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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder für elektrische Komponenten in Kraftfahrzeugen mit einem Stanzkamm, der Anschlusskontakte für ein Gegenstück des Steckverbinders bildet, einem Kabel mit isolierten elektrischen Verbindungsleitungen, die elektrisch mit dem Stanzkamm verbunden sind, einem ersten Steckergehäuseteil aus Hartkunststoff, an welchem das Kabel befestigt ist und durch welches der Stanzkamm ragt und einem zweiten Steckergehäuseteil aus einem Weichkunststoff, welches die einzelnen Fahnen des Stanzkamms entlang eines Erstreckungsabschnitts der Fahnen unmittelbar umgibt.
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Derartige Steckverbinder werden in Kraftfahrzeugen zur elektrischen Anbindung verschiedenster elektrischer Aggregate, wie Aktoren für Drosselklappen oder anderen Ventilen und Klappen, die elektrisch verstellt werden, elektrischer Pumpen oder elektrisch betriebener Stellungsensoren verwendet.
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Die Steckverbinder sollen einerseits möglichst kostengünstig hergestellt werden, andererseits müssen sie jedoch auch hohen Ansprüchen bezüglich ihrer Dichtigkeit und thermischen Belastbarkeit genügen. Eine möglichst gute Dichtigkeit ist dabei vor allem entlang der Verbindungsleitungen beziehungsweise des Stanzkamms im Innern des Steckers gewünscht, da sonst Feuchtigkeit in Richtung zu den elektronischen Bausteinen gelangen könnte, was zu Kurzschlüssen und Fehlern in der Elektronik führt.
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Um dies zu vermeiden wird in der
DE 100 41 812 A1 ein Steckverbinder vorgeschlagen, bei dem zunächst ein Weichkunststoff einen Abschnitt eines Stanzkammes zur Abdichtung umgibt. Dieser Weichkunststoff wird wiederum von einem härteren Kunststoff umspritzt, der gleichzeitig so ausgeformt ist, dass durch den Hartkunststoff das Wandelement gebildet wird, dieser also die eigentliche Steckerform nachbildet. Dabei drückt der äußere Hartkunststoff auf den inneren Weichkunststoff, wodurch die Dichtwirkung verbessert werden soll.
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Durch eine derartige Ausführung wird zwar eine recht gute Dichtigkeit entlang der Verbindungsleitungen also durch den Stecker erreicht, jedoch sollte auch der Bereich zwischen dem Stecker und seinem Gegenstück abgedichtet werden, um einen Kurzschluss zwischen den einzelnen Leitungen des Stanzkamms zu vermeiden.
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Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Steckverbinder zum Anschluss einer elektrischen Komponente in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, mit dem sowohl eine Abdichtung entlang der elektrischen Verbindungsleitungen gewährleistet ist, als auch ein Eindringen von Feuchtigkeit im Bereich zwischen dem Steckverbinder und seinem Gegenstück möglichst zuverlässig vermieden wird. In besonderen Ausführungen soll dieser Steckverbinder zusätzlich kostengünstig herstellbar sein, einen geringen Platzbedarf aufweisen, ein Abknicken des Anschlusskabels möglichst verhindern und eine feste Anbindung an das Gegenstück sicherstellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
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Dadurch, dass das zweite Steckergehäuseteil über das erste Steckergehäuseteil in Einsteckrichtung des Steckverbinders ragt und eine Anlagefläche für ein Steckergegenstück aufweist wird erreicht, dass eine axiale Abdichtung zwischen dem Steckverbinder und seinem Gegenstück ohne zusätzliche Dichtungen erzielt wird. Die Anlagefläche des Steckverbinders wird gegen das Gegenstück gedrückt und kann dort geringfügig elastisch verformt werden. So entsteht jedoch eine Abdichtung im Verbindungsbereich zwischen dem Steckverbinder und seinem Gegenstück. Zusätzlich wird im überstehenden Bereich zuverlässig eine Abdichtung zwischen den Fahnen des Stanzkammes erzielt.
