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Die Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung, die zwei Steckverbinder umfasst.
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Falls eine technische Vorrichtung mit zwei unterschiedlichen Steckverbindern und/oder Verbindungen auszustatten ist, über die diese Vorrichtung wiederum mit anderen Einrichtungen verbunden werden kann, ist es möglich, die beiden Steckverbinder der Vorrichtung miteinander mechanisch zu verbinden.
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Diesbezüglich wird auf ein sogenanntes geophysikalisches Verbindungselement verwiesen, das aus der Druckschrift
US 6,475,032 A1 bekannt ist. Hierbei werden ein männlicher Stecker und ein weiblicher Stecker durch ein Spritzverfahren miteinander verbunden.
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Ein miniaturisierter Hochstromstecker ist in der Druckschrift
DE 10 2008 046 235 B3 beschrieben. Hierbei sind mehrere Buchsen über einen thermoplastischen Schmelzklebestoff auf Polyamidbasis miteinander verbunden.
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Ein geschirmter Steckverbinder mit einem Steckverbindereinsatz ist aus der Druckschrift
DE 10 2006 012 194 A1 bekannt. Dabei ist in dem Steckverbindereinsatz zumindest ein Kontaktelement zur Aufnahme einer Ader einer Leitung vorgesehen, wobei mehrere Adern durch einen Schmelzkleber umspritzt sind.
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Außerdem ist aus der Druckschrift
DE 94 00 585 U1 ein Steckverbinder bekannt, bei dem ein von Steckverbinderstiften und Anschlussleitungen umgebener Gehäuseinnenraum mit einer Dichtmasse aus Schmelzklebestoff ausgefüllt ist.
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Vor diesem Hintergrund wird eine Steckverbinderanordnung mit den Merkmalen von Schutzanspruch 1 vorgestellt.
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Ausgestaltungen der Steckverbinderanordnung gehen aus den abhängigen Schutzansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Die erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung umfasst einen ersten elektrischen Steckverbinder und einen zweiten elektrischen Steckverbinder, wobei jeder Steckverbinder ein Gehäuse bzw. Steckverbindergehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang umfasst. Dabei umschließt das Gehäuse von mindestens einem der Steckverbinder einen Innenraum, wobei in dem Innenraum zwischen dem Eingang und dem Ausgang Litzen mit Leitungsadern angeordnet sind, die mit mindestens einer Schutzhülle umhüllt sind. Die Gehäuse beider Steckverbinder sind mit einer Ummantelung aus Schmelzkleber umhüllt und darüber miteinander verbunden. Das Material der mindestens einen Schutzhülle weist einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Schmelzkleber auf.
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Mindestens ein Steckverbinder der Steckverbinderanordnung ist als männlicher Steckverbinder bzw. Stecker ausgebildet und als solcher zu bezeichnen. Alternativ oder ergänzend ist mindestens ein Steckverbinder als weiblicher Steckverbinder bzw. Buchse ausgebildet und als solcher bzw. solche zu bezeichnen. Demnach weist die Steckverbinderanordnung zwei Stecker, einen Stecker und eine Buchse oder zwei Buchsen als die zwei vorgesehenen Steckverbinder auf.
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Weiterhin ist das Material der mindestens einen Schutzhülle härter als der Schmelzkleber und weist somit eine höhere Shore-Härte, bspw. von A75 +/–5, auf und ist härter als der Schmelzkleber.
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Das Material der mindestens einen Schutzhülle ist üblicherweise als ein elektrischer Isolator ausgebildet.
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Diesbezüglich ist möglich, dass das Material der mindestens einen Schutzhülle aus Silikon ist.
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In Ausgestaltung umhüllt die mindestens eine Schutzhülle die Litzen mit den Leitungsadern koaxial und ist bspw. schlauch-, rohr- oder zylinderförmig ausgebildet.
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Die mindestens eine Schutzhülle weist in weiterer Ausgestaltung eine Außenwand mit Dichtlippen auf, die eine Innenwand des entsprechenden Gehäuses berühren. Außerdem ist möglich, dass die Schutzhülle mindestens ein Stützelement umfasst.
