DE102019215801A1

DE102019215801A1 - Steckeranordnung

Info

Publication number: DE102019215801A1
Application number: DE102019215801.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dahner
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steckermodul (10), insbesondere ein Steckermodul für ein Fahrzeug. Das Steckermodul (10) weist eine Steckerplatine (20) auf, und eine erste Halbschale (31) und eine zweite Halbschale (32), die an je einer Seite der Steckerplatine (20) angeordnet sind, so dass zwischen der Steckerplatine (20) und der ersten Halbschale (31) eine erste Kavität (35) und zwischen der Steckerplatine (20) und der zweiten Halbschale (32) eine zweite Kavität (36) gebildet wird. Weiterhin weist das Steckermodul (10) ein Gehäuse (60) auf, das die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) umschließt, und eine Abdeckung (50) für eine Öffnung (40) mit einer umlaufenden Quetschrippe (39), so dass das Steckermodul (10) für ein Befüllen durch Vergießen mit einem Vergussmedium (18) eingerichtet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steckermodul, insbesondere ein Steckermodul für ein Fahrzeug, eine Steckeranordnung und ein Verfahren zur Herstellung eines Steckermoduls. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung.
Hintergrund
Steckermodule, insbesondere für Fahrzeuge, weisen elektrische und/oder elektronische Komponenten auf, die beispielsweise Einwirkungen wie Korrosion, aggressiven Stoffen, mechanischen Belastungen und/oder weiteren äußeren Einwirkungen ausgesetzt sein können. Zumindest einige Steckermodule werden daher in Kunststoff eingebettet, damit die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten besser geschützt sind. Bei zumindest manchen Steckermodulen wird der Kunststoff mittels einer Spritzgusstechnik - gelegentlich auch „Gießen“ oder „Molding“ genannt - auf die Komponenten aufgetragen und/oder die Komponenten damit ummantelt. Dazu weisen zumindest manche Kunststoffe während des Gießens eine hohe Temperatur, z.B. von deutlich über 100°C, auf. Manche der Kunststoffe werden überdies mit hohen Drücken, z.B. deutlich über 20 bar, gegossen. In zumindest einigen Fällen werden die zu gießenden Bereiche mit einer Messerkante abgegrenzt, z.B. gewissermaßen „umzäunt“, so dass nach Möglichkeit nur noch geringe Menge von dem Spritzgussmaterial über die „Umzäunung“ austreten. Die Messerkanten, die oft mit hohem Druck auf Bauteile (z.B. Platinen) gedrückt werden, um den hohen Drücken des Gießens standzuhalten, können aber zumindest einigen Fällen diese Bauteile verformen und/oder sogar beschädigen, beispielsweise weil Leitungen, insbesondere gedruckten Leitungen, auf diesen Bauteilen brechen und/oder anderweitig zerstört werden können. Zusätzlich oder stattdessen kann eine unerwünscht große Menge von dem Spritzgussmaterial über die „Umzäunung“ austreten.
Zusammenfassung
Es ist Aufgabe der Erfindung, zu einer Verbesserung beim Gießen während der Herstellung eines Steckermoduls beizutragen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Steckermodul. Das Steckermodul weist eine Steckerplatine auf. Weiterhin weist das Steckermodul eine erste Halbschale und eine zweite Halbschale auf, die an je einer Seite der Steckerplatine angeordnet sind und die einen Rand der Steckerplatine zumindest teilweise einschließen, so dass zwischen der Steckerplatine und der ersten Halbschale eine erste Kavität und zwischen der Steckerplatine und der zweiten Halbschale eine zweite Kavität gebildet wird. Dabei sind die Halbschalen so ausgebildet, dass die erste Halbschale eine Öffnung zu der ersten Kavität und/oder die zweite Halbschale eine Öffnung zu der zweiten Kavität bildet. Ferner weist das Steckermodul ein Gehäuse auf, das die erste Halbschale und die zweite Halbschale umschließt, und eine Abdeckung mit einem Abdeckungsdurchstieg, wobei die Abdeckung die Öffnung verschließt, und wobei die Abdeckung, das Gehäuse und/oder die erste Halbschale und die zweite Halbschale im Bereich eines Randes der Öffnung eine umlaufende Quetschrippe aufweist, so dass das Steckermodul für ein Befüllen durch Vergießen eingerichtet ist. Das Vergießen wird mit einem Vergussmedium durchgeführt, wobei das Vergussmedium über den Abdeckungsdurchstieg und die Öffnung geführt wird.
Ein Steckermodul ist eine Vorrichtung, die zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung zwischen Komponenten dient, beispielsweise zwischen elektrischen und/oder elektronischen Komponenten eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug es kann sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug handeln, wie z.B. um ein Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Motorrad.
Die Steckerplatine kann beispielsweise Leiterbahnen aufweisen, die zu einer elektrischen Verbindung zwischen Komponenten geeignet sind. Die Steckerplatine kann weiterhin stabilisierende Elemente aufweisen, z.B. ein Material bestimmter Dicke, das eine mechanische Verbindung zwischen den Komponenten zumindest unterstützt. Die Steckerplatine kann auch mit elektronischen Komponenten, z.B. SMD-Bauteilen, bestückt sein. Vorteilhafterweise können z.B. Leadframes und/oder Stanzgitter, die aufwändig sein können, durch die Steckerplatine ersetzt werden.
