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Die
vorliegende Erfindung geht aus von einem Kunststoff-Gehäuseteil
nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Ein
solches aus dem Stand der Technik bekanntes, als Deckel ausgeführtes Gehäuseteil 100 ist in 5A illustriert.
Der Deckel 100 umfasst einen mit Kunststoff umspritzten
elektrischen Kontakt (auch Pin genannt) 101, welcher eine
nicht illustrierte erste Kontaktierzone und eine zweite Kontaktierzone 102 umfasst.
Der Pin 101 ist teilweise in Kunststoff eines Aggregat
bzw. Aktors 110 eingebettet, welches auf der einen Seite
des Deckels, in der Figur auf der rechten Seite, in eine als Steckerkragen 105 gebildete
Form übergeht.
Der Pin 101 bildet zusammen mit dem Steckerkragens 105 eine
Aktorschnittstelle, welche eine elektrische Anwendung ermöglicht,
um eine Spannungsversorgung bzw. eine Signalversorgung zu ermöglichen.
Der elektrische Kontakt des Deckels 100 ist hier mit einem
Steckerkragen 105 in Form einer sog. Durchtauchlösung bereitgestellt.
Die Pins des Aggregats 110 tauchen in den Steckerkragen 105 ein
und nehmen dort eine Position ein, um mit einem externen Stecker,
welcher z. B. von einem Kabelbaum kommt, zu verbinden. Aus anderen
elektrischen Geräten
oder Komponenten sind auch Lösungen
bekannt, bei denen die Kontakte bzw. Pins durch den Steckerkragen
in das Aggregat eingerammt werden.
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5B zeigt
in einer Explosionsdarstellung, in welcher Weise der Deckel 100 mit
einem Aggregat 110 und einem Gehäuse 120 zusammengesetzt
werden kann, um einem elektrischen Gerät eine elektrische Anschlussmöglichkeit
nach außen
bereitzustellen. Das elektrische Gerät umfasst einen elektrischen Gerätekontakt 121,
welcher nach Zusammensetzen mit dem Pin 101 des Aggregates 110 verbunden
ist.
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Bei
beiden oben beschriebenen Varianten des Deckels ist eine optimale
Einhaltung der Positionstoleranz der Kontakpins nur bedingt umsetzbar. Des
Weiteren werden bei Variantenwunsch vom Steckerkragen 105 grundsätzlich Gehäuse, Deckel
und Aktoren in die Variantenvielfalt mit einbezogen, da entweder
die Pins direkt in den Aktoren integriert sind oder bestimmte Pinabstände, die
von einer Steckerschnittstelle vorgegeben werden, einzuhalten sind. Dies
führt zu
einem hohen Investitions- und Kostennachteil, weil sämtliche
betroffenen Bauteile in Mitleidenschaft gezogen werden und mitverändert werden müssen. Weiterhin
weisen solche Kontaktierungen das Problem auf, dass Medien von Außen nach
Innen sowie von Innen nach Außen
nicht gehalten werden können
und dadurch austreten können
bzw. eintreten können
und zu Ausfällen
führen.
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Vorteile der Erfindung
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Erfindungsgemäß muss bei
einer Änderung der
Geometrie des äußeren Steckers,
welcher in elektrischen Kontakt mit dem elektrischen Kontakt des
Gehäuseteils
gebracht werden soll, nicht das gesamte Gehäuseteil verändert werden. Beispielsweise muss
die Geometrie und Form des Nachspritzlings nicht geändert werden.
Dies ermöglicht
für verschiedene
Geometrien des äußeren Steckers
eine Vielzahl von Gehäuseteilen
kostengünstig
zu fertigen, da nur die Geometrie bzw. die Form des Vorspritzlings, welcher
den umspritzten elektrischen Kontakt umfasst, hinsichtlich der Geometrie
des Steckerkragens geändert
werden muss. Somit ist ein flexibler und modularer Austausch von
verschiedenen Steckervarianten und damit eine maximale Reduktion
der Variantenfülle
in einer Baugruppe sichergestellt. Es muss nur noch ein Bauteil,
nämlich
der den geänderten Steckerkragen
umfassende Vorspritzling, der geänderten
Geometrie des äußeren Steckers
angepasst werden.
