DE10330393A1

DE10330393A1 - Vorrichtung und Verfahren für einen Steckverbinder

Info

Publication number: DE10330393A1
Application number: DE2003130393
Authority: DE
Inventors: Udo Pech; Arnold Pieruschka
Original assignee: LEONHARDY GmbH
Current assignee: Hartmann Codier GmbH and Co KG
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-07-05
Also published as: DE10330393B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Buchsengehäuse, in dem Buchsen sowie Adern eines Kabels gehalten sind und an dem an einem steckerseitigen Dichtungssitz eine Dichtung angebracht ist, mit einer kabelseitigen Umspritzung, die eine Kabelknickschutztülle und eine Zugentlastung aufweist. DOLLAR A Um dabei mit geringem Teileaufwand und wenigen Fertigungsschritten eine kompakte, wasserdichte Steckverbindung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Steckverbinder einen steckerseitigen Dichtabschluss aufweist, der über mindestens einen Kanal im Buchsengehäuse mit der kabelseitigen Umspritzung verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Buchsengehäuse, in dem Buchsen sowie Adern eines Kabels gehalten sind und an dem an einem steckerseitigen Dichtungssitz eine Dichtung angebracht ist, mit einer kabelseitigen Umspritzung, die eine Kabelknickschutztülle und eine Zugentlastung aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steckverbinders.

Derartige Steckverbinder sind beispielsweise aus der Industrie, dem Maschinen-, Schienenfahrzeug- und Fahrzeugbau bekannt. Sie werden dort zum Beispiel als Kupplungsstecker oder Steckverbindungen eingesetzt. Sollen die Steckverbindungen der Schutzklasse IP69K genügen, so werden erhöhte Dichtheitsanforderungen gegenüber Hochdruck/Dampfstrahlreinigung und starkem Strahlwasser gestellt.

Solche Steckverbinder und Steckverbinderkupplungen bestehen meist aus einer Dichtung, einem Kunststoffgehäuse und einer Umspritzung. Da moderne Steckverbinder eine geringe Teileanzahl und eine geringe Bauhöhe aufweisen, ist die Herstellung nur möglich durch eine besondere Gestaltung des inneren Kunststoffteils. Dabei wird in erster Linie durch die Umspritzmasse die hintere Abdichtung, die zusätzliche Fixierung der Kontakte und der Kabelknickschutz erzeugt.

Die Frontseite des Steckverbinders und die Steckverbinderkupplung ist gemäß dem Stand der Technik durch die Schnappverbindung wassertest ausgebildet. Auch ist bekannt, dass eine als O – Ring ausgebildete Dichtung in einem dafür vorgesehenen Abschnitt angebracht werden kann. Die Schnappverbindung bildet zusätzlich durch den umgebenden Mantel einen Schnappkragen aus, der für eine weitere zusätzliche Abdichtung sorgt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei geringem Teileaufwand und wenigen Fertigungsschritten eine kompakte, wasserdichte Steckverbindung ermöglicht.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, hierzu ein Verfahren bereitzustellen.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Steckverbinder einen steckerseitigen Dichtabschluss aufweist, der über mindestens einen Kanal im Buchsengehäuse mit der kabelseitigen Umspritzung verbunden ist.

Der Kanal ermöglicht es, dass beim Umspritzen des Buchsengehäuses in einem Prozessschritt die Kabelknickschutztülle, die Zugentlastung, die Kontaktsicherung sowie der steckerseitige Dichtabschluss erzeugt wird. Dabei wird die Umspritzmasse durch den Kanal zum Dichtabschluss geleitet. Durch den Dichtabschluss wird eine zusätzliche Bruchkante für einen auf die Steckverbindung gerichteten Wasserstrahl gebildet, was zu einer verbesserten Abdichtung führt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kanal aus einem axial zum Buchsengehäuse verlaufenden geschlossenen Kanalabschnitt zwischen der Umspritzung und einem vorderen Buchsenbereich sowie einem daran anschließenden radial verlaufenden offenen Kanalabschnitt zum Dichtabschluss gebildet. Der axial verlaufende Kanalabschnitt verläuft beim Herstellungsprozess des Buchsengehäuses parallel zur Entformungsrichtung des Spritzwerkzeuges und ist somit einfach herzustellen. Der anschließende radial verlaufende Kanalabschnitt ist steckerseitig offen, was ebenfalls eine leichte Herstellung beim Spritzgießen des Buchsengehäuses bei der genannten Entformungsrichtung des Spritzwerkzeuges ermöglicht. Beim Umspritzen des Buchsengehäuses wird der radial verlaufende Kanalabschnitt vom Spritzwerkzeug geschlossen und so das Umspritzmaterial vom axialen Kanalabschnitt zum Dichtabschluss geleitet.

