DE4007225A1 - Laengsdichtes steckteil und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein längsabdichtbares Steckteil für Verdrahtungssysteme und ein Verfahren zur Herstellung eines längsdichten Steckteils.

Im Fahrzeugbau, Maschinenbau sowie bei Haushaltsgeräten werden neuerdings längsdichte Zuleitungen und längsdichte Steckverbinder gefordert. Die mit solchen Steckverbindern zu versehenen Verdrahtungssysteme bestehen aus Leitungs­ bündeln, die jeweils einen oder mehrere isolierte elektri­ sche Leiter umfassen. Die elektrischen Einzelleiter sind mit Anschlußkontakten in Form von Steckkontakten versehen.

Damit ein Steckteil längsdicht ist, muß gewährleistet sein, daß in Längsrichtung der elektrischen Leiter keine Flüssigkeit, wie Wasser oder Betriebsstoffe, und auch keine Gase zu den Anschlußkontakten gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, längsabdichtbare Steckteile zu schaffen, die so abzudichten sind, daß keine Flüssigkeit (und vorzugsweise auch keine Gase) entlang der elektrischen Leiter bzw. entlang deren Isolierhüllen zu den Anschlußkontakten gelangen können. Ferner verfolgt die Erfindung das Ziel, ein Verfahren zur Herstellung derarti­ ger längsdichter Steckteile anzugeben.

Hinsichtlich der Steckteile wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 angegebene längsabdichtbare Steckteil ge­ löst.

Dieses längsabdichtbare Steckteil umfaßt ein Steckgehäuse aus einem isolierenden Kunststoff und weist im Inneren einer äußeren Gehäusewandung einen Aufnahmeraum zur Auf­ nahme wenigstens eines Steckkontaktes mit daran ange­ schlossenem elektrischen Leiter auf. An einem Ende des Steckgehäuses ist ein Schrumpfschlauchabschnitt vorposi­ tioniert, der sich axial über eines der Gehäuseenden hinausstreckt. Im selben Richtungssinn wie dieser Schrumpfschlauchabschnitt erstreckt sich vom Steckgehäuse eine axiale Verlängerung. Ferner ist ein Dichtungsmaterial vorgesehen, mit dessen Hilfe der Raum zwischen der Außen­ oberfläche der axialen Gehäuseverlängerung und dem Schrumpfschlauch dichtend verschließbar ist, wenn der Schrumpfschlauchabschnitt aus seiner Ausgangsstellung in seine Schrumpfstellung geschrumpft wird. Vor der Schrumpf­ behandlung ist der wenigstens eine elektrische Leiter mit seinem Steckkontakt in das Steckteil eingebaut worden. Nach Abschluß der Schrumpfbehandlung ist der Raum rings um den elektrischen Leiter vollständig mit dem Dichtungsmate­ rial ausgefüllt, wobei der elektrische Leiter dieses Dich­ tungsmaterial durchsetzt, aber weder Flüssigkeiten noch Gase längs dieses elektrischen Leiters durch das Dich­ tungsmaterial in Richtung auf den Steckkontakt hindurch­ dringen können.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem längsabdichtbaren Steckteil nach der Erfindung ein längs­ dichtes Steckteil.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:

• 1. In ein Steckgehäuse wird wenigstens ein Steckkontakt mit daran befestigtem elektrischen Leiter eingesetzt, so daß der elektrische Leiter zwischen einer äußeren und einer inneren Wandung des Steckgehäuses aufgenommen wird.
• 2. Mit Hilfe eines Dichtungsmaterials wird bei einer Wärmebehandlung der Raum zwischen dem elektrischen Leiter sowie zwischen der inneren und der äußeren Gehäusewandung ausgefüllt.
• 3. Bei der Wärmebehandlung wird ein Schrumpfschlauchab­ schnitt dicht um wenigstens einen Abschnitt des Steck­ gehäuses und um den von dem Dichtungsmaterial einge­ eingenommenen Bereich herumgeschrumpft.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen längs­ abdichtbaren Steckteils sowie des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens zum Herstellen eines längsdichten Steckteils sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrie­ ben. In dieser zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Steck­ gehäuse,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Steckgehäuse mit daran vorpositioniertem Schrumpfschlauchabschnitt sowie mit in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Leiter und Steckkontakt,

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Anordnung nach Durch­ führen einer Wärmebehandlung,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie A-B in Fig. 3 und

Fig. 5 eine mit Fig. 2 vergleichbare Darstellung zur Ver­ anschaulichung zweier Varianten des erfindungsge­ mäßen Verfahrens.

