DE4427675A1 - Mit Gel abgedichteter elektrischer Verbinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen abge­ dichteten elektrischen Verbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und befaßt sich mit einem elektrischen Verbinder, der mit einem fließfähigen Gel abgedichtet ist, das um mit Anschlüssen verbundene Leitungsdrähte herumgedrückt wird, wenn die Anschlüsse in Anschluß­ aufnahmehohlräume des elektrischen Verbinders ein­ geführt werden.

Die Verwendung abgedichteter elektrischer Verbinder findet man häufig vor, insbesondere bei solchen Ver­ bindern, die widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, wie z. B. in der Automobilindustrie. Bei einem der üblichen Typen abgedichteter Verbinder handelt es sich um einen mit einzelnen Drahtdichtungen, wobei eine gezackte, zylindrische, elastomere Dichtung über dem Leitungsdraht angeordnet wird und danach das Drahtende mit einem Anschluß verbunden wird, wobei dies z. B. durch Crimpen erfolgt. Der Anschluß und die Dichtung lassen sich dann in einen Drahtaufnahmehohl­ raum eines Verbinders einführen, wobei der Hohlraum einen sich von der Anschlußaufnahmeseite des Verbin­ ders wegerstreckenden Dichtungsaufnahme-Hohlraumab­ schnitt mit größerem Durchmesser aufweist. Einer der Nachteile bei dieser Dichtungseinrichtung besteht darin, daß die elastomere Dichtung einen Hohlraum­ durchmesser erforderlich macht, der wesentlich größer ist als der Anschluß. Dies bedeutet, daß bei einem abgedichteten Verbinder mit einer Mehrzahl von An­ schlüssen eine sehr kompakte Konfiguration durch die durch die Dichtungsdurchmesser bedingte Beabstandung begrenzt wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die elastomeren Dichtungen vor dem Ancrimpen der Anschlüsse an den Drähten montiert werden müssen, wobei die zum Einsetzen der elastomeren Dichtung in den Hohlraum erforderliche Kraft, die zur Erfüllung der Dichtungserfordernisse von Natur aus recht hoch sein muß, die Herstellung sowie die Montage von abge­ dichteten Verbindern recht kostenintensiv macht.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit in der Schaffung eines abgedichteten elektrischen Verbin­ ders, der sich mit einer kompakteren Konfiguration ausbilden läßt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaf­ fung eines kostengünstigen und zuverlässigen abgedich­ teten elektrischen Verbinders.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrischen Verbinders, der mit einem Gel abgedichtet ist, bei dem jedoch eine Ablagerung von Gel auf den Kontaktflächen des Anschlusses vermie­ den wird.

Die Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch Schaffung eines abgedichteten elektrischen Ver­ binders mit an Leitungsdrähten angeschlossenen elek­ trischen Anschlüssen und mit einem Verbindergehäuse mit Anschlußaufnahmehohlräumen, die sich von einer Anschlußaufnahmeseite zu einer Steckverbindungsseite durch dieses hindurcherstrecken, wobei die Hohlräume einen in der Nähe der Anschlußaufnahmeseite befindli­ chen Abschnitt zum Aufnehmen einer Dichtungseinrich­ tung aufweisen, wobei sich der Verbinder erfindungs­ gemäß dadurch auszeichnet, daß die Dichtungseinrich­ tung ein Dichtungsgel umfaßt, das in dem Hohlraumdich­ tungsabschnitt angeordnet ist, wobei das Dichtungsgel durch eine Stopfeinrichtung von einer ersten Anschluß­ aufnahmeposition in eine zweite Position fließfähig ist, in der es einen an den Anschluß angrenzenden Bereich des Leitungsdrahts vollständig umschließt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels noch näher er­ läutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische Längsschnittansicht eines Anschlusses unmittelbar vor dem Ein­ führen desselben in einen Anschlußaufnah­ mehohlraum eines elektrischen Verbinders mit darin befindlichem Gel, wobei sich der Anschluß in einer ersten Position befin­ det;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei der Anschluß jedoch teilweise in den Hohl­ raum eingeführt ist und sich in einer mittleren Position befindet;

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, wobei der Anschluß jedoch vollständig in den Hohlraum eingeführt ist und sich in einer zweiten Position befindet;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung unter Darstellung mehre­ rer Anschlüsse, die teilweise in Anschluß­ aufnahmehohlräume eines Verbindergehäuses eingeführt sind;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Handwerkzeugs, das zum Einführen von Anschlüssen in einen mit Gel abgedichteten Verbinder verwendbar ist; und

Fig. 6 eine Ansicht eines Werkzeugs zur Verwen­ dung bei der Erfindung.

Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 zu sehen ist, umfaßt ein bei dem Bezugszeichen 2 nur fragmenta­ risch dargestellter Verbinder ein isolierendes Gehäuse 4, eine Gelabdichtungseinrichtung 6, eine Gelstopfein­ richtung 8 und mit Leitungsdrähten 12 elektrisch ver­ bundene Anschlüsse 10.

Das Verbindergehäuse 4 weist Anschlußaufnahmehohlräume 14 auf, die sich von einem Anschlußaufnahmeende 16 zu einem Steckverbindungsende 18 des Verbinders er­ strecken. Der Anschlußaufnahmehohlraum 14 besitzt in der Nähe des Anschlußaufnahmeendes 16 einen Dichtungs­ abschnitt 20, und von diesem erstreckt sich in Rich­ tung auf das Steckverbindungsende 18 ein schmalerer mittlerer Abschnitt 22 weg, der sich in einen Steck­ verbindungs-Endabschnitt 24 hineinerstreckt, der eine Schulter 26 zum Angreifen an Verriegelungszungen des Anschlusses aufweist. Das Gel 6 kleidet den Gelaufnah­ mehohlraumabschnitt 20 aus und bildet eine Passage 28 durch diesen hindurch, der mit dem angrenzenden mitt­ leren Hohlraumabschnitt 22 ausgerichtet ist und im wesentlichen denselben Querschnitt besitzt.

Die Gelstopfeinrichtung 8 umfaßt einen hohlen Kolben 30, der an dem Gel nahe dem Anschlußaufnahmeende 16 anliegt, wobei sich der hohle Kolben 30 von dem Gel weg aus dem Gelaufnahmehohlraum 20 heraus zu einem Plattenelement 32 erstreckt. Das Plattenelement 32 erstreckt sich orthogonal von dem Ende des Kolbens 30 weg und verbindet mehrere weitere Kolben miteinander, die weiteren Anschlußhohlräumen des Verbinders 2 ent­ sprechen. Die Stopfeinrichtung bzw. das Stopfelement 8 besitzt ebenfalls einen Hohlraum 33, der mit dem Um­ kreis bzw. lichten Durchmesser des Gels 28 bzw. des mittleren Abschnitts 22 ausgerichtet ist und im wesentlichen denselben lichten Durchmesser wie diese aufweist.

Unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird nun die Anbringung des Anschlusses 10 in dem Verbin­ dergehäuse 4 ausführlicher beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, läßt sich der bereits auf den Leitungs­ draht 12 gecrimpte Anschluß 10 in den Hohlraum 33 des Stopfkolbens 30 einführen. Es wird eine Greifeinrich­ tung 34 zum Halten des Drahts 12 und des Anschlusses 10 in Ausrichtung mit dem Hohlraum 33 sowie zum Ein­ führen des Anschlusses in diesen verwendet. Der lichte Durchmesser 28 des Hohlraums ist grob genug, um ein Einführen des Anschlusses 10 sowie dessen nach außen wegstehender Verriegelungszungen 35 durch den Hohlraum hindurch ohne Berührung oder wenigstens ohne nennens­ werte Kontaktherstellung mit dem Gel 6 zu ermöglichen. Dies ist wichtig, da jegliche Ablagerung von Gel 6 auf den Kontaktbereichen des Anschlusses 10 vermieden werden sollte, da dies die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Anschluß 10 und einem komplementären An­ schluß nachteilig beeinflussen könnte. Sobald der An­ schluß 10 teilweise in den Anschlußaufnahmehohlraum 14 eingeführt ist und die Verriegelungszungen 35 an der Dichtungsgelfüllung 6 vorbei sind oder sich in der Nähe des steckverbindungsseitigen Endes derselben be­ finden, kommt die Greifeinrichtung 34 in Anlage mit der rückwärtigen Platte 32 der Stopfeinrichtung 8. Ein weiteres Hineindrücken des Anschlusses 10 nach innen mittels der Greifeinrichtung 34 führt dazu, daß der hohle Kolben 30 der Stopfeinrichtung 8 weiter in den Gelaufnahmehohlraum 20 hineingedrückt wird, wodurch das Gel 6 in das Volumen zwischen dem Stopfgliedhohl­ raum 33 und dem Leitungsdraht 12 gedrückt wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Das Gel 6 hat die Eigenschaft, seine Form beizubehalten, d. h. nicht zu fließen, wenn es unberührt bleibt. Sobald es jedoch unter Kraftauf­ wendung komprimiert wird, wie z. B. mit dem Stopfkol­ ben 30, fließt das Gel aus dem druckbeaufschlagten Bereich heraus in den nunmehr zur Verfügung stehenden Raum, wobei das Gel im wesentlichen nicht komprimier­ bar ist und somit stets dasselbe Volumen einnimmt.

