WO2006069863A1 - Stecker eines aggregats mit einer integrierten dichtungsmatte - Google Patents

Stecker eines aggregats mit einer integrierten dichtungsmatte Download PDF

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WO2006069863A1
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Jens Maerkle
Ilya Kuperberg
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
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    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5202—Sealing means between parts of housing or between housing part and a wall, e.g. sealing rings

Definitions

  • the invention relates to a plug of an assembly for producing an electrical plug connection with a mating contact, consisting of - a housing which is at least partially connectable to the unit, arranged inside the housing pin-like contact elements which cooperate with mating contact provided in the mating contact socket contact elements and a seal for sealing the interior of the housing from its external environment.
  • Plugs of the above type are usually used to make an electrical connection to an aggregate connected to the plug, for example to a window regulator electronics.
  • the plug has inside its housing contact elements which are connected to a control unit of the unit.
  • the contact elements themselves are arranged in the housing and have a pin or pin-like contour. When plugged in with a mating contact, these pin-type or pin-type contact elements are at least partly gripped by a socket contact element, so that an electrical plug connection is produced.
  • the housing usually has seals on its outside, which are responsible for sealing the interior of the housing.
  • the preparation of such seals is usually provided such that the individual seals are molded.
  • the contact elements are encapsulated in the same production process, in which the production of the other components takes place.
  • the contact elements are not molded, but they are plugged into already provided contact chambers. This represents a much more cost-effective method for producing plugs of the type present and is used in particular for high-pin connectors or power strips.
  • a disadvantage of inserted contact elements in contact chambers of plugs is that they only represent a fluid-tight system in cooperation with the mating contact. If only the plug comes into contact with moisture or liquid, such connectors produced about ten times higher leakage rates in comparison to those in which the individual contact elements are molded.
  • the object of the invention is to provide a fluid-tight connector, which is fluid-tight even without mating connector and has cost-effective advantages of producing a plug.
  • the main idea of the solution of the problem is to provide additional sealing elements in the area of the contact elements, which surround each individual contact element, so that the interior of the housing of a plug is fluid-tight even without plugged mating contact.
  • the sealing mat is at the same time also part of the sealing element circulating around the housing, so that the sealing mat itself does not claim any additional process step.
  • the sealing mat itself has accumulations of material in the inner edge region of the contact elements.
  • these material accumulations are funnel-shaped and have expansions, through which the Kotaktmaschine are push-through.
  • these recesses are preferably closed, so that during the assembly process (stitching), the contact elements must be pierced.
  • the contact elements In order to ensure a functional seal between the contact element and the sealing mat, the contact elements have surface structures that adapt to the sealing mat. In order to reduce the piercing force of the contact elements by the sealing mat, the cross section of the recess decreases in the insertion direction.
  • the sealing mat is designed such that the individual sealing elements can each be mounted independently of the adjacent contact element.
  • a further embodiment of the sealing mat according to the invention for the present connector provides that the sealing mat according to the invention comprises a core element whose dimensions are larger than the areas which are provided for receiving the contact elements.
  • the sealing mat can also be arranged between the inside of the housing and the outside of the housing of the plug and take on additional sealing functions of the housing.
  • the circumferential seal of the housing can be injected simultaneously with the sealing mat.
  • a further variant of the embodiment of the plug according to the invention may consist in that in one embodiment the sealing mat is arranged inside the housing of the plug. In a further embodiment it is provided that the Sealing mat is arranged in the region of the housing wall and in a third embodiment outside of the housing.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of a plug according to the invention of an assembly, partially with the housing open;
  • FIG. 2 shows a perspective view of the plug according to the invention according to FIG. 1, with the housing open;
  • FIG. 3 is a perspective view of a sealing mat according to the invention.
  • Fig. 4 is a perspective view of an alternative embodiment of the sealing mat of Fig. 3 mounted on a plug, partially shown;
  • FIG. 5 is a perspective view of the seal for the housing together with the sealing mat according to the invention according to Figure 3;
  • FIG. 6 is a perspective view of a contact element of
  • FIG. 1 shows a perspective view of a plug 1 according to the invention.
  • the plug 1 consists of a housing 2, wherein the housing 2 is coupled on its one side 3 with an aggregate not shown here in detail in the drawing.
  • the plug 1 according to the invention has a contact 5 into which a mating contact not shown in more detail in the drawing can be plugged, this mating contact cooperating with the contact elements 6 partially visible in FIG.