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Alternativ oder ergänzend ist möglich, dass die Litzen mit den Leitungsadern mit mindestens einem Stützring umhüllt sind, der dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Schutzhülle in dem Innenraum abzustützen, wobei der mindestens eine Stützring aus Polyamid ist. Der Stützring ist ebenfalls schlauch-, rohr- oder zylinderförmig und weist in Ausgestaltung einen Schlitz auf. Der Stützring weist, üblicherweise vergleichbar mit der mindestens einen Schutzhülle, eine hohe Festigkeit und eine geringe Wärmeausdehnung auf.
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Die Leitungsadern sind mit einer Isolation umhüllt, wobei die Isolation mit der mindestens einen Schutzhülle und/oder dem mindestens einen Stützring umhüllt ist. Alternativ oder ergänzend ist die Isolation zumindest teilweise mit Schmelzkleber umhüllt.
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Weiterhin sind an dem Ausgang der Gehäuses mindestens eines Steckverbinders, in der Regel an Gehäusen beider Steckverbinder, Kontaktelemente angeordnet, die mit den Leitungsadern verbunden sind, wobei die Kontaktelemente mit einer Hüllwand umhüllt sind, die mit dem jeweiligen Gehäuse verbunden ist.
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Hierbei sind Enden der Leitungsadern teilweise abisoliert und mit den Kontaktelementen über Crimpverbindungen bzw. Crimpkontakte formschlüssig und gasdicht verbunden.
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Mit dem mindestens einen Stützring sind die Leitungsadern und die Crimpverbindungen bzw. Crimpkontakte mit den Kontaktelementen bei einem Umspritzen der Steckverbinder, wenn die Steckverbinder mit dem Schmelzkleber umhüllt werden, in eine vorgesehene Position innerhalb des mindestens einen Gehäuses zu halten.
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In Ausgestaltung der Steckverbinderanordnung sind die Hüllwände beider Steckverbinder in dieselbe Richtung orientiert.
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Das Gehäuse des mindestens einen Steckverbinders ist aus Kunststoff. Außerdem ist die Hüllwand des Gehäuses aus Kunststoff. Das Gehäuse und die Hüllwand des mindestens einen Steckverbinders bilden üblicherweise ein zusammenhängendes, einstöckiges Bauteil.
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Die Gehäuse bzw. Steckverbindergehäuse beider Steckverbinder der Steckverbinderanordnung sind mit der Ummantelung aus Schmelzkleber umhüllt, üblicherweise umspritzt. Bei mindestens einem der beiden Steckverbinder sind die Litzen mit den Leitungsadern in dem Innenraum des Gehäuses mit der mindestens einen Schutzhülle zu umhüllen, bevor die beiden Steckverbinder mit der Ummantelung aus Schmelzkleber zu umspritzen, üblicherweise zu umhüllen und demnach miteinander zu verbinden sind.
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In der Regel sind die beiden Steckverbinder unterschiedlich ausgebildet und weisen demnach eine unterschiedliche Form auf. In diesem Fall ist einer der beiden Steckverbinder bspw. größer als der andere. Die Litzen mit der mindestens einen Schutzhülle zu umhüllen, ist entweder für einen der beiden Steckverbinder oder ggf. für beide Steckverbinder vorgesehen. Es ist auch möglich, dass beide Steckverbinder gleich ausgebildet sind.
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Die Steckverbinderanordnung ist bspw. für ein Schutzgehäuse einer technischen Vorrichtung vorgesehen, wobei das Schutzgehäuse wärme- und schalldicht abzudichten ist. Die Vorrichtung ist bspw. für einen Kompressor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, der in dem Schutzgehäuse anzuordnen ist. Über die Steckverbinderanordnung sind elektrische Module innerhalb des Schutzgehäuses mit elektrischen Modulen außerhalb des Schutzgehäuses zu verbinden. In Ausgestaltung ist das Schutzgehäuse über die Steckverbinderanordnung bspw. mit einem Kabelbaum des Kraftfahrzeugs in einer vorgegebenen Position zu verbinden. Durch die Maßnahme, die beiden Steckverbinder mit dem Schmelzkleber bzw. einem Schmelzklebestoff oder einem Heißklebestoff zu verbinden, sind unterschiedlich dimensionierte Steckverbinder mit geringen baulichen Toleranzen zu der vorgesehenen Steckverbinderanordnung zu verbinden, die u. a. mechanische und/oder thermische Dichtheitsanforderungen erfüllt.
