der in Radialrichtung außenliegenden Außenfläche des Außenabschnitts 15 sind zudem sowohl eine Vielzahl von Schneidelementen 18 als auch zwei sich gegenüberliegende Abflachungen als Ausrichtmittel 19 vorgesehen. Die Schneidelemente 18 werden beim Pressfügen in das Gehäuse eingedrückt bzw. schneiden sich in dieses ein, so dass durch den dreieckigen Querschnitt der einzelnen Schneidelemente 18 hohe lokale Drücke an den Schneidelementen 18 erreicht werden und das Pressfügen erleichtert wird. Zugleich wird die Einpresshülse 10 durch die Schneidelemente 18 in Umfangsrichtung fixiert, so dass diese nicht verdreht werden kann.
Durch die Ausrichtmittel 19 wird der ansonsten im Wesentlichen rotationssymmetrische Außenabschnitt an seinem Außenumfang lokal abgeflacht. Ist eine Öffnung in dem Metallgehäuse korrespondierend dazu mit Gegenrichtmitteln ausgebildet, kann die Einpresshülse 10 nur in einer vorbestimmten Ausrichtung eingepresst werden.
Zwischen dem Verbindungsabschnitt 13 und dem Einpressabschnitt 11 ist der Anlageflansch 12 ausgebildet, welcher den Grundkörper der Einpresshülse 10 ringförmig umläuft. Der Anlageflansch 12 hat sowohl eine Funktion beim Einpressvorgang, da auf seine von dem Einpressabschnitt 11 wegweisenden und zu der Längsachse orthogonal verlaufenden Fläche eine Einpresskraft aufgebracht werden kann, als auch eine Funktion für die Abdichtung des Innenraums des Metallgehäuses bzw. des Einpressabschnitts. Das Dichtelement 30 ist an dem Anlageflansch 12 angeordnet, so dass dieses zwischen dem Anlageflansch 12 und dem Gehäuse eingequetscht wird bzw. zwischen dem Anlageflansch 12 und dem Gehäuse abdichtet.
Um sowohl das Dichtelement 30 vor Beschädigung zu schützen als auch das Dichtelement 30 mit einer vorbestimmten Anpresskraft gegen das Gehäuse zu pressen, ist an dem Anlageflansch 12 ein umlaufender Vorsprung 20 vorgesehen, welcher gegenüber dem Anlageflansch 12 um eine vorbestimmte Länge hervorsteht. Die Länge, um welche der Vorsprung 20 hervorsteht, ist von dem Dichtelement 30 bzw. einer Dicke des Dichtelements 30 und der einzustellenden Anpresskraft abhängig. Wird die Einpresshülse 10 in das Metallgehäuse bestimmungsgemäß angepresst, liegt der Vorsprung 20 an dem Metallgehäuse an.
Figur 4 offenbart beispielhaft ein Metallgehäuse 40, in welches drei erfindungsgemäße Gerätesteckverbinder bzw. deren Einpresshülsen 10 eingepresst sind.
Die Figuren 5a bis 7b zeigen insgesamt drei besonders vorteilhafte Varianten des Gerätesteckverbinders bzw. dessen Einpresshülse 10, wobei jeweils eine Seitenansicht und jeweils eine das Ausrichtmittel 19 vergrößernde Detailansicht dargestellt sind.
Der grundsätzliche Aufbau der jeweils gezeigten Einpresshülsen 10 entspricht dem der Variante gemäß den Figuren 1 bis 3, so dass dieser nicht wiederholt werden soll. Jedoch unterscheiden sich die Einpressabschnitte 11 jeweils, weshalb diese nachfolgend näher erläutert werden sollen. Zudem ist bei den Ausführungen gemäß den Figuren 5 bis 7 im Bereich des Verbindungsabschnitts 13 eine Nut als ein weiteres Ausrichtmittel 25 vorgesehen, durch welches die Einpresshülse 10 in einem Einpresswerkzeug ausgerichtet und/oder lösbar fixiert werden kann.
Bei dem Einpressabschnitt 11 der in den Figuren 5a und 5b abgebildeten Variante erstrecken sich eine Vielzahl von Schlitzen 22 durch den Außenabschnitt 15 zu dem nicht sichtbaren Innenabschnitt 14 und gehen dort in die Ausnehmungen 16 über, so dass sich die Schlitze 22 in Radialrichtung R sowohl durch den Außenabschnitt 15 als auch durch den Innenabschnitt 14 erstrecken.
