DE102012012632B4 - collecting seal - Google Patents

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    • H01R13/5208—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet having at least two cable receiving openings

Abstract

Sammeldichtung (1, 1') aus einem elastomeren Material für einen mehrpoligen Steckverbinder,
die mehrere Durchgangsöffnungen (2) jeweils zum Durchführen eines Steckkontakts (5) und einer mit dem Steckkontakt (5) verbundenen Anschlussleitung (4) aufweist,
und bei der die Querschnittsweiten der Durchgangsöffnungen (2) durch ein Formgedächtnismaterial veränderbar sind,
wobei das elastomere Material zumindest aus einem Formgedächtnispolymer besteht,
dadurch gekennzeichnet,
dass das elastomere Material ein Formgedächtnis-Kompositmaterial ist, das aus einem Formgedächtnispolymer und einem magnetischen Einbettungsmaterial besteht, und
dass das Einbettungsmaterial nur an den inneren Oberflächen der Durchgangsöffnungen (2) in das Formgedächtnispolymer eingebettet ist.Collection seal (1, 1 ') made of an elastomeric material for a multi-pin connector,
each having a plurality of through openings (2) for passing through a plug contact (5) and a connection line (4) connected to the plug contact (5),
and in which the cross-sectional widths of the passage openings (2) are changeable by a shape memory material,
wherein the elastomeric material is at least one shape memory polymer,
characterized,
that the elastomeric material is a shape memory composite material consisting of a shape memory polymer and a magnetic embedding material, and
the embedding material is embedded in the shape memory polymer only at the inner surfaces of the through holes (2).

Figure DE102012012632B4_0001
Figure DE102012012632B4_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Sammeldichtung aus einem elastomeren Material für einen mehrpoligen Steckverbinder, die mehrere Durchgangsöffnungen jeweils zum Durchführen eines Steckkontakts und einer mit dem Steckkontakt verbundenen Anschlussleitung aufweist, und bei der die Querschnittsweiten der Durchgangsöffnungen durch ein Formgedächtnismaterial veränderbar sind, wobei das elastomere Material zumindest aus einem Formgedächtnispolymer besteht.The invention relates to a collection seal made of an elastomeric material for a multi-pin connector having a plurality of through holes each for passing a plug contact and a connection lead connected to the plug contact, and wherein the cross-sectional widths of the through holes are changeable by a shape memory material, wherein the elastomeric material at least a shape memory polymer.

Mehrpolige Steckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse weisen oftmals eine Sammeldichtung aus einem elastomeren Material auf, welche das Eindringen von Feuchtigkeit in das Steckverbindergehäuse verhindern soll. Die Sammeldichtung ist dazu im allgemeinen innerhalb des Steckverbindergehäuses angeordnet und als einstückig geformter blockförmiger Körper ausgebildet, der eine der Polzahl des Steckverbinders entsprechende Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist. Eine typische Ausführungsform einer Sammeldichtung ist in der 1 in zwei Ansichten 1a) und 1b) abgebildet.Multi-pin connectors with a connector housing often have a collection seal of an elastomeric material which is intended to prevent the ingress of moisture into the connector housing. The collection seal is arranged for this purpose generally within the connector housing and formed as an integrally formed block-shaped body having a number of poles of the connector corresponding number of through holes. A typical embodiment of a collection seal is in 1 in two views 1a) and 1b) shown.

Die Sammeldichtung 1, 1' dichtet den Steckverbinder zumeist im Bereich seiner Anschlussleitungen ab, wie dies in der Ansicht b) der 2 am Beispiel eines einzelnen Steckkontakts 5 mit einer daran angeschlagenen Anschlussleitung 4 dargestellt ist. Der Steckkontakt 5 ist in den 2 und 3 beispielhaft als Hülsenkontakt dargestellt und beschrieben. Der Steckkontakt kann aber grundsätzlich auch eine andere Form aufweisen und beispielsweise einen Steckerstift ausbilden.The collection seal 1 . 1' seals the connector mostly in the area of its connecting lines, as shown in the view b) of 2 the example of a single plug contact 5 with a connected cable attached 4 is shown. The plug contact 5 is in the 2 and 3 exemplified as a sleeve contact and described. The plug contact can basically have a different shape and form, for example, a pin.

