EP4066328A1

EP4066328A1 - Steckerbaugruppe, stecker für eine solche steckerbaugruppe sowie verfahren zur montage der steckerbaugruppe

Info

Publication number: EP4066328A1
Application number: EP20806964.1A
Authority: EP
Inventors: Martin Krahl
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2040-11-11
Also published as: US12160066B2; CN114747097B; WO2021104863A1; EP4066328B1; US20220416470A1; DE102019131955A1; CN114747097A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckerbaugruppe, die ein Gehäuse 10, einen in dem Gehäuse 10 zumindest abschnittsweise angeordneten Stecker 20 mit einer Längsachse L20 in einer Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker, wobei eine in Bezug auf die Längsachse L20 axiale Außenfläche 21 des Steckers 20 zumindest abschnittsweise von einer gegenüberliegenden axialen Innenfläche 11 des Gehäuses radial beabstandet ist, und ein Dichtungselement 30, umfasst, wobei das Dichtungselement 30 in dem zwischen der axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 gebildeten radialen Abstand angeordnet ist und jeweils mit der axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 eine Dichtfläche ausbildet.

Description

BESCHREIBUNG

Steckerbaugruppe, Stecker für eine solche Steckerbaugruppe sowie Verfahren zur Montage der Steckerbaugruppe

Die Erfindung betrifft eine Steckerbaugruppe, einen Stecker zur Verbindung mit einem Gegenstecker für eine solche Steckerbaugruppe sowie ein Verfahren zur Montage der Steckerbaugruppe.

Für eine Vielzahl von Baugruppen, insbesondere pneumatische Baugruppen für Lastkraftwagen, mit darin beinhalteten elektrischen Komponenten ist eine Energieversorgung und/oder Signalübertragung, wie beispielsweise von Sensorsignalen oder anderweitigen Signalen über ein CAN, über die Verbindung eines baugruppenseitigen Steckers mit einem Gegenstecker, der häufig einen kabelgebundenen Teil einer Steckerverbindung darstellt, vorgesehen. Umgekehrt können über die Baugruppe aber auch externe Vorrichtungen mit Energie versorgt und/oder Signale eingelesen und/oder ausgelesen werden. Dabei sind verschiedene Komponenten der Baugruppe, wie beispielsweise elektrische Kontakte oder bruchsensitive Elemente, vor äußeren Krafteinwirkungen und anderen Umgebungseinflüssen, wie Feuchtigkeit oder Schmutz, zu schützen. Gerade bei Baugruppen, die in Nutzfahrzeugen oder dergleichen verbaut werden, werden aufgrund der anwendungsimmanenten Umgebungsbedingungen hohe Anforderungen an den Schutz entsprechend gefährdeter Baugruppenkomponenten oder Teilen davon gestellt. Ein solcher Schutz wird über ein Gehäuse zur Aufnahme der zu schützenden Komponenten realisiert, wobei ein ebenfalls hierin aufgenommener Stecker eine Dichtung zwischen dem Stecker und dem Gehäuse erfordert, um den Gehäuseinnenraum gegenüber den vorgenannten Umgebungseinflüssen, wie Feuchtigkeit oder Schmutz, abzudichten.

Im Hinblick auf die Abdichtung des Gehäuseinnenraums ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Dichtungselemente zu verwenden, die in Bezug auf eine Längsachse des Steckers, die sich in Verbindungsrichtung des Steckers mit einem Gegenstecker erstreckt, axiale Dichtflächen ausbilden. Beispielsweise weist ein Stecker einen sich radial zur Längsachse nach außen erstreckenden Vorsprung mit einer Aufnahme, wie einer Nut, für ein Dichtungselement auf. Die Nut ist in Montagerichtung, also in axialer Richtung, offen. Der Stecker wird bei der Montage in Richtung des Gehäuseinnenraums in eine Steckeraufnahme des Gehäuses hineingeschoben, wobei die Aufnahme und somit ein darin befindliches Dichtungselement einer sich ebenfalls radial erstreckenden Fläche des Gehäuses zugewandt ist. In der endgültigen Montageposition wird das Dichtungselement zwischen der radialen Aufnahmefläche des Steckers und der radialen Gehäusefläche mit einer Druckkraft beaufschlagt, so dass sich eine axiale Dichtung durch die radiale Dichtfläche des Dichtungselements mit der Aufnahme für das Dichtungselement und die radiale Dichtfläche des Dichtungselements mit der radialen Gehäusefläche ausbildet. In einer alternativen Ausgestaltung wird der Stecker durch den Gehäuseinnenraum in eine Steckeraufnahme des Gehäuses eingeschoben, also in entgegengesetzter Montagerichtung zum vorgenannten Beispiel. Der Stecker weist gleichermaßen einen radialen Vorsprung mit einer Aufnahme für ein Dichtungselement auf. Der Stecker wird bei der Montage durch den Gehäuseinnenraum in eine Steckeraufnahme des Gehäuse hineingeschoben, wobei die Aufnahme und somit ein darin befindliches Dichtungselement einer sich ebenfalls radial erstreckenden Fläche des Gehäuses zugewandt ist. In der endgültigen Montageposition wird das Dichtungselement zwischen der radialen Aufnahmefläche des Steckers und der radialen Gehäusefläche mit einer Druckkraft beaufschlagt, so dass sich auch hier eine axiale Dichtung ausbildet.

