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Die
Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit Buchse und Stecker,
wobei Stecker und/oder Buchse einen Kontaktträger mit einer zum Stecker bzw.
zur Buchse weisenden Steckfront aufweisen, der wenigstens einen
Kontakt zur Herstellung einer elektrischen Verbindung hält, welcher
mit einer Litze eines Kabels verbunden ist, wobei die vorgenannten Bauteile
von Stecker und/oder Buchse mittels Umspritzen unter Freilassung
der Steckfront mit einem die vorgenannten Bauteile von Stecker und/oder Buchse
miteinander unverlierbar verbindenden Kunststoffmantel umgeben sind,
der eine im Wesentlichen kabelkoaxiale Achse aufweist.
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Gattungsgemäße Steckverbinder
sind aus dem offenkundig vorbenutzten Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Sie dienen im Allgemeinen dazu, elektrische Versorgungsleitungen
oder Leitungen für Steuerbefehle
miteinander zu verbinden, um beispielsweise ein Gerät oder ein
Messeinrichtung an einen Steuerbus oder eine zentrale Spannungsversorgung
anzuschließen.
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Aus
dem druckschriftlichen Stand der Technik ist zunächst
EP 0 849 833 A1 bekannt.
Diese offenbart einen Steckverbinder und ein Verfahren zu dessen
Herstellung. Aufgabe der
EP
0 849 833 A1 ist es, einen Steckverbinder mit einem Farbcode
zu versehen. Hierzu wird ein Steckteil mit einem Kabel verbunden
und in die Form einer ersten Spritzgießmaschine eingelegt. Ein erster
Kunststofftubus wird an den Stecker und das Kabel angespritzt. In
einem weiteren Schritt wird die Einheit aus Steckerkabel und Kunststofftubus
in eine zweite Spritzgießform
eingelegt, und vorzugsweise mit einem elastisch verformbaren Kunststoff
umspritzt. Dabei wird ein ringförmiger
Bereich ausgespart, so dass hier der farblich gestaltete Kunststofftubus
sichtbar bleibt.
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DE 10 2006 001 416
A1 offenbart einen Steckverbinder, dessen Griffstück aus einem
ersten und zweiten Teil mittels Verschrauben zusammensetzbar ist.
Ein Zwischenring lässt
sich zwischen das erste und zweite Teil montieren und dient unter
anderem der farblichen Kennzeichnung.
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Aus
DE 23 48 776 B2 ist
eine Spritzgießvorrichtung
zum Anspritzen eines Isolierkörpers
an eine elektrische Leitung bekannt. Im Ausführungsbeispiel ist dargestellt,
dass zum Einbringen der Spritzgießmasse in das Formteil ein
ringförmiger
Anguss vorgesehen ist. Über
diesen gelangt das Spritzgießmaterial
in den eigentlichen Formhohlraum. Nach Abschluss des Spritzgießvorgangs
erstarrt die im Anguss verbliebene Spritzgießmasse zu einem den Kabel umgebenden
Ring.
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An
Hersteller von Steckverbindern werden von deren Kunden neben der
entsprechenden Produktqualität
auch vermehrt logistische Anforderungen gestellt. Bei der vorherrschenden „just in
time" Fertigung
ordern Abnehmer von Steckverbindern in der Regel vermehrt kleine
Stückzahlen
zu bestimmten Lieferterminen.
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Seitens
der Abnehmer von Steckverbindern besteht weiterhin das Bedürfnis, diese
bisher als reine Handelsware bezogenen Produkte als zu Ihrem Unternehmen
gehörend
zu kennzeichnen, so dass die Produzenten von Steckverbindern vor
der Aufgabe stehen, Steckverbinder mit Abnehmerlogo und/oder farblicher
Kennung herzustellen.
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Die
kundenspezifische Individualisierung von Steckverbindern stellt
den Produzenten jedoch vor erhebliche Probleme, da er die Produktionsautomaten
häufig,
dann aber nur für
geringe Stückzahlen umrüsten, reinigen
und auf konstante Produktionsparameter einfahren muss. Am Beispiel
des Spritzgießens
lässt sich
dies besonders einfach nachvollziehen.