Oftmals sind bei der Montage eines mehrpoligen Steckverbinders die Hülsenkontakte 5 bereits mit Anschlussleitungen 4 vormontiert, welche zu einem größeren Leiterbündel oder zu einem Kabelbaum gehören. In einem solchen Fall sind zur Montage der Sammeldichtung 1, 1' die Hülsenkontakte 5 einzeln durch die Durchgangsöffnungen 2 der Sammeldichtung 1, 1' hindurchzuführen.Often when installing a multi-pin connector, the sleeve contacts 5 already with connecting cables 4 pre-assembled, which belong to a larger conductor bundle or to a wiring harness. In such a case, for assembly of the collecting seal 1 . 1' the sleeve contacts 5 individually through the passage openings 2 the collection seal 1 . 1' pass therethrough.

Wie die Ansicht a) der 2 zeigt, weist der dargestellte Hülsenkontakt 5 abschnittsweise größere Querschnittsabmessungen auf als die daran angeschlagene Anschlussleitung 4. Da aber die Querschnittsweite der Durchgangsöffnung 2 der Sammeldichtung 1 auf den Durchmesser der Anschlussleitung 4 abgestimmt ist, wird die Durchgangsöffnung 2 beim Durchführen des Hülsenkontakts 5 erheblich aufgeweitet. Hierbei besteht die Gefahr besteht, dass es zu Rissbildungen in dem elastomeren Material der Sammeldichtung 1 kommt. Dieses Problem wird noch verschärft, wenn der Hülsenkontakt 5 scharfkantig geformt ist, oder auch wenn ein als Steckerstift ausgebildeter Steckkontakt eine eckige Querschnittskontur aufweist. Schon bei nur geringfügigen Rissen in der Sammeldichtung 1 wird diese undicht und damit unbrauchbar, wodurch der gesamte Steckverbinder fehlerhaft wird.As the view a) the 2 shows, the sleeve contact shown 5 sections of larger cross-sectional dimensions than the connected cable attached thereto 4 , But since the cross-sectional width of the passage opening 2 the collection seal 1 on the diameter of the connecting cable 4 is tuned, the through hole 2 when performing the sleeve contact 5 considerably widened. There is a risk that it will crack in the elastomeric material of the collection seal 1 comes. This problem is exacerbated when the sleeve contact 5 sharp-edged, or even if designed as a plug pin contact has a polygonal cross-sectional contour. Even with only minor cracks in the collection seal 1 This is leaking and thus unusable, causing the entire connector is faulty.

Um Beschädigungen der Sammeldichtung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Durchgangsöffnungen während des Durchführens der Steckkontakte einen größeren Querschnitt aufweisen als im fertig montierten Zustand. Diesbezüglich ist aus dem japanischen Patent Abstract JP 200135724 A eine Sammeldichtung bekannt, an deren Seitenkanten ein umlaufender Rahmen aus einem Formgedächtnismetall angefügt ist. Beim Durchführen von Steckkontakten durch die Durchgangsöffnungen der Sammeldichtung befindet sich dieser Rahmen zunächst in einem verformten Zustand. Durch eine Erwärmung des Rahmens nimmt dieser seine Ursprungsform wieder an, die gegenüber dem verformten Zustand verringerte Abmessungen aufweist. Dadurch schließt sich der Rahmen enger um die Sammeldichtung, so dass die Sammeldichtung gestaucht wird und die Durchgangsöffnungen der Sammeldichtung verengt werden. Es ist somit zusätzlich zur Sammeldichtung ein Rahmen aus einem Formgedächtnismetall als separates Einzelteil vorzuhalten und an die Sammeldichtung zu montieren, wodurch ein Montage- und Kostenaufwand entsteht.In order to avoid damage to the collecting seal, it is advantageous if the passage openings during the passage of the plug contacts have a larger cross-section than in the assembled state. In this regard, Japanese Patent Abstract JP 200135724 A a collecting seal known, at the side edges of a circumferential frame made of a shape memory metal is added. When passing through plug contacts through the through holes of the collecting seal, this frame is initially in a deformed state. By heating the frame this assumes its original shape again, which has reduced dimensions compared to the deformed state. As a result, the frame closes more closely around the collecting seal, so that the collecting seal is compressed and the passage openings of the collecting seal are narrowed. It is thus in addition to the collecting seal to hold a frame made of a shape memory metal as a separate item and mount to the collecting seal, creating a mounting and cost.