Diese Arten der Steckerabdichtung benötigen einen relativ großen Bauraum in radialer Richtung. Zudem ist steckerseitig ein entsprechender radialer Vorsprung fertigungstechnisch darzustellen. Aus fertigungstechnischer Sicht sind aber auch die gehäuseseitigen Dichtflächen zu berücksichtigen, die eine vergleichsweise hohe Oberflächengüte erfordern. Gerade im Falle eines Gussgehäuses wird dies im Fall der Montage des Steckers in Richtung des Gehäuseinnraums durch Werkzeugeinsätze im Gusswerkzeug gewährleistet, die mit entsprechenden Kosten verbunden sind.

In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen ist es somit Aufgabe der Erfindung, eine Steckerbaugruppe bereitzustellen, die zumindest in radialer Richtung in Bezug auf eine Längsachse des Stecker eine kompaktere Dichtung ermöglicht und einfacher und somit kostengünstiger herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch eine Steckerbaugruppe, einen Stecker, ein Verfahren zur Montage einer Steckerbaugruppe gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Erfindungsgemäß umfasst die Steckerbaugruppe ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse zumindest abschnittsweise angeordneten Stecker mit einer Längsachse in einer Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker, wobei eine in Bezug auf die Längsachse axiale Außenfläche des Steckers zumindest abschnittsweise von einer gegenüberliegenden axialen Innenfläche des Gehäuses radial beabstandet ist, und ein Dichtungselement, wobei das Dichtungselement in dem zwischen der axialen Außenfläche des Steckers und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche des Gehäuses gebildeten radialen Abstand angeordnet ist und jeweils mit der axialen Außenfläche des Steckers und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche des Gehäuses eine Dichtfläche ausbildet.

Eine axiale Außenfläche bzw. eine axiale Innenfläche wird hier als eine Fläche verstanden, die sich in axialer Richtung erstreckt. Im Falle eines Zylinders wäre dies beispielsweise die Zylindermantelfläche. Alternativ kann eine solche axiale Fläche auch als Umfangsfläche in Richtung der Längsachse verstanden werden. Sowohl der Stecker als auch das Gehäuse können in diesem Zusammenhang rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Die konstruktiven Vorgaben sehen vielfach aber auch hiervon abweichende Geometrien vor. Ergänzend sei angemerkt, dass sich die Begriffe "radial" und "axial" im Folgenden, sofern nicht explizit anderweitig definiert, auf die Längsachse des Steckers in Aufnahmerichtung bzw. Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker beziehen, so dass eine entsprechende Bezugnahme nicht zwingend mit anzugeben ist.

Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung bildet das Dichtungselement somit in Bezug auf die Längsachse des Steckers mit einer axialen Außenfläche des Steckers und einer axialen Innenfläche des Gehäuses eine radiale Dichtung aus. Im Gegensatz zu einer axialen Dichtung, wie sie zum Stand der Technik beschrieben wurde, erfordert eine solche radiale Dichtung weniger Bauraum in radialer Richtung, wodurch die Steckerbaugruppe zumindest in dieser Richtung kompakter konzipiert werden kann. Zudem ist der Raumbedarf in axialer Richtung zur Aufnahme der im verbauten Zustand durch die Presskraft verdrängten Dichtungselementanteile ohnehin in den meisten Fällen durch die Aufnahmelänge im Gehäuse für den Stecker gegeben. Entsprechend ergibt sich daraus eine insgesamt kompakte Bauweise.

Zudem erfordert eine radiale Dichtung eine geringere Positioniergenauigkeit des Steckers gegenüber des Gehäuses in axialer Richtung. Beispielsweise ist es bei einem radialen Abstand zwischen der axialen Außenfläche des Steckers und der axialen Innenfläche des Gehäuses zur Ausbildung einer radialen Dichtung möglich, die Dichtung über das Dichtungselement in einem beliebigen Teilabschnitt dieses radialen Abstands auszubilden. Mit anderen Worten kann sich das in diesem radialen Abstand angeordnete Dichtungselement bei der Relativbewegung zwischen dem Stecker und dem Gehäuse während der Montage des Steckers entlang der axialen Flächen verschieben, ohne dass hierdurch das Dichtvermögen beeinträchtigt wird. Ebenso muss der Stecker zumindest in Bezug auf die radiale Dichtung nicht eine exakte Endposition einnehmen.

Der einfache Aufbau der radialen Dichtung ermöglicht zudem die Verwendung von O- Ringen, die einen geringen Komplexitätsgrad und somit eine hohe Verfügbarkeit aufweisen.

Die radiale Dichtung kann aber auch in Bezug auf die Fierstellung des Gehäuses und des Steckers Vorteile gegenüber einer axialen Dichtung aufweisen. Zum Beispiel sind bei Gießverfahren zur Fierstellung im Bereich von Dichtflächen vergleichsweise gute Oberflächenqualitäten vorzusehen. Bei einer axialen Dichtung ergibt sich beispielsweise bei einer späteren Montage des Steckers von einer Gehäuseaußenseite das Erfordernis der Verwendung von Wechseleinsätzen für das Gehäuse, um eine entsprechende Oberflächenqualität gewährleisten zu können. Bei einer radialen Dichtung können die Dichtflächen in einen Bereich verlagert werden, der aufgrund weiterer Funktionsanforderungen ohnehin schon den Einsatz entsprechender Wechseleinsätze vorsieht. Zudem ist bei einer radialen Dichtung bei der Montage keine Einführfase für das Dichtungselement an einer Gehäuseaußenseite erforderlich, die bei der Herstellung zu berücksichtigen und in den üblicherweise angewendeten Gießverfahren nicht oder nur unter großen Aufwänden darstellbar ist.