In den Fig. 1 bis 3 sowie 5 ist jeweils im Querschnitt ein schematisch dargestelltes Steckgehäuse 4 aus einem ge­ eigneten Kunststoff gezeigt. Dieses Steckgehäuse 4 besitzt eine äußere Gehäusewandung 6 und eine innere Gehäusewan­ dung 7. Diese innere Gehäusewandung 7 ist axial nach außen verlängert, so daß eine axiale Steckteilverlängerung 8 ge­ bildet ist. Zwischen der äußeren Gehäusewandung 6 und der inneren Gehäusewandung 7 ist ein Aufnahmeraum 9 ausgebil­ det, in welchem, wie in den Fig. 2, 3, 4 und 5 darge­ stellt, eine Vielzahl von elektrischen Leitern 3, an wel­ chen jeweils ein Steckkontakt 5 befestigt ist, vorgesehen sind. Diese elektrischen Leiter sind im Normalfall mit einer Isolierhülle versehen; im Bereich des Anschlusses an den Steckkontakt sind diese Leiter natürlich abisoliert.

Wie in den Fig. 2 und 5 dargestellt, gehören zu einem längsabdichtbaren Steckteil außer dem Steckgehäuse 4 noch ein Schrumpfschlauchabschnitt 1 sowie ein Dichtungsmate­ rial 2. Der Schrumpfschlauchabschnitt 1 ist im Bereich eines Endabschnittes der äußeren Gehäusewandung vorposi­ tioniert. Zum besseren Halten des vorpositionierten Schrumpfschlauchabschnittes kann das Gehäuse eine geeigne­ te Formgebung (nicht dargestellt) aufweisen, wie einen Halterungswulst oder dergleichen.

Wie in Fig. 2 und 5 dargestellt, erstreckt sich der Schrumpfschlauchabschnitt 1 axial in die gleiche Richtung wie die axiale Steckteilverlängerung 8.

Das Dichtungsmaterial 2 besitzt in Fig. 2 die Gestalt eines Ringes, welcher auf die axiale Steckteilverlängerung 8 aufgeschoben ist. Durch diesen Ring aus Dichtungsmate­ rial wird ein Bereich größeren Durchmessers an der axialen Verlängerung 8 ausgebildet. Als Dichtungsmaterial werden thermoplastische Dichtungsmaterialien bevorzugt. Besonders bevorzugt sind sogenannte Schmelzkleber sowie Butylkaut­ schuk.

Vorzugsweise besteht wenigstens die äußere Schicht des im übrigen aus Schmelzkleber bestehenden ringförmigen Dich­ tungsmaterials 2 aus Butylkautschuk.

Das Steckgehäuse 4 mit dem daran vorpositionierten Schrumpfschlauchabschnitt 1 und der auf der axialen Ver­ längerung 8 angeordnete Ring aus Dichtungsmaterial bilden ein längsabdichtbares Steckteil. Durch den vorpositionier­ ten Schrumpfschlauchabschnitt 1 ist der Ring aus Dich­ tungsmaterial 2 geschützt, was insbesondere dann wichtig ist, wenn ein Dichtungsmaterialring 2 mit einer äußeren, äußerst klebrigen Butylkautschukschicht verwendet wird.

Nach Einbringen wenigstens eines elektrischen Leiters 3 mit darin angeordnetem Steckkontakt 5 in den Aufnahmeraum 9 wird die Anordnung gemäß Fig. 2 einer Wärmebehandlung unterzogen. Nach der Wärmebehandlung besitzt die Anordnung gemäß Fig. 2 die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Gestalt. Durch die Wärmebehandlung ist der Schrumpfschlauchab­ schnitt 1 zum Rückschrumpfen veranlaßt worden und ist das Dichtungsmaterial 2 erweicht und gegebenenfalls schaumar­ tig (geschlossene Poren) aufgequollen. Wie am besten in Fig. 4 dargestellt, sind um den Umfang der axialen Steck­ teilverlängerung 8 die elektrischen Leiter 3 in dem Dich­ tungsmaterial 2 angeordnet und ist das die Leiter 3 auf­ nehmende Dichtungsmaterial 2 seinerseits eng, abdichtend von dem Schrumpfschlauch 1 umgeben.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 ist mit Hil­ fe des ringförmigen Dichtungsmaterials 2 eine einheitliche Abdichtung für alle elektrischen Leiter 3 herbeigeführt worden, so daß keinerlei Feuchtigkeit (auch keine Gase) längs der elektrischen Leiter, beispielsweise vom Punkt A her, zu den Steckkontakten 5 vordringen können. Im Zusam­ menwirken von Schrumpfschlauch 1 und Dichtungsmaterial 2 ist durch eine Wärmebehandlung ein längsdichter Quer­ schnitt im Steckteil geschaffen worden, der weder für Flüssigkeiten noch für Gase durchlässig ist.

