DE102015211417A1 - Plug with improved manufacturability by injection molding - Google Patents
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Abstract
Stecker (1) zur Herstellung einer verpolungssicheren elektrischen Verbindung, umfassend ein Formteil (2) aus einem Kunststoff, dessen Außenumfang zumindest in einem Teilbereich durch einen Quader (3) mit abgerundeten Kanten (4a, 4b) gebildet ist, welcher in einen Halbkreiszylinder (5) fortgesetzt ist, wobei das Formteil (2) einen zu seiner Stirnseite (6) hin offenen Hohlraum (7) zur Aufnahme der elektrischen Kontakte (8a, 8b, 8c) aufweist und wobei diese Stirnseite (6) die Bodenfläche (3a) des Quaders (3) enthält, wobei mindestens eine Mantelfläche (9, 10, 11) des Quaders (3) mindestens eine sich in dieser Mantelfläche (9, 10, 11) entlang der abgerundeten Kante (4a, 4b) erstreckende Aussparung (12, 13, 14, 15) aufweist.Plug (1) for producing a reverse polarity-proof electrical connection, comprising a molded part (2) made of a plastic whose outer circumference is formed, at least in a partial region, by a cuboid (3) with rounded edges (4a, 4b), which is arranged in a semicircular cylinder (5 ), wherein the molded part (2) has a cavity (7) open towards its end face (6) for receiving the electrical contacts (8a, 8b, 8c) and wherein this end face (6) is the bottom surface (3a) of the cuboid (3), wherein at least one lateral surface (9, 10, 11) of the cuboid (3) at least one in this lateral surface (9, 10, 11) along the rounded edge (4a, 4b) extending recess (12, 13, 14, 15).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Stecker zur elektrischen Kontaktierung von Aggregaten im Motorraum von Kraftfahrzeugen.The present invention relates to connectors for the electrical contacting of units in the engine compartment of motor vehicles.
Stand der Technik State of the art
Zur elektrischen Kontaktierung von Aggregaten im Motorraum von Kraftfahrzeugen werden unter anderem Steckverbindungen verwendet, der auch als "Kunststoff-AK-Stecker" bezeichnet wird. Dieser Stecker ist beispielsweise aus der
Der Stecker weist ein Formteil auf, bei dem ein Teil des Außenumfangs halbkreisförmig und ein gegenüberliegender Teil des Außenumfangs gerade ist. Dieses Formteil wird durch Spritzgießen hergestellt. Dabei wird flüssiger Kunststoff bei hoher Temperatur und einem Druck von mehreren 100 bar in eine mehrteilige Form gespritzt, die ein Negativ der gewünschten Form des Formteils bildet. Die Form wird anschließend geöffnet und das Formteil aus ihr herausgelöst (entformt).The plug has a molded part in which a part of the outer circumference is semicircular and an opposite part of the outer circumference is straight. This molding is made by injection molding. In this case, liquid plastic is injected at high temperature and a pressure of several 100 bar in a multi-part mold, which forms a negative of the desired shape of the molding. The mold is then opened and the molded part dissolved out of her (demolded).
Der Außenumfang des Steckers muss in einen hierzu passenden Innenumfang seines Gegenstücks eingeführt werden, damit eine elektrische Verbindung hergestellt werden kann. Der asymmetrische Außenumfang des Steckers stellt auf diese Weise sicher, dass der Stecker nur in einer bestimmten Orientierung mit seinem Gegenstück verbindbar ist, was ein Verpolen der elektrischen Verbindung ausschließt.The outer circumference of the plug must be inserted into a matching inner circumference of its counterpart, so that an electrical connection can be made. The asymmetric outer circumference of the plug ensures in this way that the plug is connectable only in a certain orientation with its counterpart, which precludes reverse polarity of the electrical connection.