In einer Ausgestaltung der Steckerbaugruppe weist das Gehäuse einen Gehäusevorsprung auf, der in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse des Steckers in Richtung des Steckers weist, und das Dichtungselement auf einer in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker einem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite des Gehäusevorsprungs angeordnet ist.

Der Vorsprung bildet eine Aufnahme für das Dichtungselement, so dass dieses ohne Hinzunahme weiterer Hilfsmittel in einer Montageposition gehalten werden kann. Des Weiteren bildet der Vorsprung aber auch einen Schutz des Dichtelements gegen äußere Einflüsse aus. Diesbezüglich kann es vorteilhaft sein, den Vorsprung so auszubilden, dass der Abstand zwischen der axialen Innenfläche des Vorsprungs und einer axialen Außenfläche des Steckers im montierten Zustand in diesem Bereich möglichst gering ist.

Alternativ oder ergänzend weist der Stecker einen Steckervorsprung auf, der in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse des Steckers in Richtung des Gehäuses weist, und das Dichtungselement auf einer in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker einem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite des Steckervorsprungs angeordnet ist.

Die Funktionsweise des Steckervorsprungs ergibt sich analog zu der des Gehäusevorsprungs. Sofern beide Vorsprünge vorgesehen werden, kann das Dichtungselement bei der Montage entweder auf dem Steckervorsprung oder dem Gehäusevorsprung angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit die Anordnung selektiv gemäß der Montagebedingungen wählen zu können.

Im Hinblick auf eine Gehäusevorsprung, einen Steckervorsprung oder eine Kombination beider Vorsprünge können sich auch Vorteile im Sinne eines modularen Systems ergeben, da hierüber Standardbauteile oder -baugruppen mit Varianten kombinierbar sind.

Insbesondere weist der Stecker an einem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende an der axialen Außenfläche des Steckers und/oder das Gehäuse an einem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker abgewandten Ende an der axialen Innenfläche des Gehäuses eine Fase auf.

Die Fase des Steckers verjüngt sich von einer axialen Außenfläche hin zu dem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende. Mit anderen Worten weist der Stecker im Bereich der Fase an dem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende eine in Richtung der Längsachse des Streckers zulaufende Form auf. Im Fall einer Fase am Gehäuse verjüngt sich die Fase von einer axialen Innenfläche hin zu dem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker abgewandten Ende des Gehäuses. Mit anderen Worten weist das Gehäuse im Bereich der Fase an dem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker abgewandten Ende in Bezug auf die Längsachse nach außen zulaufende Form auf.

Der Begriff "Fase" ist dabei nicht auf eine gerade Abschrägung beschränkt, sondern kann auch anderweitig konturiert sein, beispielsweise konkav oder konvex verlaufen, wobei eine gerade Abschrägung jedoch vielfach fertigungstechnisch in einfacher Weise darstellbar ist. Die Fase umfasst somit zumindest einen Steigungsabschnitt in axialer Richtung, wobei dieser, wie vorstehend erläutert, nicht zwingend geradlinig im Sinne einer geraden Abschrägung verlaufen muss. Aus besagtem fertigungstechnischen Grund ist ein Steigungsabschnitt als gerade Abschrägung jedoch vielfach vorteilhaft.

Über die axiale Fase kann das Dichtungselement zunächst von dem Stecker und/oder Gehäuse erfasst und im weiteren Verlauf der Fase geführt aufgespannt und/oder verpresst werden. Wenn beispielsweise das Gehäuse einen Gehäusevorsprung, wie vorstehend beschrieben, mit einem auf dessen dem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite angeordneten Dichtungselement aufweist und der Stecker bei der Montage von einer der dem Gehäuseinnenraum abgewandten Seite des Vorsprungs in das Gehäuse eingeführt wird, greift eine an dem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende gebildete Fase an einer der axialen Innenfläche des Gehäuses abgewandten Seitenfläche des Dichtungselement an. Insbesondere ist die Fase so ausgebildet, dass das vorderste Ende des dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Endes an der axialen Außenfläche des Steckers keinen geringeren Abstand zur axialen Innenfläche des Gehäuses in dem Bereich, in dem das Dichtungselement angeordnet ist, aufweist als den Abstand der der axialen Innenfläche des Gehäuses abgewandten Seitenfläche des Dichtungselement zur axialen Innenfläche des Gehäuses in diesem Bereich. Flierdurch wird eine Beschädigung des Dichtelements durch den Stecker vermieden. Ebenso kann dadurch vermieden werden, dass das Dichtungselement über den Stecker auf dessen Ende aufliegend weiter in Richtung des Gehäuseinnenraums geschoben wird, ohne zwischen der axialen Außenfläche des Steckers und der axialen Innenfläche des Gehäuses aufgespannt zu werden, um die jeweiligen Dichtflächen auszubilden. Das Dichtungselement wird über die Fase des Steckers demnach aufgespannt und verpresst. Der Vorgang des Aufspannens bezieht sich auf eine radiale Dehnung des Dichtungselements, während sich ein Verpressen auf die Ausbildung der Dichtflächen bezieht.

Weist das Gehäuse die vorstehende Fase auf, so wird das Dichtungselement hierüber nicht aufgespannt, sondern diese Fase greift am Dichtungselement an, um dieses dann bei weiterer Relativbewegung zwischen Stecker und Gehäuse in Positionierrichtung zu verpressen.

In einer Weiterbildung umfasst die Fase zumindest zwei Steigungsabschnitte.