An Stelle der vorstehend beschriebenen einheitlichen Ab­ dichtung aller Adern 3 mit Hilfe des auf die axiale Steck­ teilverlängerung 8 aufgeschobenen Ringes aus Dichtmaterial 2 kann eine Einzelader-Längsdichtung herbeigeführt werden, wie in Fig. 5 veranschaulicht.

In Fig. 5 ist im oberen Bereich eine elektrische Ader 3 dargestellt, auf welche ein Dichtungsmaterial 2 in Form eines Röhrchens aus einem Schmelzkleber aufgeschoben ist. Diese Schmelzkleberröhrchen können automatisch beim Abiso­ lieren der elektrischen Leiter und beim Anschlagen an die Steckkontakte auf die elektrischen Leiter in der in Fig. 5 (oben) dargestellten Position aufgesetzt werden.

Nach Durchführen einer Wärmebehandlung hat das rohrförmige Schmelzkleberteil im Zusammenwirken mit dem rückschrump­ fenden Schrumpfschlauchabschnitt eine absolute Längsdich­ tigkeit herbeigeführt, so daß weder Feuchtigkeit noch Was­ ser ausgehend vom Punkt A imstande sind, längs der elektrischen Leiter in Richtung auf die Steckkontakte zu gelangen.

Gemäß einer in Fig. 5 (untere Hälfte) dargestellten Vari­ ante ist ein elektrischer Leiter 3′ mit einem Dichtungsma­ terial 2 umspritzt worden.

Für die beiden in Fig. 5 dargestellten Verfahrensvarianten gilt, daß sie lediglich in solchen Fällen angewendet wer­ den, in welchen der jeweilige Aufnahmeraum 9 so bemessen ist, daß entweder das auf die elektrische Ader aufgesetz­ te, röhrchenförmige Dichtungsmaterial oder das um die elektrische Ader 3′ herumgespritzte Dichtungsmaterial im­ stande sind, den jeweiligen Aufnahmeraum dichtend auszu­ füllen. Im Hinblick auf die anhand von Fig. 5 beschriebene erfindungsgemäße Einzeladerlängsabdichtung sei bemerkt, daß es bereits bekannt ist, auf die jeweiligen elektri­ schen Adern Silikontüllen aufzuschieben und zu fixieren, in deren Außenoberflächen Dichtungslippen ausgebildet sind. Diese Dichtungslippen befinden sich in Anlage an der Innenwandung eines Steckteil-Aufnahmeraumes. Diese Sili­ kontüllen sind recht teuer und müssen wegen der angestreb­ ten Dichtwirkung einen vergleichsweisen großen Durchmesser aufweisen, was zur Folge hat, daß die im Steckteil vorzu­ sehenden Aufnahmeräume gleichfalls entsprechend groß di­ mensioniert werden müssen. Derartige Einzeladerabdichtun­ gen nach dem Stand der Technik sind jedoch lediglich spritzwasserdicht, nicht aber längsdicht im Sinne dieser Erfindung. Zur Steigerung der Dichtwirkung müssen die be­ kannten Steckteile noch mit zusätzlichen Maßnahmen zur Fi­ xierung der elektrischen Adern im jeweiligen Aufnahmeraum versehen werden.

Für die Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und Fig. 5 gilt, daß eine noch weitere Steigerung der Dichtwirkung dadurch erreicht werden kann, daß ein Isolierschlauch axial auf die Steckteilverlängerung 8 so aufgeschoben wird, daß der Isolierschlauch zwischen dem Schrumpfschlauchabschnitt 1 und den elektrischen Leitern 3 bzw. den diese Leiter um­ gebenden Dichtungsmaterialien angeordnet wird. Bei der ab­ schließenden Wärmebehandlung zum Rückschrumpfen des Schrumpfschlauchabschnittes und zum Erweichen und Aufquel­ len des Dichtungsmaterials wird dieser Isolierschlauch fi­ xiert. Die letztgenannte Variante mit dem Isolierschlauch ist nicht in der Zeichnung veranschaulicht.