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Durch
die nicht einstückige
Ausführung
des Gehäuseteils
sind keine Nachteile hinsichtlich einer Dichtigkeit des Gehäuseteils
erhalten, da der Rand des Vorspritzlings zu dem Nachspritzling hin
abgedichtet ist. Die Dichtigkeit ist weiterhin durch das Umspritzen
des elektrischen Kontakts mit Kunststoff sichergestellt. Eventuell
austretendes Medium, wie etwa Flüssigkeit,
kann nicht nach Außen
gelangen und Umgebungsmedium kann nicht in das Innere eines durch
das Gehäuseteil
gemäß der Erfindung
verschlossenen elektrischen Geräts
gelangen. Weiterhin wird die geforderte hohe Anforderung an die
Positionstoleranz des elektrischen Kontakts ermöglicht.
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Das
Prinzip des erfindungsgemäßen variablen
Steckerkragensystems besteht darin, dass mit Hilfe eines Vorspritzlings
aus Kunststoff und dem mindestens einen darin eingespritzten Kontaktpin
ein Bauteil hergestellt wird, welches in einen Deckel oder in ein
Gehäuse
eingespritzt wird. Dieses Bauteil beinhaltet die notwendige und
vorschriftgemäße Gesamtgeometrie
des Steckerkragens mit Pins, an der im Weiteren der Stecker angekoppelt
werden kann. Besonders erwähnenswert
ist hierbei, dass die Pins in diesem Vorspritzling umspritzt werden,
um gezielt definierte und präzise
Ausrichtung der Pins relativ zum Steckerkragen zu ermöglichen.
Weiterhin wird eine gleichmäßige dünnwandige
Umspritzung der Pins vorgesehen, um das Schrumpfungsverhalten des
Kunststoffs zu nutzen.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung
sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Gegenstands
sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigt:
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1A eine
vordere Ansicht eines Kunststoff-Gehäuseteils gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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1B eine
hintere Ansicht des in 1A dargestellten Kunststoff-Gehäuseteils;
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1C schematisch
in einer perspektivischen hinteren Ansicht den Vorspritzling des
in 1A und 1B dargestellten
Kunststoff-Gehäuseteils;
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1D schematisch
in einer perspektivischen vorderen Ansicht den Vorspritzling des
in 1A und 1B dargestellten
Kunststoff-Gehäuseteils;
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2 eine
weitere Ausführungsform
eines Kunststoff-Gehäuseteils
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 noch
eine weitere Ausführungsform eines
Gehäuseteils
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4A einen
Teil eines elektrisches Geräts, welches
ein Kunststoff-Gehäuseteil
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung als einen Deckel umfasst;
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4B eine
Detailansicht des in 4A gezeigten Teils eines elektrischen
Geräts,
im Hinblick auf eine Kontaktierung zwischen dem elektrischen Kontakt
des Gehäuseteils
und dem Gerätekontakt; und
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5A und 5B ein
Gehäuseteile
und dessen Verwendung gemäß dem Stand
der Technik.
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Ein
Kunststoff-Gehäuseteil 1 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1A, 1B, 1C und 1D beschrieben. 1A zeigt
eine vordere Ansicht des Kunststoff-Gehäuseteils 1. Das Kunststoff-Gehäuseteil 1 umfasst
einen Vorspritzling 2, um welchen durch Umspritzen von
Kunststoff ein Nachspritzling 3 gebildet ist. Der Vorspritzling 2 ist
entlang einer geschlossenen Verbindungskante oder -naht 4 thermoplastisch
mit dem Nachspritzling 3 verbunden.