Auch hier ist der Begriff "Steigungsabschnitt" nicht auf einen Abschnitt mit einer geraden Abschrägung beschränkt, sondern kann auch Abschnitte mit einer Konturierung, beispielsweise einer konkaven oder konvexen Ausgestaltung, umfassen. Aus fertigungstechnischer Sicht kann sich jedoch ebenfalls eine gerade Abschrägung als vorteilhaft erweisen. Die Steigungsabschnitte können eine unterschiedliche Kontur, eine unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit, und/oder, wie dies nachstehend noch beschrieben wird, eine unterschiedliche Steigung aufweisen und/oder voneinander über einen Zwischenabschnitt getrennt sein.

Durch die zumindest zwei Steigungsabschnitte kann somit ein unterschiedliches Führungsverhalten der Fase gezielt eingestellt werden.

In einer Ausgestaltung sind die Steigungsabschnitte durch einen im Wesentlichen parallel zur Längsachse verlaufenden Zwischenabschnitt getrennt und/oder weisen unterschiedliche Steigungen auf.

Durch die Trennung der Steigungsabschnitte über einen Zwischenabschnitt kann das Dichtungselement zunächst über einen ersten Steigungsabschnitt gegriffen und im Zwischenabschnitt gehalten werden, um beispielsweise ohne weiteres Aufspannen mit der Fase mitbewegt zu werden. Erst danach erfolgt ein weiteres Aufspannen über den zweiten Steigungsabschnitt.

Durch unterschiedliche Steigungen der Steigungsabschnitte kann das Dichtungselement unterschiedlich schnell aufgespannt und/oder verpresst werden. Beispielsweise kann in einem ersten Abschnitt mit vergleichsweise großer Steigung das Dichtungselement gegriffen und dann relativ schnell um einen ersten Betrag aufgespannt und/oder verpresst werden. In einem zweiten Abschnitt mit geringerer Steigung erfolgt das weitere Aufspannen und/oder Verpressen langsamer bzw. über einen größeren Bewegungsabschnitt des Steckers in Richtung Gehäuseinnenraum. Durch dieses langsamere Aufspannen und/oder Verpressen des Dichtungselements in einem Bereich, in dem durch das Aufspannen und/oder Verpressen erste Pressungen zwischen dem Dichtungselement und der axialen Innenfläche des Gehäuses bzw. der axialen Außenfläche des Steckers auftreten, wird das Risiko der Beschädigung des Dichtungselements reduziert. Insbesondere umfasst die Steckerbaugruppe eine Leiste, die in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker auf einer dem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite des Steckers angeordnet ist und den zwischen der axialen Außenfläche des Steckers und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche des Gehäuses gebildeten radialen Abstand zumindest teilweise überdeckt.

Die Leiste bildet somit für das Dichtungselement auf dessen in Längsrichtung des Steckers dem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite eine Begrenzung aus. Diese Begrenzung kann dazu dienen den Bereich der radialen Dichtung entsprechend einzugrenzen. Ebenso kann die durch die Leiste gebildete axiale Begrenzung für das Dichtungselement dazu genutzt werden, das Dichtungselement vor der Montage des Steckers hierüber zumindest in entsprechender Richtung zu halten.

In einer Ausgestaltung bildet die Leiste einen Leistenvorsprung aus, der in den zwischen der axialen Außenfläche des Steckers und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche des Gehäuses gebildeten radialen Abstand hineinragt.

Durch die Länge des in den radialen Abstand, in dem das Dichtungselement angeordnet ist, in Längsrichtung des Steckers hineinragenden Leistenvorsprungs kann die mögliche Axialbewegung des Dichtungselements entsprechend eingestellt werden. Zudem kann der Leistenvorsprung auch zur Führung und/oder Zentrierung des Steckers im Gehäuse genutzt werden. Im Sinne einer Zentrierung kann die Leiste zudem auf einer dem Stecker zugewandten Innenseite ausgehend vom Leistenvorsprung in Richtung der Längsachse eine Fase aufweisen. Diese Fase, also die Leistenfase, weist insbesondere eine Kontur auf, die im Sinne eines Negativs der Fase des Steckers, also zur Steckerfase, sofern eine solche vorgesehen ist, korrespondiert. Die Steckerfase kann insbesondere die beschriebene Fase an einem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende an der axialen Außenfläche des Steckers, aber auch in einem anderen Bereich der axialen Außenfläche des Steckers vorgesehen sein. Neben der Zentrierungsfunktion kann somit auch ein Anschlag zur sicheren Positionierung des Steckers in einer Endmontageposition realisiert werden. Insbesondere umfasst der Stecker elektrische Kontaktstifte und die Leiste ist als Steckerleiste zur Durchführung der elektrischen Kontaktstifte ausgebildet ist.

Die Leiste bildet als Steckerleiste zur Durchführung der elektrischen Kontaktstifte eine Zusatzfunktionalität aus. Neben der Führung der elektrischen Kontaktstifte wird zudem ein Gehäuseinnenraumabschnitt auf einer der Stecker abgewandten Leistenseite zusätzlich abgeschirmt. Die Steckerleiste kann zudem weitere Funktionselemente aufweisen.

In einer Weiterbildung weist die Steckleiste zur Durchführung der elektrischen Kontaktstifte Durchgangsbohrungen auf, die mit einem sich, beginnend auf der dem Stecker zugewandten Seite, zumindest über einen vorbestimmten Abschnitt verjüngendem Durchmesser, insbesondere trichterförmig, ausgebildet sind.

Durch die sich verjüngende Aufnahme können die elektrischen Kontaktstifte des Steckers leichter in die Steckerleiste ein- und durch diese hindurchgeführt werden. In diesem Sinne dient die Steckerleiste mit entsprechend ausgebildeten Durchgangsbohrungen auch als Zentrier- und/oder Positionierhilfe.