Das Steckermodul weist eine erste Halbschale und eine zweite Halbschale auf, die an je einer Seite der Steckerplatine angeordnet sind und die einen Rand der, z.B. zentral angeordneten, Steckerplatine zumindest teilweise einschließen. Damit können die Halbschalen zumindest einen Bereich der Steckerplatine vollständig umschließen, beispielsweise einen mittleren Bereich der Steckerplatine. Die Steckerplatine kann in einem oder mehreren Bereichen der Steckerplatine, z.B. in einem oberen Bereich, auch über die Halbschalen hinausragen und somit in diesen Bereichen nicht mehr von den Halbschalen umschlossen sein. In dem Bereich oder den Bereichen, in denen die Halbschalen die Steckerplatine umschließen, wird zwischen der Steckerplatine und der ersten Halbschale eine erste Kavität und zwischen der Steckerplatine und der zweiten Halbschale eine zweite Kavität gebildet. Die Halbschalen können verschränkt sein, z.B. mittels einer Überlappung an ihren Rändern, mittels Kleben, Klipsen, Schweißen, Schrauben, Nieten, mittels Nut und Feder und/oder mittels anderer Mechanismen verbunden werden. Durch die Verschränkung können die Halbschalen an ihren Rändern im Wesentlichen dicht sein; sie können aber nicht druckfest dicht sein, so dass eine Druckfestigkeit der Halbschalen zu einer Umgebung mittels anderer Mechanismen, die ggf. zusätzlich zu der Verschränkung wirken, hergestellt werden kann. Die Halbschalen sind weiterhin so ausgebildet, dass eine Öffnung zwischen einer Außenseite und der ersten Kavität und/oder der zweiten Kavität gebildet wird. Die Öffnung kann z.B. mittig oder an einem der Endebereiche der Halbschalen angeordnet sein. Die Öffnung kann z.B. in einer der Halbschalen gebildet werden oder in beiden Halbschalen, zum Beispiel in einer Weise, dass etwa eine Hälfte der Öffnung in einer der Halbschalen und eine andere Hälfte der Öffnung in einer anderen Halbschale gebildet wird. Als Material für die Halbschalen kann beispielsweise ein Metall und/oder ein Kunststoff, z.B. ein Thermoplast, verwendet werden. Eine Schmelztemperatur dieses Materials liegt über der des Vergussmediums.
Das Steckermodul weist weiterhin ein Gehäuse auf, das die erste Halbschale und die zweite Halbschale umschließt, insbesondere im Wesentlichen vollständig umschließt. Das Gehäuse kann z.B. durch Umspritzen gebildet werden. Für das Umspritzen kann z.B. ein Stoff mit einer Schmelztemperatur gewählt werden, die über der Schmelztemperatur der Halbschalen liegt. Beispielsweise kann dafür ein Kunststoff, z.B. ein Thermoplast, verwendet werden. Das Gehäuse kann jede Form aufweisen; z.B. das Gehäuse in einem Mittenbereich rund sein und an den Enden und/oder im Bereich der Steckverbindungen eine Form aufweisen; die für die Steckverbindung spezifiziert ist.
Das Steckermodul weist ferner eine Abdeckung auf, wobei die Abdeckung die Öffnung verschließt. Die Abdeckung weist mindestens eine Öffnung, nämlich einen Abdeckungsdurchstieg auf. Der Abdeckungsdurchstieg dient für das Befüllen mit dem Vergussmedium. Die Abdeckung kann noch weitere Öffnungen aufweisen, durch die beispielsweise elektrisch leitende Steckerstifte und/oder weitere Komponenten des Steckermoduls geführt werden können. Vorteilhafterweise kann die Öffnung des Steckermoduls - z.B. mit einem Flansch - an eine Auswahl von verschiedenen Abdeckungen befestigt werden. Beispiele können sein: Eine Platte, eine Plattenanordnung (z.B. die unten beschriebene Plattenanordnung mit Hauptplatine, Laminat und/oder Grundplatte), ein Gehäuse und/oder weitere Elemente. Die Abdeckung kann z.B. durch form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Verfahren wie etwa durch Schrauben, Nieten, Laserschweißen, etc., und/oder auch mittels anderer Verfahren, die zum Einsatz kommen können, wenn die Verbindung vordefinierte Kriterien erfüllt, z.B. eine Beständigkeit gegen Drücke, die insbesondere beim Vergießen auftreten können.
Die Abdeckung, das Gehäuse und/oder die erste Halbschale und die zweite Halbschale weist im Bereich eines Randes der Öffnung eine umlaufende Quetschrippe auf. Die Quetschrippe kann dabei kann z.B. (im Querschnitt) als einzelne oder als mehrfache Erhebung gestaltet sein, welche von einem Graben gefolgt wird. Damit wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Vergussmedium, selbst wenn es - z.B. aufgrund eines hohen Drucks beim Gießen - die Quetschrippe überwindet, nur den Graben füllt (z.B. teilweise füllt), nicht aber in dahinter angeordnete Bereiche eindringt. Aus verschiedenen Gründen - z.B. wegen eines besonders hohen Drucks beim Gießen oder aufgrund eines etwas nachgiebigeren Materials der Quetschrippe bzw. Erhebung - kann die Quetschrippe mehrere Erhebungen aufweisen.
