DE102017223267B4

DE102017223267B4 - Kabeltrennvorrichtung, Gehäuseteil mit Kabeltrennvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102017223267B4
Application number: DE102017223267.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Szelag
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: DE102017223267A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kabeltrennvorrichtung (1) zum Durchtrennen eines elektrischen Leiters (77), mit einer Schneide (65), ein Gehäuseteil (7) aus einem Isolationsmaterial (32) für einen elektrischen Stecker mit einer Leiteraufnahme (75) zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters (77), sowie ein Verfahren zum Herstellung eines Gehäuseteils (7) einer Kabeltrennvorrichtung (1) mit einer isolierenden Schneide (65). Lösungen aus dem Stand der Technik weisen das Problem auf, dass diese zusätzliche Assemblageschritte zur Befestigung einer Schneide (65) benötigen und die Kabeltrennvorrichtungen (1) bzw. Gehäuseteile (7) dadurch zeitaufwändiger und teurer in der Herstellung sind. Die Erfindung löst diese Probleme durch eine durch Abbrechen entlang einer Bruchkante (67) entfernbare Abbruchlasche (11) zum Formen einer Schneide (65) durch die Bruchkante (67), wobei die Schneide (65) der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung (1) von einer Bruchkante (67) gebildet ist, bzw. eine erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung (1) im Gehäuseteil (7) verwendet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Formen eines Rohlings (3) aus einem Isolationsmaterial (32) in ein Gehäuseteil (7) mit einer monolithischen Kabeltrennvorrichtung (1), die eine entfernbare Abbruchlasche (11) aufweist und das Abbrechen der Abbruchlasche (11) zum Formen einer Schneide (65).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabeltrennvorrichtung zum Durchtrennen eines elektrischen Leiters, ein Gehäuseteil aus einem Isolationsmaterial für einen elektrischen Stecker mit einer Leiteraufnahme zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kabeltrennvorrichtung mit einer isolierenden Schneide und ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils mit einer Kabeltrennvorrichtung.
Kabeltrennvorrichtungen werden im Stand der Technik beispielsweise genutzt, um Kabel oder elektrische Leitungen, deren Länge nicht vorkonfektioniert ist, d.h. deren Länge nicht vorab exakt bekannt und/oder zugeschnitten wurde, bei der Assemblage des Leiters oder Kabels, beispielsweise in einem Gehäuseteil, abzuschneiden. Hierzu werden üblicherweise separate Schneiden verwendet, die in der Kabeltrennvorrichtung oder im Gehäuseteil aufgenommen und fixiert werden müssen.
Bei derartigen Schneiden können Schneidkanten auch durch Schleifen erzeugt werden. Dies ist jedoch unter Umständen für in einem Element, beispielsweise Gehäuseteil, angeordnete Schneiden sehr schwer bis gar nicht zu realisieren, da diese nicht frei zugänglich sind.
Die DE 698 32 704 T2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schneiden von Haaren, wobei die Vorrichtung einen Griff und eine Multifacetten-Schneidvorrichtung umfasst, die mit dem Griff verbunden ist. Die Multifacetten-Schneidvorrichtung der DE 698 32 704 T2 ist aus Glas gebildet und umfasst eine Schneidfläche mit einer Vielzahl von Schneidkanten, die in Richtung der Länge, der Breite und der Tiefe verteilt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Kabeltrennvorrichtung, ein Gehäuseteil und ein Verfahren zur Herstellung einer Kabeltrennvorrichtung zu schaffen, welche den Zusammenbau vereinfachen sollen sowie kostengünstig, platzsparend und mit wenigen Einzelteilen oder Bearbeitungsschritten herstellbar sind.
Die eingangs erwähnte Kabeltrennvorrichtung löst die obige Aufgabe dadurch, dass sie eine durch Abbrechen entlang einer Bruchkante entfernbare Abbruchlasche zum Formen einer Schneide durch die Bruchkante umfasst, wobei die Schneide von der Bruchkante gebildet wird.
Das eingangs erwähnte Gehäuseteil löst die obige Aufgabe dadurch, dass es eine erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung aufweist.
Das eingangs erwähnte Verfahren zur Herstellung einer Kabeltrennvorrichtung löst die obige Aufgabe dadurch, dass es die Verfahrensschritte: (a) Formen eines Rohlings der Kabeltrennvorrichtung, die eine entfernbare Abbruchlasche aufweist, aus einem Isolationsmaterial; und (b) Abbrechen einer Abbruchlasche zum Formen einer Schneide umfasst.
Das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils mit einer Kabeltrennvorrichtung löst die obige Aufgabe dadurch, dass es die Verfahrensschritte: - Formen eines Rohlings aus einem Isolationsmaterial in ein Gehäuseteil mit einer monolithisch verbundenen Kabeltrennvorrichtung, die eine entfernbare Abbruchlasche aufnimmt; und - Abbrechen der Abbruchlasche zum Formen einer Schneide umfasst.
Die erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung hat den Vorteil, dass eine dünne Schneide in einer komplizierten Gehäusegeometrie, beispielsweise Steckergeometrie, herstellbar ist. Ferner entfällt die Assemblage einer separat ausgestalteten Schneide, was zum einen diesen Schritt der Assemblage einspart und zum anderen eine Kosten- und Zeitreduktion bei der Herstellung der Kabeltrennvorrichtung bzw. des Gehäuseteils ermöglicht.