Ein kompakter Aufbau, der ohne konstruktive Änderungen der Kanalführung für verschiedene Steckverbinder mit unterschiedlichen Polzahlen eingesetzt werden kann wird dadurch erreicht, dass der axiale Kanalabschnitt entlang der Mittelachse des Buchsengehäuses angeordnet ist.

Eine mechanische Fixierung des Dichtabschlusses ergibt sich dadurch, dass der Kanal mit Umspritzmasse gefüllt ist und der Dichtabschluss einstückig an die Umspritzung angeformt ist. Weiterhin verhindert die Umspritzmasse im Kanal, dass Feuchtigkeit durch den Kanal in die Steckverbindung gelangt beziehungsweise dass sich Schmutz in dem Kanal ansammelt.

Dadurch, dass der Innendurchmesser des Dichtabschlusses kleiner oder gleich und der Außendurchmesser des Dichtabschlusses größer als der Durchmesser des Dichtungssitzes ist, wird ein Dichtungshalter für die einzusetzende Dichtung erzeugt. Dies ist besonders vorteilhaft, da der Dichtungshalter so nicht beim Herstellungsprozess des Buchsengehäuses angeformt werden muss, was bei einer Entformungsrichtung des Spritzwerkzeuges parallel zur Achse des Buchsengehäuses zwangsläufig zu einem Hinterschnitt und somit zu einem aufwendigen Spritzwerkzeug führt.

Eine zusätzliche Dichtwirkung wird erzielt, indem dem Dichtabschluss eine Dichtlippe umlaufend angeformt ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Dichtabschlusses ist dadurch gekennzeichnet, dass er konisch geformt ist und sich am freien steckerseitigen Ende hin verjüngt. Die so erhaltene Entformungsschräge wirkt sich günstig auf den Herstellungsprozess aus. Weiterhin wird erreicht, dass sich Stecker und Buchse beim Zusammenführen zentrieren.

Ein dichter und beständiger Übergang zwischen dem Dichtabschluss und dem Buchsengehäuse wird dadurch erreicht, dass der Dichtabschluss in Achsrichtung des Buchsengehäuses kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Buchsengehäuse verbunden ist.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Umspritzung und der Dichtabschluss in einem Arbeitsgang geformt werden, wobei die Umspritzmasse durch mindestens einen Kanal in dem Buchsengehäuse und/oder dem Formwerkzeug zu einem vorderen, das steckerseitige Ende bildenden Buchsenbereich geleitet wird und dort den Dichtabschluss ausformt. Damit lassen sich die vorstehend beschriebenen Erfolge erzielen.