Dadurch, dass der Einpressabschnitt 11 deutlich erkennbar "käfigartig" ausgebildet ist, weist dieser in Radialrichtung R federnde Eigenschaften auf, so dass insbesondere durch Anzahl und Maße der Schlitze 22 eingestellt werden kann, mit welcher Kraft dieser durch den Einpressabschnitt 11 gebildete Käfig in Radialrichtung nach außen auf ein Metallgehäuse drücken kann.
Deutlich erkennbar ist auch die umlaufende Phase 21, welche zur Erleichterung der Einführung des Einpressabschnitts 11 in eine dazu korrespondierende Öffnung in dem Metallgehäuse dient.
Weiter ist vorliegend ein als Nase ausgebildetes Ausrichtmittel 19 vorgesehen, welches in Figur 5b vergrößert dargestellt ist und welches einstückig mit dem Außenabschnitt 15 des Einpressabschnitts 11 ausgebildet ist.
Bei der Variante gemäß den Figuren 6a und 6b ist keine Schlitzung des Außenabschnitts 15 vorgesehen. Stattdessen ist an einer von der Längsachse L abgewandten Außenfläche des Außenabschnitts eine Nut 23 zur Aufnahme eines Deformationselements 24 vorgesehen, welche den Außenabschnitt 15 in Umfangsrichtung umläuft.
In der Nut 23 ist ein zu einem offenen Ring gebogener Draht als Deformationselement 24 angeordnet, welcher vorliegend aus Kupfer ausgebildet und zusätzlich beschichtet ist. Beim Einpressvorgang kann das Deformationselement 24 zumindest im Bereich seiner Beschichtung deformiert bzw. abgetragen werden, so dass die Beschichtung einen schmierenden und das Einpressen unterstützenden Film bildet.
Als Ausrichtmittel 19 ist wieder eine einstückig mit dem Außenabschnitt 15 ausgebildete Nase vorgesehen, welche sich in Radialrichtung R über die Außenfläche des Außenabschnitts 15 hinaus erstreckt und dadurch die Anordnung der Einpresshülse 10 nur in einer vorbestimmten Orientierung bzw. Ausrichtung in dem Metallgehäuse zu lässt.
Die in den Figuren 5a bis 6b dargestellten Varianten haben bezüglich des Ausrichtmittels 19 den Nachteil, dass dieses gemeinsam mit dem Einpressabschnitt 11 bzw. der gesamten Einpresshülse 10 ausgebildet werden muss, wodurch die Herstellung deutlich komplexer und somit teurer werden kann.
Als Lösung hierfür ist bei der Variante gemäß der Figuren 7a und 7b vorgesehen, dass die Nut 23, wie sie zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 6a und 6b beschrieben wurde, zusätzlich einen sich parallel der Längsachse L zu dem ersten Ende hin erstreckenden Abschnitt aufweist und das Deformationselement 23 ausgebildet ist, sich in diesen Abschnitt hinein zu erstrecken.
Vorteilhaft ist, dass sich dieser Abschnitt der Nut 23 sowie der dazu korrespondierende Abschnitt des Deformationselements 23 in Längsrichtung der Einpresshülse 10 zu dem ersten Ende hin erstrecken, so dass beim Einpressen der Einpresshülse 10 in das Gehäuse zunächst der das Ausrichtmittel 19 bildende Abschnitt des Deformationselements 23 auf das Metallgehäuse bzw. die dazu korrespondierende Öffnung in dem Metallgehäuse trifft.
Der Einpressabschnitt 11 bzw. die gesamte Einpresshülse 10 kann dadurch vergleichsweise einfach ausgebildet werden, wobei das Ausrichtmittel 19 durch das Deformationselement 23 bereitgestellt und separat ausgebildet werden kann.
Wie zuvor ist das Deformationselement 23 als ein beschichteter Kupferdraht vorgesehen, welcher zu einem offenen Ring gebogen ist, wobei einer der Endabschnitte des Kupferdrahtes gegenüber dem Ringabschnitt in einem Winkel von 90° abgewinkelt ist und dadurch das Ausrichtmittel 19 bildet.