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Der
Vorspritzling 2 umfasst mindestens einen elektrischen Kontakt 5,
welcher durch Umspritzen von Kunststoff in den Vorspritzling eingebettet
ist. Die illustrierte Ausführungsform
umfasst fünf
Kontakte 5. Die Kontakte 5 sind an der in 1A gezeigten vorderen
Seite des Gehäuseteils 1 über eine
zweite Kontaktierzone 7 mit einem Kontakt eines in der
Figur nicht dargestellten äußeren Steckers
kontaktierbar. Die elektrischen Kontakte 5 weisen jeweils
weiterhin eine erste Kontaktierzone 6 auf, welche mit Bezug auf 1B beschrieben
wird. Zwischen der ersten Kontaktierzone 6 und der zweiten
Kontaktierzone 7 ist der elektrische Kontakt 5 im
Bereich 19 (siehe 1C) in
Kunststoff eingebettet, was zu einer mechanischen Entkopplung zwischen
beiden Kontaktierzonen 6 und 7 führt. Damit
können
Abweichungen der Geometrie der einen Kontaktierzone bei Kontaktieren
der anderen Kontaktierzone vermieden werden. Somit können genaue
Positionierungen der Kontaktierzonen sichergestellt werden.
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Der
Vorspritzling 2 ist in größerem Detail in 1C und 1D gezeigt.
Zum Einrasten eines äußeren Steckers
umfasst der Vorspritzling 2 einen Steckerkragen 18,
welcher die zweite Kontaktierzone 7 teilweise umgibt. Eine
Geometrie des Steckerkragens 18 ist an eine Geometrie des äußeren Steckers angepasst,
um ein Einrasten des äußeren Steckers in
den Steckerkragen 18 zu erlauben. Dazu weist der Steckerkragen 18 geeignete
Einbuchtungen und Hervorstehungen auf und kann weiterhin Rastelemente
umfassen.
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Sowohl
der Vorspritzling 2 als auch der Nachspritzling 3 sind
durch Kunststoffspritzgießen hergestellt.
Dabei wird in einem ersten Herstellungsschritt lediglich der Vorspritzling 2 gebildet,
wobei die elektrischen Kontakte 5 als Einlegeteile mit
Kunststoff umspritzt werden. Dabei werden die elektrischen Kontakte 5 während des
Spritzgießens
durch eine Halterungsvorrichtung gehaltert, um eine vorbestimmte
Anordnung und Geometrie der Kontakte 5 in dem vollendeten
Vorspritzling 2 sicherzustellen. Durch Bereitstellen einer
geeignet geformten Gussform wird eine vorbestimmte, gewünschte Geometrie des
Steckerkragens 18 erreicht.
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Nach
vollständiger
Fertigstellung des Vorspritzlings 2 wird dieser entlang
der geschlossenen Verbindungskante oder -naht 4 mit Kunststoff
umspritzt, um unter Bildung des Nachspritzlings 3 das Kunststoff-Gehäuseteil 1 zu
bilden. Dabei kann das Umspritzen des Vorspritzlings 2 ein
Aufbringen einer Dichtung 9 entlang der geschlossenen Verbindungskante
oder -naht 4 umfassen.
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Sobald
der Vorspritzling 2 mit dem Nachspritzling 3 thermoplastisch
verbunden ist, kann die Verbindungskante oder -naht 4 mit
einer LSR (Liquid Silicon Rubber) Dichtung versehen werden, um einen
zusätzlichen
Schutz vor eintretendem oder austretendem Medium zu bieten.
