DE102018202743A1 - Connectors - Google Patents
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Abstract
Steckverbinder (10) zur Verwendung in einem Getriebe, welcher eine Schnittstelle (11) bildet, mit mehreren elektrischen Leitern (12), einem ersten Duroplast (20), welches die elektrischen Leiter (12) voneinander elektrisch isoliert, einem Thermoplast, welches eine Gehäuse des Steckverbinders bildet, einer Leiterplatte (34), welche die elektrischen Leiter (12) elektrisch kontaktiert, einem zweiten Duroplast (22), welches einen leiterplattenseitigen Bereich (18) mediendicht abdichtet, und einem Dichtelement (32), welches eingerichtet ist, eine mediendichte Steckverbindung zu gewährleisten. A connector (10) for use in a transmission forming an interface (11) with a plurality of electrical conductors (12), a first thermoset (20) electrically insulating the electrical conductors (12) from each other, a thermoplastic housing of the connector, a printed circuit board (34), which electrically contacts the electrical conductors (12), a second thermoset (22), which media-tightly seals a printed circuit board-side region (18), and a sealing element (32), which is a media-tight Ensure plug connection.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder zur Verwendung in einem Getriebe sowie ein Herstellungsverfahren für einen Steckverbinder zur Verwendung in einem Getriebe.The present invention relates to a connector for use in a transmission and a method of manufacturing a connector for use in a transmission.
Viele Fahrzeuge umfassen ein Getriebe zur Steuerung eines Drehzahlbereichs eines Verbrennungsmotors. Derartige Getriebe umfassen oft mehrere Komponenten, die miteinander elektrisch verbunden sind. Elektrische Verbindungen werden häufig mittels Steckverbindern gewährleistet.Many vehicles include a transmission for controlling a speed range of an internal combustion engine. Such transmissions often include multiple components that are electrically connected together. Electrical connections are often ensured by means of connectors.
Steckverbinder in einem Getriebe erfordern eine Dichtigkeit gegenüber einem Umgebungsmedium, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit oder andere Flüssigkeit an die elektrischen Kontakte des Steckverbinders oder der damit kontaktierten elektrischen oder elektronischen Komponenten gelangen kann, was in Folge von daraus resultierenden Fehlströmen oder Kurzschlüssen zu Fehlfunktionen oder zu einem Ausfall des Getriebes führen kann.Connectors in a transmission require tightness against a surrounding medium to prevent moisture or other liquid from entering the electrical contacts of the connector or the electrical or electronic components contacted therewith, resulting in malfunctioning or malfunctioning as a result of resulting fault currents or short circuits can cause a failure of the transmission.
Die
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Steckverbinder anzugeben.Against this background, the invention has for its object to provide an improved connector.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.This object is achieved by a connector with the features of claim 1 and / or by a manufacturing method having the features of claim 13.
Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Steckverbinder zur Verwendung in einem Getriebe, welcher eine Schnittstelle bildet, mit mehreren elektrischen Leitern, einem ersten Duroplast, welches die elektrischen Leiter voneinander elektrisch isoliert, einem Thermoplast, welches eine Gehäuse des Steckverbinders bildet, einer Leiterplatte, welche die elektrischen Leiter elektrisch kontaktiert, einem zweiten Duroplast, welches einen Bereich der Leiterplatte mediendicht abdichtet, und einem Dichtelement, welches eingerichtet ist, welches eingerichtet ist, eine mediendichte Steckverbindung zu gewährleisten; sowie
- - ein Herstellungsverfahren für einen Steckverbinder zur Verwendung in einem Getriebe mit den folgenden Schritten: Herstellen eines Vorspritzlings, indem mehrere elektrische Leiter in einem ersten Bereich von einem Duroplast umspritzt werden; Herstellen eines Fertigspritzlings, indem der Vorspritzling in dem ersten Bereich und in einem Schnittstellenbereich von einem Thermoplast umspritzt wird, die elektrischen Leiter in einem Anschlussbereich mit einer Leiterplatte kontaktiert werden und die elektrischen Leiter in dem Anschlussbereich und die Leiterplatte von einem Duroplast umspritzt werden; Anbringen eines Dichtelements auf dem Steckverbinder, derart dass der Steckverbinder in einem gesteckten Zustand eine mediendichte, elektrische Verbindung zwischen einem ersten Umgebungsraum und einem zweiten Umgebungsraum gewährleistet.