Claims

Einpress-Gerätesteckverbinder zum Pressfügen mit einem Metallgehäuse (40), umfassend eine hohlzylinderförmige zumindest zum Teil metallische Einpresshülse (10),
wobei die Einpresshülse (10) an ihrem entlang ihrer Längsachse (L) ersten Ende einen Einpressabschnitt (11) zum Einpressen in das Metallgehäuse (40), an ihrem entlang der Längsachse (L) gegenüberliegenden zweiten Ende einen Verbindungsabschnitt (13) zur Verbindung mit einem Gegensteckelement des Einpress-Gerätesteckverbinders und einen Anlageflansch (12) zwischen dem Einpressabschnitt (11) und dem Verbindungsabschnitt (13) aufweist und

wobei der Einpressabschnitt (11) aus einem im Querschnitt ringförmigen Innenabschnitt (14) und einem metallischen, den Innenabschnitt (14) im Querschnitt ringförmig umlaufenden und in Radialrichtung (R) an dem Innenabschnitt (14) angrenzenden Außenabschnitt (15) zum Pressfügen in das Metallgehäuse (40) gebildet ist und

in dem Innenabschnitt (14) zumindest eine sich in Radialrichtung (R) in den Innenabschnitt (14) hinein erstreckende und entlang der Längsachse (L) verlaufende Ausnehmung (16) vorgesehen ist.
Gerätesteckverbinder nach Anspruch 1,
wobei der Außenabschnitt (15) entlang der Längsachse (L) der Einpresshülse (10) zu dem ersten Ende hin über den Innenabschnitt (14) hervorsteht.
Gerätesteckverbinder nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Außenabschnitt (15) zu dem ersten Ende hin radial außen eine in Umfangsrichtung umlaufende Phase (21) aufweist.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Vielzahl von Ausnehmungen (16) vorgesehen sind und die Ausnehmungen (16) gleichmäßig über einen Innenumfang des Innenabschnitts (14) verteilt angeordnet sind.
Gerätesteckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei die Ausnehmungen (16) jeweils im Querschnitt halbkreisförmig sind

oder den Innenabschnitt (14) von radial innen nach radial außen vollständig durchlaufen.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Außenabschnitt (15) an seiner von dem Innenabschnitt (14) abgewandten Außenfläche eine Vielzahl von sich im Wesentlichen parallel der Längsachse (L) der Einpresshülse (10) erstreckenden und in Umfangsrichtung um den Außenabschnitt (15) verteilten Schneidelementen (18) aufweist.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Außenabschnitt (15) zumindest einen sich in Radialrichtung (R) durch den Außenabschnitt (15) erstreckenden Schlitz (22) aufweist, so dass der Außenabschnitt (15) durch den zumindest einen Schlitz (22) ausgebildet ist, in Radialrichtung (R) federnd nachzugeben.
Gerätesteckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei jeweils ein Schlitz (22) des Außenabschnitts (15) einer Ausnehmung (16) des Innenabschnitts (14) zugeordnet ist, so dass sich der Schlitz (22) von einer Außenfläche des Außenabschnitts zu einer Innenfläche des Innenabschnitts erstreckt.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Außenabschnitt (15) zumindest eine sich in Umfangsrichtung um seine Außenfläche verlaufende Nut (23) zur Aufnahme eines Deformationselements (24) aufweist.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
ferner umfassend ein an einer Außenfläche des Außenabschnitts (15) angeordnetes Deformationselement (24), welches ausgebildet ist, sich bei einem Einpressen des Einpressabschnitts (11) in das Metallgehäuse (40) plastisch zu verformen und/oder zumindest zum Teil abgetragen zu werden.
Gerätesteckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei das Deformationselement (24) eine Beschichtung aufweist, durch welche das Deformationselement (24) ausgebildet ist, beim Einpressen eine Gleitreibung zwischen dem Einpressabschnitt (11) und dem Metallgehäuse (40) zu reduzieren und/oder beim Einpressen eine schmierende Wirkung zu erzeugen.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Außenabschnitt (15) an seiner von dem Innenabschnitt (14) abgewandten Außenfläche zumindest ein Ausrichtmittel (19) zur Ausrichtung in Umfangsrichtung an dem Metallgehäuse (40) aufweist.
Gerätesteckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei das Ausrichtmittel (19) eine Abflachung der Außenfläche des Außenabschnitts (15) oder eine einstückig mit dem Außenabschnitt (15) ausgebildete und sich in Radialrichtung (R) nach außen erstreckende Nase ist.
Gerätesteckverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch 12 und Anspruch 10 oder 11,
wobei das Deformationselement (24) einen das Ausrichtmittel (19) bildenden Abschnitt aufweist.
Gerätesteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Dichtelement (30),
wobei das Dichtelement (30) an einer zu dem Einpressabschnitt (11) weisenden Seite des Anlageflansches (12) angeordnet ist und die Einpresshülse (10) in ihre Umfangsrichtung umläuft.