  • the plug 1 has on its one side 3, which points to the unit, not shown, formed around this interface seal 7, which adapts to the outer contour of one side 3 and is designed to be circumferential.
  • FIG. 2 the housing 2 of the plug 1 is further cut open to illustrate the arrangement and the configuration of the sealing mat 8 according to the invention.
  • sealing members 8i shown in Figures 2 and 3, ... n are disposed in the illustrated embodiment to each other such that the individual sealing elements 8i ... n give the inventions dung proper sealing mat. 8
  • the sealing mat 8 has a two-dimensional design and shows in the areas 9 accumulations of material 10, wherein these accumulations of material 10 extend tetrahedra moderately from the flat structure of the respective sealing element 8i ... n and each having openings 11 which are dimensioned such that the contact elements 6 can be pushed therethrough.
  • the openings 11 are already pierced. It is preferably provided that the openings 11 are closed at least in a partial region of the material accumulations 10, so that an optimal tightness between the contact element 6 and the sealing mat 8 results from the puncturing of the respective contact element 6.
  • the accumulations of material 10 are therefore provided in order to form a large sealing surface and, secondly, to prevent the sealing mat 8 from tearing when the respective contact element 6 is pierced.
  • the sealing mat 8 ( Figure 3) is designed such that it consists of a core element 12, wherein this core element 12 is dimensioned larger in size than the areas 9, in which the accumulation of material 10 is arranged. This creates the possibility that the core element 12 is also used to form a seal between the interior of the housing and the exterior of the housing.
  • FIG. 4 shows an alternative of the sealing mat 8 ⁇ shown in FIG.
  • the sealing mat 8 ⁇ is constructed almost similar to the embodiment shown in Figure 3. However, it does not have a corresponding core element 12 and also the openings 11 ⁇ , in which the contact elements 6 are pierced, dimensioned substantially greater in depth.
  • the upper part of the further exemplary embodiment shown here, for illustrative purposes only, is shown in a transparent manner. to better represent the adjustment of the contact element 6 in the region of the opening 11 of the sealing mat 8.
  • FIG. 5 shows in perspective the seal 7 and the sealing mat 8. Via a connecting web 13, the sealing mat 8 is captively connected to the sealing element 7. This makes it possible to prepare a simple assembly without having to change the previously known processing process.
  • FIG. 6 shows a separate embodiment of a contact element 6, as shown in FIGS. 1 to 5.
  • This contact element 6 has in the areas 14 surface structures 15, in which the sealing mat 8, 8 ⁇ is arranged in the assembled state.
  • the change in the surface structure 15 is intended to produce and guarantee a better sealing capability.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf in einem Stecker zusätzlich ange- ordnete Dichtungselemente. Diese Dichtungselemente (81...n) sind derart angeordnet, dass die- se im montiertem Zustand die Kontaktelement (6) des Steckers (1) umgeben. Vorzugsweise sind diese in einer Ebene angeordnet und einstückig miteinander verbunden, so dass diese eine Dichtungs- matte (8; 8') bilden.

Description

Stecker eines Aggregats mit einer integrierten Dichtungsmatte
Die Erfindung betrifft einen Stecker eines Aggregats zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung mit einem Gegenkontakt, bestehend aus - einem Gehäuse, das zumindest teilweise mit dem Aggregat verbindbar ist, im Inneren des Gehäuses angeordneten stiftartig ausgebildeten Kontaktelementen, die mit im gesteckten Zustand im Gegenkontakt vorgesehenen Buchsenkontaktelementen zusammenwirken und - und einer Dichtung zur Abdichtung des Inneren des Gehäuses gegenüber seiner äußeren Umgebung.
Definition
Unter fluiddicht ist zu verstehen, dass weder Flüssigkeiten noch Gase (auch nicht Luft) in das Innere des Steckers eindringen können.
Stand der Technik
Stecker der vorstehenden Art werden in der Regel dafür verwendet, eine elektrische Verbindung zu einem mit dem Stecker verbundenen Aggregat, beispielsweise zu einer Fensterheberelektronik herzustellen. Der Stecker weist im Inneren seines Gehäuses Kontaktelemente auf, die mit einer Steuerung des Aggregats verbunden sind. Die Kontaktelemente selbst sind in dem Gehäuse angeordnet und weisen eine pin- oder stiftartige Kontur auf. Im gesteckten Zustand mit einem Gegenkontakt werden diese pin- oder stiftartigen Kontaktelemente von einem Buchsenkontaktelement zu- mindest teilweise umgriffen, so dass eine elektrische Steckverbindung hergestellt wird.
