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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geschirmten
Steckverbinders sowie ein nach dem Verfahren hergestellter Steckverbinder gemäß den
Merkmalen des Oberbegriffes der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus
der
DE 103 38 616
A1 ist ein Steckverbinder in Form von einem Stecker oder
einer Buchse einer abgeschirmten Steckverbindung bekannt, wobei
eine Abschirmung eines Kabels, an dessen Ende sich die Steckverbindung
befindet, mit einer Abschirmung der Steckverbindung verbindbar ist,
wobei der Steckverbinder ein Außengehäuse aufweist,
wobei dieses Außengehäuse aus einem elektrisch
leitfähigen Kunststoff besteht und mit der Abschirmung
des Kabels verbindbar oder verbunden ist.
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Für
die heutige Datenübertragung, insbesondere in der Automatisierungstechnik
oder der Netzwerktechnik, sind solche Steckverbinder unverzichtbar,
um die Daten gerade in rauen Umgebungsbedingungen sicher, zuverlässig
und vor allen Dingen störungsfrei übertragen zu
können. Der bekannte Steckverbinder hat somit in Bezug
auf die Übertragungssicherheit den Vorteil, dass diese
gewährleistet ist, da die Abschirmung, die von dem Kabel
in Form von dessen Abschirmung kommt, über den Steckverbinder,
genauer dessen Außengehäuse aus einem elektrisch
leitfähigen Kunststoff, bis zu einem Gegensteckverbinder,
der analog zu dem Steckverbinder aufgebaut ist, durchgeführt
wird. Somit besteht bei der Abschirmung in dem Bereich, in dem der
Steckverbinder und der Gegensteckverbinder miteinander gekuppelt
werden, keine Unterbrechung der Abschirmung.
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Bei
diesem Stand wird zwar das Außengehäuse nach dem
Zusammenbau der einzelnen Elemente des Steckverbinders um diese
herum gespritzt. Dies hat aber den Nachteil, dass der Aufbau des
Steckverbinders nicht flexibel ist und die Stabilität des
Steckverbinders insbesondere in rauen Umgebungsbedingungen, wo sie
z. B. Stößen unterliegen, nicht ausreichend ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend genannten
Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur Herstellung eines
geschirmten Steckverbinders sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten
geschirmten Steckverbinders anzugeben, der in einem automatisierten
Prozess einfach und zuverlässig hergestellt werden kann
und der gleichzeitig sicherstellt, dass die Verbindung des elektrisch
leitfähigen Außengehäuses mit der Abschirmung
des Kabels dauerhaft und zuverlässig ist.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale der jeweiligen unabhängigen
Patentansprüche gelöst.
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In
dem Verfahrensanspruch 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Abschirmung des Kabels freigelegt wird, danach ein Innenteil
aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff durch
einen ersten Spritzgussvorgang gebildet wird, wobei das Innenteil
des Ende des Kabels umfasst, jedoch die freigelegte Abschirmung
zumindest teilweise nicht bedeckt, und anschließend der
zweite Spritzgussvorgang zur Bildung des Außengehäuses
durchgeführt wird, wobei der elektrisch leitfähige
Kunststoff bis auf die freigelegte Abschirmung vordringt und diese
elektrisch kontaktiert.
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Dieses
Verfahren hat den Vorteil, dass mit Herstellung des Innenteils in
einem Spritzgussvorgang aus einem elektrisch nicht leitfähigen
Kunststoff eine Aufnahmemöglichkeit für die weiteren
Elemente des Steckverbinders gebildet werden. Die weiteren Elemente
des Steckverbinders sind insbesondere das Ende des Kabels sowie
auf der gegenüber liegenden Seite die Kontaktpartner, die
in bekannter Weise in einem Kontaktträger angeordnet sind, über welche
der Steckverbinder mit einem Gegensteckverbinder in Verbindung gebracht
werden kann. Außerdem ist von Vorteil, dass das Innenteil
an dem Außenmantel des Kabels angespritzt wird, um hier Dichtheit
bezüglich Längswasser sowie ein Zugentlastung
herstellen zu können.