Durch das Abbrechen der Abbruchlasche und das Herausbilden der Schneide, d.h. auch durch die Ausbildung der Schneide von der Bruchkante kann eine sehr dünne Schneidgeometrie erreicht werden, die frei von Störungen, beispielsweise Lufteinschlüssen, und homogen ausgestaltet ist.
Ein nachträgliches Schleifen der Schneide der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung bzw. der Schneide des erfindungsgemäßen Gehäuseteils ist somit nicht notwendig. Ist Schleifen bei den Lösungen aus dem Stand der Technik notwendig, so wird ein entsprechender Platz für das Schleifwerkzeug benötigt. Dies entfällt beim erfindungsgemäßen Gehäuseteil, so dass dieses auch miniaturisiert, d.h. mit kleinem Bauvolumen hergestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung, das erfindungsgemäße Gehäuseteil und das erfindungsgemäße Verfahren können durch weitere, im Folgenden beschriebene, jeweils für sich vorteilhafte Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Technische Merkmale der Ausgestaltungen können dabei beliebig miteinander kombiniert und/oder weggelassen werden, sofern es nicht auf den mit dem weggelassenen technischen Merkmal erzielten technischen Effekt ankommt.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung kann die Bruchkante zumindest abschnittsweise gerade und/oder zumindest abschnittsweise u-förmig verlaufen. Die Schneide kann eine Schneidenebene definieren, die durch eine Querrichtung und eine senkrecht zur Querrichtung orientierte Schneiderichtung aufgespannt wird. Die Schneiderichtung kann als jene Richtung verstanden werden, entlang welcher die Schneide und/oder das zu schneidende Gut (Kabel, Leiter) aufeinander zubewegt werden. Die Ausdehnung der Schneide in Querrichtung definiert eine mögliche Schneidebreite.
Eine senkrecht zur Schneidenebene gemessene Dicke der Schneide kann gemäß der Erfindung zwischen wenigen zehn Mikrometern und wenigen hundert Mikrometern betragen, beispielsweise, und nicht einschränkend, größer als 10 µm und kleiner als 500 µm sein. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der Schneide ungefähr 50 µm. Insbesondere ist die Schneide von der Bruchkante gebildet und nicht durch Schleifen oder spanende Bearbeitung erzeugt. Der Schneidenbereich ist somit als quaderförmiger Bereich anzusehen, der sich entlang einer Schneidenbreite, entlang einer Schneidenlänge sowie entlang der Dicke erstreckt, wobei die Schneidenbreite und Schneidenlänge in derselben Größenordnung liegen können, jedoch deutlich größer (Faktor 10 und mehr) als die Dicke der Schneide sind.
Die Bruchkante kann mit einer von der Bruchkante begrenzten Schneidenfläche einen Querschnitt der Schneide ausbilden. Dieser Querschnitt kann im Wesentlichen parallel zur Querrichtung verlaufen bzw. orientiert sein. Ebenso ist es möglich, dass dieser Querschnitt geneigt zur Querrichtung orientiert ist. In diesem Fall kann das zu schneidende Gut, welches sich über die Schneidebreite erstrecken kann, mit einer verringerten Schneidekraft geschnitten werden. Das Schneiden des zu schneidenden Guts über die gesamte Schneidebreite erhöht die notwendige Schneidekraft, wohingegen eine geneigte Schneide entlang der Querrichtung über die Schneidebreite unterschiedliche Schneidetiefen aufweist. Insbesondere bei Flachbandkabeln oder einer Vielzahl einzelner Kabel kann eine parallel zur Querrichtung orientierte Schneidenfläche eine hohe Schneidekraft erfordern, da das Flachbandkabel oder die Vielzahl an Einzelkabeln über seine komplette Breite geschnitten werden muss. Eine geneigte Schneidenfläche dagegen erlaubt es das Flachbandkabel von einer Seite beginnend zu schneiden, wobei bevorzugt eine Seite des Flachbandkabels oder ein Einzelkabel an einer Seite vollständig durchtrennt ist, bevor das in Querrichtung gegenüberliegende Ende bzw. das Einzelkabel der gegenüberliegenden Seite geschnitten wird.
Insbesondere kann zumindest die Schneide der Kabeltrennvorrichtung ein Isolationsmaterial umfassen. Dies hat den Vorteil, dass die Schneide einerseits genutzt wird, um den Leiter bzw. das Kabel zu durchtrennen und andererseits das abgetrennte, offene Leiterende elektrisch zu isolieren. Da die Schneide im Allgemeinen nach dem Abtrennen des Leiterendes direkt an diesem anliegt, können durch die aus Isolationsmaterial hergestellte Schneide die Durchbruchspannung und auch Kriechstrecken erhöht werden. Eine zusätzliche elektrische Isolierung kann somit nicht mehr notwendig sein.
Das Isolationsmaterial kann mindestens ein Material aus der Gruppe umfassend: Keramik, insbesondere eine Oxidkeramik; Glas; hochtemperaturbeständige Kunststoffe, insbesondere Polyetherimid (PEI) oder Polyetheretherketon (PEEK); und glasfaserverstärkte Kunststoffe aufweisen. Die unterschiedlichen isolierenden Materialien weisen unterschiedliche Durchschlagsfestigkeiten auf. Das heißt, dass unterschiedlich große elektrische Feldstärken an der isolierenden Schneide anliegen können, bevor es zu einem Spannungsdurchschlag (dieser äußert sich beispielsweise in einem Lichtbogen oder Funkenschlag) kommt.