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In Ausgestaltung sind die beiden Steckverbinder über eine Hotmelt-Umspritzung aus dem Schmelzkleber miteinander zu verbinden. Nachdem die Litzen im Innenraum bzw. im Inneren des Gehäuses des mindestens einen Steckverbinders mit der mindestens einen Schutzhülle umhüllt worden sind, sind die beiden Steckverbinder bspw. in einer Spritz- und/oder Gussform nebeneinander anzuordnen. Danach ist der Schmelzkleber unter Durchführung eines Heißklebe-Spritzverfahrens im flüssigen Zustand in die Spritz- und/oder Gießform einzuführen, wobei die beiden Steckverbinder miteinander zu verbinden sind, wobei die Ummantelung für die beiden Steckverbinder bereitzustellen ist. Nach Abkühlen des Schmelzklebers ist die Steckverbinderanordnung aus der Spritz- und/oder Gießform zu entnehmen.
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Die vorgestellte Steckverbinderanordnung ist bspw. in einer Öffnung des Schutzgehäuses einer technischen Vorrichtung anzuordnen, wobei eine Wandung des Schutzgehäuses an der Öffnung der Vorrichtung üblicherweise die Ummantelung der beiden Steckverbinder schall- und/oder wärmedicht umschließt. Da die Ummantelung aus Schmelzklebestoff bzw. Schmelzkleber elastisch verformbar ist, sind bei einer derartigen Anordnung der Steckverbinderanordnung in der Außenwand des Schutzgehäuses auch etwaige Toleranzen der beiden Steckverbinder, aus denen die Steckverbinderanordnung zu bilden ist, zu kompensieren. Außerdem sind die Hüllwände der beiden Steckverbinder an der Außenwand des Schutzgehäuses angeordnet, so dass die Steckverbinder und somit auch elektrische Module innerhalb des Schutzgehäuses mit externen Buchsen zu verbinden sind.
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Bei der Herstellung der Steckverbinderanordnung werden zunächst Litzen und somit auch die Leitungsadern in dem Gehäuse bzw. Steckverbindergehäuse mindestens eines der beiden Steckverbinder von mindestens einer Schutzhülle umhüllt, bevor die beiden Steckverbinder in der Spritzform unter Durchführung des Heißklebe-Spritzverfahrens mit Schmelzkleber unter Bereitstellung der Ummantelung miteinander kompakt verbunden werden. Unter Bereitstellung der Ummantelung aus Schmelzkleber, die auch als Hotmelt-Umspritzung bezeichnet werden kann, ist mit der Steckverbinderanordnung ein anwendungsspezifisches Formteil herzustellen, das spezifische mechanische sowie akustische und/oder thermische Anforderungen, üblicherweise hinsichtlich einer Dichtheit, erfüllt. Mit der Ummantelung ist es u. a. möglich, über die beiden ummantelten und miteinander verbundenen Steckverbinder eine Leitungsdurchführung durch das Schutzgehäuse, bspw. ein Schutzgehäuse eines Kompressors, zu realisieren.
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Weiterhin ist das Heißklebe-Spritzverfahren bzw. ein entsprechendes Hotmelt-Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Spritzgussverfahren unter geringen Drücken und niedrigen Temperaturen durchzuführen. Somit wird u. a. vermieden, dass die Steckverbinder beim Bereitstellen der Ummantelung verformt und ggf. zerstört werden.
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Durch Vorsehen der mindestens einen Schutzhülle für die Litzen mit den Leitungsadern innerhalb des Innenraums des Gehäuse mindestens eines der beiden Steckverbinder, wobei die Schutzhülle aus einem härterem Material als der Schmelzkleber ist sowie einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Schmelzkleber aufweist, sind die Litzen mit den Leitungsadern beim Herstellen der Steckverbinderanordnung unter Bereitstellung der Ummantelung u. a. vor Schmelzkleber, der eventuell in das Gehäuse des mindestens einen Steckverbinders eintreten kann, zu schützen.
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Mit der mindestens einen Schutzhülle, mit der Litzen in dem Gehäuse des mindestens einen Steckverbinders zu umhüllen sind, ist eine Rissbildung der Ummantelung bei einer Änderung der Temperatur der Steckverbinderanordnung zu vermeiden, da der Innenraum des Gehäuses des mindestens einen Steckverbinders nun mit einem anderen Material als Schmelzkleber gefüllt ist, das einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Schmelzkleber aufweist.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung aus verschiedenen Perspektiven.