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Ein
weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass auch das Außengehäuse
aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gespritzt wird,
wobei bei diesem Spritzvorgang das vorher schon hergestellte Innenteil
umspritzt wird, wodurch sich die Stabilität und Robustheit
des Steckverbinders weiter erhöht. Alternativ kann das
Außengehäuse aus einem Leichmetallwerkstoff wie
Aluminium bestehen und vorzugsweise in einem Aluminiumdruckgussverfahren
hergestellt sein.
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Eine
Besonderheit der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Abschirmung
des Kabels vor den Spritzgussvorgängen bereichsweise freigelegt
wurde, wobei in dem ersten Spritzgussvorgang, bei dem das Innenteil
gespritzt wird, sichergestellt werden muss, dass der freigelegte
Bereich der Abschirmung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig
nicht von dem Kunststoff des Innenteils bedeckt ist. Das heißt,
nach dem ersten Spritzgussvorgang, mit dem das Innenteil hergestellt
wird, verbleibt die Oberfläche der Abschirmung unbedeckt,
so dass diese erst im zweiten Spritzgussvorgang zur Herstellung
des Außengehäuses mit dem elektrisch dann leitfähigen Kunststoff
bedeckt und somit elektrisch kontaktiert wird. Dadurch ist sicherge stellt,
dass die Abschirmung des Kabels zuverlässig an das Außengehäuse des
Steckverbinders zwecks Abschirmung angebunden ist. Diese Anbindung
ist insbesondere dann besonders zuverlässig und dauerhaft,
wenn die Abschirmung des Kabels ein Abschirmgeflecht oder dergleichen
ist, in welches der elektrisch leitfähige Kunststoff beim
Spritzgussvorgang für das Außengehäuse
eindringen kann.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung wird bei dem ersten Spritzgussvorgang
zur Herstellung des Innenteils im Bereich der freigelegten Abschirmung des
Kabels ein Fenster gebildet, über welche der elektrisch
leitfähige Kunststoff zur Bildung des Außengehäuses
an die Abschirmung gelangt. Hierzu ist bei der Formgebung für
den Spritzgussvorgang des Innenteils das Werkzeug so zu gestalten,
dass nach dem Spritzgussvorgang zur Herstellung des Innenteils das
Fenster im Bereich der Abschirmung, die vorher freigelegt wurde,
entsteht, so dass beim zweiten Spritzgussvorgang der elektrisch
leitfähige Kunststoff über das Fenster in den
Bereich der freigelegten Abschirmung vordringen kann.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das Innenteil
erst nach seiner Herstellung mit einem Fenster versehen, über
welches dann der elektrisch leitfähige Kunststoff zur Bildung
des Außengehäuses an die Abschirmung gelangt,
wenn das Außengehäuse in dem Spritzgussvorgang
hergestellt wird.
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Beide
Varianten lassen sich automatisiert sehr gut realisieren, wobei
der erstgenannten Variante der Vorzug zu geben ist, da das Fenster
auf Grund entsprechender Formgebung des Spritzgusswerkzeuges direkt
mit Ausführung des Spritzgussvorganges erzielt wird, wohingegen
bei der zweiten Variante ein zusätzlicher Arbeitsschritt
erforderlich ist. Ein solcher zusätzlicher Arbeitsschritt
hat beispielsweise dann den Vorteil, wenn die Form des Fensters
bei verschiedenen Varianten eines Steck verbinders variieren soll,
so dass dann erforderliche Werkzeugänderungen nicht erforderlich
sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung, auf die diese jedoch nicht beschränkt ist,
sind im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Stecker,
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2:
einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Kuppler,
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3:
einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Winkelkuppler,
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4:
die Freilegung der Abschirmung des Kabels.