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Vorzugsweise ist der Weichkunststoff ein thermoplastischer Elastomer oder ein Silikonelastomer. Beide Materialien weisen eine gute Spritzbarkeit und sehr gute Dichtwirkungen auf.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umgibt das zweite Steckergehäuseteil das erste Steckergehäuseteil in einem Bereich, in dem die Fahnen aus dem Steckverbinder ragen und in einem Bereich, in dem das Kabel aus dem Steckverbinder ragt. Dies schützt den Hartkunststoff im Bereich der elektrischen Leitungen vor Beschädigungen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich das zweite Steckergehäuseteil über das erste Steckergehäuseteil hinaus entlang des Kabels erstreckt. So entsteht die Wirkung einer Tülle um das Kabel, wodurch ein Abknicken des Kabels, was zu einem Bruch der Verbindungsleitungen führen kann, verhindert wird.
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Ein zusätzlicher Knickschutz wird dadurch erhalten, dass sich das Kabel senkrecht zur Einsteckrichtung aus dem zweiten Steckergehäuseteil nach außen erstreckt. Hierdurch erstreckt sich das Kabel nicht in den Raum hinter dem Steckverbinder.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ragt das erste Steckergehäuseteil zu beiden Seiten des Stanzkammes aus dem zweiten Steckergehäuseteil heraus, wobei das erste Steckergehäuseteil Anlageflächen aufweist, welche das zweite Steckergehäuseteil zu beiden Seiten begrenzen und sich senkrecht zur Einsteckrichtung erstreckende Platten aufweist, in denen jeweils eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, über die der Steckverbinder an seinem Gegenstück mittels durch die Durchgangsbohrung gesteckter Schrauben lösbar befestigbar ist. Gleichzeitig besteht eine gute Festigkeit des Steckers durch das durchgehende feste erste Gehäuseteil, über welches mittels der Schrauben, das zweite Gehäuseteil auf einfache Weise mit seiner Anschlagfläche gegen das Gegenstück gespannt werden kann, wodurch die axiale Abdichtung sichergestellt wird.
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Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit des Steckverbinders sind die seitlichen Anlageflächen und die flanschförmige Platte jeweils über Rippen miteinander verbunden, die zwischen diesen beiden senkrecht zueinander angeordneten Flächen gespannt sind und somit ein Biegen insbesondere in axialer Richtung weitestgehend vermeiden.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Anlagefläche, gegen die ein Steckergegenstück andrückbar ist, eben ausgebildet, so dass bei Anziehen der Schrauben eine rein axiale Anpresskraft erzeugt wird, die zu einer gleichmäßigen Verformung des Elastomers der Anlagefläche führt, wodurch eine zusätzliche Dichtigkeit erzielt wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Steckergehäuseteil zweiteilig ausgebildet, wobei ein erstes Teil die Platten aufweist und das Kabel von einer ersten Seite umschließt und das zweite Teil gegen das erste Teil und das erste Steckergehäuseteil anliegt und das Kabel von der entgegengesetzten Seite umschließt, wobei ein Raum, in dem der Stanzkamm an die Verbindungsleitungen angeschlossen ist, von den beiden Teilen begrenzt ist. So ist der Bereich der Anbindung der Verbindungsleitungen an den Stanzkamm durch Entfernen des ersten Steckergehäuseteils erreichbar.
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Es wird somit ein Steckverbinder für elektrische Komponenten in Kraftfahrzeugen geschaffen, der eine wirksame Abdichtung sowohl zwischen den elektrischen Leitungen und entlang der elektrischen Leitungen als auch über die Anlagefläche zwischen dem Steckverbinder und seinem Gegenstück sicherstellt und gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist. Zusätzlich wird eine lange Haltbarkeit der elektrischen Verbindung sichergestellt.
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Ausführungsbeispiele zweier erfindungsgemäßer Steckverbinder sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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1 zeigt eine perspektivische Rückansicht eines ersten erfindungsgemäßen Steckverbinders im noch nicht fertig montierten Zustand in dreidimensionaler Darstellung.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders ohne zweites Steckergehäuseteil in dreidimensionaler Darstellung.