Sobald der Anschluß 10 vollständig in den Aufnahme­ hohlraum 14 eingeführt worden ist, greifen die Verrie­ gelungszungen 35 hinter den Schultern 26 an, um den Anschluß 10 in der in Fig. 3 gezeigten Weise in dem Hohlraum festzuhalten. Das Drücken des Stopfkolbens 30 in den Gelaufnahmehohlraum 20 drückt gleichzeitig das Gel in das Volumen zwischen dem Draht 12 und dem Kol­ benhohlraum 33 sowie vor dem Kolben 30 her um den Crimpbereich 36 des Anschlusses 10 herum. Das Gel 6 schafft somit eine vollständige Abdichtung der An­ schlußaufnahmeenden des Verbinders von der Steckver­ bindungsseite 18.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist eine weitere Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die Stopfeinrichtung 8 einzelne Hohlzylinderkolben 30′ aufweist, die nicht in integraler Weise durch ein Plattenelement mit den anderen Kolben des Verbinders verbunden sind. Fig. 5 zeigt die Greifeinrichtung 34′ mit U-förmigen Vertiefungen 38, die um die Leitungs­ drähte 12 teilweise herumgreifen, um diese in die Drahtaufnahmehohlräume 14′ einzuführen, wobei die Greifeinrichtung außerdem als Druckelement zum gleich­ zeitigen Hineindrücken der mehreren einzelnen Stopf­ zylinder 30′ in die Gelaufnahmehohlraumabschnitte 20′ wirkt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist ein Werkzeug 40 ge­ zeigt, das eine drehbare Verzahnungseinrichtung bzw. ein Zahnrad 42 aufweist, das durch einen Hebelarm 44 drehbar betätigbar ist, wobei die Verzahnungseinrich­ tung 42 mit einer Linearverzahnungseinrichtung 46 in Eingriff steht, die an der Greifeinrichtung 34′ ortho­ gonal angebracht ist. An einem der Greifeinrichtung 34′ entgegengesetzten Ende befindet sich eine Wand 48, an der der Verbinder 2′ anliegen kann, wenn die Stopf­ einrichtungen 8′ in die Anschlußaufnahmehohlräume 20′ hineingedrückt werden. Der Verbinder 2′ läßt sich somit dadurch bestücken, daß man zuerst die Drähte 12 in der in Fig. 4 gezeigten Weise teilweise in die An­ schlußaufnahmehohlräume einführt und man den Verbinder 2′ dann derart auf der Linearverzahnungseinrichtung 46 plaziert, daß die Steckverbindungsseite 18′ an der Wand 48 anliegt, während die Leitungsdrähte 12 in ihren jeweiligen U-förmigen Schlitzen 38 der Greifein­ richtung 34′ plaziert werden. Der Hebelarm 44 kann dann in bezug auf Fig. 6 im Uhrzeigersinn verschwenkt werden, um dadurch die Linearverzahnungseinrichtung 46 und die Greifeinrichtung 34′ vorzubewegen und somit die Stopfkolben 30′ in die Gelaufnahmehohlraumab­ schnitte 20′ zu stopfen.

