DE4015793C2 - Wassergeschützter elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen wassergeschützten elektrischen Steckverbinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ein Steckverbinder dieser Art ist aus der Druckschrift US 4 832 616 bekannt.

Aus der Druckschrift US 4 109 989 ist ein wassergeschützter Steckverbinder bekannt, bei dem jede zugeführte Einzelader durch jeweils eine Durchbrechung eines Dichtungselementes hindurchgeführt und abgedichtet wird. Am Außenumfang des Dichtungselementes ist eine Scheibe angebracht, die an einer Schulter einer auf ein Gehäuse aufschraubbaren Leiter-Zugentlastungshülse anliegt und in Position gehalten wird.

Ein Steckverbinder mit einem zweigeteilten Dichtungsdeckel mit schwenkbar angeordneten und miteinander verbindbaren Deckelteilen ist aus dem Abstract der Druckschrift JP 1-105 482 A bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wassergeschützten elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der in einer verhältnismäßig einfachen Bauweise auch gegen Druckwasser geschützt ist, so daß ein Rosten der Kontaktelemente auch dann verhindert wird, wenn der Steckverbinder beispielsweise in ein Kraftfahrzeug eingesetzt ist und bei der Fahrzeugwäsche einem Wasserstrahl ausgesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders in Explosionsdarstellung,

Fig. 2(A) den Dichtungsdeckel des Steckverbinders nach Fig. 1 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2(B) den Dichtungsdeckel des Steckverbinders nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 Teile des Steckverbinders nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung im Schnitt,

Fig. 4(A) eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders in Explosionsdarstellung,

Fig. 4(B) Teile des Steckverbinders nach Fig. 4(A) in vergrößerter Darstellung im Schnitt und

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders in Explosionsdarstellung.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 bis 3 sind ein Verbindergehäuse 10, Kontaktelemente 20 mit jeweiligen Dichtungshülsen 23, ein Kabelhalter 30 und ein Dichtungsdeckel 50 vorgesehen.

Im einzelnen besteht das Verbindergehäuse 10 aus Kunstharz und ist mit mehreren, z.B. sechs Buchsenanschlußöffnungen 11 ausgebildet, in denen jeweils ein Buchsenanschluß (nicht gezeigt) angeordnet ist und in die jeweils ein Kontaktelement 20 eingesetzt wird. Weiter weist das Gehäuse einen Kabelhalteraufnahmeabschnitt 12 auf, in den der Kabelhalter 30 einsetzbar ist, und weiter sind zwei Halteranordnungsnuten 13 zur Festlegung der Lage des in das Verbindergehäuse 10 eingesetzten Kabelhalters 30 und drei Eingriffsschlitze 14 vorgesehen, die mit drei Eingriffsvorsprüngen (weiter unten beschrieben) des Kabelhalters 30 in Eingriff bringbar sind.

Das Kontaktelement 20 umfaßt ein Anschlußende 21, an dem ein Leiter eines Kabels 22 mittels Verstemmen befestigt ist, und ein ringförmiges Dichtungshülsenteil 23. Das Dichtungshülsenteil 23 besteht aus einem relativ weichen, elastischen Material und ist mit mehreren ringförmigen Vorsprüngen 24 und einer mittleren Öffnung 25, durch die ein Kabel 22 verläuft, versehen.

Das Dichtungshülsenteil 23 wird zuerst auf einen zylindrischen Teil des Kontaktelementes 20 aufgesetzt und dann am zylindrischen Teil mittels Umbiegen von drei Zungenabschnitten 21A des Kontaktelementes 20 in radialer Richtung angebracht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn das Dichtungshülsenteil 23 in jede der Buchsenanschlußöffnungen 11 durch die Innenfläche der Kabelhalterung 30 gedrückt wird, werden somit der Raum zwischen der inneren Umfangsfläche der Buchsenanschlußöffnung 11 und der äußeren Umfangsfläche des Gummidichtungshülsenteils 23 und der Raum zwischen der inneren Umfangsfläche des Dichtungshülsenteils 23 und der äußeren Umfangsfläche des Kabels 22 wasserdicht durch die elastische Verformung des Gummidichtungshülsenteils 23 abgedichtet.