Die Patentschrift US 3,409,864 A beschreibt eine Sammeldichtung aus einem thermoplastischen Formgedächtnispolymer, welche mehrere Durchgangsöffnungen aufweist, die sich jeweils zum Durchführen eines Steckkontakts und einer mit dem jeweiligen Steckkontakt verbundenen Anschlussleitung eignen, und bei der die Querschnittsweiten der Durchgangsöffnungen durch das Formgedächtnispolymer veränderbar sind.The patent US 3,409,864 A describes a collection seal made of a thermoplastic shape memory polymer, which has a plurality of through holes, which are each suitable for performing a plug-in contact and a connection lead connected to the respective plug-in contact, and in which the cross-sectional widths of the passage openings are changed by the shape memory polymer.

Formgedächtnispolymere sind insbesondere auch aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 061 342 A1 und der Patent Application Publication US 2005/0212630 A1 bekannt. In diesen Dokumenten wird insbesondere auch ein Formgedächtnis-Kompositmaterial beschrieben, welche eingebettete magnetische Partikel aufweist. Durch die Einwirkung eines magnetischen Wechselfeldes können die magnetischen Partikel und damit auch das umgebende Material aufgeheizt werden, so dass dieses eine sogenannte Schalttemperatur erreicht und von einer zuvor vorgegebenen temporären Form in eine permanente Form übergeht.Shape memory polymers are also known in particular from the German Offenlegungsschrift DE 10 2007 061 342 A1 and the patent application publication US 2005/0212630 A1 known. In these documents, in particular, a shape memory composite material is described, which has embedded magnetic particles. By the action of an alternating magnetic field, the magnetic particles and thus also the surrounding material can be heated, so that this reaches a so-called switching temperature and passes from a previously specified temporary shape into a permanent shape.

Es stellte sich die Aufgabe, eine Sammeldichtung aus einem Formgedächtnispolymer zu schaffen, welches eine Beeinflussung des Formgedächtnispolymers gezielt an den für die Dichtwirkung relevanten Stellen ermöglicht.It was an object to provide a collection seal of a shape memory polymer, which allows influencing the shape memory polymer targeted at the relevant sites for the sealing effect.

Diese Aufgabe wird erstens dadurch gelöst, dass das elastomere Material ein Formgedächtnis-Kompositmaterial ist, das aus einem Formgedächtnispolymer und einem magnetischen Einbettungsmaterial besteht, und dass das Einbettungsmaterial nur an den inneren Oberflächen der Durchgangsöffnungen in das Formgedächtnispolymer eingebettet ist. This object is achieved, firstly, in that the elastomeric material is a shape memory composite material consisting of a shape memory polymer and a magnetic embedding material, and that the embedding material is embedded only in the shape memory polymer at the inner surfaces of the through holes.

Diese Aufgabe wird zweitens dadurch gelöst, dass das elastomere Material ein Formgedächtnis-Kompositmaterial ist, das aus einem Formgedächtnispolymer und einem magnetischen Einbettungsmaterial besteht, und dass die Sammeldichtung innerhalb der Durchgangsöffnungen Dichtlippen aufweist und das Einbettungsmaterial nur an Dichtlippen in das Formgedächtnispolymer eingebettet ist.This object is secondly achieved in that the elastomeric material is a shape memory composite material consisting of a shape memory polymer and a magnetic embedding material, and that the collecting seal within the through-holes sealing lips and the embedding material is embedded only at sealing lips in the shape memory polymer.