- a connector for use in a gearbox interfacing with a plurality of electrical conductors, a first thermoset electrically insulating the electrical conductors from each other, a thermoplastic forming a housing of the connector, a printed circuit board electrically contacting the electrical conductors a second thermoset, which media-tightly seals a region of the printed circuit board, and a sealing element, which is set up, which is set up to ensure a media-tight plug connection; such as
- a manufacturing method for a connector for use in a transmission, comprising the steps of: preparing a pre-molded article by overmolding a plurality of electrical conductors in a first region by a thermoset; Producing a finished molded part by encapsulating the preform in the first region and in an interface region of a thermoplastic, contacting the electrical conductors in a connection region with a printed circuit board and encapsulating the electrical conductors in the connection region and the printed circuit board by a thermosetting plastic; Attaching a sealing element on the connector, such that the connector in a mated state ensures a media-tight, electrical connection between a first surrounding space and a second surrounding space.
Mediendicht bedeutet in diesem Zusammenhang eine Dichtigkeit gegenüber einem umgebenden Medium. Typischerweise handelt es sich hierbei um Fluide, beispielsweise Wasser, Öl oder dergleichen.Media density in this context means a seal against a surrounding medium. Typically, these are fluids, such as water, oil or the like.
Der Begriff „Öl“ ist hierbei insbesondere nicht einschränkend auf mineralische Öle zu verstehen. Unter einem Öl kann vielmehr auch ein vollsynthetisches oder teilsynthetisches Öl verstanden werden, ebenso ein Silikonöl oder andere ölartige Flüssigkeiten, wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit oder ein Kühlschmierstoff (KSS).The term "oil" is to be understood as meaning, in particular, not limiting mineral oils. Rather, an oil can also be understood to mean a fully synthetic or partially synthetic oil, as well as a silicone oil or other oily liquids, such as, for example, a hydraulic fluid or a cooling lubricant (KSS).
Eine Ölwanne bildet ein Reservoir für derartige Flüssigkeiten.An oil pan forms a reservoir for such liquids.
Steckverbinder dienen zum Trennen und Verbinden von elektrischen Leitern. Die Verbindungsteile werden dabei durch einen Formschluss der Steckerteile passend ausgerichtet. Steckverbinder weisen häufig Rast- und/oder Verriegelungsmittel zum Verriegeln oder Verrasten einer Steckverbindung mit einem Steckverbinder auf. Es ist denkbar Steckverbinder durch Verschrauben zusätzlich gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern.Connectors are used to disconnect and connect electrical conductors. The connecting parts are aligned by a positive connection of the connector parts. Connectors often have latching and / or locking means for locking or latching a connector with a connector. It is conceivable connector by screwing in addition to secure against accidental loosening.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder ist zur Verwendung in einem Kraftfahrzeuggetriebe ausgelegt. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist und auch in anderen Getrieben verwendet werden kann.The connector according to the invention is designed for use in a motor vehicle transmission. It is understood, however, that the invention is not limited thereto and can also be used in other transmissions.
Es versteht sich ferner, dass das erste und das zweite Duroplast auch zusammenhängend ausgebildet sein können, entsprechend eines ersten und zweiten Bereichs, welcher jeweils mit Duroplast umspritzt ist.It is further understood that the first and the second thermoset can also be formed contiguous, corresponding to a first and second region, which is each encapsulated with thermosetting plastic.
Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Patentanmeldung sind motorgetriebene Landfahrzeuge. Davon sind auch Schienenfahrzeuge umfasst.Motor vehicles in the sense of this patent application are motor-driven land vehicles. This includes rail vehicles.
Thermoplaste, auch Plastomere genannt, sind Kunststoffe, die sich in einem Temperaturbereich verformen lassen. Dieser Vorgang ist reversibel, das heißt, er kann durch Abkühlung und Wiedererwärmung wiederholt werden, solange nicht durch Überhitzung eine thermische Zersetzung des Materials einsetzt. Thermoplastics, also called plastomers, are plastics that can be deformed in a temperature range. This process is reversible, that is, it can be repeated by cooling and reheating, as long as thermal decomposition of the material does not start due to overheating.
Duroplaste, auch Duromere genannt, sind Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung durch Erwärmung oder andere Maßnahmen nicht mehr verformt werden können. Sie enthalten harte, amorphe, unlösliche Polymere.Thermosets, also called thermosets, are plastics that can not be deformed after being cured by heating or other measures. They contain hard, amorphous, insoluble polymers.
Eine Leiterplatte, auch Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung, printed circuit board oder PCB genannt, ist ein Träger für elektronische Bauteile. Eine Leiterplatte dient der mechanischen Befestigung der Bauteile und derer elektrischer Verbindung.A printed circuit board, also called a printed circuit board, board or printed circuit board, printed circuit board or PCB, is a support for electronic components. A printed circuit board is used for mechanical fastening of the components and their electrical connection.