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Soll
nach der Produktion eines Steckverbinders für den Kunden A ein Auftrag
für den
Kunden B abgearbeitet werden, so ist das Gerät zunächst zu reinigen, bei einem
Farbwunsch entsprechend farbiges Granulat zu verwenden und möglicherweise
ein Werkzeugteil für
das Anbringen eines Markenschriftzuges auszutauschen. Anschließend ist
die Produktion wieder anzufahren, wobei zunächst einige Testeinschüsse in die
Spritzgießform
zu erfolgen haben, bis die Produktionsbedingungen wieder einen konstanten
Rahmen erreicht haben.
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Es
ist leicht nachvollziehbar, dass die Rüstkosten bei geringer Stückzahl überproportional
ins Gewicht fallen, weshalb bislang Bestellungen bis zum Erreichen
einer gewissen Mindeststückzahl
gesammelt und dann abgearbeitet wurden. Dies steht jedoch im Gegensatz
zu den Anforderungen der Abnehmer auch bei der Bestellung von kleinen
Mengen Steckverbinder binnen möglichst
kurzer ausgeliefert zu bekommen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Steckverbinder zu schaffen, der sich
auch bei Versehen mit unterschiedlichen Kennzeichnungen kostengünstig und
rationell in Kleinserie fertigen lässt.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe mit einem Steckverbinder, der die Merkmale des Anspruches
1, insbesondere die kennzeichnenden Merkmale aufweist, wonach der
Kunststoffmantel ein mittels des Umspritzens unverlierbar und sichtbar
in seine Oberfläche
eingebettetes Einlegeelement aufweist.
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Das
Einbetten eines Einlegeelementes in den Kunststoffmantel eines standardisierten
Steckers ermöglicht
die Kleinserienfertigung in besonders einfacher Weise. Aus vergangenen
Produktionsperioden und laufenden Bestellungen lässt sich in etwa abschätzen, wie
viel Steckverbinder in der kommenden Produktionsperiode für einen
Kunden zu fertigen sein werden. Die erfindungsgemäßen Einlegeelemente
können
entsprechend den kundenspezifischen Wünschen vorproduziert und vorgehalten
werden.
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Die
Spritzgießform
für den
standardisierten Steckverbinder wird mit einer Halterung für das Einlegelement
versehen, in welche selbiges vor dem Einschuss der Spritzgießmasse einzulegen
ist. In der laufenden Produktion kann folglich durch einfachen Wechsel
der erfindungsgemäßen Einlegeelemente ein
Steckverbinder mit kundenspezifischer Kennzeichnung hergestellt
werden, ohne dass die Produktionsmaschinen aufwendig umzurüsten wären.
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Da
die Einlegeelemente ausgesprochen kostengünstige Bauteile darstellen,
fällt eine
eventuelle Überbevorratung
nicht wesentlich ins Gewicht. Auch können ganz unproblematisch Steckverbinder
ohne Kennzeichnung hergestellt werden, indem die vorgesehene Aufnahme
für das
Einlegeelement nicht befüllt
wird.
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Zusammenfassend
löst die
Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 das Problem der Herstellung
individualisierter Steckverbinder in Kleinserie auf eine überraschend
einfache Weise, die jedoch überaus
vorteilhaft ist, da der laufende Produktionsprozess im Grunde nicht
unterbrochen werden muss.
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Bei
der Fertigung von Steckverbindern, insbesondere beim Umspritzen
und Verbinden von Kontaktträger
und Kabel mit einem Kunststoffmantel besteht das Problem, dass das
Kabel durch den Einschuss der Kunststoffspritzgießmasse in
der Kunststoffspritzgießform
so weit verschoben wird, dass es während des Umspritzens an der
Innenwand der Spritzgießform
anliegt und nicht korrekt umspritzt wird. Infolgedessen ist das
Kabel in diesem Bereich ungeschützt
und der so produzierte Steckverbinder ist als Ausschuss zu entsorgen.
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Aus
dem Stand der Technik, der druckschriftlich nicht belegbar ist,
ist es bekannt, die Spritzgießform
mit stabförmigen
Positionierungselementen zu versehen, die gegenüber der Einschussstelle angeordnet
sind und das Kabel in einer für
die Umspritzung sicheren Lage zu halten.
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Nachteilig
an dieser Lösung
ist, dass der Steckverbinder an dieser Stelle einen Hohlraum bzw. eine
Durchbrechung im Mantel aufweist. Insbesondere in der Lebensmittelproduktion
stellt diese Durchbrechung ein Verschmutzungsrisiko dar, so dass
derartige Steckverbinder dort gewöhnlich nicht einsetzbar sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen Steckverbinder zu schaffen, bei
welchem das Kabel während
des Umspritzens sicher gehalten ist.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 2, insbesondere mit
den kennzeichnenden Merkmalen, wonach in den Kunststoffmantel ein
als Positionierungselement ausgebildetes Einlegeele ment eingebettet
ist, das das Kabel während
des Umspritzens in einer bezüglich
der Kunststoffmantelachse zentralen Lage hält.