Das Gehäuse weist auf seiner Außenseite in der Regel Dichtungen auf, die für die Abdichtung des Inneren des Gehäuses zuständig sind. Die Herstellung solcher Dichtungen ist in der Regel derart vorgesehen, dass die einzelnen Dichtungen angespritzt werden. Vorzugsweise werden die Kontaktelemente in demselben Herstel- lungsprozess umspritzt, in dem auch die Herstellung der übrigen Bauelemente erfolgt.
Bei einer anderen Auswahl von Steckern werden die Kontaktelemente nicht umspritzt, sondern diese sind in bereits vorgesehene Kontaktkammern einsteckbar. Dies stellt ein wesentlich kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung von Steckern der vorste- henden Art dar und wird insbesondere bei hochpoligen Steckern bzw. Steckerleisten eingesetzt.
Nachteile des Standes der Technik
Ein Nachteil von eingesteckten Kontaktelementen in Kontaktkammern von Steckern besteht darin, dass diese nur in Zusammenwirkung mit dem Gegenkontakt ein fluiddichtes System darstellen. Sofern ausschließlich der Stecker in Berührung mit Feuchtigkeit oder Flüssigkeit gelangt, weisen solche hergestellten Stecker ca. zehnmal höhere Leckageraten auf im Vergleich zu solchen, bei denen die einzelnen Kontaktelemente umspritzt werden.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen fluiddichten Stecker bereitzustellen, der auch ohne Gegenstecker fluiddicht ist und kostengünstige Vorteile der Herstellung eines Steckers aufweist.
Lösung der Aufgabe
Der Kerngedanke der Lösung der Aufgabe ist es, zusätzlich im Bereich der Kontaktelemente Dichtungselemente bereitzustellen, die jedes einzelne Kontaktelement umgeben, so dass das Innere des Gehäuses eines Steckers fluiddicht auch ohne aufgesteckten Gegenkontakt ist.
Erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zusätzlich im Bereich der Kontaktelemente, vorzusgweise im Grund des Steckers, weitere Dichtungselemente vorgesehen sind, die jedes einzelne Kontaktelement vollständig umgeben und jeweils zueinander derart angeordnet sind, dass sich eine Dichtungsmatte ergibt.
Vorteile der Erfindung
Einer der wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Steckers für ein Aggregat zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung mit einem Gegenkontakt bestehen darin, dass auf ein kosten- günstige Herstellungsverfahren zur Herstellung von Steckern
(Einfügen von Kontaktelementen in Kontaktkammern eines Steckers) zurückgegriffen werden kann.
Damit ist es auch möglich geworden, auf die doch erheblichen Vorteile und die Flexibilität des genannten Herstellungsprozesses zurückzugreifen. Somit sind auch nur geringe kundenspezifische Einrichtungs- bzw. Automatisierungskosten notwendig. Spritzgußmaschinen und so genannte Stitch-Maschinen können weiterhin verwendet werden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Dichtungsmatte gleichzeitig auch Bestandteil des um das Gehäuse umlaufenden Dichtungselements, so dass die Dichtungsmatte selbst keinen zusätzlichen Prozessschritt beansprucht.
Die Dichtungsmatte selbst weist im Innenrandbereich der Kontaktelemente Materialanhäufungen auf. Vorzugsweise sind diese Materialanhäufungen trichterförmig ausgebildet und weisen Ausdehnungen auf, durch die die Kotaktelemente hindurchsteckbar sind. Im nichtmontierten Zustand sind diese Ausnehmungen vorzugsweise ge- schlössen, so dass während des Montageprozesses (Stitchvorgang) die Kontaktelemente hindurchgestochen werden müssen.
Um eine funktionsgerechte Dichtung zwischen dem Kontaktelement und der Dichtungsmatte zu gewährleisten, weisen die Kontaktelemente Oberflächenstrukturen auf, die sich an die Dichtungsmatte anpassen. Um die Durchstechkraft von den Kontaktelementen durch die Dichtungsmatte zu verringern, verringert sich der Querschnitt der Ausnehmung in Steckrichtung.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Dichtungsmatte derart gestaltet, dass die einzelnen Dichtungselemente jeweils unabhängig von dem benachbarten Kontaktelement montierbar sind.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungsmatte für den hier vorliegenden Stecker sieht vor, dass die erfindungsgemäße Dichtungsmatte ein Kernelement aufweist, dessen Abmaße größer sind als die Bereiche, die zur Aufnahme der Kontaktelemente vorgesehen sind. Dadurch kann die Dichtungsmatte auch zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren des Steckers angeordnet werden und zusätzliche Dichtfunktionen des Gehäuses übernehmen. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, dass auch hier in ein und demselben Herstellungsprozess die umlaufende Dichtung des Gehäuses gleichzeitig mit der Dichtungsmatte mitgespritzt werden kann.
