DE19816216A1 - Dichter elektrischer Verbinder und Verbindungssystem - Google Patents

Abstract

Ein dichter elektrischer Verbinder weist ein zwischen einem Basisteil (2) und einem Abdeckteil (4) angeordnetes Dichtungsteil (3) mit einem Kanal (31) zum Einführen eines Kontakts (63) auf. Ein Verbindungssystem umfaßt den elektrischen Verbinder (1) und eine elektrische Vorrichtung mit einer Kontakteinrichtung (61).

Description

Die Erfindung betrifft einen dichten elektrischen Verbinder und ein Verbindungssystem, das aus dem elektrischen Verbinder und einer elektrischen Vorrichtung besteht.

Aus der Patentschrift US 4,820,190 ist eine Befestigungs- und Verbindungsanordnung zur unmittelbaren Verbindung eines Sen­ sors mit Verbindungsdrähten bekannt. In Schlitzen eines Basi­ steils sind die elektrischen Leitungen des Sensors und die Drähte eines Kabels angeordnet. Ein Steckteil weist Schneid­ kontakte zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit den in den Schlitzen des Basisteils angeordneten Leitungen auf. Diese Anordnung eignet sich nicht für die Montageprozesse ei­ ner industriellen Serienfertigung.

In der Fahrzeugtechnik wird beim Herstellen eines Kraftfahr­ zeugs, das mit einem Airbag ausgerüstet wird, ein Airbagsteu­ ergerät mit einem Kabelbaum über einen Stecker und einen Ge­ genstecker verbunden. An die einzelnen Leitungen des Kabel­ baums werden Buchsenkontakte gecrimpt, die dann in ein Gegen­ steckergehäuse montiert werden. Um das Stecksystem vor Feuch­ tigkeit zu schützen, müssen die einzelnen Leitungen mit Dich­ tungen versehen werden, so daß keine Feuchtigkeit durch die Öffnungen des Gegensteckers eindringen kann, die für das Ein­ führen der Leitungen vorgesehen sind. Zusätzlich ist eine weitere Dichtung, regelmäßig eine Radialdichtung, erforder­ lich, um eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse des Steckers und dem Gehäuse des Gegensteckers zu erreichen. Der Gegen­ stecker mit den Buchsenkontakten wird auf den Stecker gescho­ ben, wobei ein elektrischer Kontakt mit den Steckerstiften hergestellt wird.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen dichten elektrischen Verbinder und ein Verbindungssystem bereit zustellen, die auf einfache Weise und zuverlässig eine dichte elektrische Ver­ bindung zwischen einer Leitung und einer elektrischen Vor­ richtung herstellen können.

Dieses Ziel wird mit einem dichten elektrischen Verbinder und einem Verbindungssystem erreicht, wie sie in den Patentan­ sprüchen definiert sind.

Durch das Vorsehen eines Dichtungsteils zwischen dem Basi­ steil und dem Abdeckteil läßt sich auf einfache Weise ein Be­ reich im Gehäuse des Verbinders schaffen, der gegen Feuchtig­ keit oder Flüssigkeit abgedichtet ist. Durch den vom Abdeck­ teil ragenden Kanal können Kontakte einer elektrischen Vor­ richtung, insbesondere Schneidkontakte, in den abgedichteten Bereich gelangen. Eine vorzugsweise einstückig mit dem Kanal ausgebildete Dichtlippe sorgt für eine Abdichtung des Kanals gegenüber der elektrischen Vorrichtung. Das Dichtungsteil kann daher sowohl die Abdichtung gegenüber einer oder mehre­ ren Leitungen als auch gegenüber der elektrischen Vorrichtung bewirken.

Die Dichtungsfunktion des Dichtungsteils wird begünstigt, wenn ein weiches, nachgiebiges Material für dasselbe gewählt wird, beispielsweise Silikon oder Thermoplastisches Elastomer (TPE).