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Beim
Umspritzen, also bei der Erstellung des Kunststoffmantels, wird
das Kabel durch den Einspritzdruck der Spritzgießmasse gegen das Einlegeelement
gedrückt.
Das Einlegeelement wiederum ist so positioniert, dass das Kabel
nicht in den Außenoberflächenbereich
des zu erstellenden Kunststoffmantels gedrückt werden kann. So ist eine
sichere Positionierung des Kabels in einem bezüglich der Kunststoffmantelachse
zentralen Bereich gewährleistet.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Positionierungselement sichtbar in den Kunststoffmantel
eingebettet, so dass das Positionierungselement auch als Kennzeichnungselement
dient, auf welches alle zum Anspruch 1 genannten Vorteile zutreffen.
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Darüber hinaus
bevorzugt ist eine Ausführungsform,
bei welcher der Kunststoffmantel das Griffstück ausbildet, wobei das Einlegeelement,
auch wenn es als Positionierungselement ausgebildet ist, eine den
Griff sichernde Konturierung aufweisen kann.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Einlegeelement aus der Außenoberfläche des
Kunststoffmantels hervorsteht, was die Kennzeichnungsfunktion wesentlich
verbessert.
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Es
hat sich herausgestellt, dass ringförmige oder stabförmige Einlegeelemente
besonders geeignet sind.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn das Einlegeelement zum Kabel gewandte Ansätze aufweist, die
das Kabel in einer bezüglich
der Kunststoffmantelachse zentralen Lage halten.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Stecker
eines Steckverbinders,
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2 eine
Darstellung der Einzelkomponenten des Steckers gemäß 1 vor
dem Umspritzvorgang zur Erstellung des Kunststoffmantels,
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3 ein
Einlegeelement,
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4 ein
Radialschnitt des Steckers gemäß 1,
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5 ein
Radialschnitt eines Steckers in alternativer Ausführungsform,
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6 und 7 schematische
Ansichten einer Spritzgießform
zur Erstellung von Steckern gemäß 1.
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In
den Figuren ist ein Stecker eines Steckverbinders insgesamt mit
der Bezugsziffer 10 versehen und dient im Folgenden der
Veranschaulichung der Erfindung.
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Der
Stecker 10 umfasst zunächst
einen Kontaktträger 11,
welcher nicht dargestellte Kontakte zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung mit Gegenkontakten einer Buchse bereithält. Die
Kontakte des Kontaktträgers 11 sind
auf einer einer Steckfront 12 abgewandten Seite mit Litzen 13 eine
Kabels 14 verbunden, wobei die Litzen 13 von einer
Umhüllung 15 zum
Kabel 14 zusammengefasst sind. Am Kontaktträger 11 ist
weiterhin eine Überwurfmutter 16 angeordnet,
um Stecker 10 und nicht dargestellte Buchse über eine
Schraubverbindung miteinander zu koppeln. Kontaktträger 11 und
Kabel 14 werden mittels eines in 1 dargestellten
Kunststoffmantels 17 zu einer Einheit verbunden, wobei
der Kunststoffmantel 17 mittels Umspritzen von Kabel 14 und
Kontaktträger 11 erstellt
wird. Beim Umspritzen wird ein Einlegelement 18 in den
Kunststoffmantel 17 eingebettet, welches im Detail in 3 dargestellt
ist.
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In
der Serienfertigung eines Steckers 10 entsprechend dem
Stand der Technik wird der Kontaktträger 11 mit entsprechenden
Kontakten bestückt, diese
werden in geeigneter Weise mit den Litzen 13 verbunden.
Die derart vorkonfektionierten Bauteile werden in eine Spritzgießform 19,
wie sie schematisch in den 6 und 7 dargestellt
ist, eingelegt, woraufhin der Formhohlraum 20 in einer
geeigneten Kunststoffschmelze ausgefüllt wird. Dieses Produktionsverfahren
ist sehr einfach und kostengünstig
und ermöglicht
es, Stecker 10 in hoher Stückzahl zu produzieren.