In einer Ausgestaltung weist die axiale Außenfläche des Steckers und/oder die axiale Innenfläche des Gehäuses eine tangentiale Nut auf, in der das Dichtungselement zumindest teilweise angeordnet ist.

Zur Montagevorpositionierung bzw. alternativ oder ergänzend zu einer Vorpositionierung des Dichtungselements über einen Gehäuse- und/oder Steckervorsprung, ggf. in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Leiste, kann auch eine entsprechende tangentiale Nut in der axialen Außenfläche des Steckers und/oder in der axialen Innenfläche des Gehäuses vorgesehen werden. Neben der Nutzung zur Montagevorpositionierung kann eine solche Nut auch zur Bildung des radialen Abstands zwischen der axialen Außenfläche des Steckers und der axialen Innenfläche des Gehäuses vorgesehen sein. Beispielsweise bildet eine solche Nut in einer axialen Innenfläche des Gehäuses eine Kammer aus, die alternativ auch über einen Gehäusevorsprung in Verbindung mit einer Leiste oder mit einem Leistenvorsprung der Leiste ausbildbar wäre. Hierdurch kann die Anzahl der zu verbauenden Komponenten reduziert werden, sofern beispielsweise eine Leiste nicht ohnehin vorzusehen wäre.

Insbesondere ist das Dichtungselement integral mit der Leiste, dem Stecker und/oder dem Gehäuse ausgebildet.

Das Dichtungselement kann beispielsweise direkt auf die Leiste bzw. die Stirnseite eines durch die Leiste gebildeten Leistenvorsprungs oder auf eine axiale Außenfläche des Steckers oder auf eine axiale Innenfläche des Gehäuses aufgespritzt werden. Hierdurch kann beispielsweise auf Mittel zur Vorpositionierung des Dichtungselements verzichtet werden. Neben aufgespritzten Dichtungselementen aus beispielsweise NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), HNBR (Hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk), Silikon oder Viton können die Leiste, der Stecker und/oder das Gehäuse auch integral gebildete Abschnitte aufweisen, die für sich oder in Zusammenwirken mit einem anderen Abschnitt der vorgenannten Komponenten das Dichtungselement ausbilden. In letzterem Fall wird das Dichtungselement aus zwei Abschnitten gebildet, beispielsweise einem Abschnitt des Steckers und einem Abschnitt des Gehäuses.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf einen Stecker zur Verbindung mit einem Gegenstecker für eine Steckerbaugruppe gemäß den vorherigen Ausführungen gerichtet.

Der Stecker weist demnach die zur Steckerbaugruppe bereits beschriebenen Merkmale des Steckers mit den ebenfalls hierzu angeführten Vorteilen auf.

Insbesondere kann der Stecker an einer axialen Außenfläche einen hiervon nach außen ragenden Steckervorsprung aufweisen. Dieser ist derart dimensioniert, dass ein Dichtungselement auf einer in einem Gehäuse eingebauten Zustand des Steckers in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker einem Gehäuseinnenraum zugewandten Seite des Gehäusevorsprungs zumindest abschnittsweise angeordnet werden kann.

Das Dichtungselement wird somit auch im nicht aufgespannten Zustand durch den Stecker gehalten. In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung weist der Stecker an einem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende an der axialen Außenfläche des Steckers eine Fase auf. Die Fase kann gemäß der vorstehenden Ausführungen zur Steckerbaugruppe ausgestaltet sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Steckers ergeben sich aus der Beschreibung der Steckerbaugruppe und der Figurenbeschreibung.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Montage einer Steckerbaugruppe gemäß den vorherigen Ausführungen, umfassend die Schritte: Anordnen eines Dichtungselements in einem Gehäuse oder um einen Stecker und Positionieren des Steckers im Gehäuse entlang einer Verbindungsrichtung des Steckers mit einem Gegenstecker, wobei das Dichtungselement während des Schritts des Positionierens radial zu einer sich in Verbindungsrichtung erstreckenden Längsachse des Steckers aufgespannt und/oder verpresst wird.

Das Verfahren wird im Folgenden beispielhaft anhand eines Dichtungsrings als Dichtungselement näher erläutert. Der Begriff "Ring" ist dabei nicht auf eine kreisrunde Form beschränkt. Die Ausführungen sind auf andere Dichtungselemente in analoger Weise übertragbar, sofern dies durch eine spezifische Ausgestaltung nicht als ausgeschlossen betrachtet werden muss.

Zunächst wird der Dichtungsring in dem für den Stecker vorgesehenen Gehäuse angeordnet. Dies erfolgt durch Auflage auf eine dem Gehäuseinnenraum zugewandte Seite eines Gehäusevorsprungs. Der Dichtungsring kann aber auch gegenüber einer axialen Innenfläche des Gehäuses eine leichte Vorspannung aufweisen, so dass der Dichtungsring auch ohne Gehäusevorsprung im Gehäuse gehalten werden kann. Eine Anordnung des Dichtungsrings um den Stecker kann in analoger Weise erfolgen, wobei ein zur Steckerbaugruppe beschriebener Steckervorsprung genutzt werden kann oder der Dichtungsring durch den Strecker schon leicht aufgespannt wird, so dass er durch den Stecker gehalten wird. Wie bereits beschrieben, ergeben sich weitere Möglichkeiten der Anordnung im Sinne eines Haltens des Dichtungselements in einer solchen Anordnung durch Verwendung einer Leiste oder der Vorsehung einer entsprechenden Nut.