Die Kabelhalterung 30 besteht aus einem relativ harten Kunststoff, z.B. Gummi, und ist als E-förmige Platte ausgebildet, die zwei offene Kabeleinsetzschlitze 31, zwei Paßvorsprünge 32 zum Einsetzen in die Halterungspaßnuten 13 des Verbindergehäuses 10 und drei Eingriffsvorsprünge 33 aufweist, die mit den drei Eingriffsschlitzen 14 des Verbindergehäuses 10 in Eingriff bringbar sind. Weiter ist bei diesem Verbinder ein weiteres Kabel (nicht dargestellt) mit jedem Buchsenanschluß im Verbindergehäuse 10 entsprechend oder alternativ verbunden, wobei die zwei Anschlußbuchsen miteinander über einen weiteren, innerhalb des Verbindergehäuses 10 angeordneten Leiteranschluß verbunden sind.

Um das Kontaktelement 20 mit dem Verbindergehäuse 10 zu verbinden, wird das Kabel 22 durch die mittlere Öffnung 25 des Dichtungshülsenteils 23 geführt; der Kabelleiter wird am Anschlußende 21 mittels Verstemmen befestigt; und das Dichtungshülsenteil 23 wird an dem zylindrischen Teil des Kontaktelementes 20 eingesetzt und dort mittels Umbiegen der drei sich vom zylindrischen Teil des Kontaktelementes 20 erstreckenden Zungen 21A befestigt. Darauf wird das Kontaktelement mit Druck in die Buchsenanschlußöffnung 21 des Verbindergehäuses 10 eingesetzt, und dann wird die Kabelhalterung 30 in den Kabelhalterungsaufnahmeteil 12 des Verbindergehäuses 10 eingesetzt. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, die Kontaktelemente 20 in das Verbindergehäuse 10 unter Verwendung der Kabelhalterung 30 einzusetzen. Wenn die Kabelhalterung 30 in das Verbindergehäuse 10 eingesetzt bzw. eingepaßt ist, stehen die drei Eingriffsvorsprünge 33 der Kabelhalterung 30 mit den drei Eingriffsschlitzen 14 des Verbindergehäuses 10 in Eingriff, und ebenfalls sind die zwei Anordnungsvorsprünge 32 der Kabelhalterung 30 in die zwei Anordnungs- oder Paßnuten 13 des Verbindergehäuses 10 eingesetzt, wobei die Kabel 22 innerhalb der zwei offenen Kabeleinsetzschlitze 31 der Kabelhalterung 30 gehalten werden.

Die Dichtungshülsenteile 23 sind sicher in die Buchsenanschlußöffnungen 11 des Verbindergehäuses 10 eingesetzt, da die Kabelhalterung 30 im Kabelhalterungsaufnahmeabschnitt 12 mittels Preßsitz eingesetzt ist, so daß das Dichtungshülsenteil 23 durch die Innenfläche der Kabelhalterung 30 gedrückt wird.

Der Steckverbinder ist insoweit gegen Regenwasser oder Spritzwasser geschützt, da das Gummidichtungshülsenteil 23 wasserdicht zwischen den Kabeln 22 und dem Verbindergehäuse 20 angeordnet ist. Diese Abdichtung gegen Wasser reicht aber nicht aus, wenn Druckwasser gegen den Verbinder gespritzt wird, wenn z. B. das Fahrzeug mit Druckwasser aus verschiedenen Richtungen gewaschen wird. Wenn das Druckwasser gegen die Kabelhalterung 30 von oben gespritzt wird, würde das Druckwasser in den Raum zwischen den offenen Kabeleinsetzschlitzen 31 der Kabelhalterung 30 und die Kabel 22 gelangen. Wird Wasser direkt gegen die Dichtungshülsenteile 23 gespritzt, würde das Dichtungshülsenteil 23 in axialer Richtung verformt werden, so daß das Druckwasser leicht in die Buchsenanschlußöffnung 11 des Verbindergehäuses 10 durch die Räume zwischen den Kabeln 22 und das Dichtungshülsenteil 23 und zwischen den Dichtungshülsenteilen 23 und dem Verbindergehäuse 10 eintreten könnte.

Zur Abwendung dieser Gefahr dient die weitere Dichtung 50.

Im folgenden wird die Dichtung 50 im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 2(A) und Fig. 2(B) beschrieben. Der Dichtungsdeckel 50 ist aus einem relativ harten, elastischen Material (im wesentlichen dem gleichen wie das der Kabelhalterung 30) hergestellt und in der Form 53A und 53B ausgebildet, die aus einem kastenförmigen Abschnitt 51A und 51B und einem kegelstumpfförmigen, konischen Abschnitt 52A und 52B besteht. Dieser Dichtungsdeckel 50 ist in einen ersten halben Deckelteil 53A mit einem ersten halben Kastenteil 51A und einem ersten kegelstumpfförmigen, konischen Teil 52A und einen zweiten halben Deckelteil 53B mit einem zweiten halben Kastenteil 51B und einem zweiten kegelstumpfförmigen, konischen Teil 52B geteilt. Jedes dieser zwei halben Deckelteile 53A und 53B hat zwei bandförmige Teile 54A oder 54B (nicht dargestellt), die an der oberen oder unteren Fläche der Kabelhalterung 30 befestigt oder angeklebt sind.