Eine weitere Variante der Ausbildung des erfindungsgemässen Steckers kann darin bestehen, dass bei einer Ausgestaltung die Dichtungsmatte innerhalb des Gehäuses des Steckers angeordnet ist. Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Dichtungsmatte im Bereich der Gehäusewandung und bei einer dritten Ausgestaltung außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden beschreibenden Zeichnungen sowie den Ansprüchen hervor.
Zeichnungen Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckers eines Aggregats, teilweise mit geöffnetem Gehäuse;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf den erfindungsgemäßen Stecker gemäß Figur 1, mit geöffnetem Gehäuse;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Dichtungsmatte;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform der Dichtungsmatte gemäß Figur 3, montiert an einem Stecker, der teilweise dargestellt ist;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Dichtung für das Gehäuse zusammen mit der erfindungsgemäßen Dichtungsmatte gemäß Figur 3;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf ein Kontaktelement des
Steckers gemäß den Figuren 1, 2 und 4. Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Stecker 1 dargestellt. Der Stecker 1 besteht aus einem Gehäuse 2, wobei das Gehäuse 2 auf seiner einen Seite 3 mit einem hier in der Zeichnung nicht näher dargestellten Aggregat koppelbar ist. Auf seiner anderen Seite 4 weist der erfindungsgemäße Stecker 1 einen Kontakt 5 auf, in den ein auf der Zeichnung nicht näher dargestellter Gegenkontakt steckbar ist, wobei dieser Gegenkontakt mit den in Figur 1 teilweise sichtbaren Kontaktelementen 6 zusammenwirkt.
Der Stecker 1 weist auf seiner einen Seite 3, die zu dem nicht näher dargestellten Aggregat hinweist, eine um diese Schnitt- stelle ausgebildete Dichtung 7 auf, die sich an die äußere Kontur dieser einen Seite 3 anpasst und umlaufend gestaltet ist.
In Figur 2 ist das Gehäuse 2 der Stecker 1 weiter aufgeschnitten, um die Anordnung und die Ausgestaltung der erfindungsgemä- ßen Dichtungsmatte 8 darzustellen.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Dichtungselemente 8i...n sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart zueinander angeordnet, dass die einzelnen Dichtungselemente 8i...n die erfin- dungsgemäße Dichtungsmatte 8 ergeben.
Die Dichtungsmatte 8 weist eine flächige Ausbildung auf und zeigt in den Bereichen 9 Materialanhäufungen 10 auf, wobei diese Materialanhäufungen 10 sich tetraedermäßig von der flächigen Struktur des jeweiligen Dichtungselements 8i...n wegerstrecken und jeweils Öffnungen 11 aufweisen, die derart bemessen sind, dass die Kontaktelemente 6 hindurchgestoßen werden können.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Öffnun- gen 11 bereits durchstoßen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Öffnungen 11 zumindest in einem Teilbereich der Materialanhäufungen 10 geschlossen sind, so dass sich durch das Hindurchstechen des jeweiligen Kontaktelements 6 eine optimale Dichtigkeit zwischen Kontaktelement 6 und der Dichtungsmatte 8 ergibt. Die Materialanhäufungen 10 sind deswegen vorgesehen, um eine große Dichtfläche zu bilden und zum anderen bei Hindurchstechen des jeweiligen Kontaktelements 6 zu vermeiden, dass die Dichtungsmatte 8 ausreißt.
Ferner ist die Dichtungsmatte 8 (Figur 3) derart gestaltet, dass diese aus einem Kernelement 12 besteht, wobei dieses Kernelement 12 in seinen Abmessungen größer bemessen ist als die Bereiche 9, in denen die Materialanhäufung 10 angeordnet ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, dass das Kernelement 12 auch dafür verwendet wird, eine Dichtung zwischen dem Gehäuseinneren und dem Gehäuseäußeren zu bilden.