Der Stecker wird nach Anordnung des Dichtungsrings im Gehäuse positioniert. Hierzu wird der Stecker beispielsweise von einer Gehäuseaußenseite in eine in dem Gehäuse gebildete Steckeraufnahme bewegt. Alternativ kann auch das Gehäuse im Sinne einer Bewegungsumkehr bewegt werden.

In dem Fall, in dem der Dichtungsring zuvor im Gehäuse angeordnet wurde, wird der Dichtungsring während des Positionierens des Steckers über den Stecker aufgespannt und verpresst. Hierzu weist der Stecker beispielsweise die zuvor beschriebene Fase auf. Diese Fase ist gemäß der vorherigen Ausführungen an einem dem Gehäuseinnenraum in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende an der axialen Außenfläche des Steckers ausgebildet. Alternativ kann die Fase aber auch in einem anderen Bereich der axialen Außenfläche des Steckers ausgebildet sein.

In dem Fall, in dem der Dichtungsring zuvor um den Stecker angeordnet wurde, wird der Dichtungsring während des Positionierens des Steckers über das Gehäuse verpresst. Die Fase des Gehäuses greift am Dichtungsring an und drückt diesen bei weiterer Relativbewegung zwischen Gehäuse und Stecker zur Positionierung des Steckers im Gehäuse radial zusammen, wodurch der Dichtungsring zwischen der axialen Innenfläche des Gehäuses und der axialen Außenfläche des Steckers verpresst wird, um eine radiale Dichtung auszubilden.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Positionieren des Steckers im Gehäuse von einer dem Gehäuseinnenraum abgewandten Seite.

Der Stecker wird somit von der gut zugänglichen Außenseite des Gehäuses in Richtung des Gehäuseinnenraums in eine durch das Gehäuse bereitgestellte Steckeraufnahme eingeführt. Im Sinne einer Bewegungsumkehr kann aber auch das Gehäuse entsprechend in Richtung des Steckers bewegt werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Hinzuziehung der beigefügten Figur näher erläutert. Die Figur zeigt:

Figur 1 zeigt eine Steckerbaugruppe mit einem in einem Gehäuse angeordneten Stecker und radialer Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine Steckerbaugruppe 1 mit einem in einem Gehäuse 10 angeordneten Stecker 20 und radialer Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die radiale Dichtung wird über ein Dichtungselement 30, hier ein Dichtungsring, ausgebildet, das in einem radialen Abstand zwischen einer axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 und einer axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 verpresst wird. Das Dichtungselement bildet dabei eine Dichtfläche mit der axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 und eine Dichtfläche mit der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 aus. Die Angaben "axial" und "radial" beziehen sich auf die Längsachse L20 des Steckers 20. Das Gehäuse 10 ist hier nur ausschnittsweise dargestellt und erstreckt sich in anwendungsspezifischer Form weiter um den Bereich des Gehäuseinnenraums I. Die Steckerbaugruppe des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist Teil einer pneumatischen Baugruppe für Lastkraftwagen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 10 im Öffnungsbereich der Steckeraufnahme einen sich radial erstreckenden und in Richtung des Steckers weisenden Gehäusevorsprung 12 auf. Zur Montage der Steckerbaugruppe 1 wird das Dichtungselement 30 auf eine dem Gehäuseinnenraum in der durch den Pfeil gezeigten späteren Montagerichtung des Steckers zugewandte Seite des Gehäusevorsprungs aufgelegt. Das Dichtungselement 30 ist dabei so ausgeführt, dass es bei Auflage auf dem Gehäusevorsprung 12 gegenüber der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 leicht vorgespannt ist, um im Gehäuse 10 leicht gehalten zu werden. Entsprechend ist das Dichtungselement 30 in seinen radialen Außenabmessungen unwesentlich größer ausgeführt als die durch die axiale Innenfläche 11 des Gehäuses 10 gebildete radiale Fläche. Alternativ kann das Dichtungselement 30 aber auch nur so groß ausgeführt werden, dass es auf dem Gehäusevorsprung 12 aufliegen kann. Eine Sicherung in der Montageposition kann dann über die folgend noch beschriebene Leiste 40 umgesetzt werden. Insbesondere ist das Dichtungselement 30 aber so dimensioniert, dass eine in Richtung der axialen Außenfläche 21 des einzubauenden Steckers 20 weisende Fläche in radialer Richtung über den Gehäusevorsprung 12 vorsteht, um über den Stecker 20 verpresst werden zu können.

Nachdem das Dichtungselement 30 auf den Vorsprung aufgelegt wurde, wird eine Leiste 40, hier eine Steckerleiste, durch den Gehäuseinnenraum I in Richtung der Aufnahmeöffnung für den Stecker 20 in das Gehäuse 10 eingeführt. Die Leiste 40 weist einen radialen Umfang auf, der an Kontur der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 angepasst ist, so dass die Leiste 40 im eingebauten Zustand den zur radialen Dichtung vorgesehenen radialen Abstand zwischen der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 und der radialen Außenfläche 21 des Steckers 20 zumindest teilweise überdeckt. In der dargestellten Ausführungsform ist der radiale Umfang der Leiste 40 kleiner als der radiale Umfang der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10, um ein entsprechendes Einführen zu ermöglichen. Das dadurch gebildete Spaltmass kann zur weitestgehenden Zentrierung klein gehalten werden. Gleichermaßen können zu gering ausgeführte Passungen jedoch zur Bewegungshemmung und/oder einem Verkanten führen. Durch die eingebaute Leiste 40 wird das Dichtungselement 30 zwischen der Leiste 40 und dem Gehäusevorsprung 12 gekammert und somit in einem Bereich gehalten, in dem die radiale Dichtung auszubilden ist.