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3 zeigt den Steckverbinder gemäß 2 mit zweitem Steckergehäuseteil in dreidimensionaler Darstellung.
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Der in 1 dargestellte erfindungsgemäße Steckverbinder dient der elektrischen Verbindung eines sechsadrigen Kabels 2, welches in seiner Ummantelung 4 sechs Verbindungsleitungen 6 aufweist, die beispielsweise mit einer Motorsteuereinheit verbunden sind, mit einem Gegenstück des Steckverbinders, das beispielsweise mit der Platine eines Drosselklappenstutzens elektrisch verbunden ist.
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Die Ummantelung 4 des Kabels 2 besteht aus einem isolierenden Material, wobei aus der Ummantelung 4 die wiederum jeweils mit einem isolierenden Mantel 8 versehenen metallischen Verbindungsleitungen 6 ragen, deren Enden 10 nicht isoliert sind.
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Diese Enden 10 der sechs Verbindungsleitungen 6 sind jeweils mit ersten Enden einer Fahne 12 eines Stanzkammes 14 elektrisch verbunden, wobei diese Verbindung im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schweißverbindung ist. An den entgegengesetzten Enden bilden diese Fahnen 12 Anschlusskontakte 16 für ein nicht dargestelltes Steckergegenstück.
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Der Stanzkamm 14 und somit die sechs Fahnen 12 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zum Kabel 2, welches an einem ersten Steckergehäuseteil 18, welches aus einem Hartkunststoff besteht, mittels einer Quetschhülse 20 zugentlastet wird. Die Einsteckrichtung des Steckverbinders entspricht der Haupterstreckungsrichtung des Stanzkamms 14.
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Dieses erste Steckergehäuseteil 18 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Stanzkamms 14 und somit parallel zur Lage des Kabels 2. Die Fahnen 12 des Stanzkamms 14 sind durch ein zweites Steckergehäuseteil 32 mit einem Weichkunststoff umspritzt, so dass das erste, die Anschlusskontakte 16 bildende Ende an der einen Seite aus dem zweiten Steckergehäuseteil 32 ragt und die mit den Verbindungsleitungen 6 verbundenen Enden der Fahnen 12 an der anderen Seite aus dem zweiten Steckergehäuseteil 32 ragen. Dabei besteht das zweite Steckergehäuseteil aus einem plattenförmigen Abschnitt 22, sowie einem Bereich 38, der bei Verbindung des Steckverbinders mit einem Steckergegenstück in diesem angeordnet wäre.
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Der Abschnitt 22 bildet dabei eine Anlagefläche 48, die in Einsteckrichtung weist und erfindungsgemäß als Dichtebene zu einem Steckergegenstück dient.
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Neben diesem Abschnitt 22 erstrecken sich zu beiden Seiten parallel zu den Fahnen 12 des Stanzkammes 14 jeweils Anlageflächen 24 eines ersten Teils 44 des ersten Steckergehäuseteils 18. Von diesen Anlageflächen 24 erstreckt sich wiederum im rechten Winkel zu den Anlageflächen 24 in Höhe des Abschnitts 22 an beiden Seiten jeweils eine Platte 26 nach außen, in der eine Durchgangsbohrung 28 ausgebildet ist. Um eine ausreichende Stabilität zu erreichen, sind die Platten 26 über zwei Rippen 30 mit den Anlageflächen 24 verbunden. Gegen die Anlageflächen 24 liegt der Abschnitt 22 sowie ein zweites Teil 46 des ersten Steckergehäuseteils 18 an, welches mit dem ersten Teil 44 das Kabel sowie einen Raum 34 umgibt, in dem sich die Kontaktierung zwischen den Verbindungsleitungen 8 und dem Stanzkamm 14 befindet.