Dadurch, dass das Buchsengehäuse mit einem zweiteiligen Spritzwerkzeug ohne Trennkante im Bereich des steckerseitigen Dichtungssitzes hergestellt wird, wird eine Gratbildung auf der Dichtfläche der Dichtung sicher vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Steckverbinder mit einem komplementären Steckergehäuse
2 den Steckverbinder in einem Schnitt in Längsrichtung
3 eine schematische Ansicht auf die Vorderseite des Steckverbinders
1 zeigt einen Steckverbinder 1 mit einem zugehörigen komplementären Steckergehäuse 60. Der Steckverbinder 1 besteht aus einem Buchsengehäuse 10, das in einem ersten Spritzgießvorgang aus einem vergleichsweise harten Kunststoff hergestellt wird, und einer angeformten Umspritzung 40, die in einem zweiten Spritzgießvorgang aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer, hergestellt wird. Bei dem zweiten Spritzgießvorgang wird eine Kabelknickschutztülle 41 angeformt, die ein Kabel 30 sichert.
Der Steckverbinder 1 ist mit dem komplementären Steckergehäuse 60 verbindbar, wobei eine Dichtung 50 der Abdichtung gegen eindringende Feuchte dient. Die Dichtung 50 wird von einem Dichtabschluß 44 gehalten. Im gesteckten Zustand sichert ein Rastelement 18 am Buchsengehäuse 10, das in eine Rastaufnahme 61 an dem komplementären Steckergehäuse 60 eingreift, die Verbindung gegen unbeabsichtigtes Lösen. Zur Entriegelung der Verbindung wird das Rastelement 18 eingedrückt und gleichzeitig der Steckverbinder 1 aus dem komplementären Steckergehäuse 60 gezogen.
2 zeigt den Steckverbinder 1 in erfindungsgemäßer Ausführung in einem Schnitt entlang seiner Mittelachse. Das Buchsengehäuse 10 wird in dem ersten Spritzgießvorgang aus vergleichsweise hartem Kunststoff gefertigt. An das Buchsengehäuse 10 ist anschließend an einen stirnseitigen vorderen Buchsenbereich 16 ein Absatz 17 und ein Dichtungssitz 19 angeformt, wobei der Absatz 17 die Lage des Dichtabschlusses 44 definiert, der die auf dem Dichtungssitz 19 aufliegende Dichtung 50 nach vorne gegen Verrutschen sichert. Der Dichtabschluß 44 weist an der Umfangsfläche eine Dichtfläche 46 auf. Weiterhin kann, wie im gezeigten Beispiel, zusätzlich eine Dichtlippe 47 angeformt sein. Die der Dichtung 50 zugewandte Fläche des Dichtabschlusses 44 bildet den Dichtungshalter 45.
In das Buchsengehäuse 10 sind Kontaktkammern 12 eingeformt, wobei die zwei Teile des Spritzwerkzeuges in axialer Richtung geöffnet werden. Hierdurch wird der Dichtungssitz 19 gratfrei ausgeführt. In die Kontaktkammern sind Buchsen 20 eingebracht, die, wie in der Figur dargestellt, als Hohlkörper zur Aufnahme von Steckstiften oder als Steckstifte ausgeführt sein können. An einem Anschlußbereich 22 der Buchsen 20 sind Adern 32 des Kabels 30 beispielsweise durch Krimpen, Klemmen oder Löten befestigt. Im Bereich einer Aderisolation 33 der Adern 32 werden diese durch eine Kabelfixierung 70 gehalten, die nach Einschieben der Buchsen 20 in die Kontaktkammern 12 durch Quetschung geformt wird.
An das Buchsengehäuse 10 ist das Rastelement 18 einstückig angeformt, das der Sicherung des Steckverbinders 1 gegen unbeabsichtigtes Herausgleiten aus dem komplementären Steckergehäuse 60 dient.
In dem zweiten Spritzgießvorgang wird eine Umspritzung 40 aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff angeformt. Als Materialien für die Umspritzung 40 können insbesondere thermoplastische Elastomere eingesetzt werden. Weiterhin sind auch zweikomponentige Silikone geeignet, die mittels Liquid-Injection-Molding angespritzt werden. In diesem zweiten Spritzgießvorgang wird weiterhin die Kabelknickschutztülle 41 und eine Zugentlastung 42 angeformt. Die Kabelfixierung 70 dient dabei vor allem der Sicherung der Adern 32.
In das Buchsengehäuse 10 ist ein Kanal 13 so eingeformt, dass das im zweiten Spritzgießvorgang im Bereich der Umspritzung 40 eingebrachte Material in den vorderen Buchsenbereich 16 dringt und den Dichtabschluß 44 formt. Hierzu sind ein in der Mittelachse des Buchsengehäuses 10 angeordneter axialer Kanal 14 und mindestens ein hier nicht dargestellter im vorderen Buchsenbereich 16 eingebrachter radialer Kanal 15 zu einem durchgängigen Kanal 13 verbunden.
3 zeigt schematisch die Ansicht der Vorderseite des Steckverbinders 1. In den vorderen Buchsenbereich 16 werden im ersten Spritzgießvorgang radiale Kanäle 15 eingebracht, die zusammen mit dem in der Mittelachse des Buchsengehäuses 10 in der Draufsicht sichtbaren axialen Kanal 14 den Kanal 13 bilden, durch den im zweiten Spritzgießvorgang Verbindungsstege 48 zwischen der hier nicht dargestellten Umspritzung 40 und dem Dichtabschluß 44 gebildet wird. In die stirnseitig sichtbaren Kontaktkammern 12 sind die Buchsen 20 eingebracht.
Durch die in den Figuren dargestellte Ausführungsform wird insbesondere erreicht, dass der Dichtungssitz 19 gratfrei ausgebildet wird und daher eine besonders gute Dichtwirkung erreicht werden kann. Mit der gezeigten Ausführung wird Schutzklasse IP 69 K erreicht. Gleichzeitig wird vermieden, Spritzwerkzeuge zur Erzeugung von Hinterschnitten einzusetzen, die kompliziert im Aufbau und daher teuer sind.