Insbesondere kann sich die Bearbeitung der Kabeltrennvorrichtung aus unterschiedlichen Materialien unterscheiden. Rein beispielhaft können Kabeltrennvorrichtungen aus Oxidkeramik, d.h. technischer Keramik oder Glas durch ein Verfahren des Urformens aus dem flüssigen Zustand hergestellt werden, zum Beispiel durch Schwerkraft-, (Nieder)Druck- oder Schleudergießen.
Kabeltrennvorrichtungen aus Kunststoffen können bevorzugt hohen Temperaturen standhalten und weisen bevorzugt eine größere Härte als Standard-Thermoplaste (wie ABS, PP), weiter bevorzugt eine größere Härte als technische Thermoplaste (wie PMMA oder PPA) auf. Besonders bevorzugt werden zumindest für die Schneide sogenannte Hochleistungsthermoplaste verwendet. Hierzu zählen unter anderem, und nicht abschließend, die oben genannten PEI und PEEK, sowie Polyethersulfon (PES) und Polyamidimid (PAI).
Kunststoffe werden besonders bevorzugt durch ein Verfahren des Urformens aus dem plastischen Zustand hergestellt. Hierzu zählen beispielsweise, und nicht einschränkend, bekannte Spritzgussverfahren
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung weist diese eine durch Abbrechen entfernbare Abbruchlasche zum Formen einer Schneide auf. Mit anderen Worten wird die Kabeltrennvorrichtung in Form eines Rohlings bereitgestellt, welcher sich im Vergleich zu den bisherigen Ausgestaltungen der Kabeltrennvorrichtung durch eine, bevorzugt monolithisch, mit der Kabeltrennvorrichtung verbundene Lasche unterscheidet. Die Abbruchlasche ist bevorzugt freistehend, wobei durch ein Abbrechen der Abbruchlasche eine Kabeltrennvorrichtung mindestens einer zuvor beschriebenen Ausgestaltung erhalten werden kann. Das Formen des Rohlings der Kabeltrennvorrichtung aus einem Isolationsmaterial erfolgt besonders bevorzugt durch Urformen, beispielsweise durch Schwerkraft- oder Spritzgießen.
Das Abbrechen der Abbruchlasche formt eine Schneide heraus, die von der entstehenden Bruchkante gebildet ist. Die Schneide kann also erst vor Ort, d.h. beim Endverbraucher durch das Abbrechen erzeugt werden. Ein frühzeitiger, unbeabsichtigter Verschleiß bzw. gar eine Beschädigung der Schneide auf dem Weg zum Endverbraucher kann somit vermieden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung kann sich beim Abbrechen der Abbruchlasche die Schneide entlang einer Sollbruchstelle ausbilden. In einer entsprechenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Abbrechen der Abbruchlasche somit entlang einer Sollbruchstelle geschehen, wobei sich die Schneide entlang der Sollbruchstelle ausbildet.
Eine Sollbruchstelle weist den entscheidenden Vorteil auf, dass die Lage der Schneide präzise vorab festgelegt werden kann. Dies erlaubt es, eine Vielzahl von Kabeltrennvorrichtungen mit reproduzierbarer Lage, Position und Ausrichtung der Schneide herzustellen.
Die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Kabeltrennvorrichtung können in einem erfindungsgemäßen Gehäuseteil angeordnet sein. Die Kabeltrennvorrichtung kann dabei als separates Element mit dem Gehäuseteil verbunden sein, wobei jedoch in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung die Kabeltrennvorrichtung monolithisch mit dem Gehäuseteil geformt ist. Weiter bevorzugt ist die Kabeltrennvorrichtung monolithisch mit dem Gehäuseteil urgeformt, d.h. durch Verfahren aus der Gruppe des Urformens (beispielsweise Gravitationsgießen, Spritzgießen und weitere, siehe oben) gemeinsam in einem Verfahrensschritt hergestellt.
Das Gehäuseteil kann, rein beispielhaft und nicht einschränkend, bei Verwendung eines hochtemperaturbeständigen Kunststoffs durch Spritzgießen hergestellt werden, wobei besonders bevorzugt das Gehäuseteil, die Kabeltrennvorrichtung und die Abbruchlasche in einem einzigen Arbeitsschritt spritzgegossen werden. In einer entsprechenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Formen des Rohlings der Kabeltrennvorrichtung somit das Formen eines monolithisch mit der Kabeltrennvorrichtung verbundenen Gehäuseteils. Insbesondere ist der Verfahrensschritt des Formens ein Urformen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuseteils kann ein zumindest abschnittsweise in die Leiteraufnahme hinein bewegliches Presswerkzeug vorgesehen sein.
Bevorzugt werden die elektrischen Leiter bzw. Kabel durch das sogenannte Scherschneiden oder Scheren durchtrennt. Dies wird durch zwei Schneiden, bzw. Kanten realisiert, die sich aneinander vorbeibewegen und somit den elektrischen Leiter bzw. das Kabel durch Scherkräfte abscheren.
In dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuseteils wird eine der aneinander vorbeibewegten Kanten von der Schneide gebildet und die entsprechende zweite Kante vom Presswerkzeug. Das Presswerkzeug kann beweglich aber unverlierbar im Gehäuseteil angeordnet sein. Ferner kann das Presswerkzeug entweder als separates Element am bzw. im Gehäuseteil befestigt werden oder aber in einer weiteren Ausgestaltung monolithisch mit dem Gehäuseteil, beispielsweise über ein Scharnier wie ein Filmscharnier, verbunden und hergestellt worden sein. Ebenso ist es möglich, dass sich das Presswerkzeug im Gehäuse eines Gegensteckers befindet, der mit dem erfindungsgemäßen Gehäuseteil zusammensteckbar ist.
Die erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung, das erfindungsgemäße Gehäuseteil sowie das erfindungsgemäße Verfahren können mehrere, beispielsweise zwei, drei, vier oder mehr Schneiden vorsehen bzw. diese durch das Abbrechen der entsprechenden Anzahl von Abbruchlaschen erzeugen. Entlang einer Erstreckungsrichtung der Abbruchlasche bzw. der Abbruchlaschen können die Sollbruchstellen an unterschiedlichen Positionen in Erstreckungsrichtung angeordnet sein, sodass auch die Vielzahl der Schneiden an diesen unterschiedlichen Positionen in Erstreckungsrichtung der Abbruchlasche ausgebildet werden. Somit können unterschiedliche, in Querrichtung der Kabeltrennvorrichtung voneinander beabstandete Bereiche des Kabels, beispielsweise eines Flachkabels, zeitlich nacheinander abgetrennt werden. Dies kann, wie bereits oben beschrieben, die notwendige Schneidekraft vermindern.
Um das Abbrechen der einzelnen Abbruchlaschen zu gewährleisten, kann sich zwischen den einzelnen Abbruchlaschen ein Freiraum befinden, der es erlaubt, jede der Abbruchlaschen separat abzubrechen.
Ferner ist es denkbar, dass an einer Abbruchlasche jeweils mehrere Sollbruchstellen ausgestaltet sind, die es erlauben, eine beschädigte oder stumpfe Schneide abzubrechen und mittels einer von der beschädigten Schneide beabstandeten weiteren Sollbruchstelle eine neue Schneide durch erneutes Abbrechen zu erzeugen.
Ebenso ist es denkbar, dass eine Vielzahl nebeneinanderliegender Abbruchlaschen mit jeweils mehreren Sollbruchstellen ausgestaltet ist. Eine solche Ausgestaltung erlaubt es einem Benutzer die Reihenfolge des Abschneidens mehrerer nebeneinanderliegender Kabel (beinahe beliebig) zu wählen. Mit anderen Worten kann der Nutzer eine frische Schneide vor Ort und in Eigenregie erzeugen.
Im Folgenden werden die erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung, das erfindungsgemäße Gehäuseteil und das erfindungsgemäße Verfahren anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen stellen dabei rein beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar, wobei diese Ausgestaltungen den Schutzumfang nicht einschränken. Einzelne technische Merkmale der Ausgestaltungen können gemäß den Ansprüchen beliebig miteinander kombiniert und/oder weggelassen werden. Gleiche technische Merkmale und technische Merkmale gleicher technischer Wirkung werden der Übersichtlichkeit halber mit demselben Bezugszeichen versehen. Auf eine sich wiederholende Beschreibung identischer Aspekte in den Figuren wird verzichtet.
Es zeigen:

1 einen Rohling der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung;
2 den Rohling der 1 beim Erzeugen einer Bruchkante;
3 die aus dem Rohling der 1 erhaltene erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung;
4 ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil in zwei unterschiedlichen Ausgestaltungen;
5a-5c schematische Darstellung der Verwendung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung;
6 eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung; und
7 eine dritte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung.

In der 1 ist ein Rohling 3 einer Kabeltrennvorrichtung 1 gezeigt. Die Kabeltrennvorrichtung 1 befindet sich in einem Herstellungszustand 5, in welchem die Kabeltrennvorrichtung 1 noch keinen weiteren Bearbeitungsschritten unterworfen wurde.
Die Kabeltrennvorrichtung 1 ist monolithisch mit einem Gehäuseteil 7 verbunden, welches mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Das Gehäuseteil 7 kann beispielsweise ein Steckergehäuse 9 sein.
Der Rohling 3 der Kabeltrennvorrichtung 1 weist eine Abbruchlasche 11 auf, die sich in der gezeigten Ausgestaltung in einer Längsrichtung y über einen Randbereich 13 des Gehäuseteils 7 hinausragt. In anderen Ausgestaltungen kann die komplette Abbruchlasche 11 in das Gehäuseteil 7 hineinversetzt angeordnet sein.
Der Rohling 3 der Kabeltrennvorrichtung 1 umfasst einen Schneidenbereich 15, der durch eine Schraffur angedeutet ist. Der Schneidenbereich 15 ist von Stützstrukturen 17 umgeben, die in der gezeigten Ausgestaltung Bereiche höherer Materialdicke 19 sind. Eine Dicke d wird entlang der Höhenrichtung z gemessen.
Der Schneidenbereich 15 definiert somit eine Schneidenebene 21, die sich in Längsrichtung y und in einer Querrichtung x erstreckt.