Alternativ ist es ebenfalls möglich, den Dichtungsdeckel 50 einstückig mit der oberen oder der unteren Fläche der Kabelhalterung 30 auszubilden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, so daß sie als zwei Scharnierteile der zwei teilbaren halben Dichtungsdeckel 53A und 53B dienen.

Weiter ist das erste halbe Deckelteil 53A mit einem U-förmigen Eingriffsvorsprung 56 und das zweite halbe Deckelteil 53B mit einer flachen Eingriffsklaue 55 versehen, die mit dem U-förmigen Eingriffsvorsprung 56 in Eingriff tritt, wenn die zwei teilbaren halben Deckelteile 53A und 53B zu einem einzigen Dichtungsdeckel 50 geschlossen sind. Wenn die zwei teilbaren halben Deckelteile 53A und 53B mit den zwei elastischen, bandförmigen Teilen 54A und 54B als Scharniere geöffnet werden, können die Kabel 22 längs der offenen Schlitze 31 der Kabelhalterung 30 bewegt werden. Wenn weiter die zwei teilbaren halben Deckelteile 53A und 53B geschlossen sind, werden die Kabel 22 aus der zwischen den zwei halben Deckelteilen 53A und 53B gebildeten Öffnung 57 herausgeführt.

Beim Zusammenbau des doppeltwassergeschützten Steckverbinders gemäß der Erfindung wird das Kabel 22 durch die mittlere Öffnung 25 des Dichtungshülsenteils 23 geführt. Der Kabelleiter wird an dem Steckerende 21 mittels Verstemmen befestigt, und das Dichtungshülsenteil 23 wird auf das Kontaktelement 20 aufgesetzt. Darauf wird das Kontaktelement 20 in die Hülsenanschlußöffnung 11 des Gehäuses 10 eingepreßt. Dann wird die Kabelhalterung 30 in den Kabelhalteaufnahmeabschnitt 12 des Verbindergehäuses 10 eingesetzt, indem das Kabel 22 in die offenen Schlitze 31 der Kabelhalterung 30 eingelegt wird. Darauf werden die teilbaren halben Deckelteile 53A und 53B geöffnet, um die Kabel 22 in der Öffnung 57 des Dichtungsdeckels 50 zu sammeln. Die zwei Deckelteile 53A und 53B werden geschlossen, so daß die Kabel 22 gebündelt werden und zwischen den zwei Deckelhälften 53A und 53B zu liegen kommen. Die an dem Dichtungsdeckel 50 angebrachte oder damit einstückig ausgebildete Kabelhalterung 30 wird zusammen mit dem Dichtungsdeckel in den Kabelhalterungsaufnahmeabschnitt 12 des Verbindergehäuses 10 eingesetzt.

Wenn die Anzahl der Kabel 22 groß ist, werden die Kabel 22 weiter in der Öffnung 57 des Dichtungsdeckels 50 gebündelt, ohne daß ein großer Raum zwischen den Kabeln und der inneren Umfangsfläche der Öffnung 57 gebildet wird. Wenn jedoch dazwischen ein Raum verbleibt, werden die Kabel 22 gebündelt, indem man ein Band um sie wickelt oder den Raum mit einem Füllstoff, wie z.B. weichem Gummi oder geformtem Harz 58, ausfüllt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Bei dem doppeltwassergeschützten Verbinder gemäß der Erfindung ist es möglich, daß eine Verformung des Dichtungshülsenteils 23 durch zum Verbinder gestrahltes Druckwasser verhindert wird, wenn das Fahrzeug mit Druckwasser gewaschen oder gereinigt wird, da der doppeltwassergeschützte Verbinder doppelt gegen das Druckwasser mittels des ersten Dichtungshülsenteils 23 und mittels des Dichtungsdeckels 50 geschützt ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Da weiter mehrere Kabel 22 durch eine einzige, zwischen den zwei teilbaren Deckelteilen 53A und 53B gebildete Öffnung 57 herausgeführt werden, wird die Handhabung der Kabel 22 erleichtert, so daß die Produktivität bei der Herstellung oder bei der Wartung erhöht wird.