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2 zeigt in schematischer Darstellung Details zu einer ersten Variante der Steckverbinderanordnung aus 1 aus verschiedenen Perspektiven.
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3 zeigt in schematischer Darstellung Details zu einer zweiten Variante der Steckverbinderanordnung aus 1 aus verschiedenen Perspektiven.
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Die Figuren werden übergreifend und zusammenhängen beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung 2 ist in den 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und 1f aus unterschiedlichen Perspektiven schematisch dargestellt.
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Für diese Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2 ist eine erste Variante 2a vorgesehen, die in 2a schematisch dargestellt ist. In den 2b, 2c und 2d sind Details zu einer Schutzhülle der ersten Variante der Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2a gezeigt.
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Die zweite Variante der Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2b ist in 3a und 3b in zwei unterschiedlichen schematischen Schnittdarstellungen gezeigt. 3c zeigt einen Stützring und 3d ein weiteres Beispiel einer Schutzhülle, die als Komponenten der zweiten Variante der Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2b vorgesehen sind.
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Die Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2, 2a, 2b sowie deren Varianten umfassen einen ersten Steckverbinder 4 und einen zweiten Steckverbinder 6, wobei der erste Steckverbinder 4 größer als der zweite Steckverbinder 6 ist. Dabei weisen beide Steckverbinder 4, 6 jeweils ein Gehäuse 8 auf, das hier aus Kunststoff gebildet ist, wobei lediglich anhand der Schnittdarstellung aus den 2a, 3a und 3b das Gehäuse 8 des ersten Steckverbinders 4 zu erkennen ist, wohingegen die Gehäuse 8 in den 1a bis 1f hier von einer Ummantelung 10 aus Schmelzkleber umhüllt sind.
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In der vorgestellten Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2, 2a, 2b ist vorgesehen, dass beide Steckverbinder 4, 6, wie anhand der Figuren explizit gezeigt, als sogenannte Stecker ausgebildet sind. In alternativer Ausgestaltung ist möglich, dass lediglich einer der beiden Steckverbinder 4, 6 als Stecker ausgebildet ist, wohingegen der andere der beiden Steckverbinder als Buchse ausgebildet ist. In weiterer alternativer Ausgestaltung ist möglich, dass beide Steckverbinder als Buchsen ausgebildet sind.
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Dabei weist jedes Gehäuse 8 einen Eingang und einen Ausgang auf und umschließt einen Innenraum, in dem Litzen 12 mit Leitungsadern zwischen dem Eingang und dem Ausgang angeordnet sind. Diese Litzen 12 sind in den 2a, 3a und 3b angedeutet. Jeweils ein Strang Leitungsadern ist mit einer Isolation umhüllt, wodurch jeweils eine Litze 12 gebildet ist. Außerdem ist hier der Eingang des Gehäuses 8 des größeren Steckverbinders 4 mit zwei Zuleitungen 14 verbunden. Der Eingang des nicht weiter dargestellten Gehäuses für den zweiten, kleineren Steckverbinder 6 ist hier mit vier Zuleitungen 16 verbunden.
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Die Zuleitungen 14 zu dem Gehäuse 8 des ersten Steckverbinders 4 sind mit den Leitungsadern der Litzen 12 innerhalb des Gehäuses 8 verbunden. Außerdem sind die Leitungsadern der Litzen 12 am Ausgang des Gehäuses 8 über Crimpverbindungen bzw. Crimpkomponenten mit Kontaktelementen 18 verbunden, die außerhalb des Gehäuses 8 angeordnet sind und weiterhin von einer Hüllwand 20 aus Kunstsoff mit mechanischen Rastelementen umschlossen sind, die mit dem Gehäuse 8 verbunden ist. Entsprechend sind die Zuleitungen 16 zu dem Gehäuse des zweiten Steckverbinders 6 ebenfalls mit Leitungsadern innerhalb des Gehäuses des zweiten, kleineren Steckverbinders 6 verbunden. An dem Gehäuse des zweiten Steckverbinders 6 ist ebenfalls eine Hüllwand 22 angeordnet, wobei diese Hüllwand 22 Kontaktelemente 24 aus Kunststoff an dem Gehäuse umschließt. Dabei sind an der Hüllwand 22 des zweiten Steckverbinders 6 ebenfalls mechanische Rastelemente angeordnet.