Durch diese Komponenten und deren Anordnung ist das Steckermodul für das Befüllen durch Vergießen mit einem Vergussmedium eingerichtet. Als Vergussmedium kann z.B. ein Kunststoff gewählt werden, beispielsweise ein Duroplast. Das Vergießen wird dabei über bzw. durch den Abdeckungsdurchstieg durchgeführt. Das Gießen oder Vergießen wird auch als „Inmold“ bezeichnet. Dadurch dringt das Vergussmedium in die erste Kavität und in die zweite Kavität ein und schützt damit die Steckerplatine und/oder elektrische, elektronische und/oder mechanische Komponenten oder Bauteile, die an oder in der Steckerplatine angeordnet sind. Die Komponenten können zumindest Teile des Steckers oder der Stecker einschließen. Dieser Schutz der Komponenten wird vorteilhafterweise erreicht, ohne dass während des Gießens eine Messerkante verwendet wird, so dass in vielen Fällen kein Bauteil, insbesondere auch kein Teil der Steckerplatine, einem Druck ausgesetzt ist, der zu einer lokalen Gefährdung des Bauteils - z.B. durch Verbiegen und/oder Bruch, z.B. von Platine, Bauteilen und/oder Kupferbahnen - führt. Weiterhin sind die Kavitäten beim Vergießen so dicht, dass nicht mehr als eine vordefinierte akzeptable Menge an Vergussmedium aus den Kavitäten austritt, in zumindest einigen Fällen tritt dabei überhaupt kein Vergussmedium aus. Mit dem Vergussmedium können z.B. innen liegende Leiterplatte(n) und Kontakte gegen aggressive Medien - z.B. Säuren und/oder Öle, wie z.B. Getriebeöl - geschützt werden. Vorteilhaft an diesem Steckermodul und/oder an dem unten beschriebenen Herstellungsverfahren ist weiterhin, dass das Vergießen mit dem Vergussmedium unabhängig von einer Lage des Vergusswerkzeugs - und/oder der Messerkanten - vorgenommen werden kann, d.h. das Steckermodul muss nicht notwendigerweise in einer bestimmten Position (z.B. horizontal oder vertikal) in dem Vergusswerkzeug während des Gießens angeordnet sein; dies kann zu einer Verbesserung des Gießvorgangs beitragen. Darüber hinaus ist nur ein einziger Dosier-Vorgang für das Vergussmedium im Vergusswerkzeug erforderlich, um sowohl Hauptplatine als auch Steckermodul zu vergießen.
In einigen Ausführungsformen weist das Vergussmedium einen Kunststoff auf und/oder besteht aus einem Kunststoff. Dabei umfasst der Kunststoff eine Gruppe von Materialien, bestehend aus Epoxidharz, Duroplast, Silikongummi, Flüssig-Silikon und/oder weiteren Materialien. Zumindest eine Gruppe von Vergussmedien ist zum Zeitpunkt des Gießens zwischen 160°C und 180°C, insbesondere zwischen 170°C und 175°C, heiß und bei diesen Temperaturen sehr dünnflüssig. Für das Gießen kann z.B. ein Druck zwischen 50 bar und 80 bar, z.B. etwa 60 bar, gewählt werden. Dadurch wird bei dieser Gruppe von Vergussmedien erreicht, dass sich das Vergussmedium gut mit der Steckerplatine und/oder anderen Platinen verbindet. Weiterhin liegt das Vergussmedium sehr eng an den Bauteilen, insbesondere den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, an. Darüber hinaus kann das Vergussmedium, nach einer Abkühlungsphase, hart und spröde werden. Einige Vergussmedien können dann einen Widerstand von mehr als 1 GOhm aufweisen. Dieser sehr hohe Widerstand kann z.B. mittels des sog. „Elektrolyt-Tests“ gemessen werden.
In einigen Ausführungsformen ist die erste Kavität und die zweite Kavität gegenüber ihren Begrenzungen im Wesentlichen dicht. Die Begrenzungen sind beispielsweise die Außenbegrenzungen der Kavitäten, die z.B. durch die Halbschalen und/oder die Abdeckung gebildet werden. Als Begrenzung werden in diesem Sinne nicht die Eintrittsöffnungen und/oder vordefinierte Austrittsöffnungen für das Vergussmedium angesehen, welche für das Befüllen mit dem Vergussmedium verwendet werden. Die Kavitäten sind bereits vor dem Vergießen dicht. Die Kavitäten werden dabei als dicht bezeichnet, wenn beim Vergießen nicht mehr als eine vordefinierte akzeptable Menge an Vergussmedium durch Begrenzungen der Kavitäten austritt; in zumindest einigen Fällen kann erreicht werden, dass dabei überhaupt kein Vergussmedium austritt.
In einigen Ausführungsformen ist in der Öffnung eine Kontakteinheit angeordnet und in einer weiteren Öffnung ist eine weitere Kontakteinheit angeordnet. Dabei ist die Kontakteinheit mit der weiteren Kontakteinheit elektrisch verbunden, z.B. über die Steckerplatine verbunden. Damit kann vorteilhafterweise eine elektrisch und mechanisch robuste Verbindung zwischen den Steckern des Steckermoduls erreicht werden.