Durch Anbringen eines Kodierelements am Gehäuse, beispiels­ weise eines in bestimmter Weise geformten Vorsprungs oder ei­ ner Ausnehmung, das zum Eingriff eines passend ausgebildeten Gegenstücks an einer elektrischen Vorrichtung ausgebildet ist, läßt sich sicherstellen, daß ausschließlich eine elek­ trische Verbindung mit der hierfür bestimmten Vorrichtung er­ folgt.

Ferner kann eine Montagesicherung für die korrekte Zuordnung der Leitungen zu den Lagerungen des Basisteils vorgesehen sein. Diese kann beispielsweise aus Einführöffnungen des Dichtungsteils bestehen, die unterschiedliche Durchmesser entsprechend unterschiedlich starker Isolierungen der Leitun­ gen aufweisen, oder aus einer farblichen Zuordnung (Kodierung) der Leitungen.

Das Verbindungssystem besteht aus einem erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder und einer elektrischen Vorrichtung, insbesondere einem Steuergerät oder einem Sensor und vorzugs­ weise einem Airbagsteuergerät.

Die Kontakteinrichtung ist vorzugsweise in das Steuergerät integriert. Die Kontakte können unmittelbar in einer Leiter­ platte der elektrischen Vorrichtung oder an einem Stanzgitter (Leadframe) verankert sein.

Der Dichtbereich kann beispielsweise ein Teil einer Gehäuseo­ berfläche sein, die eine Gehäuseöffnung umgibt, in der die Kontakte angeordnet sind. Die Kontakteinrichtung kann aber auch an die elektrische Vorrichtung angeformt sein.

Vorzugsweise weist die elektrische Vorrichtung Messerschneid­ kontakte auf, die beim Aufstecken des Verbinders durch den Kanal des Dichtungsteils in den Verbinder eingeführt werden und die Isolierung der gelagerten Leitungen durchschneiden, um einen elektrischen Kontakt herzustellen. Es müssen daher keine Stecker und Gegenstecker mit darin enthaltenen Stecker­ stiften und Buchsen, einschließlich der elektrischen Verbin­ dungen zwischen den Leitungen und diesen Kontakten, herge­ stellt werden. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht und die Zuverlässigkeit erhöht.

Der elektrische Verbinder kann problemlos vom Lieferanten der elektrischen Leitungen oder des Kabelbaums montiert werden. Beim Hersteller des Endprodukts, beispielsweise einem Her­ steller eines Kraftfahrzeugs, müssen lediglich der elektri­ sche Verbinder und die elektrische Vorrichtung miteinander in Eingriff gebracht werden.

Daneben ist es auch möglich, daß der elektrische Verbinder erst beim Hersteller des Endprodukts an den Leitungen ange­ bracht wird. Hierzu kann der elektrische Verbinder in einem vormontierten Zustand angeliefert werden, in dem lediglich die Leitungen in den elektrischen Verbinder geschoben werden und das Basisteil mit dem Abdeckteil verriegelt wird.

Alternativ können sowohl das Basisteil als auch das Abdeck­ teil durch Umspritzen des Dichtungsteils mit Kunststoff ge­ bildet werden. In diesem Fall müssen die Leitungen zuvor in das Dichtungsteil eingeführt worden sein.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 die Einzelteile eines elektrischen Verbinders in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 einen vormontierten elektrischen Verbinder,

Fig. 3 einen vollständig montierten elektrischen Verbin­ der,

Fig. 4 ein Verbindungssystem vor dem Zusammenfügen und

Fig. 5 ein Verbindungssystem.

Fig. 1 zeigt die Einzelteile des elektrischen Verbinders 1. Ein Basisteil 2 aus hartem Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Polyamid (PA), weist einen Boden und Seitenwände auf. Auf dem Boden sind Lagerungen 21 in Form von Stegen, die Nuten aufweisen, angeordnet.

Ein Dichtungsteil 3 aus Silikon ist dazu bestimmt, in das Ba­ sisteil 2 eingesetzt zu werden und eine abgedichtete Zone im Verbinder zu bilden.