1: Steckverbinder
10: Buchsengehäuse
11: Mantel
12: Kontaktkammer
13: Kanal
14: axialer Kanal
15: radialer Kanal
16: vorderer Buchsenbereich
17: Absatz
18: Rastelement
19: Dichtungssitz
20: Buchse
21: Buchsenöffnung
22: Anschlußbereich
30: Kabel
31: Kabelisolation
32: Ader
33: Aderisolation
40: Umspritzung
41: Kabelknickschutztülle
42: Zugentlastung
43: Kontaktfixierung
44: Dichtabschluß
45: Dichtungshalter
46: Dichtfläche
47: Dichtlippe
48: Verbindungssteg
50: Dichtung
60: komplementäres Steckergehäuse
61: Rastaufnahme
70: Kabelfixierung

Claims

Steckverbinder (1) mit einem Buchsengehäuse (10), in dem Buchsen (20) sowie Adern (32) eines Kabels (30) gehalten sind und an dem an einem steckerseitigen Dichtungssitz (19) eine Dichtung (50) angebracht ist, mit einer kabelseitigen Umspritzung (40), die eine Kabelknickschutztülle (41) und eine Zugentlastung (42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) einen steckerseitigen Dichtabschluss (44) aufweist, der über mindestens einen Kanal (13) im Buchsengehäuse (10) mit der kabelseitigen Umspritzung (40) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (13) aus einem axial zum Buchsengehäuse (10) verlaufenden geschlossenen Kanalabschnitt (14) zwischen der Umspritzung (40) und einem vorderen Buchsenbereich (16) sowie einem daran anschließenden radial verlaufenden offenen Kanalabschnitt (15) zum Dichtabschluss (44) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Kanalabschnitt (14) entlang der Mittelachse des Buchsengehäuses (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (13) mit Umspritzmasse gefüllt ist und der Dichtabschluss (44) einstückig an die Umspritzung (40) angeformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Dichtabschlusses (44) kleiner oder gleich und der Außendurchmesser des Dichtabschlusses (44) größer als der Durchmesser des Dichtungssitzes (19) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dichtabschluss (44) eine Dichtlippe (47) umlaufend angeformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtabschluss (44) konisch geformt ist und sich am freien steckerseitigen Ende hin verjüngt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtabschluss (44) in Achsrichtung des Buchsengehäuses (10) kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Buchsengehäuse (10) verbunden ist
Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders (1) mit einem Buchsengehäuse (10), welches in einem ersten Formvorgang hergestellt wird, wobei an das Buchsengehäuse (10) eine Umspritzung (40) angeformt wird, die eine Kabelknickschutztülle (41) und eine Zugentlastung (42) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung (40) und ein Dichtabschluss (44) in einem Arbeitsgang geformt werden, wobei die Umspritzmasse durch mindestens einen Kanal (13) in dem Buchsengehäuse (10) und/oder dem Formwerkzeug zu einem vorderen, das steckerseitige Ende bildenden Buchsenbereich (16) geleitet wird und dort den Dichtabschluss (44) ausformt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (10) mit einem zweiteiligen Spritzwerkzeug ohne Trennkante im Bereich eines steckerseitigen Dichtungssitzes (19) hergestellt wird.