In einigen Ausführungsformen ist die Steckerplatine als mehrlagige Platine ausgeführt, um dadurch eine elektrische Verbindung zwischen der Kontakteinheit und der weiteren Kontakteinheit zu bilden. Die elektrische Verbindung kann z.B. als eine Vielzahl von elektrischen Verbindungen realisiert sein, z.B. als Signal- und Masseleitungen. Dabei können beispielsweise die Signal- und die Masse-Leitungen in verschiedenen Lagen geführt werden. Dadurch kann vorteilhafterweise z.B. eine gute elektrische Abschirmung und/oder - wegen der geringeren elektrischen Belastung der Leiterbahnen - eine hohe Strombelastbarkeit der elektrischen Verbindung(en) erreicht werden. In einer Ausführungsform ist die elektrische Verbindung ausschließlich über die Steckerplatine realisiert. Dies bringt den Vorteil, dass damit ein vereinfachter und definierter Leitungsverlauf der elektrischen Verbindung(en) erzielt wird. Darüber hinaus kann die Steckerplatine zusätzliche Bauteile aufweisen, z.B. Stützkondensatoren und/oder Bauteile zur Entstörung.
In einer Ausführungsform ist die Abdeckung, welche die Öffnung verschließt, mittels einer form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere mittels Nieten, Schrauben, Schweißen, z.B. Laserschweißen, mit dem Gehäuse verbunden. Dadurch kann eine besonders einfache und/oder feste Verbindung erreicht werden.
Im Bereich der Öffnung kann ein Zapfen - bzw. ein Paar oder eine Vielzahl von Zapfen - am Gehäuseflansch des Steckermodules für eine Zentrierung der Abdeckung und/oder von Teilkomponenten der Abdeckung angeordnet sein. Dabei können im korrespondierenden Teil der Abdeckung entsprechende Öffnungen oder Durchbrüche vorgesehen sein. Der bzw. die Zentrierzapfen und die entsprechenden Öffnungen können einzeln, paarweise oder als eine Vielzahl von Zentrierzapfen und Öffnungen angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen weist die Abdeckung eine Hauptplatine ein Laminat und/oder eine Grundplatte auf. Dabei ist der Abdeckungsdurchstieg durch die Hauptplatine, das Laminat und/oder die Grundplatte geführt. Beispielsweise kann eine, zwei oder mehrere Schichten Laminat - und ggf. zusätzlich die Grundplatte - verwendet werden. Diese Schichten können zur Stabilisierung und/oder zur Isolierung (z.B. zur elektrischen Isolierung) beitragen.
In einer Ausführungsform weist die Steckerplatine Durchstiegslöcher auf. Dadurch kann beim Gießen die gleichmäßige Verteilung des Vergussmediums zwischen den Kavitäten der Halbschalen weiter verbessert werden.
In einer Ausführungsform weist die erste Halbschale und die zweite Halbschale im Bereich der ersten Kavität bzw. der zweiten Kavität eine innere Abstützung auf. Dadurch kann vorteilhafterweise beim Umspritzen der Halbschalen mit dem Gehäuse (Steckergehäuse) eine Verformung der Halbschalen reduziert oder vermieden werden.
In einer Ausführungsform weist die erste Halbschale und die zweite Halbschale auf einer Außenseite Aufschmelzrippen auf. Dadurch kann vorteilhafterweise eine bessere Verbindung der Halbschalen mit dem - später umspritztem Gehäuse - erreicht werden.
In einer Ausführungsform weist die erste Halbschale und/oder die zweite Halbschale weiterhin eine Austrittsöffnung auf. Dabei ist die Austrittsöffnung, nach dem Befüllen durch Vergießen, durch das Vergussmedium verschlossen. Die Austrittsöffnung kann z.B. als eine Vielzahl von Austrittsöffnungen realisiert sein, so dass während des Gießens Luft aus den Halbschalen austreten kann. Das Vergussmedium kann die Austrittsöffnung nach dem Vergießen und Erkalten verschließen, beispielsweise in der Weise, dass sog. „Gussbohnen“ an der Außenseite der Austrittsöffnungen entstehen, die z.B. anschließend abgebrochen werden können. Damit wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Kavitäten im Wesentlichen vollständig befüllt werden. Außerdem kann damit verhindert oder zumindest reduziert werden, dass in den Halbschalen ungewollten Luftkammern entstehen
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steckeranordnung. Die Steckeranordnung weist ein Steckermodul auf, wie oben und/oder nachfolgend beschrieben, und ein Vergussmedium, das mittels Druckguss in die Kavitäten des Steckermoduls gegossen wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Steckeranordnung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

- Bereitstellen einer Steckerplatine.
- Anordnen, an je einer Seite der Steckerplatine, einer ersten Halbschale und einer zweiten Halbschale, so dass zwischen der Steckerplatine und der ersten Halbschale eine erste Kavität und zwischen der Steckerplatine und der zweiten Halbschale eine zweite Kavität gebildet wird, und weiterhin durch die die erste Halbschale und die zweite Halbschale eine Öffnung gebildet wird.
- Anordnen eines Gehäuses, das die erste Halbschale und die zweite Halbschale umschließt. Das Anordnen des Gehäuses oder Steckergehäuses kann z.B. durch Umspritzen, z.B. mit einem Thermoplast, durchgeführt werden.
- Anordnen, an der Öffnung, einer Abdeckung mit einem Abdeckungsdurchstieg, wobei die Abdeckung die Öffnung verschließt, und wobei die Abdeckung, das Gehäuse und/oder die erste Halbschale und die zweite Halbschale im Bereich eines Randes der Öffnung eine umlaufende Quetschrippe aufweist.