Das nur an den inneren Oberflächen der Durchgangsöffnungen oder alternativ nur an Dichtlippen in das Formgedächtnispolymer eingebrachte magnetische Einbettungsmaterial ermöglicht es, das Formgedächtnispolymer gezielt lokal mittels anliegender Induktionsspulen aufzuheizen und so temperaturinduzierte Formübergänge auszulösen.The magnetic embedding material, which is introduced into the shape memory polymer only on the inner surfaces of the through-openings or alternatively only on sealing lips, makes it possible to locally heat the shape-memory polymer locally by means of adjacent induction coils, thereby triggering temperature-induced shape transitions.

Ausgehend von einer Sammeldichtung 1, 1', wie sie in der 1 dargestellt ist, und einem Hülsenkontakt 5 gemäß der Darstellung der 2 soll nachfolgend anhand der 3 die Montage von Hülsenkontakten an einem Steckverbinder beschrieben werden, der eine erfindungsgemäß ausgebildete Sammeldichtung 1' aufweist. Zur Bezeichnung gleicher oder gleichartiger Teile werden hierbei die gleichen Bezugszeichen wie in der 2 verwendet.Starting from a collection seal 1 . 1' as they are in the 1 is shown, and a sleeve contact 5 according to the representation of 2 will be explained below on the basis of 3 the assembly of sleeve contacts are described on a connector, the inventively designed a collective seal 1' having. To designate the same or similar parts here are the same reference numerals as in the 2 used.

Die erfindungsgemäße Sammeldichtung 1' ist als Spritzgießteil aus einem elastomeren Material hergestellt und dadurch ausgezeichnet, dass das elastomere Material ein Formgedächtnispolymer ist, das nur an ausgewählten Bereichen mit einem magnetischen Einbettungsmaterial gefüllt ist.The collecting seal according to the invention 1' is made as an injection molded part of an elastomeric material and characterized in that the elastomeric material is a shape memory polymer which is filled only at selected areas with a magnetic embedding material.

Aus Formgedächtnispolymeren gefertigte Gegenstände haben die Eigenschaft, dass ihnen bei einer sogenannten Übergangstemperatur eine von der Ursprungsform abweichende Form vorgegeben werden kann, die sie zunächst beibehalten. Erst bei einer erneuten Erwärmung über die Übergangstemperatur hinaus nehmen sie ihre Ursprungsform wieder an. Bekannt und hier anwendbar ist auch ein umkehrbarer Formgedächtniseffekt an Polymeren, der nicht thermisch sondern optisch gesteuert wird.Articles made of shape-memory polymers have the property that, at a so-called transition temperature, they can be given a shape deviating from the original form which they initially retain. Only at a renewed warming beyond the transition temperature, they take their original shape again. Known and applicable here is also a reversible shape memory effect on polymers, which is not thermally but optically controlled.

Bei der Sammeldichtung 1' ist das magnetische Einbettungsmaterial nur an den Dichtlippen 3 der Durchgangsöffnungen 2 angeordnet.At the collecting seal 1' is the magnetic embedding material only at the sealing lips 3 the passage openings 2 arranged.

Die Ansicht a) der 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Sammeldichtung 1', wie sie beispielhaft in der 1 dargestellt ist. Abgebildet ist ein Schnitt entlang einer Durchgangsöffnung 2. Zur Erzielung einer besseren Abdichtwirkung ist ein Abschnitt der Durchgangsöffnung 2 durch die angeformten Dichtlippen 3 verengt ausgebildet.The view a) the 3 shows a section of a collection seal 1' as exemplified in the 1 is shown. Shown is a section along a passage opening 2 , To achieve a better sealing effect is a portion of the through hole 2 through the molded sealing lips 3 narrowed trained.