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Sollen
jedoch, wie eingangs dargestellt, in bestimmter Weise individualisierte
Stecker 10 produziert werden, beispielsweise mit dem Abdruck
eines Logos, versehen mit einer Markenbezeichnung oder mit einer
Farbkennzeichnung, so ist für
jede Charge von Steckern 10 ein Umrüsten der nicht dargestellten Spritzgießmaschine
notwendig. Die Schnecke der Spritzgießmaschine ist zu reinigen,
das Kunststoffgranulat ist auszutauschen und eventuell sind die
Teile der Spritzgießform 19 auszutauschen,
mittels derer ein Logo direkt in den Kunststoffmantel eingeformt
wird. Anschließend
wird die Produktion wieder aufgenommen, wobei zunächst mit
einigem Ausschuss zu rechnen ist, bis die Produktionsparameter wie
Druck und Temperatur etc. wieder stabil sind.
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Dass
diese Rüstkosten
bei den vom Markt geforderten kleinen Stückzahlen überproportional ins Gewicht
fallen, ist offensichtlich.
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Die
nahe liegende Lösung
des Problems, nämlich
mehrere Spritzgießmaschinen
einzusetzen, die jeweils mit einem andersfarbigen Kunststoffgranulat
bestückt
sind und für
die Produktion genau einer Art von Steckern 10 ausgerüstet sind,
bedingt zunächst
einen relativ hohen, einmaligen Investionsanfall, im weiteren lassen
sich allerdings auch so kleine Stückzahlen nur unter vergleichsweise
hohen Kosten produzieren. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass
Spritzgießmaschinen
für den
kontinuierlichen Betrieb ausgelegt sind, so dass die in der Schnecke
vorhandene Kunststoffschmelze bei längerem Stillstand der Maschine
verbrennt. Auch bei dieser nahe liegenden Lösung ist es folglich notwendig,
die Maschinen nach Herstellung der vom Kunden bestellten Stückzahlen
von Steckern 10 abzuschalten und zu reinigen, wobei beim
Wiederanfahren bis zur Aufnahme des eigentlichen Produktionsprozesses
zunächst
wieder mit Ausschuss zu rechnen ist, bis konstante Produktionsparameter
erreicht sind.
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Mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Einlegeelementes 18 lässt sich
das Problem der Herstellung kleiner, individualisierter Stückzahlen
leicht lösen. Die
Einlegeelemente 18 werden auf Vorrat vorgefertigt und im
laufenden Produktionsprozess zusammen mit der vorkonfektionierten
Einheit aus Kontaktträger 11 und
Kabel 14 in die Spritzgießform 19 eingelegt. Beim
Erstellen des Kunststoffmantels 17 mittels Umspritzen wird
das Einlegeelement 18, hier ein koaxial zum Kabel angeordneter
Einlegering, in den Kunststoffmantel eingebettet. So ist eine rationelle
Kleinserienfertigung von individuell gekennzeichneten Steckern 10 möglich.
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Bei
der Herstellung von Einzelteilen einer Steckverbinder, beispielsweise
von Steckern 10, ergibt sich ein weiteres Problem, welches
sich besonders leicht aus den 6 und 7 erschließt.
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Dort
ist mit 19 in ihrer Gesamtheit eine schematisch dargestellte
Spritzgießform
einer Kunststoffspritzgießmaschine
dargestellt, in deren ersten Formhohlraum 20 ein Kontaktträger 11 mit
angeschlossenen Litzen 13 eines Kabels 14 sowie
einem mit 18 bezeichneten Einlegeelement angeordnet sind.
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Mit 21 ist
ein zweiter Formhohlraum bezeichnet, welcher noch nicht bestückt ist.
Eine mit 22 bezeichnete Kontur des zweiten Formhohlraumes 21 dient
zur Aufnahme des Einlegeelementes 18 und hält dieses
während
des Einspritzens der Kunststoffschmelze ortsfest in der Spritzgießform 19.
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Die
Spritzgießform 19 weist
weiterhin einen zentralen Einspeisekanal 23 zum Einbringen
der Kunststoffschmelze auf, die von dort über zwei Zuführkanäle 24 in
die Formhohlräume 20 bzw. 21 gelangt.
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Beim
Einschießen
der Kunststoffschmelze über
die Zuführkanäle 24 kann
es vorkommen, dass das Kabel 14 bzw. die Litzen 13 aus
ihrer bezüglich einer
Kunststoffmantelachse 25 zentralen Lage verdrängt werden.