- Vergießen der ersten Kavität und der zweiten Kavität mit einem Vergussmedium. Das Vergussmedium ist dabei in vielen Fällen während des Vergießens sehr flüssig und z.B. etwa zwischen 170°C und 175°C heiß. Durch das Vergießen können die Kavität im Wesentlichen vollständig mit dem Vergussmedium befüllt sein. Dadurch kann ein guter mechanischer Schutz und ein guter elektrischer Widerstand der Steckerplatine - und/oder weiterer Komponenten des Steckermoduls - gegenüber der Umgebung erzielt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines Steckermoduls wie oben und/oder nachfolgend beschrieben, einer Steckeranordnung wie oben und/oder nachfolgend beschrieben oder eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben als Fahrzeugstecker, insbesondere zur elektrischen und mechanischen Verbindung von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten eines Fahrzeugs.
Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Elemente.
Figurenliste
Dabei zeigt:

1a und 1b eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
2a bis 2d eine schematische perspektivische Ansicht von Teilen des Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
4a und 4b eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
5a bis 5e eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
6a und 6b eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
7a und 7b eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
8 einen schematischen Querschnitt eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
9a und 9b eine schematische perspektivische Ansicht bzw. eine Explosionsansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
10a eine schematische frontale Ansicht eines Teils einer Steckeranordnung gemäß einer Ausführungsform;
10b einen schematischen Querschnitt eines Teils einer Steckeranordnung gemäß einer Ausführungsform;
11 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls gemäß einer Ausführungsform;
12 einen schematischen Querschnitt eines Teils einer Steckeranordnung gemäß einer Ausführungsform;
13 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1a zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Steckermoduls 10 gemäß einer Ausführungsform. Dabei ist ein Gehäuse oder Steckergehäuse 60 des Steckermoduls 10 halbtransparent dargestellt, um die Position einer ersten Halbschale 31, einer zweiten Halbschale 32, der Steckerplatine 20 und der Stecker- oder Kontakteinheiten 70 und 75 deutlich zu machen. Das Steckermodul 10 verbindet die Kontakteinheit 70, die in einer Öffnung 40 angeordnet ist, mit der weiteren Kontakteinheit 75, die in einer weiteren Öffnung 45 angeordnet ist. Eine elektrische Verbindung der Kontakteinheiten 70 und 75 ist mittels der Steckerplatine 20 realisiert. Die Halbschalen 31 und 32, welche innerhalb des Gehäuses 60 angeordnet sind, bilden, wie an der Öffnung 40 deutlich dargestellt ist, links und rechts der Steckerplatine 20 eine erste Kavität 35 bzw. eine zweite Kavität 36. Weiterhin ist im Bereich des Randes 42 der Öffnung 40 eine umlaufende Quetschrippe 39 dargestellt.
1b zeigt das Steckermodul 10 von 1a, um etwa 180° in der Vertikalen gedreht. Da gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente bezeichnen, wird im Folgenden nicht die Bedeutung jedes einzelnen Bezugszeichens wiederholt.
Es ist wieder deutlich sichtbar, wie die erste Halbschale 31, die zweite Halbschale 32, mit einer Außenseite 33, die Steckerplatine 20 und die Kontakteinheit 75 in dem Steckergehäuse 60 angeordnet sind.
2a zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der ersten Halbschale 31 des Steckermoduls 10. Im unteren Teil weitet sich die erste Halbschale 31 und ist auf diese Weise dazu eingerichtet, die erste Kavität 35 zu bilden. 2d zeigt die zweite Halbschale 32 mit einer Aufweitung im unteren Teil, so dass die zweite Halbschale 32 dazu eingerichtet ist, die zweite Kavität 36 zu bilden. Die zweite Kavität 36 erstreckt sich dabei durch die gesamte zweite Halbschale 32; analog erstreckt sich die erste Kavität 35 durch die gesamte erste Halbschale 31. Weiterhin ist in der zweiten Halbschale 32 die Kontakteinheit 75 angeordnet. 2c zeigt die Kontakteinheit 70, welche dazu eingerichtet ist, in einem unteren Bereich 71 der Steckerplatine 20 (siehe 2b) angeordnet zu werden.
3 zeigt, wie die in 2a bis 2d dargestellten Teile des Steckermoduls 10 im zusammengefügten Zustand aussehen. Insbesondere ist die so entstehende Öffnung 40 mit einem unteren Bereich der Kavitäten 35 und 36 zu sehen. Weitere Bereiche der Kavitäten 35 und 36 sind im Inneren der Halbschalen 31 und 32, jeweils links und rechts der Steckerplatine 20 angeordnet.
4a zeigt, wie die Kontakteinheit 70 in dem unteren Bereich 71 der Steckerplatine 20 angeordnet wird; siehe Pfeil 81. 4b zeigt die so zusammengefügte Steckerplatine 20 mit der Kontakteinheit 70. Weiter ist in einem Detailbild (Pfeil 82) ein Beispiel für Durchstiegslöcher 22 dargestellt. Mit den Durchstiegslöchern 22 kann beim Gießen die gleichmäßige Verteilung des Vergussmediums zwischen den Kavitäten der Halbschalen 31 und 32 weiter verbessert werden.