In 1 sind drei Dicken d gezeigt: eine Dicke des Schneidenbereichs d₁ , eine Dicke der Stützstruktur d₂ und eine Kerbendicke d₃ . Die Dicke des Schneidenbereichs d₁ ist deutlich kleiner als die Dicken d₂ und d₃ . Die Kerbendicke d₃ ist kleiner als die Dicke der Stützstruktur d₂ .
Die Kerbendicke d₃ wird an einer Kerbe 23 in Höhenrichtung z gemessen, wobei in 1 der Übersichtlichkeit halber lediglich eine der zwei gezeigten Kerben 23 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Kerbe 23 stellt einen Schwächungsbereich 24 der Abbruchlasche 11, insbesondere der Stützstruktur 17 dar.
Durch den als Kerbe 23 ausgestalteten Schwächungsbereich 24 wird eine Sollbruchstelle 25 definiert, welche geradlinig entlang der Querrichtung x durch die Stützstrukturen 17 als auch durch den Schneidenbereich 15 hindurch verläuft.
Die Kabeltrennvorrichtung 1 ist in der gezeigten Ausgestaltung ein Spritzgussteil 27, d.h., dass auch das Gehäuseteil 7 ein Spritzgussteil 27 ist und die Kabeltrennvorrichtung 1 umfasst.
Gezeigt ist ferner ein Anspritzpunkt 29, über welchen das plastische Material 31, beispielsweise ein hochtemperaturbeständiger Kunststoff 33 in eine Spritzgussform (nicht gezeigt) eingebracht wurde und nach dem Erhärten sowohl das Gehäuseteil 7, als auch den Rohling 3 der Kabeltrennvorrichtung 1 ausbildet. Das plastische Material 31 kann insbesondere ein Isolationsmaterial 32 sein.
An einem freistehenden Ende 35 der Abbruchlasche 11 können durch das Spritzgießen Einschlüsse 37, beispielsweise in Form von Luftbläschen 39 ausgebildet sein. Dies ist dem Spritzgießen geschuldet und führt zu einer rauen Kante 41. Eine solche raue Kante 41 ist zum Schneiden von Kabeln oder Leitungen ungeeignet.
Eine nicht gezeigte Gussform für die in 1 gezeigte Kabeltrennvorrichtung 1 ist folglich komplementär zur Form der Kabeltrennvorrichtung 1 ausgestaltet. An der Position des Anspritzpunkts 29 wird das plastische Material 31 in die Gussform eingebracht und entlang eines Steigers 43 (der Steiger 43 entspricht einem Zuleitungs-Hohlraum in der Gussform, in welchem das plastische Material 31 zu weiteren Bereichen der Gussform geleitet wird; das Bezugszeichen 43 deutet somit lediglich die Position des Steigers an) in die Gussform gepresst.
Der Steiger 43 stellt sicher, dass das plastische Material 31 von allen Seiten in den Schneidenbereich 15 eingebracht werden kann.
Der Schneidenbereich 15 entspricht in der Gussform einem quaderförmigen Bereich geringer Ausdehnung in Höhenrichtung z und deutlich größere Ausdehnung in Quer- und Längsrichtung x, y. Fließt das plastische Material 31 in diesem quaderförmigen Bereich, so wird die Luft desselben in Längsrichtung y, d.h. zum freistehenden Ende 35 hin durch das plastische Material 31 verdrängt. Am freistehenden Ende 35 kann die Verdrängung der Luft insbesondere durch die geringe Ausdehnung des Hohlraumes in Höhenrichtung z eingeschränkt möglich sein, sodass das plastische Material 31 den Hohlraum mitunter nicht komplett ausfüllt und sich Einschlüsse 37 von Luft, d.h. Luftbläschen 39 bilden.
Die Luftbläschen 39 können als Indikator für homogene Ausgestaltung des Schneidenbereichs 15 dienen. Sind diese am freistehenden Ende 35 nicht ausgebildet, so sind im Schneidenbereich 15 keine Fehlstellen, z.B. in Form von Luftbläschen 39 zu erwarten.
In der 2 ist der Rohling der 1 beim Erzeugen einer Bruchkante 45 gezeigt. Die 2 zeigt folglich einen Zwischenzustand 47 der Kabeltrennvorrichtung 1. Das Gehäuseteil 7 ist der Übersichtlichkeit halber in den 2, 3, 5a- 5c, 6 und 7 nicht eingezeichnet.
Das Abbrechen der Abbruchlasche 11 erfolgt durch Ausüben einer Kraft 48 im Bereich des freistehenden Endes 35 der Abbruchlasche 11.
In 2 ist ebenso ein entgegen der Querrichtung x gezeigtes Seitenprofil 49 einer Stützstruktur 17 im jeweils noch nicht gebrochenen Zustand 51 sowohl für einen Ruhezustand 53 als auch einen (übertrieben dargestellten) ausgelenkten Zustand 55 gezeigt.
Die Kerbe 23 bewirkt hierbei, dass die in der Stützstruktur 17 auftretende mechanische Spannung 57 im Bereich der Kerbe 23 eine Spannungserhöhung 59 aufweist. Die mechanische Spannung 57 ist in 2 schematisch über die Längsrichtung y bis zum freistehenden Ende 35 dargestellt.
Die Spannungserhöhung 59 bewirkt die Ausbildung eines Risses 61 am Ort der Spannungserhöhung 59, d.h. im Maximum der mechanischen Spannung 57, der lediglich schematisch dargestellt ist, und von dem ausgehend die Abbruchlasche 11 entlang der Sollbruchstelle 25 von einem Körper 63 der Kabeltrennvorrichtung 1 abgebrochen wird.