Bei der Herstellung einer Variante des Kunststoff-AK-Steckers wird am geraden Teil des Außenumfangs Material ausgespart, indem am Spritzgießwerkzeug angebrachte Stifte stirnseitig in die Form für das Formteil hineinragen und nach dem Erkalten des Kunststoffs aus dem Formteil herausgezogen werden. Durch diese Masseausnehmung soll vermieden werden, dass Materialanhäufungen am geraden Teil des Außenumfangs zu einem erhöhten Verzug des Formteils beim Abkühlen nach dem Spritzgießen führen. Dies wird damit erkauft, dass aufgrund der geringen Wärmeabfuhr entlang der dünnen Stifte die so gestalteten Auskernungen eine hohe Kühlzeit erfordern. Andernfalls haftet zum Teil noch flüssiges Material an den Stiften an; zudem werden die Stiften durch den Schmelzedruck und die hohen Temperaturen mechanisch und thermisch stark belastet.In the production of a variant of the plastic AK plug material is recessed on the straight part of the outer circumference by protruding pins mounted on the injection mold frontally into the mold for the molding and are pulled out after cooling of the plastic from the molding. By this mass recess should be avoided that accumulations of material on the straight part of the outer circumference lead to increased distortion of the molding during cooling after injection molding. This is paid for by the fact that due to the low heat dissipation along the thin pins, the cores designed in this way require a high cooling time. Otherwise, some fluid still adheres to the pins; In addition, the pins are mechanically and thermally stressed by the melt pressure and the high temperatures.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Im Rahmen der Erfindung wurde ein Stecker zur Herstellung einer verpolungssicheren elektrischen Verbindung entwickelt. Dieser Stecker umfasst ein Formteil aus einem Kunststoff, dessen Außenumfang zumindest in einem Teilbereich durch einen Quader mit abgerundeten Kanten gebildet ist, welcher in einen Halbkreiszylinder fortgesetzt ist. Das Formteil weist einen zu seiner Stirnseite hin offenen Hohlraum zur Aufnahme der elektrischen Kontakte auf. Die Stirnseite enthält weiterhin die Bodenfläche des Quaders.In the context of the invention, a plug for producing a reverse polarity-proof electrical connection has been developed. This plug comprises a molded part made of a plastic whose outer circumference is formed, at least in a partial region, by a cuboid with rounded edges, which is continued in a semicircular cylinder. The molding has a cavity open towards its end face for receiving the electrical contacts. The front side also contains the bottom surface of the cuboid.
Dabei können am Außenumfang des Formteils auch weitere Formmerkmale, wie beispielsweise Rastnasen, angebracht sein. Ebenso kann die Innenwand des Hohlraums Führungs- und/oder Rastelemente enthalten, die die Verbindung des Steckers mit seinem Gegenstück vereinfachen und/oder sichern.In this case, on the outer circumference of the molded part and other shape features, such as locking lugs mounted. Likewise, the inner wall of the cavity guiding and / or locking elements may contain, which simplify the connection of the plug with its counterpart and / or secure.
Erfindungsgemäß weist mindestens eine Mantelfläche des Quaders mindestens eine sich in dieser Mantelfläche entlang der abgerundeten Kante erstreckende Aussparung auf. Diese Aussparung kann insbesondere zwischen einer abgerundeten Kante des Quaders und dem Hohlraum angeordnet sein in dem Sinne, dass auf einem Weg von der abgerundeten Kante in den Hohlraum die Aussparung durchquert wird. Besonders vorteilhaft sind eine erste Aussparung zwischen der einen abgerundeten Kante des Quaders und dem Hohlraum und eine zweite Aussparung zwischen der anderen abgerundeten Kante des Quaders und dem Hohlraum vorgesehen.According to the invention, at least one lateral surface of the cuboid has at least one recess extending in this lateral surface along the rounded edge. This recess may in particular be arranged between a rounded edge of the cuboid and the cavity in the sense that the recess is traversed on a path from the rounded edge into the cavity. Particularly advantageously, a first recess between the one rounded edge of the cuboid and the cavity and a second recess between the other rounded edge of the cuboid and the cavity are provided.
Es wurde erkannt, dass auf diese Weise Materialanhäufungen am geraden Teil des Außenumfangs des Formteils wesentlich einfacher und effektiver vermindert werden können. Die Negativform der erfindungsgemäß vorgesehenen Aussparung lässt sich unmittelbar in den Innenumfang der für das Spritzgießen verwendeten Gussform integrieren. Dieser Innenumfang kann gekühlt werden, so dass die Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Aussparung verbessert wird. Die Aussparung lässt sich dadurch definierter herstellen. Hierzu trägt im weiterhin auch bei, dass das Aspektverhältnis zwischen Breite und Tiefe der Aussparung für das Entformen deutlich günstiger ist als bei einer Herstellung der Aussparung mit einem stirnseitig herauszuziehenden langen Stift.It has been found that in this way material accumulations on the straight part of the outer periphery of the molding can be much easier and more effectively reduced. The negative mold of the recess provided according to the invention can be integrated directly into the inner circumference of the mold used for injection molding. This inner circumference can be cooled, so that the heat removal from the region of the recess is improved. The recess can thereby be produced in a defined manner. This contributes further in that the aspect ratio between the width and depth of the recess for demolding is much cheaper than in a production of the recess with a long pin to be pulled out from the front.