Die Steckteile nach der Erfindung können in an sich be­ kannter Weise als Aufnahmeteil (Matrize) sowie als Steck­ teil (Patrize) ausgebildet sein.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann in dem Bereich, in welchem das Steckteil und das Aufnahme­ teil bei einer Steckverbindung zusammentreffen mittig, d. h., in etwa im Bereich der Mittelachse, eine Verriege­ lungseinrichtung vorgesehen sein, die die beiden Teile der Steckverbindung in dichter gegenseitiger Anlage hält, um zu verhindern, daß durch diesen Bereich Wasser oder dgl. in die Steckverbindung gelangt.

Der vorpositionierte Schrumpfschlauchabschnitt 1 kann eine Innenbeschichtung aus Schmelzkleber aufweisen.

Claims (14)

1. Längsabdichtbares Steckteil für Verdrahtungssysteme, gekennzeichnet durch

• - ein mit einer axialen Verlängerung (8) versehenes Steckgehäuse (4), bei welchem zwischen der Gehäuse­ außenwandung (6) und der Oberfläche der axialen Ver­ längerung (8) wenigstens ein Aufnahmeraum (9) für wenigstens einen Steckkontakt (5) mit daran ange­ schlossenem elektrischen Leiter (3, 3′) vorgesehen ist,
• - einen am Steckgehäuse (4) vorpositioniert befestig­ ten Schrumpfschlauchabschnitt (1) und
• - einen Dichtungswerkstoff (2), mit dessen Hilfe der den wenigstens einen elektrischen Leiter aufnehmende Raum zwischen der Oberfläche der Steckteilverlänge­ rung (8) und dem Schrumpfschlauchabschnitt dichtend ausfüllbar ist.

2. Steckteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorpositionierte Schrumpfschlauchabschnitt (1) in Richtung der axialien Steckteilverlängerung (8) axial über das Steckgehäuse (4) vorsteht.

3. Steckteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungswerkstoff (2) aus Schmelzkleber und/oder Butylkautschuk besteht.

4. Steckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungswerkstoff (2) in Form eines Ringes auf der axialen Steckteilverlängerung (8) angeordnet ist.

5. Steckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (2) in Form eines Röhrchens aus Schmelzkleber auf den elektrischen Leiter (3) aufschiebbar ist.

6. Steckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (2) um den elektrischen Leiter (3′) herumspritzbar ist.

7. Steckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Steckteilverlängerung (8) als Dichtungswerkstoff (2) einen innen aus Schmelzkleber und außen aus Butylkautschuk bestehenden ringförmigen Bereich vergrößerten Durchmessers auf­ weist.

8. Steckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorpositionierte Schrumpf­ schlauchabschnitt (1) eine Innenbeschichtung aus Schmelzkleber aufweist.

9. Steckteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch daß innerhalb des vorpositionierten Schrumpfschlauchabschnittes (1) ein Isolierschlauch auf die axiale Steckteilverlängerung (8) aufschiebbar ist.

10. Verfahren zum Herstellen eines längsdichten Steckteils, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in ein Steckgehäuse wenigstens ein Steckkontakt mit daran befestigtem elektrischen Leiter eingesetzt wird, so daß der elektrische Leiter zwischen einer äußeren und einer inneren Wandung des Steckteils aufgenommen wird,
• - daß mit Hilfe eines Dichtungsmaterials bei einer Wärmebehandlung der Raum zwischen dem elektrischen Leiter sowie zwischen der inneren und der äußeren Gehäusewandung ausgefüllt wird und
• - daß ein Schrumpfschlauchabschnitt dicht um wenig­ stens einen Abschnitt des Steckgehäuses und um den vor dem Dichtungsmaterial eingenommenen Bereich herumgeschrumpft wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial in Form eines Ringes aus Schmelzkleber und/oder Butylkautschuk um einen axialen Vorsprung des Steckteils herumgelegt wird, daß auf diesem Ring der wenigstens eine elektrische Leiter positioniert wird und daß durch eine Wärmebehandlung das Schrumpfen des Schrumpfschlauchabschnittes und das Fließen des Dichtungsmaterials hervorgerufen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial in Form eines Röhrchens auf dem elektrischen Leiter angeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial um den elektrischen Leiter herumgespritzt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierschlauch innerhalb des Schrumpfschlauchabschnittes aber außerhalb des elek­ trischen Leiters vorgesehen wird und daß dieser Iso­ lierschlauch durch das Schrumpfen des Schrumpfschlau­ ches bei der Wärmebehandlung in seiner Lage fixiert wird.