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In 1A ist
zwischen dem Vorspritzling 2 und dem Nachspritzling 3,
insbesondere entlang der geschlossenen Verbindungskante oder -naht 4,
auf der Vorderseite des Kunststoff-Gehäuseteils 1 in der illustrierten
Ausführungsform
keine Dichtung vorgesehen. Eine solche Dichtung 9 ist auf
der hinteren Seite des Kunststoff-Gehäuseteils 1 entlang
der geschlossenen Verbindungskante oder -naht 4, entlang derer
der Vorspritzling 2 mit dem Nachspritzling 3 verbunden
ist, vorgesehen, wie in 1B illustriert. Je
nach Anwendungsfall kann die Dichtung 9 jedoch auch auf
beiden Seiten des Gehäuseteils
vorhanden sein. Die Dichtung kann insbesondere Silikon und/oder
Gummi umfassen.
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Wie
oben erwähnt,
umfasst der elektrische Kontakt 5 auf der hinteren Seite
des Gehäuseteils 1 eine
erste Kontaktierzone 6 (siehe 1C). Die
erste Kontaktierzone 6 umfasst in der hier dargestellten Ausführungsform
Federzungen 10, welche zwischen sich einen Gerätekontakt
eines elektrischen Geräts aufnehmen
können,
wie unten in größerem Detail
mit Bezug auf die 4A und 4B beschrieben
wird.
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Zur
Verbindung des Kunststoff-Gehäuseteils 1 mit
einem elektrischen Gerät
umfasst der Nachspritzling 3 weiterhin Rastaussparungen 11,
welche in entsprechende Rastnasen am Gehäuse des elektrischen Geräts einrasten
können,
um das elektrische Gerät
mit Hilfe des Kunststoff-Gehäuseteils 1 zu
verschließen.
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Die
elektrischen Kontakte 5 erstrecken sich in einer Richtung
einer größten Ausdehnung 15 im Wesentlichen
senkrecht zu einer durch die geschlossene Verbindungskante oder
-naht 4 definierten Ebene. Diese Richtung 15 einer
Erstreckung einer größten Ausdehnung
kann auch quer zu dieser Ebene ausgerichtet sein, das heißt nicht
notwendigerweise genau senkrecht dazu.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Kunststoff-Gehäuseteils 1A gemäß der vorliegenden
Erfindung. Kunststoff-Gehäuseteil 1A unterscheidet
sich von in dem 1A dargestelltem Kunststoff-Gehäuseteil 1 dadurch,
dass eine Geometrie des Vorspritzlings 2A des Kunststoff-Gehäuseteils 1A verschieden
ist von einer Geometrie des Vorspritzlings 2 des Kunststoff-Gehäuseteils 1.
Dahingegen sind die Geometrien der Nachspritzlinge 3 und 3A gleich.
Insbesondere unterscheiden sich der Vorspritzling 2 und
der Vorspritzling 2A durch die Form des Steckerkragens 18 beziehungsweise 18A.
Beispielsweise weist der Steckerkragen 18A weniger Einbuchtungen
auf als der Steckerkragen 18 und auch unterscheiden sich
Zahl und Form der Rastaussparungen voneinander. Auch unterscheidet
sich die Anordnung und Geometrie der elektrischen Kontakte 5 von
denen der elektrischen Kontakte 5A, und insbesondere unterscheidet
sich die Geometrie der zweiten Kontaktierzone 7 von der
der zweiten Kontaktierzone 7A. Die Geometrie der ersten
Kontaktierzone 6 und 6A unterscheiden sich hingegen
nicht, das heißt
die hintere Ansicht des Kunststoff-Gehäuseteils 1A entspricht
der hinteren Ansicht des in 1B dargestellten
Kunststoff-Gehäuseteils 1.
Daher kann sowohl das Kunststoff-Gehäuseteil 1 als auch
das Kunststoff-Gehäuseteil 1A zum
Verschließen
ein und desselben elektrischen Geräts verwendet werden und sodann
mit äußeren Steckern
verschiedener Geometrie verbunden werden.
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3 zeigt
eine Vorderansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines Kunststoff-Gehäuseteils 1B gemäß der vorliegenden
Erfindung. Kunststoff-Gehäuseteil 1B ist
durch Vorspritzling 2B und Nachspritzling 3B gebildet.