Das Gel 6 wird somit vorteilhafterweise dazu veran­ laßt, zwischen den Stopfkolben und den Leitungsdraht in dem Anschlußaufnahmehohlraumabschnitt zu fließen und dadurch eine sehr zuverlässige Dichtung zwischen der Anschlußaufnahmeseite und der Steckverbindungssei­ te des Verbinders zu schaffen. Die anfängliche Posi­ tion der Gelfüllung gestattet ein Einführen des An­ schlusses an dieser vorbei, ohne daß dabei ein Risiko besteht, daß Dichtungsgel auf den Kontaktflächen des Anschlusses abgelagert wird, das die elektrische Leit­ fähigkeit desselben beeinträchtigen könnte. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Ausbildung einer vormon­ tierten Anordnung aus Verbindergehäuse, Gelfüllung und Stopfeinrichtung, die vorläufig aneinander angebracht sind. Ein weiterer Vorteil besteht in der Eliminierung von um jeden Draht herum angeordneten, elastomeren Dichtungen, die aufgrund ihrer relativ großen Größe die zwischen den Anschlüssen erforderliche Beabstan­ dung vergrößern.

Claims (9)

1. Abgedichteter elektrischer Verbinder (2; 2′) mit an Leitungsdrähten (12) angeschlossenen elektri­ schen Anschlüssen (10) und mit einem Verbinderge­ häuse (4) mit Anschlußaufnahmehohlräumen (14), die sich von einer Anschlußaufnahmeseite (16) zu einer Steckverbindungsseite (18) durch das Verbinderge­ häuse (4) hindurcherstrecken, wobei die Anschluß­ aufnahmehohlräume (14) einen in der Nähe der An­ schlußaufnahmeseite (16) befindlichen Abschnitt (20; 20′) zum Aufnehmen einer Dichtungseinrichtung (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (6) ein Dichtungsgel umfaßt, das in dem Hohlraumdichtungsabschnitt (20; 20′) angeordnet ist, wobei das Dichtungsgel (6) durch eine Stopfeinrichtung (8, 8′) von einer ersten Anschlußaufnahmeposition in eine zweite Position fließfähig ist, in der es einen an den Anschluß (10) angrenzenden Bereich des Leitungs­ drahts (12) vollständig umschließt.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelstopfeinrichtung (8) hohle Kolben (30; 30′) aufweist, die in dem Hohlraumdichtungsab­ schnitt (20; 20′) aufnehmbar sind und im wesentli­ chen an diesem anliegen.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Position ein Bereich des Dich­ tungsgels (6) zwischen dem hohlen Kolben (30; 30′) und dem Leitungsdraht (12) um den ganzen Umfang desselben herum eingeschlossen ist.

4. Verbinder nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelstopfeinrichtung (8) ein rückwärtiges Plattenelement (32) aufweist, an das mehrere Hohl­ zylinder (30) in integraler Weise angebracht sind.

5. Verbinder nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Anschlußaufnahmeposition das Dichtungsgel (6) den Hohlraumdichtungsabschnitt (20; 20′) auskleidet und einen Hohlraum (28) aus­ reichender Größe bildet, damit eine Passage des Anschlusses (10) durch diesen hindurch ohne nen­ nenswerte Berührung des Dichtungsgels (6) ermög­ licht ist.

6. Verbinder nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich von dem Hohlraumdichtungsabschnitt (20; 20′) in Richtung auf die Steckverbindungssei­ te (18) des Verbinders wegerstreckender Abschnitt (22) eine kleinere Querschnittsfläche als der Hohlraumdichtungsabschnitt (20; 20′) aufweist.

7. Verbinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Dichtungsgelhohl­ raums (28) im wesentlichen der Querschnittsfläche des sich von diesem wegerstreckenden Hohlraumab­ schnitts (22) entspricht.

8. Verbinder nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindergehäuse (4), das Dichtungsgel (6) und die Stopfeinrichtung (8; 8′) in der ersten Position in einer vormontierten Anordnung anein­ ander angebracht sind.

9. Verbinder nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfkolben (30; 30′) im wesentlichen die­ selbe Länge wie der Hohlraumdichtungsabschnitt (20; 20′) aufweist.