Somit kann die Maßhaltigkeit des durch Spritzgießen gefertigten Formteils verbessert werden. Die Serienfertigung läuft stabiler, und der Messaufwand für die Qualitätskontrolle kann reduziert werden.Thus, dimensional accuracy of the molded article produced by injection molding can be improved. Series production is more stable and the quality control effort can be reduced.
Weiterhin kann durch die Aussparung insgesamt mehr Material ausgenommen werden. Im Vergleich zu einem Stecker gemäß Stand der Technik können etwa 3 % Material eingespart werden.Furthermore, more material can be excluded by the recess altogether. Compared to a prior art plug, about 3% of material can be saved.
Der erfindungsgemäße Stecker ist vollständig interoperabel mit den bereits existierenden Gegenstücken gemäß Stand der Technik. Er unterscheidet sich auch in der Handhabung nicht von Steckern gemäß Stand der Technik. Er ist jedoch stabiler als ein Stecker, bei dem innerhalb des geraden Bereichs des Formteils durch Umgießen und anschließendes Herausziehen eines langen Stifts ein umschlossener Hohlraum als Aussparung geschaffen wurde. Eine dünne Wand eines solchen Hohlraums kann bei rauer Handhabung des Steckers, etwa mit einer Zange, eventuell brechen.The plug according to the invention is completely interoperable with the already existing counterparts according to the prior art. It does not differ in its handling of plugs according to the prior art. However, it is more stable than a plug in which an enclosed cavity has been created as a recess within the straight portion of the molding by encasing and then withdrawing a long pin. A thin wall of such a cavity may possibly break with rough handling of the plug, such as with pliers.
Vorteilhaft erstreckt sich die Aussparung über weniger als die Hälfte der Mantelfläche des Quaders, in die sie eingebracht ist. Dann bleibt von dieser Mantelfläche noch ein hinreichender Teil übrig, um formschlüssig in einen Innenumfang am Gegenstück des Steckers einzugreifen.Advantageously, the recess extends over less than half of the lateral surface of the cuboid, in which it is introduced. Then remains of this lateral surface still a sufficient part left to intervene positively in an inner circumference on the counterpart of the plug.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlraum zumindest in einem Teilbereich zylindrisch mit einer Grundfläche, deren Umfang aus zwei Kreisbögen und einem Rechteck, in das beide Kreisbögen an gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks übergehen, zusammengesetzt ist. Dabei kann insbesondere ein Kreisbogen konzentrisch zum Halbzylinder sein, der den Außenumfang des Formteils bildet. Durch geeignete Positionierung und Dimensionierung des Hohlraums lässt sich dessen Wandstärke dann in den Bereichen, in denen seine Grundfläche durch den zum Halbzylinder konzentrischen Kreisbogen bzw. durch das Rechteck definiert ist, konstant halten. Nur im Bereich des zweiten Kreisbogens ist der Hohlraum auf Grund der gewollten Asymmetrie des Formteils von mehr Kunststoff umgeben. Ein Teil dieses Kunststoffs kann durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aussparung ausgenommen werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the cavity is cylindrical at least in a partial area with a base whose circumference is composed of two circular arcs and a rectangle, in which both circular arcs on opposite sides of the rectangle, is composed. In particular, a circular arc may be concentric with the half-cylinder forming the outer periphery of the molded part. By suitable positioning and dimensioning of the cavity, its wall thickness can then be kept constant in the areas in which its base area is defined by the circular arc concentric with the half-cylinder or by the rectangle. Only in the area of the second circular arc is the cavity surrounded by more plastic because of the desired asymmetry of the molded part. A part of this plastic can be excluded by the inventively provided recess.