Die Leiste 40 dient in der vorliegenden Ausführungsform nicht nur der Kammerung des Dichtungselements 30, sondern weist zudem im eingebauten Zustand auf einer der Aufnahmeöffnung des Gehäuses 10 für den Stecker 20 zugewandten Seite eine Steckeraufnahme auf, die durch einen umlaufenden Leistenvorsprung 41, der sich in Richtung der Aufnahmeöffnung des Gehäuses 10 erstreckt, gebildet wird. Die Aufnahme ist zumindest abschnittsweise, hier im Bereich des äußeren Steckerumfangs, komplementär zur aufzunehmenden Steckerkontur ausgebildet. Infolgedessen kann die Leiste 40 zur Zentrierung und Positionierung des Steckers 20 im Gehäuse 10 genutzt werden. Zur Zentrierung weist die Leiste 40 hier zwei sich in Richtung der Längsachse L20 zulaufende Fasen auf, die zu den Fasen 22 der Steckerenden korrespondieren. Eine Endposition des Steckers 20 im Gehäuse 10 kann durch die Fasen der Leiste oder durch einen zwischen den Fasen der Leiste 40 ausgebildeten Anschlag definiert werden.

Ebenso dient die in Figur 1 gezeigte Leiste 40 als Durchführungs- und Positionierhilfe für die elektrischen Kontaktstifte 50 des Steckers 20. Hierzu weist die Leiste 40 zumindest eine zur Anzahl der elektrischen Kontaktstifte 50 korrespondierende Anzahl an Durchgangsbohrungen 42 auf, die sich von einer im eingebauten Zustand dem Stecker 20 bzw. der Aufnahmeöffnung des Gehäuses 10 für den Stecker 20 zugewandten Seite der Leiste 40 bis zur gegenüberliegenden Seite der Leiste 40 erstrecken. Zur Erleichterung der Einführung der elektrischen Kontaktstifte 50 in die Durchgangsbohrungen 42 sind die Durchgangsbohrungen zumindest auf der im eingebauten Zustand dem Stecker 20 bzw. der Aufnahmeöffnung des Gehäuses 10 für den Stecker 20 zugewandten Seite trichterförmig ausgebildet.

Nach der Positionierung der Leiste 40 wird der Stecker 20 durch die Aufnahmeöffnung des Gehäuses 10 von einer Gehäuseaußenseite in das Gehäuse 10 eingeführt, wie dies durch den Pfeil in Figur 1 veranschaulicht wird. Der Stecker 20 weist an einem dem Gehäuseinnenraum I in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende an der axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 eine Fase 22 auf. Das dem Gehäuseinnenraum I in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandte Ende mit der Fase 22 ist hier ringförmig ausgebildet, wobei sich der Ring durch die Fase 22 mit seinem Innenumfang weiter in Richtung des Gehäuseinnenraums I erstreckt als mit seinem Außenumfang. Mit anderen Worten verjüngt sich das dem Gehäuseinnenraum I in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandte Ende des Steckers 20 vom Außenumfang des Rings zum Innenumfang hin bzw. läuft in Richtung der Längsachse L20 zu. Die Fase 22 weist einen Winkel von 45° auf. Vielfach sind insbesondere Winkel zwischen 30° und 45° vorgesehen, wobei der Winkel grundsätzlich vom Platzbedarf und dem erforderlichen Verpressungsgrad des Dichtungselements 30 abhängt.

Infolge der Einführung des Steckers 20 in das Gehäuse 10 greift die Fase 22 am Dichtungselement 30 an und spannt das Dichtungselement über die mit der Fase 22 einhergehende Vergrößerung der Außenumfangsfläche des Steckers auf. Flierdurch wird das Dichtungselement in dem zwischen der axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 und der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 gebildeten radialen Abstand verpresst und bildet jeweils eine Dichtfläche mit der der axialen Außenfläche 21 des Steckers 20 und der axialen Innenfläche 11 des Gehäuses 10 aus. Hierdurch wird der Gehäuseinnenraum I und der durch den Stecker 20 mit der Leiste 40 gebildete Gehäuseinnenraum II gegen den Außenraum III radial abgedichtet. Der Gehäuseinnenraum II kann bei dichter Anlage oder durch Verwendung weiterer Dichtelemente gegenüber dem Gehäuseinnenraum I weiter abgedichtet sein und stellt einen Teilbereich des Gehäuseinnenraum I dar. Eine gesonderte Abdichtung des Gehäuseinnenraums II kann beispielsweise bei ungeschützten Kontaktstiften 50 bzw. ungeschützten Bereichen der Kontaktstifte 50 vorgesehen werden, wenn diese über den Gehäuseinnenraum I einer Beeinflussung unterliegen können oder zusätzlich zur radialen Dichtung redundant zu sichern sind.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Auch wenn beispielsweise gemäß Figur 1 auf eine rotationssymmetrische Ausgestaltung der Steckerbaugruppe gerichtet ist, so ist dies exemplarisch zu verstehen. Aufgrund der Anwendungsvorgaben wird vielfach von einer solchen Ausgestaltung abgewichen. Zudem müssen beispielsweise Vorsprünge nicht umlaufend ausgebildet sein, sondern können auch abschnittsweise vorgesehen werden. Entsprechend muss das dem Gehäuseinnenraum I in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandte Ende mit der Fase 22 kein durchgehender Ring sein, sondern kann gleichwirkend aus einzelnen Vorsprüngen gebildet werden. Ebenso ist es diesbezüglich möglich, dass dieses Ende eben abschließt, so dass kein Gehäuseinnenraum II gebildet wird. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Steckerbaugruppe