In Figur 4 ist eine Alternative der in Figur 3 dargestellten Dichtungsmatte 8Λ dargestellt. Die Dichtungsmatte 8Λ ist nahezu ähnlich dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel aufgebaut. Sie weist jedoch kein entsprechendes Kernelement 12 auf und zudem sind die Öffnungen 11 Λ, in denen die Kontaktelemente 6 eingestochen sind, in ihrer Tiefe wesentlich größer bemessen. Der obere Teil des hier dargestellten weiteren Ausführungsbei- spiels nur aus Darstellungsgründen ist durchsichtig dargestellt, um das Anpassen des Kontaktelements 6 im Bereich der Öffnung 11 der Dichtungsmatte 8 besser darzustellen.
In Figur 5 ist perspektivisch die Dichtung 7 und die Dichtungs- matte 8 dargestellt. Über einen Verbindungssteg 13 ist die Dichtungsmatte 8 unverlierbar mit dem Dichtungselement 7 verbunden. Dadurch ist es möglich, eine einfache Montage vorzubereiten, ohne den bisher bekannten Verarbeitungsprozess verändern zu müssen.
In Figur 6 ist eine gesonderte Ausführung eines Kontaktelements 6, wie es in den Figuren 1 bis 5 dargestellt ist, gezeigt. Dieses Kontaktelement 6 weist in den Bereichen 14 Oberflächenstrukturen 15 auf, in denen die Dichtungsmatte 8, 8Λ im montierten Zustand angeordnet ist. Die Veränderung der Oberflächenstruktur 15 soll ein besseres Dichtvermögen herstellen und garantieren.
Durch eine sehr einfache Maßnahme kann auf das bisher kostengünstige Herstellungsverfahren, nämlich Einfügen von Kontaktele- menten in Kontaktkämmern eines Steckers, zurückgegriffen werden. Die Leckagerate wird dabei erheblich verringert.

Claims

A N S P R U C H E
1. Stecker eines Aggregats zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung mit einem Gegenkontakt, bestehend aus einem Gehäuse, das zumindest teilweise mit dem Aggregat verbindbar ist, im Inneren des Gehäuses angeordneten stiftartig ausgebildeten Kontaktelementen, die im gesteckten Zustand mit im Gegenkontakt vorgesehenen Buchsenkontaktelementen zusammenwirken und - einer Dichtung zum Abdichten des Inneren des Gehäuses gegenüber seiner äußeren Umgebung, dadurch gekennzeichnet:, dass zusätzlich die Kontaktelemente (6) jeweils von mindestens einem Dichtungselement (8i...n) umgeben sind und diese derart zueinander angeordnet sind, dass diese eine Dichtungsmatte (8; 8') bilden.
2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dichtungselemente (8i...n) eine einstückig ausgebildete Dichtungsmatte (8; 8Λ) bilden.
3. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (9) der jeweiligen Kontaktelemente (6) die Dichtungsmatte (8; 8Λ) eine Materialanhäufung (10) aufweist.
4. Stecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet:, dass die
Materialanhäufung (10) trichterförmig ausgebildet ist.
5. Stecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (11; 11') in den
Dichtungsmatten (8; 8Λ) vorgesehen sind, in die die Kontaktelemente (6) einstechbar sind.
6. Stecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Öffnungen (11; 11') kleiner sind als die Abmessungen der durch diese Öffnungen hindurchzuführenden Kontaktelemente (6) .
7. Stecker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Öff- nungen (11; 11') im Querschnitt sich in Stechrichtung verringernde Durchmesser aufweisen.
8. Stecker nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (11; 11') im Querschnitt sich in Stechrichtung verkleinernde Abmessungen aufweisen.
9. Stecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmatte (8; 8Λ) Mittel aufweist, die zur Befestigung an dem Stecker (1) vorge- sehen sind.
10. Stecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmatte (8; 8Λ) mit der Dichtung (7) einstückig ausgebildet ist.
11. Stecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, dass die Dichtungsmatte (8; 8Λ) derart ausgebildet ist, dass diese ein Kernelement (12) aufweist, das in seinen Abmessungen größer ausgebildet ist als die Bereiche (9) , die zur Aufnahme der Kontaktelemente (6) vorgesehen sind und dass die Öffnungen (11; 11') zumindest auf einer Seite des Kernelements (12) vorgesehen sind.
12. Stecker nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (6) Oberflächenstrukturen (15) aufweisen, die rillenartig ausgebildet sind.
13. Stecker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (15) wahlweise einseitig, zumindest teilweise oder umlaufend um das Kontaktelement (6) herum angeordnet sind.
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