In 3 ist die aus dem Rohling 3 der 1 erhaltene erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung 1 gezeigt.
Durch das Abbrechen der Abbruchlasche 11 (siehe 1 und 2) wird im nunmehr entlang der Sollbruchstelle 25 abgebrochenen Schneidenbereich 15 eine Schneide 65 ausgebildet, die zwei Bruchkanten 67 und eine zwischen diesen angeordnete Schneidenfläche 69 aufweist.
Da die Kabeltrennvorrichtung 1 ein Spritzgussteil 27, also aus einem Isolationsmaterial 32, beispielsweise in Form eines hochtemperaturbeständigen Kunststoffs 33, spritzgegossen ist, ist die Schneide 65 elektrisch isolierend. Die Isolationswirkung der Schneide 65 wird maßgeblich von der Durchschlagsfestigkeit 73 (zum Beispiel angegeben in kV/mm) des verwendeten plastischen Materials 31 bestimmt.
Da die Bruchkanten 67 durch das Abbrechen in einem entlang der Längsrichtung y innenliegenden Bereich des Schneidenbereichs 15 ausgeformt sind, sind diese geradlinig, in der gezeigten Ausführungsform der Kabeltrennvorrichtung 1 zumindest abschnittsweise parallel zur Querrichtung x orientiert und insbesondere frei von Einschlüssen 37.
Die in den Figuren gezeigte Ausgestaltung der Kabeltrennvorrichtung 1 weist eine gerade Bruchkante 67a und eine u-förmigen Bruchkante 67b auf. Auf die Verwendung der Bruchkanten 67 und den Vorgang des Abschneidens eines Kabels oder Leiters wird in den 5a bis 5c näher eingegangen.
Vorher soll mit Hilfe der 4 ein erfindungsgemäßes Gehäuseteil 7 in zwei unterschiedlichen Ausgestaltungen kurz erläutert werden.
Gezeigt sind ein Gehäuseteil 7 im Herstellungszustand 5 und ein Gehäuseteil 7 in einem Assemblagezustand 71.
Im Wesentlichen weist das Gehäuseteil 7 im Herstellungszustand 5 eine monolithisch mit dem Gehäuseteil 7 verbundene Kabeltrennvorrichtungen 1 auf, die sich ebenso im Herstellungszustand 5 befindet (siehe 1). Im Assemblagezustand 71 ist die Abbruchlasche 11, welche im Herstellungszustand 5 noch monolithisch mit dem Körper 63 der Kabeltrennvorrichtung 1 verbunden ist, bereits abgebrochen und die Schneide 65 durch die beiden Bruchkanten 67 ausgebildet.
Der Assemblagezustand 71 weist den Vorteil auf, dass das Gehäuseteil 7 sofort einsatzbereit ist. Soll dahingegen sichergestellt sein, dass die Schneide 65 während des Transportes des Gehäuseteils 7 zum Endverbraucher nicht beschädigt wird, so ist der Herstellungszustand 5 des Gehäuseteils 7 vorteilhaft, da es dieser erlaubt, die Schneide 65 direkt und lediglich erst beim Endverbraucher bzw. Kunden vor Ort durch das Abbrechen der Abbruchlasche 11 zu erzeugen.
Die Gehäuseteile 7 weisen jeweils eine Leiteraufnahme 75 auf. Diese ist als Aufnahmevolumen zu verstehen, in welches ein Leiter/Kabel 77 aufgenommen und bevorzugt fixiert ist. Sowohl die Leiteraufnahmen 75 als auch die Gehäuseteile 7 an sich sind in der 4 stark vereinfacht dargestellt und können in weiteren Ausgestaltungen des Gehäuseteils unterschiedliche Grundformen, elektrische Kontaktierelemente, zusätzliche Rastelement, Positionierhilfen, Kodierelemente, Abdeckelemente sowie eine Vielzahl von separaten, unterschiedlich geformten und voneinander getrennten Leiteraufnahmen 75 aufweisen.
Ebenso ist die Lage der Kabeltrennvorrichtung 1 nicht auf eine Seitenwand 79 des Gehäuseteils beschränkt, sondern kann beispielsweise auch an einer Zwischenwand 81 ausgestaltet sein. Ebenso ist es möglich, dass mehrere Kabeltrennvorrichtungen 1, beispielsweise gemäß der in den 6 und 7 gezeigten Ausgestaltungen in einem Gehäuseteil 7 ausgestaltet sind.
Ferner kann das erfindungsgemäße Gehäuseteil ein Presswerkzeug 83 aufweisen, welches in einem Ausschnitt 85 schematisch dargestellt ist. Das Presswerkzeug 83 ist an einem beweglichen Arm 87 befestigt bzw. mit diesem monolithisch ausgestaltet und über eine Anbindung 89, hier in Form eines Filmscharniers 91, entlang eines kreisabschnittsförmigen Pressweges 93 beweglich, wobei das Presswerkzeug 83 in die Leiteraufnahme 75 hinein bewegt werden kann. Die dargestellte Ausgestaltung des Presserzeugers und dessen Anbindung 89 an das Gehäuseteil 7 ist rein beispielhaft und nicht einschränkend gezeigt. Weitere, aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeiten der Anbindung 89 an das Gehäuseteil 7 sind möglich.