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In
den 1 bis 3 ist jeweils ein nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellter Steckverbinder 1 gezeigt, wobei
in 1 eine Kupplung, in 2 ein Stecker
und in 3 eine Winkelkupplung dargestellt ist. Die in
den 1 und 2 gezeigten länglichen
Bauformen des Steckverbinders 1 sowie die in 3 gezeigte
abgewinkelte Form des Steckverbinders 1 (Winkelkupplung
oder Winkelstecker) sind üblich und bevorzugt, wobei jedoch
die Erfindung nicht auf diese Bauformen beschränkt ist.
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1 zeigt
den Steckverbinder 1, der am Ende eines abgeschirmten Kabels 2 angeordnet
ist. Das Kabel 2 hat in an sich bekannter Weise eine Abschirmung 3,
bei spielsweise ein Abschirmgeflecht oder dergleichen. Üblicherweise
umgibt die Abschirmung 3 die koaxial innen liegenden elektrischen
Leiter des Kabels 2 (hier nicht dargestellt, wobei es auch denkbar
ist, dass ein einzelner Leiter des Kabels 2 der Abschirmung
dient.
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Erfindungsgemäß wird
in einem Spritzgussvorgang ein in diesem Fall längliches
und hülsenförmiges Innenteil 4 hergestellt,
wobei es denkbar ist, dass das Innenteil 4 zunächst
separat von den übrigen Bauteilen des Steckverbinders 1 hergestellt
wird oder der Spritzgussvorgang so ausgeführt wird, dass das
Innenteil 4 schon direkt auf das entsprechend vorbereitete
Ende des Kabels 2 aufgespritzt wird.
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Nach
diesem ersten Spritzgussvorgang, nach dem das Innenteil 4 sich
also am Ende des Kabels 2 befindet, wird in einem weiteren
Spritzgussvorgang ein Außengehäuse 5 aus
einem elektrisch leitfähigen Kunststoff hergestellt. Dabei
umgibt das Außengehäuse 5 zumindest teilweise,
insbesondere vollständig oder überstehend das
Innenteil 4, wobei das eine Ende des Außengehäuses 5 auch
bis auf den Mantel des Kabels 2 reichen kann.
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Bei
dem Steckverbinder 1 gemäß 1 ist auf
der Steckverbinderseite eine Überwurfmutter (vorzugsweise
aus einem elektrisch leitfähigen Material, ebenfalls ein
elektrisch leitfähiger Kunststoff oder ein metallischer
Werkstoff) angebracht, damit der Steckverbinder im zusammengesteckten
Zustand mit einem Gegensteckverbinder mechanisch verbunden, insbesondere
verschraubt werden kann.
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In
analoger Weise wird der Steckverbinder 1 gemäß 2,
bei dem es sich um einen Stecker handelt, hergestellt, wobei bei
diesem Steckverbinder 1 am steckerseitigen Ende eine Überwurfschraube 7 angeordnet
wird, wobei hinsichtlich Design und Funktion die Überwurfmutter 6 mit
der Überwurfschraube 7 korrespondiert, damit die
beiden Steckverbinder gemäß 1 und 2 zu
einer Steckverbindung zusammengesteckt und fixiert werden können.
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Bei
den Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 ist
in den Innenteil 4 ein Fenster 8 vorgesehen, welches
entweder bei dem Spritzgussvorgang zur Herstellung des Innenteils 4 ausgespart bleibt
oder nach der Herstellung des Innenteils 4 eingebracht
wird. Über dieses Fenster 8 ist die Möglichkeit
gegeben, dass mit Herstellung des Außengehäuses 5 in
einem Spritzgussvorgang der verwendete, elektrisch leitfähige
Kunststoff bis auf den freigelegten Bereich der Abschirmung 3 des
Kabels 2 gelangen kann, so dass dadurch die Abschirmung 3 mit dem
Außengehäuse 5 mechanisch verbunden und elektrisch
kontaktiert wird. Dadurch ist sichergestellt, dass im zusammengesteckten
Zustand von Kupplung und Stecker über das Außengehäuse 5 sowie die
zusammengeschraubte Überwurfmutter 6 und die Überwurfschraube 7 eine
durchgehende Abschirmung realisiert ist.