Vorteilhaft verjüngt sich der Querschnitt der Aussparung auf dem Weg von der Mantelfläche des Quaders in das Innere des Formteils. Dies vereinfacht zum einen das Entformen nach dem Spritzgießen. Zum anderen kann die Aussparung dadurch der Formgebung des Hohlraums angenähert werden, um die durch die Asymmetrie des Formteils zusätzlich hinzugefügte Wandstärke zu minimieren.Advantageously, the cross section of the recess tapers on the way from the lateral surface of the cuboid into the interior of the molded part. This simplifies the demolding after injection molding on the one hand. On the other hand, the recess can thereby be approximated to the shaping of the cavity in order to minimize the additional thickness of the wall due to the asymmetry of the molded part.
Zu diesem Zweck ist die Aussparung in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ausgehend von der abgerundeten Kante des Quaders entlang einer abfallenden Flanke in das Formteil hinein und entlang einer ansteigenden Flanke zurück zur Mantelfläche des Quaders geführt. Dabei kann insbesondere die ansteigende Flanke der Aussparung weniger steil sein als die abfallende Flanke der Aussparung. Die Aussparung kann also beispielsweise eine Art Sägezahnform aufweisen, die ausgehend von der abgerundeten Kante des Quaders zunächst senkrecht in das Formteil hinein verläuft, um sich dann langsam wieder der Mantelfläche des Quaders zu nähern.For this purpose, the recess is guided in a particularly advantageous embodiment of the invention, starting from the rounded edge of the cuboid along a sloping edge into the molding and along a rising edge back to the lateral surface of the cuboid. In this case, in particular, the rising edge of the recess may be less steep than the falling edge of the recess. The recess may thus have, for example, a kind of sawtooth shape which, starting from the rounded edge of the cuboid, initially extends perpendicularly into the molded part, in order then to slowly approach the lateral surface of the cuboid again.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die ansteigende Flanke der Aussparung in gleicher Weise gekrümmt wie der Halbkreiszylinder. Auf diese Weise kann die Aussparung die Formgebung des Hohlraums besonders gut nachbilden. Es kann damit insbesondere erreicht werden, dass die Wandstärke d1 des Hohlraums im Bereich der Aussparung gleich der Wandstärke d2 des Hohlraums im Bereich des Halbkreiszylinders ist.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the rising edge of the recess is curved in the same way as the semicircular cylinder. In this way, the recess can emulate the shape of the cavity particularly well. It can thus be achieved in particular that the wall thickness d 1 of the cavity in the region of the recess is equal to the wall thickness d 2 of the cavity in the region of the semicircular cylinder.
Vorteilhaft ist die Aussparung in die Stirnfläche des Formteils fortgesetzt. Dies schafft ein kleines Spiel beim Zusammenführen des Steckers mit seinem Gegenstück und erleichtert so insbesondere das Zusammenführen, wenn dieses auf Grund der beengten Verhältnisse im Motorraum eines Fahrzeugs ohne Sichtkontakt zu der Steckverbindung nur unter Zuhilfenahme des Tastsinns erfolgen muss.Advantageously, the recess is continued in the end face of the molding. This creates a small game when merging the connector with its counterpart and thus facilitates in particular the merging, if this must be done only with the aid of the sense of touch due to the cramped conditions in the engine compartment of a vehicle without visual contact with the connector.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die schmale Mantelfläche des Quaders einen parallel zu den abgerundeten Kanten des Quaders und mittig zwischen diesen abgerundeten Kanten angeordneten ebenen Bereich auf. Die durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aussparung bewirkte Abweichung des Außenumfangs des Steckers vom Stecker gemäß Stand der Technik wirkt sich dann besonders wenig auf die formschlüssige Verbindung mit dem Gegenstück des Steckers auf.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the narrow lateral surface of the cuboid on a parallel to the rounded edges of the cuboid and centrally disposed between these rounded edges flat area. The deviation provided by the inventively provided recess of the outer circumference of the plug from the plug according to the prior art then has little effect on the positive connection with the counterpart of the plug.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt. Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to figures.
Ausführungsbeispieleembodiments
Es zeigt: It shows:
Nahe den abgerundeten Kanten
Das Formteil
Die Gesamtbreite des Formteils
Die Aussparungen
Der Querschnitt der Aussparungen
Ausgehend von der abgerundeten Kante
Analog ist die Aussparung
Bei der Verbindung des Steckers
Das Ausführungsbeispiel zeigt drei Kontakte
Auch bei dem in
Analog zu den in den
Das in
Die Tiefe der Aussparungen
Dies gilt auch für das in
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |