DE102016101762A1

DE102016101762A1 - Gehäuse für elektrische Steckverbindungen

Info

Publication number: DE102016101762A1
Application number: DE102016101762.0A
Authority: DE
Inventors: Oliver Keller; Thorsten Schütz
Original assignee: Kuester Holding GmbH
Current assignee: Kuester Holding GmbH
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2017-08-03
Also published as: EP3203589B1; EP3203589A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (10) für elektrische Steckverbindungen, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, mit mindestens einer durch eine Eintrittsöffnung (13) des Gehäuses (10) geführten Kabelleitung (11), wobei das Gehäuse (10) aus einer Hartkomponente aus Kunststoff besteht. Um an der Eintrittsöffnung (13) die Kabelleitung (11) weniger knickempfindlich zu machen, schlägt die Erfindung vor, dass sich die Eintrittsöffnung (13) in einer Weichkomponente (15), die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, befindet, wobei die Weichkomponente (15) und das Gehäuse (10) als Verbundteil ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektrische Steckverbindungen, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, mit mindestens einer durch eine Eintrittsöffnung des Gehäuses geführten Kabelleitung, wobei das Gehäuse aus einer Hartkomponente aus Kunststoff besteht.
Ein Gehäuse der eingangs genannten Art ist häufig Bestandteil von Verriegelungsvorrichtungen in Elektroautos, die beispielhaft in der DE 10 2009 057 426 A1 beschrieben sind.
Hierzu finden im Stand der Technik Gehäuse Verwendung, die den Steckverbindungen zugeordnet sind, welche wiederum für eine elektrische Steckverbindung zum Aufladen der Energiezellen eines Fahrzeuges mit elektrischem Antrieb vorgesehen sind.
Bei den Gehäusen handelt es sich dabei um umspritzte Teile, die mit Kabelleitungen, beispielsweise im Motorraum oder im Bereich der Tankklappe, versehen sind.
Die Gehäuse sind dabei im Innern mit Kontakten versehen, die mit den Kabelleitungen verbunden sind. Die Kabelleitungen sind wiederum durch in den Gehäusen befindliche Eintrittsöffnungen in das Innere des Gehäuses geführt.
Die Gehäuse sind häufig aus dem Material PBT GF 30, d.h. aus Polybutylenterephtalat mit 30 % Glasfaser, und somit aus einer eher harten Komponente gebildet, wohingegen das Ummantelungsmaterial der Kabelleitungen aus PVC, d.h. aus Polyvinylchlorid besteht und folglich aus einem eher weichen Material gebildet ist. Hierdurch entsteht am Kabelaustritt, d.h. an den Eintrittsöffnungen, eine Knickstelle, die zu Beschädigungen der Kabelleitungen bei einem unsachgemäßen Umgang durch die Benutzer führen kann.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse der eingangs genannten Art zu Verfügung zu stellen, das sich an seinen für die Kabelleitungen vorgesehenen Eintrittsöffnungen durch eine geringe Knickempfindlichkeit seiner Kabelleitungen und somit durch eine größere Robustheit der Kabelleitungen auszeichnet.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
Die Erfindung sieht vor, dass sich die Eintrittsöffnung in einer Weichkomponente, die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, befindet, wobei die Weichkomponente und das Gehäuse als Verbundteil ausgebildet sind.
Grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Knickempfindlichkeit an der Eintrittsöffnung des Gehäuses zu reduzieren, indem zwischen Kabelleitungen und Gehäuse eine Weichkomponente, die beispielsweise aus einem Elastomer gebildet ist, angeordnet wird.
Die Weichkomponente und das Gehäuse sind gemäß der Erfindung als Verbundteil ausgebildet, das im Rahmen der 2K-Technologie hergestellt worden ist, d.h. die Weichkomponente wird mit dem Gehäuse zu einem Verbundteil in einem gemeinsamen, synchronen Prozess der Umspritzung zusammengefügt. Die Weichkomponente ist dabei als separates Teil gefertigt und wird zusammen mit den Kontakten bzw. Kabelleitung in die Gehäuseform eingelegt, sodass auch eine zusätzliche Abdichtung auf dem Kabelummantelungswerkstoff entfällt. Das erfindungsgemäße Gehäuse eignet sich für verschiedene Umgebungsbedingungen. Es kann insbesondere Verwendung finden bei einer Betriebstemperatur zwischen ca. –40°C und ca. 85°C und einer Lagerungstemperatur zwischen ca. –40°C und ca. 120°C.
Das erfindungsgemäße Gehäuse zeichnet sich auch durch eine gute Dichtigkeit aus und weist im Rahmen der Schutzart vorzugsweise den Code IP54 auf.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich innerhalb der Weichkomponente längliche Hohlräume befinden, durch die die Kabelleitung geführt ist. Hierdurch befindet sich ein größerer Teil der Kabelleitung innerhalb der Weichkomponente, wodurch wiederum die Knickempfindlichkeit der Kabelleitung weiter verringert und der Halt der Kabelleitungen innerhalb der Weichkomponente weiter erhöht wird. Hierzu dient auch, dass die Kabelleitung vorzugsweise passgenau durch die länglichen Hohlräume geführt ist.
Auch sorgt eine größere Außenfläche der Weichkomponente für eine größere Haftung zwischen der Hartkomponente und der Weichkomponente. Die Weichkomponente ist hierzu vorteilhafterweise außerhalb des Gehäuses angeordnet.
Eine praktikable Variante der Erfindung sieht daher vor, dass ein Anbauteil vorgesehen ist, das einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet ist und in das die Weichkomponente integriert ist. Die Verbindung zwischen der Hartkomponente und der Weichkomponente sollte sich durch eine hohe Haftung auszeichnen. Vorzugsweise ist die Weichkomponente daher von einem Kunststoff umspritzt, was zweckmäßigerweise durch den Einsatz der 2K-Fertigung erreicht werden kann.
Hierzu dient auch, dass das Anbauteil einer Wand des Gehäuses zugeordnet ist, wobei das Anbauteil mit Rippen versehen ist, die sich zwischen der Wand des Gehäuses und der Eintrittsfläche der in das Anbauteil integrierten Weichkomponente befindet. Der Raum zwischen der Wand des Gehäuses und den Rippen sowie der Raum zwischen den Rippen sind vorzugsweise mit der Weichkomponente ausgefüllt. Zweckmäßigerweise ist die Weichkomponente dabei aus einem Elastomer gebildet.
Um den Halt zwischen dem Anbauteil und der Weichkomponente weiter zu erhöhen, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass in dem Anbauteil ein Steg ausgebildet ist, der auf der dem Gehäuse abgewandten Eintrittsfläche der Weichkomponente aufliegt.
Der Druck auf die Weichkomponente lässt sich durch die Gestaltung des Spritzgusswerkzeuges, in Bezug auf die massliche Ausgestaltung des Anbauteiles, bzw. der Rippen und Stege des Anbauteiles, variieren bzw. einstellen. So kann z.B. zur Erreichung einer höheren Dichtigkeitsforderung eine andere Ausgestaltung erforderlich sein als für die Forderung eines engen Verlegeradius nach dem Austritt der Kabel aus dem Gehäuse. Um mehrere Kabelleitungen in das Innere des Gehäuse führen zu können, sieht eine weitere praktikable Variante der Erfindung vor, dass die Weichkomponente über eine Eintrittsfläche verfügt, die voneinander beabstandete Eintrittsöffnungen aufweist.
Die Verwendung eines Gehäuses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein Elektroauto ist Gegenstand von Anspruch 11.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1a bis 1b in einer perspektivischen Ansicht ein herkömmliches Gehäuse für eine elektrische Steckverbindung mit durch Eintrittsöffnungen in das Gehäuse geführten Kabelleitungen;
2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Gehäuses und
3 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Gehäuses aus 2.
1a zeigt ein herkömmliches Gehäuse, das mit dem Bezugszeichen 20 versehen ist und das einem in 1a nicht gezeigten Steckverbinder zugeordnet ist, welcher für eine elektrische Steckverbindung zum Aufladen der Energiezellen eines Fahrzeuges mit elektrischem Antrieb dient.
Bei dem herkömmlichen Gehäuse 20 handelt es sich um ein von Kunststoff umspritztes Teil, das, wie zudem aus 1a hervorgeht, mit Kabelleitungen 11 versehen ist.
Das Gehäuse 20 ist im Innern mit Kontakten 12 versehen, die, wie insbesondere die in 1b getrennt gezeigten Komponenten verdeutlichen, wiederum mit den Kabelleitungen 11 verbunden sind.
Wie 1a weiter zeigt, sind die Kabelleitungen 11 durch Eintrittsöffnungen 13, die am unteren Rand einer Wand 14 des Gehäuses 20 ausgebildet sind, in das Innere des Gehäuses 20 geführt.
Das Gehäuse 20 ist aus dem Material PBT GF 30, d.h. aus Polybutylenterephtalat mit 30 % Glasfaser und somit aus einer eher harten Komponente gebildet, wohingegen das Ummantelungsmaterial der Kabelleitungen 11 aus PVC, d.h. aus Polyvinylchlorid, und folglich aus einem eher weichen Material gebildet ist. Hierdurch entsteht am Kabelaustritt, d.h. an den Eintrittsöffnungen 13 eine Knickstelle, die zu Beschädigungen der Kabelleitungen führen kann.
Das erfindungsgemäße Gehäuse, das mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, zeichnet sich daher, wie aus 2 hervorgeht, durch eine Weichkomponente 15 aus, in der sich die Eintrittsöffnungen 13 befinden und als Verbundteil mit dem Gehäuse 10 ausgebildet ist.
Die Weichkomponente 15, die als Elastomer ausgebildet ist, und das Gehäuse 10 sind als Verbundteil ausgebildet, das im Rahmen der 2K-Technologie hergestellt worden ist, d.h. die Weichkomponente 15 wird mit dem Gehäuse 10 zu einem Verbundteil in einem gemeinsamen, synchronen Prozess der Umspritzung zusammengefügt, sodass die Weichkomponente 15 in dem Gehäuse 10 in Form eines umspritzten Teils vorliegt. Durch chemische Bindung zwischen den unterschiedlichen Materialien wird eine hohe Haftwirkung erzeugt.
Wie 3 näher verdeutlicht, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass das Gehäuse 10 über ein Anbauteil 16 verfügt, das einteilig mit dem Gehäuse 10 ausgebildet ist. Innerhalb der Weichkomponente 15 befinden sich längliche Hohlräume, durch die die Kabelleitungen 11 passgenau geführt sind.
Das Anbauteil 16 ist an der Wand 14 des Gehäuses 10 angeordnet und mit Rippen 17 versehen, die sich zwischen der Wand 14 des Gehäuses 10 und der Eintrittsfläche 18 der in das Anbauteil 16 integrierten Weichkomponente 15 befindet. Der Raum zwischen den Rippen 17 und der Wand 14 des Gehäuses 10 sowie zwischen den Rippen 17 ist mit noch mit der Weichkomponente 15 ausgefüllt.
Wie insbesondere aus 3 weiter hervorgeht, verfügt die Weichkomponente 15 über eine Eintrittsfläche 18, die mehrere Eintrittsöffnungen 13 aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Kabelleitungen 11 werden also durch die Eintrittsöffnungen 13 in die länglichen Hohlräume geführt, die sie durchlaufen, um dann in das Innere des Gehäuses 10 zu gelangen.
Das Anbauteil 16 verfügt über einen Steg 19, der auf der dem Gehäuse 10 abgewandten Seite der Eintrittsfläche 18 der Weichkomponente 15 aufliegt. Hierdurch wir ein zusätzlicher Halt der Weichkomponente 15 an dem Anbauteil 16 geschaffen. Das Anbauteil 16 weist eine Länge von ca. 19,5 mm und eine Breite von ca. 7,3 mm sowie eine Höhe von ca. 4 mm auf.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Beispielsweise kann die Weichkomponente 15 direkt in die Wand 14 des Gehäuses 10 integriert sein, d.h. Bestandteil der Wand 14 des Gehäuses 10 sein.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
11: Kabelleitung
12: Kontakte
13: Eintrittsöffnungen
14: Wand
15: Weichkomponente
16: Anbauteil
17: Rippen
18: Eintrittsfläche
19: Steg
20: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009057426 A1 [0002]