Als Dichtelement bezeichnet man Elemente oder Konstruktionen, die die Aufgabe haben, ungewollte Stoffübergänge von einem Umgebungsraum in einen anderen Umgebungsraum zu verhindern.As a sealing element refers to elements or structures that have the task to prevent unwanted mass transfer from one environment space to another environment space.
Eine Ader ist eine Einzelleitung eines elektrischen Übertragungsmittels, z.B. eines Steckverbinders oder eines Kabels.A wire is a single wire of an electrical transmission means, e.g. a connector or a cable.
Eine Schnittstelle eines Steckverbinders, auch als Steckgesicht oder Steckinterface bezeichnet, bildet ein steckseitiges Ende des Verbinders und ist zur Kontaktierung mit einer kompatiblen Schnittstelle eingerichtet.An interface of a connector, also referred to as a mating face or plug-in interface, forms a plug-side end of the connector and is adapted for contacting with a compatible interface.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, mittels eines inneren Duroplasts, eines äußeren Thermoplasts und eines Dichtelements einen mediendichten Steckverbinder bereitzustellen.The basic idea of the invention is to provide a media-tight connector by means of an inner thermoset, an outer thermoplastic and a sealing element.
Die Schichtung des Duroplasts und des Thermoplasts gewährleistet, dass die elektrischen Leiter temperaturunabhängig von dem Duroplast abgedichtet sind und dass das Thermoplast-Gehäuse des Steckverbinders eine geeignete Kontur zum sicheren Stecken und Abdichten des Steckverbinders aufweist.The stratification of the thermoset and the thermoplastic ensures that the electrical conductors are temperature-independent sealed from the thermosetting plastic and that the thermoplastic housing of the connector has a suitable contour for secure insertion and sealing of the connector.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the other dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das erste Duroplast eine Kontur mit einem Vorsprung und/oder mit einem Rücksprung auf und das Thermoplast weist einen zu dem Vorsprung und/oder Rücksprung korrespondieren Rücksprung und/oder Vorsprung auf. Somit ist eine ausreichende Haftung von dem Duroplast an dem Thermoplast gewährleistet.According to a preferred embodiment of the invention, the first thermoset on a contour with a projection and / or with a recess and the thermoplastic has a corresponding to the projection and / or return recess and / or projection. Thus, sufficient adhesion of the thermosetting plastic to the thermoplastic is ensured.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtelement als Radialdichtung und/oder als Axialdichtung ausgebildet. Somit lässt sich ein Steckverbinder flexibel an bauformspezifische Gegebenheiten anpassen. Bauformabhängig ist denkbar, dass es ausreicht einen Steckverbinder mit einer axialen oder radialen Dichtung abzudichten. Alternativ kann sich eine Dichtung, die sowohl in axialer als auch in radialer Richtung abdichtet, als vorteilhaft erweisen.According to a preferred embodiment of the invention, the sealing element is designed as a radial seal and / or as an axial seal. Thus, a connector can be flexibly adapted to design-specific conditions. Depending on the design, it is conceivable that it is sufficient to seal a connector with an axial or radial seal. Alternatively, a seal that seals in both the axial and radial directions may prove advantageous.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtelement als O-Ring ausgebildet. O-Ringe sind besonders kostengünstig und in zahlreichen Ausführungen erhältlich. Abhängig von der Dimensionierung eines O-Rings kann dieser eine axiale und/oder eine radiale Dichtwirkung aufweisen.According to a preferred embodiment of the invention, the sealing element is designed as an O-ring. O-rings are particularly cost-effective and available in numerous designs. Depending on the dimensioning of an O-ring, it may have an axial and / or a radial sealing effect.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtelement L-förmig ausgebildet. Ein L-förmiges Dichtelement weist eine radiale und eine axiale Dichtwirkung auf.According to a preferred embodiment of the invention, the sealing element is L-shaped. An L-shaped sealing element has a radial and an axial sealing effect.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Thermoplast eine zu dem L-förmigen Dichtelement korrespondierende Ausnehmung auf. Somit lässt sich das Dichtelement besonders einfach an dem Thermoplast anbringen. Zudem ist eine zusätzliche Stufe in dem Thermoplast, auf welcher das Dichtelement aufliegt, nicht zwingend erforderlich. Somit lässt sich ein Steckverbinder verkleinern bzw. „verschlanken“.According to a preferred embodiment of the invention, the thermoplastic has a corresponding to the L-shaped sealing element recess. Thus, the sealing element can be particularly easily attached to the thermoplastic. In addition, an additional step in the thermoplastic on which the sealing element rests, not mandatory. Thus, a connector can be downsized or "slim".