Fig. 4(A) und 4(B) zeigen eine zweite Ausführungsform des Verbinders gemäß der Erfindung, bei dem ein Dichtungsteil 60 an der Kabelhalterung 30 befestigt oder angeklebt ist. Dieses Dichtungsteil 60 ist aus zwei äußeren Dichtungsteilen 61A und 61B gebildet, die mit zwei Flächen der Kabelhalterung 30 mit einem geeigneten Klebemittel verbunden sind, wobei weiter ein mittlerer innerer Dichtungsabschnitt 63 mit einem inneren Paßvorsprungsteil 62 ausgebildet ist, das mit einem mittleren Schlitz oder einer Nut 35 in der Kabelhalterung 30 formschlüssig verbunden und ebenfalls mit einem geeigneten Klebemittel verklebt ist. Wie in Fig. 4(B) dargestellt, sind die äußeren Dichtungsteile 61A und 61B mit inneren Dichtungslippenteilen 61A-1 und 61B-1, entsprechend auf der Innenseite, versehen, wobei der innere Dichtungsteil 63 mit zwei äußeren Dichtungslippenteilen 63-1 auf der Außenseite so versehen ist, daß die zwei inneren Dichtungslippen 61A-1 und 61B-1 die zwei äußeren Dichtungslippen 63-1 in einer Bogenform überlappen. Wie man weiter in Fig. 4(A) sieht, sind zwischen den zwei gegenüberliegenden Lippenteilen 63-1 und 61A-1 oder 61B-1 in regelmäßigen Abständen sechs Kabeleinsetzöffnungen 65 ausgebildet. Die Kabel 22 können somit in jeder der sechs Kabeleinsetzöffnungen 65 eingesetzt werden, indem die Kabel 22 längs der zwei überlappenden Teile 64 des Dichtungsteils zwischen den Dichtungslippenteilen 63-1 und den Dichtungslippenteilen 61-A bzw. 61B-1 längs der Längsrichtung des Dichtungsteils 60 verschoben werden.

Beim Zusammenbau des Verbinders werden die sechs Kontaktelemente 20, die jeweils ein Dichtungshülsenteil 23 aufweisen, in das Verbindergehäuse 10 eingesetzt. Dann werden drei der sechs Kabel 22 getrennt in jeden offenen Schlitz 31 der Kabelhalterung 30 längs jedes der parallel angeordneten zwei Lippenüberlappungsteile 64 eingesetzt. Schließlich wird die Kabelhalterung 30, an der das Dichtungsteil 60 angeklebt ist, in das Verbindergehäuse 10 eingesetzt.

Alternativ ist es ebenfalls möglich, die sechs Kabel 22 in die Kabeleinsetzöffnungen 65 des Dichtungsteils 60 einzusetzen. Jedes Kabelleiterende wird an jedem Steckeranschlußende 21 mit dem Dichtungshülsenteil 23 befestigt. Die Kabelhalterung 30, an der das Dichtungsteil 60 angeklebt ist, wird in das Verbindergehäuse 10 eingesetzt, indem die Endfläche des Hülsenteils 23 mittels der Kabelhalterung 30 gedrückt wird, so daß das Hülsenteil 23 in den Buchsenanschlußöffnungen 11 des Verbindergehäuses 10 mittels einem Preßsitz eingesetzt ist.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Verbinders gemäß der Erfindung, bei dem die Kabelhalterung 30 und das Dichtungsteil 60 einstückig als ein einziges Kabelhalterungsdichtungsteil 70 aus einem elastischen Material, wie z.B. aus Kunstharz oder Gummi, hergestellt sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Kabelhalterungsdichtungsteil 70 aus zwei äußeren Dichtungsteilen 71A und 71B und einem mittleren inneren Dichtungsteil 73 ausgebildet. Die äußeren Dichtungsteile 71A und 71B sind mit inneren Dichtungslippenteilen 71A-1 bzw. 71B-1 an der Innenseite versehen, und das innere Dichtungsteil 73 ist mit zwei äußeren Dichtungslippenteilen 73-1 an der Außenseite so versehen, daß die zwei Dichtungslippen 71A-1 und 71B-1 die zwei Dichtungslippen 73-1 jeweils bogenförmig überlappen. Weiter sind sechs Kabeleinsetzöffnungen 75 zwischen den zwei gegenüberliegenden Lippenteilen 73-1 und 71A-1 bzw. 71B-1 ausgebildet. Weiter weist diese Ausführungsform vier quadratische Öffnungen 76 auf, die mit vier quadratischen Vorsprüngen 16 an den zwei Außenflächen des Verbindergehäuses 10 in Eingriff treten. Die sechs Kabel 22 werden zusammen mittels einer flachen Gummidichtung 17 abgedichtet.