10 Gehäuse 11 axiale Innenfläche (des Gehäuses)

12 Gehäusevorsprung 20 Stecker 21 axiale Außenfläche (des Steckers) 22 Fase 30 Dichtungselement

40 (Stecker-)Leiste

41 Leistenvorsprung

42 Durchgangsbohrung 50 Kontaktstift I, II Gehäuseinnenraum III Außenraum

L20 Längsachse (des Steckers)

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Steckerbaugruppe (1), umfassend: ein Gehäuse (10), einen in dem Gehäuse (10) zumindest abschnittsweise angeordneten Stecker (20) mit einer Längsachse (L20) in einer Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker, wobei eine in Bezug auf die Längsachse (L20) axiale Außenfläche (21) des Steckers

(20) zumindest abschnittsweise von einer gegenüberliegenden axialen Innenfläche (11) des Gehäuses (10) radial beabstandet ist, und ein Dichtungselement (30), wobei das Dichtungselement (30) in dem zwischen der axialen Außenfläche (21) des Steckers (20) und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche (11) des Gehäuses (10) gebildeten radialen Abstand angeordnet ist und jeweils mit der axialen Außenfläche

(21) des Steckers (20) und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche (11) des Gehäuses (10) eine Dichtfläche ausbildet.

2. Steckerbaugruppe (1) nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (10) einen Gehäusevorsprung (12) aufweist, der in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse (L20) des Steckers (20) in Richtung des Steckers (20) weist, und das Dichtungselement (30) auf einer in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker einem Gehäuseinnenraum (I, II) zugewandten Seite des Gehäusevorsprungs (12) angeordnet ist.

3. Steckerbaugruppe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Stecker (20) einen Steckervorsprung aufweist, der in radialer Richtung in Bezug auf die Längsachse (L20) des Steckers (20) in Richtung des Gehäuses (10) weist, und das Dichtungselement (30) auf einer in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker einem Gehäuseinnenraum (I, II) zugewandten Seite des Steckervorsprungs angeordnet ist.

4. Steckerbaugruppe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stecker (20) an einem dem Gehäuseinnenraum (I, II) in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker zugewandten Ende an der axialen Außenfläche (21) des Steckers (20) und/oder das Gehäuse (10) an einem dem Gehäuseinnenraum (I, II) in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker abgewandten Ende an der axialen Innenfläche (11) des Gehäuses (10) eine Fase (22) aufweist.

5. Steckerbaugruppe (1) nach Anspruch 4, wobei die Fase (22) zumindest zwei Steigungsabschnitte umfasst.

6. Steckerbaugruppe (1) nach Anspruch 5, wobei die Steigungsabschnitte durch einen im Wesentlichen parallel zur Längsachse (L20) verlaufenden Zwischenabschnitt getrennt sind und/oder unterschiedliche Steigungen aufweisen.

7. Steckerbaugruppe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steckerbaugruppe (1) eine Leiste (40) umfasst, die in Verbindungsrichtung mit einem Gegenstecker auf einer dem Gehäuseinnenraum (I, II) zugewandten Seite des Steckers (20) angeordnet ist und den zwischen der axialen Außenfläche (21) des Steckers (20) und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche (11) des Gehäuses (10) gebildeten radialen Abstand zumindest teilweise überdeckt.

8. Steckerbaugruppe (1) nach Anspruch 7, wobei die Leiste (40) einen Leistenvorsprung (41) ausbildet, der in den zwischen der axialen Außenfläche (21) des Steckers (20) und der gegenüberliegenden axialen Innenfläche (11) des Gehäuses (10) gebildeten radialen Abstand hineinragt.

9. Steckerbraugruppe (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Stecker (20) elektrische Kontaktstifte (50) umfasst und die Leiste (40) als Steckerleiste zur Durchführung der elektrischen Kontaktstifte (50) ausgebildet ist..

10. Steckerbaugruppe (1) nach Anspruch 9, wobei die Steckleiste zur Durchführung der elektrischen Kontaktstifte (50) Durchgangsbohrungen (42) aufweist, die mit einem sich, beginnend auf der dem Stecker (20) zugewandten Seite, zumindest über einen vorbestimmten Abschnitt verjüngendem Durchmesser, insbesondere trichterförmig, ausgebildet sind.

11. Steckerbaugruppe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die axiale Außenfläche (21 ) des Steckers (20) und/oder die axiale Innenfläche (11 ) des Gehäuses (10) eine tangentiale Nut aufweist, in der das Dichtungselement (30) zumindest teilweise angeordnet ist.

12. Steckerbaugruppe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Dichtungselement (30) integral mit der Leiste (40) gemäß der Ansprüche 7 bis 10, dem Stecker (20) und/oder dem Gehäuse (30) ausgebildet ist.

13. Stecker (20) zur Verbindung mit einem Gegenstecker für eine Steckerbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Verfahren zur Montage einer Steckerbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , umfassend die Schritte:

- Anordnen eines Dichtungselements (30) in einem Gehäuse (10) oder um einen Stecker (20) und

- Positionieren des Steckers (20) im Gehäuse (10) entlang einer Verbindungsrichtung des Steckers (20) mit einem Gegenstecker, wobei das Dichtungselement (30) während des Schritts des Positionierens radial zu einer sich in Verbindungsrichtung erstreckenden Längsachse (L20) des Steckers (20) aufgespannt und/oder verpresst wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Positionieren des Steckers (20) im Gehäuse (10) von einer dem Gehäuseinnenraum (I, II) abgewandten Seite erfolgt.