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Bei der ersten Variante der Ausführungsform der Steckverbinderanordnung 2a sind die Litzen 12 mit den Leitungsadern in dem Innenraum des Gehäuses 8 von einem ersten Beispiel einer Schutzhülle 26 umgeben, die in den 2b, 2c und 2d unabhängig von der Steckverbinderanordnung 2a dargestellt ist. Dabei ist jeweils eine Litze 12 mit Leitungsadern, die mit einer Isolation umhüllt sind, mit einer Schutzhülle umhüllt. Diese Schutzhülle 26 ist aus elastischem Material, bspw. Silikon, gebildet und weist an einer Außenwand mehrere Dichtlippen 28 auf, die die Schutzhülle 26 ringförmig umschließen. Wie 2a zeigt, liegen diese Dichtlippen 28 an einer Innenwand des Gehäuses 8 an.
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Zum Herstellen dieser ersten Variante der Steckverbinderanordnung 2a sind zumindest die Litzen 12 mit den Leitungsadern in dem Gehäuse 8 zunächst durch die Schutzhülle 26 zu umhüllen. Danach sind beide Steckverbinder 4, 6 in einer Spritzform anzuordnen, wobei die beiden Hüllwände 20, 22 sowie die Kontaktelemente 18, 24 in dieselbe Richtung zu orientieren sind. Nachfolgend ist in die Spritzform unter Durchführung eines Heißklebe-Spritzverfahrens flüssiger Schmelzkleber einzuführen, der zumindest die Gehäuse 8 der beiden Steckverbinder 4, 6 umhüllt. Hierbei ist die Isolation für die Leitungsadern zumindest teilweise ebenfalls mit Schmelzkleber zu umhüllen. Nach Abkühlen des Schmelzklebers ist die Steckverbinderanordnung 2a fertiggestellt.
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Falls erforderlich, sind vor Durchführen des Heißklebe-Schmelzverfahrens auch Litzen innerhalb des Gehäuses des zweiten Steckverbinders 6 mit mindestens einer Schutzhülle zu umhüllen. Unabhängig von einer Anzahl der benötigten Schutzhüllen weist die mindestens eine einzusetzende Schutzhülle einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie eine höhere Shore-Härte als der Schmelzkleber der Ummantelung 10 auf.
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Zum Herstellen der zweiten Variante der Steckverbinderanordnung 2b, wie in 3a und 3b gezeigt, ist vorgesehen, dass zumindest die Litzen 12 mit den Leitungsadern in dem Gehäuse 8 des ersten Steckverbinders 4 mit einem zweiten Beispiel einer Schutzhülle 30 zu umhüllen sind. Außerdem sind die Litzen 12 mit den Leitungsadern hier zusätzlich mit einem Stützring 32, der einen Schlitz 34 aufweist, zu umhüllen. Hierbei ist vorgesehen, dass Enden der Leitungsadern abisoliert und über Crimpverbindungen mit den Kontaktelementen 18 verbunden werden. Danach sind die beiden Steckverbinder 4, 6, genauso wie im Fall zum Herstellen der ersten Variante der Steckverbinderanordnung 2a, in einer Spritzform anzuordnen und unter Durchführung eines Heißklebe-Spritzverfahrens mit Schmelzkleber zu umhüllen, wobei aus dem Schmelzkleber die Ummantelung 10 bereitzustellen ist.
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Auch hier ist vorgesehen, dass die hier rohrförmig ausgebildete Schutzhülle 30 aus einem Material besteht, das einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie eine höhere Shore-Härte als der Schmelzkleber für die Ummantelung 10 aufweist. Ferner ist möglich, auch Leitungsadern innerhalb des Gehäuses des zweiten, kleineren Steckverbinders 6 mit einer Schutzhülle und ggf. einem Stützring zu umhüllen, bevor beide Steckverbinder 4, 6 unter Durchführung des Heißklebe-Spritzverfahrens mit Schmelzkleber zu umhüllen sind und die Ummantelung 10 bereitzustellen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6475032 A1 [0003]
- DE 102008046235 B3 [0004]
- DE 102006012194 A1 [0005]
- DE 9400585 U1 [0006]