Wie oben beschrieben, wird mittels der doppelten Dichtungsteile, d.h. dem Dichtungshülsenteil und dem Dichtungsdeckel oder Dichtungsteil, verhindert, daß Wasser in die Verbinderanschlußeingriffsstellen gelangt, auch dann, wenn Druckwasser gegen den Verbinder gespritzt wird, da ein zusätzliches Dichtungsteil angebracht oder einstückig mit der Kabelhalterung ausgebildet ist, um die Verbinderanschlüsse innerhalb des Verbindergehäuses doppelt abzudichten, weil das Dichtungshülsenteil durch das Druck- bzw. Strahlwasser nicht verformt werden kann. Hierdurch wird verhindert, daß die Kontaktelemente rosten, und daß eine Fehlfunktion zwischen dem Stecker und dem Buchsenanschluß auftritt. Da weiter das zusätzliche Dichtungsteil so an der Kabelhalterung angebracht ist, daß es geöffnet werden kann, können die Kabel leicht gebündelt oder herausgenommen werden.

Claims (11)

1. Wassergeschützter elektrischer Steckverbinder, umfassend

• a) ein Verbindergehäuse,
• b) mindestens zwei Kontaktelemente (20), die mit elektrischen Leitern (22) verbunden und mit dem Verbindergehäuse in Eingriff sind,
• c) mindestens eine an die Kontaktelemente (20) auf der Leiterzuführseite angesetzte Dichtung (23) zur Abdichtung der Kontaktelemente (20) gegen das Verbindergehäuse (10) und
• d) einen von der Leiterzuführseite am Verbindergehäuse (10) anbringbaren Halter (30) zum Halten der mindestens einen Dichtung (23) und zugeführten Leiter (22) in bezug auf das Verbindergehäuse (10), gekennzeichnet durch
• e) eine weitere, an den Halter (30) von außen angesetzte, als Kappe ausgebildete Dichtung (50, 60) aus relativ hartem, jedoch elastischem Material mit mindestens einer, die Leiter (22) eng umschließenden Kabeldurchführung (57, 65).

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dichtung (50) eine einzige Kabeldurchführung (57) aufweist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dichtung (60) mindestens zwei Kabeldurchführungen (65) aufweist.

4. Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dichtung (50, 60) mit dem Halter (30) einstückig ausgebildet ist.

5. Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Dichtung (50) zwei gegeneinander bewegliche Teile (53A, 53B) aufweist.

6. Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile (53A, 53B) der weiteren Dichtung (50) über Schwenkverbindungen (54A, 54B) am Halter (30) angesetzt sind.

7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (30) einseitig offene Kabeleinsetzschlitze (31) aufweist und die Schwenkachsen der Schwenkverbindungen (54A, 54B) parallel zur Längsrichtung der Kabeleinsetzschlitze (31) des Halters (30) verlaufen.

8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (30) zusammen mit der weiteren Dichtung (50) an das Verbindergehäuse (10) von der Seite her ansetzbar und mittels Steckverbindungen (14, 33, 32) am Verbindergehäuse (10) befestigbar ist.

9. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile (53A, 53B) der weiteren Dichtung (50) eine Verriegelungseinrichtung (55, 56) zum Verriegeln der Teile (53A, 53B) in einer Schließstellung besitzen.

10. Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (55, 56) eine am einen Teil (53A) der weiteren Dichtung (50) vorgesehene Rastausnehmung (56) und einen am anderen Teil (53B) vorgesehenen Rastvorsprung (55) aufweist.

11. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (20) am Verbindergehäuse (10) in zwei Reihen angeordnet sind und die weitere Dichtung (60) zwei äußere Dichtungsteile (61A, 61B) aufweist, an welchen jeweils eine Lippe (61A-1, 61B-1) mit Kabelausnehmungen vorgesehen ist, und ein inneres Dichtungsteil (63) umfaßt, das zwischen den äußeren Dichtungsteilen (61A, 61B) angeordnet ist und zwei innere, mit Kabelausnehmungen versehene Lippen (63-1) besitzt, die von den äußeren Lippen (61A-1, 61B-1) jeweils überlappt werden, wobei die Kabelausnehmungen der Lippen (61A-1, 61B-1, (63-1) Kabeldurchführungen (65) für die Leiter (22) bilden.