Hierbei unterscheiden sich sowohl die Geometrie des Vorspritzlings 2B als auch
die Geometrie des Nachspritzlings 3B von der Geometrie
der in den 1A und 2 dargestellten
Vorspritzlinge bzw. Nachspritzlinge.
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4A und 4B illustrieren,
in welcher Weise ein Kunststoff-Gehäuseteil 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, um einen elektrischen Kontakt eines
elektrischen Geräts 12 an
einer Seite des Kunststoff-Gehäuseteils 1 elektrisch
kontaktierbar bereitzustellen. Dabei zeigt 4A eine
perspektivische Schnittansicht eines Teils des elektrischen Geräts 12 und 4B zeigt eine
Detailquerschnittansicht einer Kontaktierung zwischen einem Gerätekontakt
und der ersten Kontaktierzone 6 des elektrischen Kontakts 5 des
Kunststoff-Gehäuseteils 1.
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Das
elektrische Gerät 12 umfasst
das in den 1A und 1B illustrierte
Kunststoff-Gehäuseteil 1,
wobei in 4A nur dessen Vorspritzling 2 dargestellt
ist, sowie ein Gerätegehäuseteil 13,
welches einen elektrischen Gerätekontakt 14 aufweist.
In der illustrierten Ausführungsform
ist der elektrische Gerätekontakt
durch eine Anzahl von Pins 14 ausgelegt. Die Pins 14 des
elektrischen Gerätekontakts
sind angeordnet, um mit der ersten Kontaktierzone 6 des elektrischen
Kontakts 5 des Kunststoff-Gehäuseteils 1 kontaktierbar
zu sein. Die erste Kontaktierzone 6 ist in dieser Ausführungsform
durch zwei einander symmetrisch zu der Richtung der größten Ausdehnung des
elektrischen Kontakts 5 gegenüberliegende, sich konisch einander
annähernde
Federzungen 10 gebildet. Die einander zugewandten freien
Enden 10', 10'' der Federzungen 10 bilden
eine Trichter-ähnliche Form,
in welche die Pins 14 des Gerätekontakts leicht eingeführt werden
können.
Nach Einführen
der Pins 14 des Gerätekontakts
des elektrischen Geräts 12 ist
der Gerätekontakt
durch Federkraft der Federzungen 10 eingespannt, um eine
sichere elektrische Kontaktierung zwischen den Gerätekontakt 14 und der
durch die Federzungen 10 gebildeten ersten Kontaktierzone 6 des
elektrischen Kontakts 5 des Kunststoff-Gehäuseteils 1 sicherzustellen.
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Eine
Richtung 15 einer größten Ausdehnung des
elektrischen Kontakts 5 ist durch Doppelpfeil 15 in 4B angezeigt.
Da 4B nur eine Detailansicht einer Kontaktierung
des Gerätekontakts
mit dem elektrischen Kontakt 5 illustriert, ist nicht die
gesamte Ausdehnung des elektrischen Kontakts 5 illustriert.
Tatsächlich
setzt sich der elektrische Kontakt 5 in einer vertikalen
Richtung, das heißt
in Richtung des Doppelpfeils 15, nach oben fort, um in
die zweite Kontaktierzone 7 überzugehen.
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Weiterhin
ist in der 4B eine Abwinkelung 16 des
elektrischen Kontakts 5 illustriert, welche zwischen seinem
von Kunststoff umspritzten Bereich 19 und seiner ersten
Kontaktierzone 6 vorgesehen ist. An seinem abgewinkelten
freien Ende 6a ist der elektrische Kontakt 5 durch
eine von der durch die geschlossene Verbindungskante bzw. -naht 4 definierten
Ebene hervorstehende Rippe 17 des Vorspritzlings 2 unterstützt. Die
Rippe 17 fungiert somit als Auflager für das freie Ende des elektrischen
Kontakts 5, insbesondere beim Kontaktieren des elektrischen Kontakts 5 durch
den Gerätekontakts 14.