Von der dem Boden des Basisteils 2 abgewandten Seite ragt ein Kanal 31 vom Dichtungsteil 3 ab. Das Ende des Kanals 32 ist als geschmeidige Dichtlippe 32 ausgebildet. Einführöffnungen 33 im Dichtungsteil weisen einen geringfügig geringeren Durchmesser als die Enden der darin einzuführenden Leitungen 5 auf. Nach dem Einstecken einer Leitung bildet die Öffnung 33 einen sich nach innen verjüngenden Trichter der die Iso­ lierung einer Leitung dicht umfaßt.

Ein Abdeckteil 4 weist eine Öffnung 41 für den Kanal 31 des Dichtungsteils 3 auf. Ein Kodierelement 42 ist als Vorsprung ausgebildet, der zum Eingriff in eine entsprechend ausgebil­ dete Ausnehmung einer elektrischen Vorrichtung bestimmt ist. Somit läßt sich der elektrische Verbinder nur mit der dazu bestimmten elektrischen Vorrichtung und nur in der richtigen Position verbinden.

Ein weiterer rechteckförmiger Vorsprung dient der Verriege­ lung mit einer elektrischen Vorrichtung. Zusätzlich hat die­ ser Vorsprung dieselbe Funktion wie das Kodierelement 42.

An der nicht gezeigten Innenseite des Abdeckteils befinden sich Stege, die durch entsprechende Öffnungen des Dichtungs­ teils 3 zu beiden Seiten des Kanals 31 beim Zusammenbau des Verbinders gesteckt werden. Durch die Stege des Abdeckteils und der Lagerung 21 des Basisteils 2 werden die Leitungen 5 eingeklemmt und somit gegen eine Zugbelastung gesichert.

Auf der Oberseite des Abdeckteils befinden sich zwei unter­ schiedliche Farbaufdrucke 51, die jeweils der Farbe einer Leitung 5, und genauer deren Isolierung, entsprechen. Auf Grund des Farbaufdrucks ist klar, an welcher Stelle eine be­ stimmte Leitung in den Verbinder eingeführt werden muß.

In Fig. 2 ist der Verbinder 1 in einem vormontierten Zustand oder Transportzustand gezeigt, in dem seine Einzelteile un­ verlierbar gesichert sind. Schenkel 44 des Abdeckteils 4 sind mit einem nicht dargestellten, in Richtung des Basisteils 2 gewandten Vorsprungs in Nuten 22 des Basisteils 2 verrastet. Dabei sind das Basisteil 2 und das Abdeckteil 4 voneinander beabstandet, so daß Leitungen bequem in den Verbinder 1 ein­ geführt werden können.

Fig. 3 veranschaulicht einen fertig montierten Verbinder 1, bei dem das Basisteil 2 und das Abdeckteil 4 aus der in Fig. 2 gezeigten Position gegeneinander verschoben worden sind bis die Vorsprünge oder Rastnasen der Schenkel 44 in der Endposi­ tion am Basisteil 2 eingerastet sind.

Die Dichtlippe 32 ragt gegenüber der ebenen Oberfläche des Abdeckteils 4 hervor, so daß keine Feuchtigkeit in das Innere des Dichtungsteils eindringen kann, wenn die Dichtlippen an einer Gegenfläche zur Auflage kommen.

Fig. 4 stellt den Verbinder 1 vor dem Einstecken in eine Kontakteinrichtung 61 einer elektrischen Vorrichtung 6 dar, bei der es sich um ein Airbagsteuergerät.

Ein Dichtbereich 62 ist zur Anlage der Dichtlippen des Ver­ binders 1 bestimmt. Der Dichtbereich ist geringfügig gegen­ über der ebenen Oberfläche der Kontakteinrichtung versenkt. Zwei Kontakte 63, die als Messerschneidkontakte ausgebildet sind, sind vom Dichtbereich 62 umgeben und ragen aus diesem senkrecht hervor.