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Thermoplast eine Stufe auf, auf welcher das Dichtelement angeordnet ist. Eine Stufe ist besonders vorteilhaft um Dichtelemente von einfacher Geometrie, z.B. einem O-Ring, an dem Steckverbinder anzubringen.According to a preferred development of the invention, the thermoplastic has a step on which the sealing element is arranged. One stage is particularly advantageous for sealing members of simple geometry, e.g. an O-ring to attach to the connector.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die elektrischen Leiter mittels Durchkontaktierungen mit der Leiterplatte kontaktiert. Somit lassen sich zahlreiche Leiter mit der Leiterplatte kontaktieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Steckverbinder
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Thermoplast ein Rastmittel zum Befestigen des Steckverbinders auf. Somit ist eine besonders einfache Verbindungsmöglichkeit zu einer weiteren Schnittstelle gewährleistet. Thermoplast ist besonders vorteilhaft zur Herstellung von Rastmitteln, z.B. Rastnasen. Alternativ kann der Steckverbinder auch durch Verschrauben eines Gewindes gesichert sein.According to a preferred embodiment of the invention, the thermoplastic has a latching means for attaching the connector. Thus, a particularly simple connection to another interface is guaranteed. Thermoplastic is particularly advantageous for the production of locking means, such as locking lugs. Alternatively, the Connector also be secured by screwing a thread.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Thermoplast ein Mittel zur Definition einer Steckkraft auf. Das Mittel kann beispielsweise als radiale Nase ausgebildet sein. Somit lässt sich die Steckkraft eines Steckverbinders spezifisch einstellen. Dabei kann das Mittel zur Definition der Steckkraft in Abhängigkeit der Federeigenschaften des Thermoplasts dimensioniert sein.According to a preferred development of the invention, the thermoplastic has a means for defining an insertion force. The means may be formed, for example, as a radial nose. Thus, the insertion force of a connector can be set specifically. In this case, the means for defining the insertion force can be dimensioned depending on the spring properties of the thermoplastic.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die elektrischen Leiter in einem Schnittstellenbereich als Steckkontakte ausgebildet. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Leiter außerhalb des Schnittstellenbereichs als Adern, insbesondere Draht oder dergleichen, ausgebildet sind. Dies reduziert die Materialkosten eines Steckverbinders, da somit die elektrischen Leiter nicht über die gesamte Länge des Steckverbinders als Steckkontakte ausgebildet sind. Steckkontakte sind formstabiler als elektrische Adern und dementsprechend wertiger als Adern.According to a preferred embodiment of the invention, the electrical conductors are formed in an interface region as plug contacts. Accordingly, it can be provided that the electrical conductors are formed outside the interface region as cores, in particular wire or the like. This reduces the material costs of a connector, since thus the electrical conductors are not formed over the entire length of the connector as plug contacts. Plug contacts are more dimensionally stable than electrical wires and accordingly more valuable than wires.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein vorstehend beschriebener Steckverbinder in einem Fahrzeuggetriebe, insbesondere in einer Ölwanne des Getriebes ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, a connector described above is formed in a vehicle transmission, in particular in an oil pan of the transmission.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 eine schematische Schnittsicht einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Schnittsicht einer Ausführungsform der Erfindung; -
3 ein schematisches Blockschaltbild eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
-
1 a schematic sectional view of an embodiment of the invention; -
2 a schematic sectional view of an embodiment of the invention; -
3 a schematic block diagram of a method according to an embodiment of the invention;
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawings are the same, functionally identical and equivalent elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals.
In dem mittigen Bereich
In dem mittigen Bereich
In dem Schnittstellenbereich
Das erste und das zweite Duroplast
Das erste Duroplast
In dem leiterplattenseitigen Bereich
Der Steckverbinder
In dem Schritt
In dem Schritt
Der Schritt
Der Schritt
In dem Schritt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- SteckverbinderConnectors
- 1111
- Schnittstelleinterface
- 1212
- elektrische Leiterelectrical conductors
- 1414
- SchnittstellenbereichInterface Area
- 1616
- mittiger Bereichcentral area
- 1818
- leiterplattenseitiger Bereichpcb side area
- 2020
- erstes Duroplastfirst thermoset
- 2222
- zweites Duroplastsecond thermoset
- 2424
- Thermoplastthermoplastic
- 2626
- Vorsprunghead Start
- 2828
- Rücksprungreturn
- 3030
- Stufestep
- 3232
- Dichtelementsealing element
- 3434
- Leiterplattecircuit board
- 3636
- Mittel zur Definition der SteckkraftMeans for defining the insertion force
- 3838
- Ölwanne oil pan
- 101101
- erster Umgebungsraumfirst environment space
- 102102
- zweiter Umgebungsraumsecond ambient space
- 103103
- Linieline
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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