Im ungünstigsten
Fall legen sich Kabel 14 oder Litzen 13 an eine
Wand 26 der Formhohlräume 20 bzw. 21 an
und werden vom Kunststoffmantel nicht korrekt umschlossen. Ein derart
fehlerhaft hergestellter Stecker 10 ist Ausschuss.
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Um
das Anlegen von Kabel 14 oder Litzen 13 an die
Wand 26 des Formhohlraumes 20 bzw. 21 zu vermeiden,
wird erfindungsgemäß das Einlegeelement 18 – hier in
Form eines Positionierungsringes – im Bereich des Kabels 14 (6)
oder im Bereich der Litzen 13 (7) angeordnet
und hält
die Litzen 13 bzw. das Kabel 14 in einem bezüglich der
Kunststoffmantelachse 25 zentralen Bereich und von der Wand 26 beabstandet.
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Das
Einlegeelement 18 ist genauer in 3 dargestellt,
wobei es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Ring
handelt, der zu seiner zentralen Achse bzw. zum Kabel 14 weisend
Ansätze 27 aufweist,
die zur exakteren Positionierung des Kabels 14 beim Umspritzen
dienen. In den 4 und 5 ist jeweils
ein Radialschnitt durch einen Stecker 10 im Bereich des
Einlegeelementes 18 bzw. Positionierungselementes 18 dargestellt.
In 4 ist ein vergleichsweise starkes Kabel 14 gewählt, welches
mit seiner Außenumfangsfläche an den
nach innen weisenden Flächen
der Ansätze 27 anliegt.
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In 5 ist
demgegenüber
ein weniger starkes Kabel 14 gewählt, welches mit Abstand zu
den zum Kabel 14 weisenden Innenflächen der Ansätze 27 innerhalb
des Einlegeelementes 18 gelagert ist. Zwischen der Außenmantelfläche des
Kabels 14 und der Innenmantelfläche des ringför migen Einlegeelementes 18 befindet
sich jeweils ein Spalt 28, durch welchen die Kunststoffschmelze
beim Erstellen des Kunststoffmantels 17 hindurch dringen
kann, so dass der Einlegering 18, ob er nun als Positionierungselement
oder als reines Markierungs- bzw. Kennzeichnungselement dient, fest
in den Kunststoffmantel 17 eingebettet werden kann.
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Es
ist offensichtlich, dass ein Einlegeelement 18, welches
zur Positionierung des Kabels dient, gleichzeitig als Markierungs-
oder Kennzeichnungselement dienen kann, sofern es von außen sichtbar
in den Kunststoffmantel 17 eingebettet ist. Hierzu ist
es vorteilhaft, wenn das Einlegeelement 18, gleich ob reines
Kennzeichnungselement oder zusätzlich
Positionierungselement, erhaben aus der Umfangskontur des Kunststoffmantels 17 hervorsteht.
Auch beschränkt
sich die Erfindung nicht auf ringförmige Einlegeelemente 18,
auch halbschalenartige oder stabförmige Einlegeelemente 18 sind
sowohl zur Kennzeichnung wie auch zur Positionierung geeignet.
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Zusammenfassend
gelingt es der Erfindung auf überraschend
einfache Weise mittels Nutzen eines kostengünstig herzustellenden Einlegeelementes 18 zwei
Probleme bei der Fertigung von Steckern 10 zu begegnen.
Zum einen ist ohne Unterbrechung der Serienproduktion eine einfache
Individualisierung in Form einer Kennzeichnung möglich, zum anderen erlaubt
die Erfindung die sichere Lage des Kabels 14 in einem bezüglich der
Kunststoffmantelachse 25 zentralen Bereich zu gewährleisten.
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Wenn
die sichere Lagerung des Kabels nicht notwendig und eine Individualisierung
des Steckers 10 nicht gefordert ist, wird einfach auf das
Einbringen des Einlageelementes 18 in die Kunststoffspritzgießform 19 verzichtet.
Beim Einspritzen der Kunststoffschmelze durch die Zuführkanäle 27 in
die Formhohlräume 20 bzw. 21 wird
die Kontur 22 dann einfach mit ausgefüllt. Es ist also offensichtlich,
dass sich erfindungsgemäße Einlegeelemente 18 ausgesprochen einfach
in die bisherige Serienproduktion von Steckverbindern einbinden
lassen.