Die erfindungsgemäße Kabeltrennvorrichtung 1 ist ausgestaltet, das sogenannte Scherschneiden oder Scheren durchzuführen, um Leiter/Kabel 77 zu durchtrennen. Dies wird durch zwei Schneiden 65, bzw. Kanten 95, insbesondere Bruchkanten 67 realisiert, die sich aneinander vorbeibewegen und somit den/das elektrische/n Leiter/Kabel 77 durch Scherkräfte abscheren. Im Ausschnitt 85 ist die Kante 95 des Presswerkzeugs 83 und die zugehörige u-förmige Bruchkante 67b, mittels welcher das Scheren durchgeführt wird gezeigt.
Gemäß der Anordnung des Presswerkzeugs 83 kann in anderen Ausgestaltungen die gerade Bruchkante 67a (siehe 3) mit einer Kante 95 wechselwirken und das Scheren ermöglichen.
Der Vorgang des Scherens ist in den 5a bis 5c dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich die Kabeltrennvorrichtung 1, der Leiter 77 und das vereinfacht dargestellte, als separates Bauteil dargestellte Presswerkzeug 83 gezeigt. Das Presswerkzeug 83 wird mit einer Schneidekraft 97 beaufschlagt, sodass durch das Presswerkzeug 83 der Leiter 77 entgegen der Längsrichtung y (das Koordinatensystem der 5b ist auch für die 5a und 5c anzuwenden) bewegt wird. Der Leiter 77 und das Presswerkzeug 83 können sich dabei bereits in der Leiteraufnahme 75 befinden, oder sich erst in diese hinein bewegen.
Das Presswerkzeug 93 presst somit den Leiter 77 auf die Schneide 65, sodass eine Scherwirkung zwischen der u-förmigen Bruchkante 67b und der Kante 95 auftritt, welche den Leiter 77 durchtrennt. Die Kante 95 ist verdeckt und aus diesem Grund mit einer gestrichelten Linie gezeichnet.
In der 5b ist der Leiter 77 in einem angeschnittenen Zustand 99 und in 5c in einem geschnittenen Zustand 101 gezeigt. In geschnittenen Zustand 101 wirkt keine Schneidekraft 97 mehr auf das Presswerkzeug.
Die 5c zeigt ferner einen Ausschnitt 85, der einen Schnitt entlang der Ebene A-A zeigt. Die Kante 95 ist an der u-förmigen Bruchkante 67b entgegen der Längsrichtung y vorbei geführt, wobei zwischen diesen ein Schneidspalt 103 ausgebildet ist. Der Leiter 77 liegt dagegen sowohl mit einer Drahtisolierung 105 als auch mit dem elektrisch leitenden Draht 107 am Schneidenbereich 15 an.
In Höhenrichtung z kann sich hinter der Schneide 65 ein weiteres elektrisches Element 109 befinden, welches bei einem möglichen Potenzialunterschied zum Draht 107 von der Schneide 65 aus Isolationsmaterial 32 zum Draht 107 hin elektrisch isoliert wird.
Wie bereits oben beschrieben, kann zum Durchtrennen eines Leiters 77 auch die gerade Bruchkante 67a genutzt werden. In diesem Fall ist die mit der geraden Bruchkante 67a zusammenwirkenden Kante 95 des Presswerkzeug 83 weiter in Höhenrichtung z von der Schneide 65 beabstandet angeordnet.
In den 6 und 7 sind eine zweite und eine dritte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung 1 gezeigt. Diese sind jeweils durch drei Schneiden 65 gekennzeichnet, die in der zweiten Ausgestaltung (6) eine miteinander bündige Schneidenfläche 69 aufweisen. Mit anderen Worten befindet sich jede Schneidenfläche 69 der drei Schneiden 65 auf bzw. bei derselben y-Koordinate.
Eine solche Ausgestaltung kann beispielsweise genutzt werden, wenn drei Leiter 77, die im festen Abstand entlang der Querrichtung x voneinander beabstandet sind geschnitten werden sollen. Dies ist schematisch anhand von drei Leitern 77 gezeigt, die hierbei an der geraden Bruchkante 67a geschnitten sind.
Im Ausschnitt 85 ist eine weitere Ausgestaltung des Gehäuseteils 7 von der Leiteraufnahme 75 aus gesehen gezeigt. In dieser Ausgestaltung sind die Schneidenfläche 69 der Schneiden 65 zwar immer noch bündig zueinander, allerdings sind diese bezüglich der Querrichtung x geneigt angeordnet.
Dies erlaubt es beispielsweise ein Flachbandkabel 111 beginnend an einer ersten Seite 113 abzutrennen, wobei das Flachbandkabel 111 erst zeitlich nach dem Durchtrennen der ersten Seite 113 an der zweiten Seite 115 durchtrennt wird. Dies verringert die notwendige Schneidekraft 97. Auch bei dieser Ausgestaltung wird das Kabel 77, in diesem Fall das Flachbandkabel 111 an der geraden Bruchkante 67a geschnitten.
In der in 7 gezeigten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kabeltrennvorrichtung 1 sind die Schneidenflächen 69 der drei Schneiden 65 jeweils parallel zur Querrichtung x orientiert, allerdings nicht mehr bündig miteinander.