Claims

Gehäuse (10) für elektrische Steckverbindungen, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, mit mindestens einer durch eine Eintrittsöffnung (13) des Gehäuses (10) geführten Kabelleitung (11), wobei das Gehäuse (10) aus einer Hartkomponente aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Eintrittsöffnung (13) in einer Weichkomponente (15), die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, befindet, wobei die Weichkomponente (15) und das Gehäuse (10) als Verbundteil ausgebildet sind.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb der Weichkomponente (15) längliche Hohlräume befinden, durch welche die Kabelleitung (11), vorzugsweise passgenau, geführt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbauteil (16) vorgesehen ist, das einteilig mit dem Gehäuse (10) ausgebildet ist und in das die Weichkomponente (15) integriert ist.
Gehäuse einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (15) von einem Kunststoff umspritzt ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (15) über eine Eintrittsfläche (18) verfügt, die Eintrittsöffnungen (13) aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauteil (16) an einer Wand (14) des Gehäuses (10) angeordnet ist, wobei das Anbauteil (16) mit Rippen (17) versehen ist, die sich zwischen der Wand (14) des Gehäuses (10) und der Eintrittsfläche (18) der in das Anbauteil (16) integrierten Weichkomponente (15) befindet.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichkomponente (15) aus einem Elastomer besteht.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in seinem Inneren Kontakte (12) angeordnet sind, die mit der Kabelleitung (11) verbunden sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Anbauteil (16) ein Steg (19) ausgebildet ist, der auf der dem Gehäuse (10) abgewandten Seite der Eintrittsfläche (18) der Weichkomponente (15) aufliegt.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus dem Material PBTGF 30 gebildet ist.
Verwendung eines Gehäuses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein Elektroauto.