Eine Vertiefung 64, die eine durchgehende Öffnung bildet, ist zum Eingriff des Vorsprungs 43 des Verbinders 1 bestimmt. Da­ durch läßt sich der Verbinder 1 zuverlässig gegen eine Zugbe­ lastung sichern. Eine runde Ausnehmung für den Eingriff des in den Fig. 1 und 3 dargestellten Kodierelements 42 ist ebenfalls in der Kontakteinrichtung 61 erkennbar.

Fig. 5 veranschaulicht das Verbundsystem mit dem in die elektrische Vorrichtung 6 gesteckten Verbinder 1. Der Verbin­ der 1 wird von Rastnasen der Kontakteinrichtung 61 gegen ein Lösen in vertikaler Richtung gesichert. Auf Grund der in Fig. 4 gezeigten Vertiefung 64, mit der der Vorsprung 43 des Verbinders 1 in Eingriff steht, ist ein unbeabsichtigtes Lö­ sen des Verbinders 1 in horizontaler Richtung ebenfalls nicht möglich.

Durch das Eindrücken des Verbinders 1 in die Kontakteinrich­ tung 61 dringen die Kontakte 63 in den Kanal des Dichtungs­ teils ein, schneiden in die Isolierungen der Leitungen und stellen eine Schneid-/Klemmverbindung mit den Leitungen her.

Claims (11)

1. Dichter elektrischer Verbinder, der aufweist:

• - ein Gehäuse (1), das ein Basisteil (2) mit wenigstens einer Lagerung (21) für eine Leitung (5) und ein Abdeckteil (4) aufweist,
• - ein zwischen dem Basisteil (2) und dem Abdeckteil (4) angeordnetes Dichtungsteil (3), in das wenigstens eine Leitung (5) geführt ist,
• - einen von dem Dichtungsteil (3) vorspringenden, durch eine Öffnung (41) des Abdeckteils (4) ragenden Kanal (31) zum Einführen eines Kontakts (63) quer zur Leitung (5), und
• - eine Dichtlippe (32) zum Abdichten des Kanals (31).

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsteil (3) aus einem weichen, nachgiebigen Material besteht.

3. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein an einer Außenseite des Gehäuses angeordnetes Kodierelement (42) zum Eingriff mit einem passend ausgebildeten Gegenstück an einer elektrischen Vorrichtung (6).

4. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Monatagesicherung für Leitungen (5) durch einen Farbaufdruck (51) auf der Außenseite des Gehäuses, der mit der Farbe einer Leitung (5) korrespondiert, oder durch unterschiedliche Durchmesser der Isolierungen der Leitungen (5), die mit entsprechenden Einführöffnungen (33) in dem Dichtungsteil (3) korrespondieren, realisiert ist.

5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (2), das Dichtungsteil (3) und das Abdeckteil (4) in eine Vormontageposition bringbar sind, in der das Basisteil (2) und das Abdeckteil (4) beabstandet und unverlierbar zueinander angeordnet sind.

6. Verbindungssystem bestehend aus einem elektrischen Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer elektrischen Vorrichtung (6), insbesondere einem Steuergerät oder einem Sensor, die eine Kontakteinrichtung (61) mit einem Dichtbereich (62) zur Auflage der Dichtlippe (32) und einen vom Dichtbereich (62) umgebenen Kontakt (63) aufweist.

7. Verbindungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung (61) wenigstens einen Schnapphaken zum Fixieren des elektrischen Verbinders aufweist.

8. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der elektrischen Vorrichtung (6) eine Öffnung zum Einführen des Kanals (31) aufweist, und daß die Dichtlippen (32) des mit der elektrischen Vorrichtung (6) kontaktierten Verbinders die Öffnung abdichten.

9. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (4) des Verbinders durch die Kontakteinrichtung (61) der elektrischen Vorrichtung (6) gebildet ist.

10. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (63) ein Schneidkontakt ist.

11. Verbindungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung (61) eine Vertiefung (64) zum Eingriff eines Vorsprungs (43) des Abdeckteils aufweist, die quer zum Verlauf von Leitungen (5) angeordnet ist.