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Nach
dem vorbeschriebenen Verfahren wird auch die in 3 gezeigte
Winkelkupplung (oder der nicht dargestellte Winkelstecker) hergestellt,
wobei abweichend von der länglichen Bauform des Steckverbinders 1 gemäß 1 oder 2 das
Innenteil 4 und/oder das Außengehäuse 5 nicht
länglich und hülsenförmig, sondern abgewinkelt
ausgebildet sind.
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Zur
Vervollständigung der Beschreibung der Erfindung wird unter
Bezugnahme auf 3 noch darauf hingewiesen, dass
das Kabel 2 mindestens einen elektrischen Leiter 10 oder
mehr als einen elektrischen Leiter 10 aufweisen kann. Der
elektrische Leiter 10 ist bei der Winkelkupplung gemäß 3, aber
auch bei den Steckverbindern gemäß der 1 und 2,
in einen Kontaktträger 11, der ebenfalls ein Spritz gussteil
aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff sein
kann, hineingeführt, wobei der Kontaktträger 11 hier
nicht dargestellte Kontaktpartner (wie Steckerstifte oder Buchsen)
aufnimmt. Um diesen Kontaktträger 11 herum, der
insbesondere von dem Innenteil 4 gehalten wird, ist wieder
die Überwurfmutter 6 oder die Überwurfschraube 7 angeordnet.
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In 4 schließlich
ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, wie die Abschirmung 3 des
Kabels 2 freigelegt werden kann. Zu diesem Zweck wird der äußere
Mantel einschließlich der Abschirmung 3 entfernt
und damit die elektrischen Leiter 10 freigelegt, die in
den Kontaktträger 11 eingeführt werden,
nachdem sie mit den entsprechenden Kontaktpartnern versehen worden
sind. Danach wird z. B. beabstandet von dem Ende des Kabelmantels,
dieser Kabelmantel radial eingeschnitten und in Richtung des Kontaktträgers 11 bewegt,
so dass radial umlaufend die Abschirmung 3 des Kabels 2 freigelegt
wird. Dies ist eine bevorzugte Freilegung in Form eines Teilabzuges 9 der
Abschirmung 3 des Kabels 2, da sich diese schnell,
einfach und automatisiert erzielen lässt. So kann beispielsweise
nach dem automatisiert erfolgten Teilabzug 9 des Kabelmantels
zur Freilegung der Abschirmung 3 das in 4 gezeigte
und entsprechend vorbereitete Ende des Kabels 2 in eine Spritzgussform
eingelegt werden, wobei dann in einem darauf folgenden Spritzgussvorgang
das Innenteil 4 erzeugt wird. Nachdem dies erfolgt ist,
wird das dann vorbereitete Ende mit dem Innenteil 4 zusammen
in ein weiteres Werkzeug eingelegt und in einem weiteren Spritzgussvorgang
das Außengehäuse 5 aus elektrisch leitfähigem
Kunststoff gespritzt. Anschließend ist es nur noch erforderlich,
die Überwurfmutter 6 oder die Überwurfschraube 7 an
dem Außengehäuse 5 z. B. durch Einklipsen
zu befestigen, so dass danach der fertige Steckverbinder 1 zur
Verfügung steht.
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Bezüglich
des Spritzgussvorgangs sei noch erwähnt, dass dieser an
sich bekannt ist. Hierbei wird in ein Spritzgusswerkzeug, welches
die äußeren Konturen des herzustellenden Teils
aufweist, unter Verwendung der erforderlichen Fixierelemente und Schieber
der spritzgussfähige Kunststoff eingespritzt und dass Spritzgusswerkzeug
nach dem Erhärten des eingespritzten Kunststoffes geöffnet,
so dass das fertiggestellte Teil entnommen werden kann.
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- 1
- Steckverbinder
- 2
- Kabel
- 3
- Abschirmung
- 4
- Innenteil
- 5
- Außengehäuse
- 6
- Überwurfmutter
- 7
- Überwurfschraube
- 8
- Fenster
- 9
- Teilabzug
- 10
- elektrischer
Leiter
- 11
- Kontaktträger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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