5a zeigt, wie die zweite Halbschale 32 an die Steckerplatine 20 angeordnet wird; siehe Pfeil 83. Dabei wird ein Rand 28 der Steckerplatine 20 zumindest teilweise eingeschlossen. Weiter ist in einem Detailbild (Pfeil 84) ein Beispiel für innere Abstützungen 37 dargestellt, die bei dem gezeigten Bild in der zweiten Kavität 36 der zweiten Halbschale 32 angeordnet sind. Die inneren Abstützungen 37 können in beiden Halbschalen 31 und 32 angeordnet sein. Durch die inneren Abstützungen 37 kann vorteilhafterweise beim Umspritzen der Halbschalen 31 und 32 mit dem Gehäuse 60 (siehe z.B. 1a und 1b) eine Verformung der Halbschalen 31 und 32 reduziert oder vermieden werden.
5b zeigt die gemäß Pfeil 83 zusammengefügten Teile und einen Teil der so entstehenden zweiten Kavität 36 zwischen der Steckerplatine 20 und der zweiten Halbschale 32.
5c zeigt, wie die erste Halbschale 31 an die gemäß Pfeil 83 zusammengefügten Teile angeordnet wird; siehe Pfeil 85. Das Ergebnis ist in 5d dargestellt. Außerdem zeigt 5d in einem Detailbild (Pfeil 86) ein Beispiel für Aufschmelzrippen 34. Dadurch kann, bei der Herstellung des umspritzten Gehäuses 60 (siehe z.B. 1a und 1 b) eine bessere Verbindung der Halbschalen mit dem Gehäuse 60 erreicht werden. 5e zeigt gemäß Pfeil 85 zusammengefügten Teile. Außerdem ist die Position von formschlüssigen Verbindungselementen (hier: Nieten 65) dargestellt. Die formschlüssigen Verbindungselemente können auch als Schrauben und/oder weitere Verbindungselemente gestaltet sein. Durch die formschlüssigen Verbindungselemente kann eine besonders einfache und/oder feste Verbindung mit einer Abdeckung 50 (siehe z.B. 7a) erreicht werden.
6a zeigt die Elemente von 5e, die weiterhin mit dem Gehäuse 60 ummantelt (z.B. umspritzt) sind. Es ist außerdem die in dem Gehäuse 60 angeordnete umlaufende Quetschrippe 39 dargestellt. Die Quetschrippe könnte, in einer alternativen Ausführungsform, alternativ oder zusätzlich, als Teil der Halbschalen 31 und 32 und/oder der Abdeckung 50 realisiert sein. Ferner sind die Zentrierzapfen 67 dargestellt, welche zu einem präzisen Einbau der Abdeckung 50 beitragen können. 6b zeigt das in 6a dargestellte Gehäuse 60 von in einer schematischen perspektivischen Ansicht von einer Rückseite. 7a und 7b zeigen eine schematische perspektivische Ansicht der Elemente von 5e.
8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Stecker-Kopf in einem oberen Bereich des Steckermoduls 10. Dabei sind einige Kontakte der Kontakteinheit 75 an der Öffnung 45 dargestellt. Weiterhin ist zu sehen, wie das Vergussmedium 18 die Kavitäten 35 und 36 der Halbschalen 31 und 32 füllt.
9a zeigt, wie eine Abdeckung 50 mit dem Gehäuse 60 zusammengefügt sein kann. Von der Abdeckung 50 ist, als Außenseite, eine Hauptplatine 56 zu sehen. Außerdem sind die Seiten von Grundplatte 54 und ein Laminat 55 dargestellt. 9b zeigt in einer Explosionsansicht Beispiele für Komponenten der Abdeckung 50. Neben der Hauptplatine 56 sind eine Grundplatte 55 und ein Laminat 54 vor der Öffnung 40 angeordnet. Die Komponenten der Abdeckung 50 sind mittels Nieten 65 an der Öffnung 40 angeordnet. Für die Anordnung der Abdeckung 50 mittels der Nieten 65 weisen die Komponenten der Abdeckung 50 korrespondierende Durchbrüche 59 auf. Weiterhin ist die umlaufende Quetschrippe 39 dargestellt, welche zusammen mit den Komponenten der Abdeckung 50 die Kavitäten 35 und 36 (siehe z.B. 5e) dicht abschließt, ohne eine der Komponenten der Abdeckung 50 durch zu hohen Druck zu biegen oder zu zerstören. Für eine exakte Anordnung der Abdeckung 50 sind im Bereich der Öffnung 40 weiterhin Zapfen für Zentrierung 67 angeordnet, mit korrespondierenden Durchbrüchen 57 in den Komponenten der Abdeckung 50. Als Durchstiege für das Vergussmedium dienen die beispielhaft dargestellten Löcher 52.
10a zeigt das Gehäuse 60 einer Steckeranordnung 15, mit der Abdeckung 50, von einer Frontseite der Abdeckung 50. 10b zeigt einen schematischen Querschnitt eines Teils der Steckeranordnung 15, in einem Schnitt B der 10a. Dabei ist das Gehäuse 60 dargestellt, innerhalb dessen die Halbschalen 31 und 32 angeordnet sind. Die Halbschalen 31, 32 bilden links und rechts der Steckerplatine 20 die erste Kavität 35 bzw. die zweite Kavität 36. Die Kavitäten 35 und 36 sind mit dem Vergussmedium 18 gefüllt, das von der Seite der Hauptplatine 56 (Pfeil 87) eingespritzt wird. Auf einer Oberseite 53 der Hauptplatine 56 können weiterhin elektronische Bauelemente angeordnet sind, welche ebenfalls mit dem Vergussmedium 18 umspritzt („ummoldet“) sind. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr robuste Ummantelung der Bauteile und vieler Teile der Hauptplatine 56 und der Steckerplatine 20. Die Ummantelung weist darüber hinaus einen hohen elektrischen Widerstand auf, z.B. Werte von 1 GOhm (GΩ) und mehr.
11 zeigt einen schematischen Querschnitt der umlaufenden Quetschrippe 39, die in dem Gehäuse 60 angeordnet ist.
12 zeigt das Gehäuse 60, innerhalb dessen die Halbschalen 31 und 32 angeordnet sind. Die Halbschalen 31, 32 bilden links und rechts der Steckerplatine 20 die erste Kavität 35 bzw. die zweite Kavität 36. Die Kavitäten 35 und 36 sind mit dem Vergussmedium 18 gefüllt, das von der Seite der Hauptplatine 56 (Pfeil 88) eingespritzt wird. Auf einer Oberseite 53 der Hauptplatine 56 können weiterhin elektronische Bauelemente angeordnet sind, welche ebenfalls mit dem Vergussmedium 18 umspritzt („ummoldet“) sind.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass aus Gründen der besseren Deutlichkeit der Figuren nicht in allen Figuren alle Elemente abgebildet wurden. Diese Elemente umfassen beispielsweise Zentrierungen, eine Entlüftung der Kammern, Durchstiege der Stecker-Platine für gleichmäßiges Füllen mit dem Vergussmedium, innere und/oder äußere Verstrebungen der Halbschalen, welche z.B. Drücke während des Spritzgießens aufnehmen (z.B. während der Herstellung des Steckergehäuses), Geometrie-Optimierungen (z.B. Aufschmelzrippen) der Halbschalen, z.B. um Spaltenbildung zu Hauptumspritzung des Steckergehäuses zu verhindern, und/oder Elektronik-Bauteile auf den Platinen.
13 zeigt ein Flussdiagramm 90 mit einem Verfahren zur Herstellung einer Steckeranordnung gemäß einer Ausführungsform. In einem Schritt 91 wird eine Steckerplatine 20 mit im unteren Bereich 71 angelöteter Kontakteinheit 70 bereitgestellt. Anschließend kann die erste Halbschale 31 in einem separaten Spritzgussprozess aus Thermoplast hergestellt werden. Anschließend kann die zweite Halbschale 32 mit der weiteren Kontakteinheit 75 in einem weiteren separaten Spritzgussprozess aus Thermoplast hergestellt werden, wobei die weitere Kontakteinheit 75 vor dem Spritzprozess im entsprechenden Spritzwerkzeug positioniert wird. In einem Schritt 92 wird an je einer Seite der Steckerplatine 20 eine erste Halbschale 31 und eine zweite Halbschale 32 mit Kontakteinheit 75 angeordnet, zum Beispiel verclipst wird, wobei vor dem Verclipsen die Kontakteinheit 75 mit der Steckerplatine 20 verlötet wird. Dadurch wird zwischen der Steckerplatine 20 und der ersten Halbschale 31 eine erste Kavität 35 und zwischen der Steckerplatine 20 und der zweiten Halbschale 32 eine zweite Kavität 36 gebildet. Weiterhin wird durch die die erste Halbschale 31 und die zweite Halbschale 32 eine Öffnung 40 gebildet. In einem Schritt 93 wird ein Gehäuses 60 angeordnet, das die erste Halbschale 31 und die zweite Halbschale 32 umschließt. In einem Schritt 94 wird an der Öffnung 40 eine Abdeckung 50 mit einem Abdeckungsdurchstieg 52 angeordnet, wobei die Abdeckung 50 die Öffnung 40 verschließt. Außerdem weist die Abdeckung 50, das Gehäuse 60 und/oder die erste Halbschale 31 und die zweite Halbschale 32 im Bereich eines Randes 42 der Öffnung 40 eine umlaufende Quetschrippe 39 auf. Beispielsweise unmittelbar vor dem Schritt 94 kann die Hauptplatine 56 auf der Grundplatte 54 laminiert werden, es kann ein Bestücken und ein sog. Reflow-Löten der elektronischen Bauteile an der Hauptplatine 56 durchgeführt werden. Weiterhin können die Steckermodule durch Grundplatte 54, Laminat 55 und Hauptplatine 56 gesteckt und vernietet werden. Elektrische Kontakte können mit der Hauptplatine 56 selektiv-verlötet werden. In einem Schritt 95 werden die Hauptplatine, die erste Kavität 35 und die zweite Kavität 36 mit einem Vergussmedium 18 vergossen.