In diese Durchgangsöffnung 2 wird in Durchgangsrichtung ein Keil 6 eingeführt und so die Durchgangsöffnung 2 aufgeweitet. Dieser Montageschritt kann, beispielsweise durch eine, hier nicht dargestellte, matrixförmige Anordnung von Keilen 6, für alle Durchgangsöffnungen 2 einer Sammeldichtung 1' zugleich ausgeführt werden.In this passage opening 2 becomes a wedge in the direction of passage 6 introduced and so the through hole 2 widened. This assembly step can, for example, by a, not shown here, matrix-shaped arrangement of wedges 6 , for all through holes 2 a collection seal 1' be executed at the same time.

Das mechanische Aufweiten der Durchgangsöffnungen 2 erfolgt bei einer sogenannten Übergangstemperatur, die abhängig vom gewählten Formgedächtnispolymer im Bereich zwischen etwa 40 und 80°C liegt. Bei der Übergangstemperatur wird dem Formgedächtnispolymer eine temporäre Form vorgegeben. Ist die Aufweitung erfolgt, so wird die Sammeldichtung 1' um etwa 20°C abgekühlt, wodurch die Sammeldichtung 1' ihre Form mit den vergrößerten Durchgangsöffnungen auch nach dem Entfernen der Keile 6 beibehält. Die Sammeldichtung 1' behält die eingespeicherte Form sogar bei einer Lagerung über einen längeren Zeitraum bei, solange die Lagertemperatur dabei kleiner bleibt als die Übergangstemperatur.The mechanical expansion of the through holes 2 occurs at a so-called transition temperature which, depending on the shape memory polymer chosen, is in the range between about 40 and 80 ° C. At the transition temperature, the shape memory polymer is given a temporary shape. Once the expansion has taken place, the collection seal becomes 1' cooled by about 20 ° C, causing the collection seal 1' their shape with the enlarged through holes even after removing the wedges 6 maintains. The collection seal 1' retains the stored shape even when stored for a long period of time, as long as the storage temperature remains smaller than the transition temperature.

Die so vergrößerte Durchgangsöffnung 2 ist in der Ansicht b) der 3 dargestellt. Erkennbar ist, dass auch die einander gegenüberstehenden Dichtlippen 3 hier einen größeren Abstand zueinander aufweisen, als vor dem Aufweiten. Durch die derart vergrößerte Durchgangsöffnung 2 kann ein Hülsenkontakt 5 leicht hindurchgeführt werden, ohne dass eine Verletzung der Sammeldichtung 1' und insbesondere der Dichtlippen 3 durch scharfkantige Teile des Hülsenkontakts 5 zu befürchten ist.The thus enlarged passage opening 2 is in the view b) the 3 shown. It can be seen that the opposing sealing lips 3 here have a greater distance from each other, than before the expansion. Due to the thus enlarged passage opening 2 can be a sleeve contact 5 easily be passed without causing any damage to the collection seal 1' and in particular the sealing lips 3 by sharp-edged parts of the sleeve contact 5 is to be feared.

Ist der Hülsenkontakt 5 vollständig durch die Durchgangsöffnung 2 hindurch geschoben, so befindet sich ein Abschnitt der Anschlussleitung 4 innerhalb der Durchgangsöffnung 2. Durch eine kurzzeitige Erwärmung der Sammeldichtung 1' auf ca. 80°C für 10 bis 20 Sekunden geht die Sammeldichtung 1' wieder in ihre Ursprungform über, wodurch, wie in die Ansicht c) der 3 angedeutet, sich die Durchgangsöffnung 2 wieder verkleinert und sich die Dichtlippen 3 eng an die Anschlussleitung 4 anlegen.Is the sleeve contact 5 completely through the passage opening 2 pushed through, so there is a section of the connecting cable 4 within the passage opening 2 , By a brief heating of the collecting seal 1' at about 80 ° C for 10 to 20 seconds, the collection seal goes 1' back to its original form, whereby, as in the view c) of 3 indicated the passage opening 2 again reduced in size and the sealing lips 3 close to the connection line 4 invest.