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Der Bereich 38, der in diesem Ausführungsbeispiel komplett über das erste Steckergehäuseteil 18 hinausragt, weist die Form eines sich in Einsteckrichtung verjüngenden Keils auf, in dem alle sechs Fahnen 12 des Stanzkamms 14 über eine definierte Länge von dem Weichkunststoff umgeben sind. Diese beiden im spitzen Winkel zueinander angeordneten Flächen ragen in das Innere eines Steckergegenstücks beim Anschluss des Steckverbinders. Durch ein Verschrauben des ersten Steckergehäuseteils 18 über die Durchgangsbohrungen 28 am Steckergegenstück entsteht eine Verformung der Platte 22 beziehungsweise der Anlagefläche 48, wodurch eine axiale wirkende Dichtung erzeugt wird.
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In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines Steckverbinders ohne das zweite Steckergehäuseteil 32 dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet werden. Das erste Steckergehäuseteil 18 ist ein Hartkunststoffteil, welches sowohl den Raum 34 ausfüllt als auch das Kabel 2 und den Stanzkamm 14 umgibt. Wie in 3 dargestellt, wird der gesamte freie Bereich zwischen den Anlageflächen 24 sowie der Bereich 38, der sich im montierten Zustand in ein Steckergegenstück erstreckt, gleichmäßig mit einem Weichkunststoff umspritzt. Wichtig ist dabei vor allem, dass sowohl das Kabel 2 in dem Bereich, in dem es aus dem Steckverbinder ragt als auch der Stanzkamm 14 in dem Bereich 38, in dem die Fahnen aus dem Gehäuse des Steckverbinders ragen, vom Weichkunststoff unmittelbar umgeben sind. Auch der dazwischen liegende Bereich wird vom Weichkunststoff umgeben, um den sich gegenüberliegenden Weichkunststoff-Bereichen einen wirksamen Halt am Hartkunststoff zu bieten.
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Durch die Umspritzung im Raum 34 wird ein ungewolltes Lösen der Verbindungen zwischen den Verbindungsleitungen und dem Stanzkamm 14 zuverlässig vermieden. Der Bereich 36 erstreckt sich über das erste Gehäuseteil hinaus entlang des Kabels 2 und wirkt somit in diesem Bereich als Tülle 40, durch welche ein Abknicken des Kabels vermieden wird.
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Der über die Platten 26 in Einsteckrichtung hinausragende Bereich 38, der sich an den plattenförmigen Abschnitt 22 anschließt, weist eine langgestreckte Form auf, so dass alle sechs Fahnen 12 des Stanzkamms 14 über eine definierte Länge von Weichkunststoff umgeben sind. Am Fußbereich ist ein Absatz ausgebildet, dessen senkrechte Fläche die Anlagefläche 48 für ein Steckergegenstück bildet und zwischen den beiden Platten 26 angeordnet ist. Diese sich senkrecht zur Einsteckrichtung erstreckende Anlagefläche 48 ist elastisch ausgebildet, so dass bei Verbindung mit dem Steckergegenstück eine abdichtende Verformung dieses Bereiches auftritt. So wird verhindert, dass Feuchtigkeit zwischen die beiden Steckverbinderteile eindringen kann. Die Verformung erfolgt insbesondere durch Verschrauben des ersten Steckergehäuseteils 18 über die Durchgangsbohrungen 28 am Steckergegenstück, wodurch Anlagefläche 48 als axiale Dichtung wirkt. Gleichzeitig dient der langgestreckte Bereich 38 als Abdichtung zwischen den einzelnen Fahnen 12.
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Entsprechend wird ein kostengünstig herstellbarer Steckverbinder geschaffen, der gegen Feuchtigkeit unempfindlich ist, da sowohl in axialer Richtung im Bereich der Steckeranbindung über die elastische Anlagefläche 48 als auch entlang des Stanzkamms 14 zuverlässig abgedichtet wird. Dennoch besitzt der Steckverbinder eine ausreichende Stabilität. Eine Schädigung der elektrischen Verbindung wird durch die Lage des Kabels und dessen Anbindung ebenfalls vermieden.
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Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbesondere ist die Form des Steckverbinders ja nach Anwendung modifizierbar. Auch die Anzahl der verwendeten Fahnen und Verbindungsleitungen wird je nach Verwendung angepasst. Weitere Modifikationen bezüglich der konstruktiven Ausgestaltung und der verwendeten Materialien sind ebenfalls möglich.