Bezugszeichenliste

10: Steckermodul
15: Steckeranordnung
18: Vergussmedium
20: Steckerplatine
22: Durchstiegslöcher
28: Rand der Steckerplatine
29: Zentrierzapfen
31: erste Halbschale
32: zweite Halbschale
33: Außenseite
34: Aufschmelzrippen
35: erste Kavität
36: zweite Kavität
37: innere Abstützung
38: Austrittsöffnung
39: umlaufende Quetschrippe
40: Öffnung
42: Rand der Öffnung
45: weitere Öffnung
50: Abdeckung
52: Abdeckungsdurchstieg
53: Oberseite
54: Grundplatte
55: Laminat
56: Hauptplatine
57: Öffnung für Zentrierung
58: Laminat
59: Durchbrüche
60: Gehäuse
65: Nieten
67: Zapfen für Zentrierung
70: Kontakteinheit
71: unterer Bereich
75: weitere Kontakteinheit
81 - 88: Pfeile
90: Flussdiagramm
91 - 95: Schritte

Claims

Steckermodul (10), aufweisend: eine Steckerplatine (20); eine erste Halbschale (31) und eine zweite Halbschale (32), die an je einer Seite der Steckerplatine (20) angeordnet sind und einen Rand (28) der Steckerplatine (20) zumindest teilweise einschließen, so dass zwischen der Steckerplatine (20) und der ersten Halbschale (31) eine erste Kavität (35) und zwischen der Steckerplatine (20) und der zweiten Halbschale (32) eine zweite Kavität (36) gebildet wird, wobei die erste Halbschale (31) eine Öffnung (40) zu der ersten Kavität (35) und/oder die zweite Halbschale (32) eine Öffnung (40) zu der zweiten Kavität (36) bildet; ein Gehäuse (60), das die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) umschließt; und eine Abdeckung (50) mit einem Abdeckungsdurchstieg (52), wobei die Abdeckung (50) die Öffnung (40) verschließt, und wobei die Abdeckung (50), das Gehäuse (60) und/oder die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) im Bereich eines Randes (42) der Öffnung (40) eine umlaufende Quetschrippe (39) aufweist, so dass das Steckermodul (10) für ein Befüllen durch Vergießen mit einem Vergussmedium (18), über den Abdeckungsdurchstieg (52) und die Öffnung (40), eingerichtet ist.
Steckermodul (10) nach Anspruch 1, wobei das Vergussmedium (18) einen Kunststoff aufweist und/oder aus einem Kunststoff besteht, wobei der Kunststoff eine Gruppe von Materialien umfasst, die aus Epoxidharz, Duroplast, Silikongummi, Flüssig-Silikon und/oder weiteren Materialien besteht.
Steckermodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Kavität (35) und die zweite Kavität (36) gegenüber ihren Begrenzungen im Wesentlichen dicht ist.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Öffnung (40) eine Kontakteinheit (70) angeordnet ist und in einer weiteren Öffnung (45) eine weitere Kontakteinheit (75) angeordnet ist, und wobei die Kontakteinheit (70) mit der weiteren Kontakteinheit (75) elektrisch verbunden ist.
Steckermodul (10) nach Anspruch 4, wobei die Steckerplatine (20) als mehrlagige Platine ausgeführt ist, um dadurch eine elektrische Verbindung zwischen der Kontakteinheit (70) und der weiteren Kontakteinheit (75) zu bilden.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (50), welche die Öffnung (40) verschließt, mittels einer form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere mittels Nieten (65), Schrauben, Schweißen, z.B. Laserschweißen, mit dem Gehäuse (60) verbunden ist.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (50) eine Hauptplatine (56), ein Laminat (55) und/oder eine Grundplatte (54) aufweist und wobei der Abdeckungsdurchstieg (52) durch die Hauptplatine (56) und das Laminat (58) geführt ist.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steckerplatine (20) Durchstiegslöcher (22) aufweist.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) im Bereich der ersten Kavität (35) bzw. der zweiten Kavität (36) eine innere Abstützung (37) aufweist.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) auf einer Außenseite (33) Aufschmelzrippen (34) aufweist.
Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Halbschale (31) und/oder die zweite Halbschale (32) weiterhin eine Austrittsöffnung (38) aufweisen, wobei die Austrittsöffnung (38), nach dem Befüllen durch Vergießen, durch das Vergussmedium (18) verschlossen ist.
Steckeranordnung (15), aufweisend: ein Steckermodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und ein Vergussmedium (18), das mittels Druckguss in die Kavitäten (35, 36) des Steckermoduls (10) gegossen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Steckeranordnung (15), mit den Schritten: - bereitstellen (91) einer Steckerplatine (20); - anordnen (92), an je einer Seite der Steckerplatine (20), einer ersten Halbschale (31) und einer zweiten Halbschale (32), so dass zwischen der Steckerplatine (20) und der ersten Halbschale (31) eine erste Kavität (35) und zwischen der Steckerplatine (20) und der zweiten Halbschale (32) eine zweite Kavität (36) gebildet wird, und weiterhin durch die die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) eine Öffnung (40) gebildet wird; - anordnen (93) eines Gehäuses (60), das die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) umschließt; - anordnen (94), an der Öffnung (40), einer Abdeckung (50) mit einem Abdeckungsdurchstieg (52), wobei die Abdeckung (50) die Öffnung (40) verschließt, und wobei die Abdeckung (50), das Gehäuse (60) und/oder die erste Halbschale (31) und die zweite Halbschale (32) im Bereich eines Randes (42) der Öffnung (40) eine umlaufende Quetschrippe (39) aufweist; und - vergießen (95) der ersten Kavität (35) und der zweiten Kavität (36) mit einem Vergussmedium (18).
Verwendung eines Steckermoduls (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, einer Steckeranordnung (15) nach Anspruch 12 oder eines Verfahrens nach Anspruch 13 als Fahrzeugstecker, insbesondere zur elektrischen und mechanischen Verbindung von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten eines Fahrzeugs.