Mit dieser Ausgestaltung ergibt sich eine Verringerung der nötigen Schneidekraft 97 ähnlich der in Ausschnitt 85 der 6 gezeigten Ausgestaltung. Die weiter in Querrichtung x angeordneten Schneiden 65 durchtrennen einen Leiter 77 noch vor weniger weit in Querrichtung x angeordneten Schneiden 65.
Um die in den 6 und 7 gezeigten Ausgestaltungen der Kabeltrennvorrichtungen 1 aus einem Rohling 3 erzeugen zu können, ist es vorteilhaft, zwischen den Stützstrukturen 17 der jeweiligen Schneiden 65 einen Spalt 117 vorzusehen, sodass es möglich ist, die jeweiligen Abbruchlaschen 11 separat mit einer Kraft 48 zu beaufschlagen und vom Körper 63 der jeweiligen Kabeltrennvorrichtung 1 abzubrechen.
Bezugszeichenliste

1: Kabeltrennvorrichtung
3: Rohling
5: Herstellungszustand
7: Gehäuseteil
9: Steckergehäuse
11: Abbruchlasche
13: Randbereich
15: Schneidenbereich
17: Stützstruktur
19: Bereich höherer Materialdicke
21: Schneidenebene
23: Kerbe
24: Schwächungsbereich
25: Sollbruchstelle
27: Spritzgussteil
29: Anspritzpunkt
31: plastisches Material
32: Isolationsmaterial
33: hochtemperaturbeständiger Kunststoff
35: freistehendes Ende
37: Einschluss
39: Luftbläschen
41: raue Kante
43: Steiger
45: Bruchkante
47: Zwischenzustand
48: Kraft
49: Seitenprofil
51: nicht gebrochener Zustand
53: Ruhezustand
55: ausgelenkter Zustand
57: mechanische Spannung
59: Spannungserhöhung
61: Riss
63: Körper
65: Schneide
67: Bruchkante
67a: gerade Bruchkante
67b: u-förmige Bruchkante
69: Schneidenfläche
71: Assemblagezustand
73: Durchschlagsfestigkeit
75: Leiteraufnahme
77: Leiter/Kabel
79: Seitenwand
81: Zwischenwand
83: Presswerkzeug
85: Ausschnitt
87: beweglicher Arm
89: Anbindung
91: Filmscharnier
93: Pressweg
95: Kante
97: Schneidekraft
99: angeschnittener Zustand
101: geschnittener Zustand
103: Schneidspalt
105: Drahtisolierung
107: Draht
109: weiteres elektrisches Element
111: Flachbandkabel
113: erste Seite
115: zweite Seite
117: Spalt
d₁: Dicke des Schneidenbereichs
d₂: Dicke der Stützstruktur
d₃: Kerbendicke
d: Dicke
x: Querrichtung
y: Längsrichtung
z: Höhenrichtung

Claims

Kabeltrennvorrichtung (1) zum Durchtrennen eines elektrischen Leiters (77), mit einer Schneide (65), gekennzeichnet durch eine durch Abbrechen entlang einer Bruchkante (67) entfernbare Abbruchlasche (11) zum Formen einer Schneide (65) durch die Bruchkante (67), wobei die Schneide (65) von der Bruchkante (67) gebildet ist.
Kabeltrennvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchkante (67) zumindest abschnittsweise gerade und/oder zumindest abschnittsweise u-förmig verläuft.
Kabeltrennvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schneide (65) der Kabeltrennvorrichtung (1) ein Isolationsmaterial (32) umfasst.
Kabeltrennvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmaterial (32) mindestens ein Material aus der Gruppe umfassend: - Keramik, insbesondere eine Oxidkeramik; - Glas; - hochtemperaturbeständige Kunststoffe (33), insbesondere Polyetherimid (PEI) oder Polyetheretherketon (PEEK); und - glasfaserverstärkte Kunststoffe; aufweist.
Kabeltrennvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbruchlasche (11) mindestens einen Schwächungsbereich (24) aufweist, der eine Sollbruchstelle (25) ausbildet.
Kabeltrennvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (65) entlang einer Sollbruchstelle (25) gebildet ist.
Gehäuseteil (7) aus einem Isolationsmaterial (32) für einen elektrischen Stecker mit einer Leiteraufnahme (75) zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters (77) und mit einer Kabeltrennvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Gehäuseteil (7) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrennvorrichtung (1) monolithisch mit dem Gehäuseteil (7) geformt ist.
Gehäuseteil (7) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest abschnittsweise in die Leiteraufnahme (75) hinein bewegliches Presswerkzeug (83) vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kabeltrennvorrichtung (1) mit einer isolierenden Schneide (65), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - Formen eines Rohlings (3) der Kabeltrennvorrichtung (1), die eine entfernbare Abbruchlasche (11) aufweist, aus einem Isolationsmaterial (32); - Abbrechen der Abbruchlasche (11) zum Formen einer Schneide (65).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbrechen der Abbruchlasche (11) entlang einer Sollbruchstelle (25) geschieht und sich die Schneide (65) entlang der Sollbruchstelle (25) ausbildet.
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils (7) einer Kabeltrennvorrichtung (1) mit isolierender Schneide (65), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: - Formen eines Rohlings aus einem Isolationsmaterial (32) in ein Gehäuseteil (7) mit einer monolithischen Kabeltrennvorrichtung (1), die eine entfernbare Abbruchlasche aufweist; - Abbrechen der Abbruchlasche (11) zum Formen einer Schneide (65).