Die Sammeldichtung 1' behält diese Ursprungsform auch bei erneuten Temperaturänderungen bei, so dass eine dauerhafte Dichtigkeit in einem Temperaturintervall von –40°C bis etwa +170°C sicher erreicht werden kann.The collection seal 1' maintains this original form even with renewed temperature changes, so that a permanent tightness in a temperature range of -40 ° C to about + 170 ° C can be achieved safely.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sammeldichtung (allgemein)Collective seal (general)
1'1'
Sammeldichtung (erfindungsgemäß)Collecting seal (according to the invention)
22
DurchgangsöffnungenThrough openings
33
Dichtlippensealing lips
44
Anschlussleitungconnecting cable
55
Steckkontakte (Hülsenkontakte)Plug contacts (sleeve contacts)
66
Keilwedge

Claims (4)

Sammeldichtung (1, 1') aus einem elastomeren Material für einen mehrpoligen Steckverbinder, die mehrere Durchgangsöffnungen (2) jeweils zum Durchführen eines Steckkontakts (5) und einer mit dem Steckkontakt (5) verbundenen Anschlussleitung (4) aufweist, und bei der die Querschnittsweiten der Durchgangsöffnungen (2) durch ein Formgedächtnismaterial veränderbar sind, wobei das elastomere Material zumindest aus einem Formgedächtnispolymer besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Material ein Formgedächtnis-Kompositmaterial ist, das aus einem Formgedächtnispolymer und einem magnetischen Einbettungsmaterial besteht, und dass das Einbettungsmaterial nur an den inneren Oberflächen der Durchgangsöffnungen (2) in das Formgedächtnispolymer eingebettet ist.Collecting seal ( 1 . 1' ) of an elastomeric material for a multi-pin connector having a plurality of through holes ( 2 ) each for performing a plug contact ( 5 ) and one with the plug contact ( 5 ) connected connecting line ( 4 ), and in which the cross-sectional widths of the passage openings ( 2 ) are variable by a shape memory material, wherein the elastomeric material consists of at least one shape memory polymer, characterized in that the elastomeric material is a shape memory composite material consisting of a shape memory polymer and a magnetic embedding material, and that the embedding material only on the inner surfaces of the Through holes ( 2 ) is embedded in the shape memory polymer. Sammeldichtung (1, 1') aus einem elastomeren Material für einen mehrpoligen Steckverbinder, die mehrere Durchgangsöffnungen (2) jeweils zum Durchführen eines Steckkontakts (5) und einer mit dem Steckkontakt (5) verbundenen Anschlussleitung (4) aufweist, und bei der die Querschnittsweiten der Durchgangsöffnungen (2) durch ein Formgedächtnismaterial veränderbar sind, wobei das elastomere Material zumindest aus einem Formgedächtnispolymer besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Material ein Formgedächtnis-Kompositmaterial ist, das aus einem Formgedächtnispolymer und einem magnetischen Einbettungsmaterial besteht, und dass die Sammeldichtung (1) innerhalb der Durchgangsöffnungen (2) Dichtlippen (3) aufweist und das Einbettungsmaterial nur an Dichtlippen (3) in das Formgedächtnispolymer eingebettet ist.Collecting seal ( 1 . 1' ) of an elastomeric material for a multi-pin connector having a plurality of through holes ( 2 ) each for performing a plug contact ( 5 ) and one with the plug contact ( 5 ) connected connecting line ( 4 ), and in which the cross-sectional widths of the passage openings ( 2 ) are variable by a shape memory material, wherein the elastomeric material consists of at least one shape memory polymer, characterized in that the elastomeric material is a shape memory composite material consisting of a shape memory polymer and a magnetic embedding material, and that the collecting seal ( 1 ) within the passage openings ( 2 ) Sealing lips ( 3 ) and the embedding material only on sealing lips ( 3 ) is embedded in the shape memory polymer. Sammeldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Formgedächtnispolymers durch eine induktive Erwärmung erfolgt.A collecting seal according to claim 1 or 2, characterized in that the activation of the shape memory polymer is carried out by an inductive heating. Sammeldichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung des Formgedächtnispolymers durch Lichteinstrahlung erfolgt.A collecting seal according to claim 1 or 2, characterized in that the activation of the shape memory polymer is effected by light irradiation.
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