EP1724881A2

EP1724881A2 - Steckverbinder mit einem Gehäuse aus zwei Kunststoff-Halbschalen

Info

Publication number: EP1724881A2
Application number: EP20060010280
Authority: EP
Inventors: Carola Heiber; Peter Kuhn; Gerald Lieb; Bernd Fischer
Original assignee: Hirschmann Car Communication GmbH
Current assignee: Hirschmann Automation and Control GmbH
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2006-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder (1), aufweisend ein Gehäuse (2), aus dem ein Kabel (3) herausgeführt ist und in dem zumindest eine Konfaktkammer (8) zur Aufnahme eines Kontaktpartners (9) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) aus Kunststoff besteht, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Gehäuse (2) aus zumindest zwei Gehäuseteilen besteht, die vor oder nach der Montage des Kabels (3) und der Kontaktpartner (9) zusammengefügt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1

Stand der Technik

Es sind Steckverbinder bekannt geworden, bei denen Stift- bzw. Buchsenkontakte (Kontaktpartner) mit konfektionierter Leitung in einen Kontaktträger des Steckverbinders bestückt und anschließend mit einem beispielsweise thermoplastischem Kunststoff umspritzt werden. Hierbei ist das Problem gegeben, dass der thermoplastische Kunststoff (Umspritzmasse) in Bezug auf die Temperatur der übrigen zu umspritzenden Bauteile eine sehr hohe Temperatur aufweist und außerdem mit einem hohen Druck in eine Umspritzform, die das spätere Gehäuse des Steckverbinders abbildet, gepresst werden muss. Dadurch werden die Kontaktpartner sowie die Leitungen thermisch und mechanisch hoch belastet, so dass nach der Herstellung des Steckverbinders es möglich ist, dass dieser seine Funktion nicht korrekt ausübt. Außerdem sind Einschränkungen gegen, auf welche Art und Weise die Stift- bzw. Buchsenkontakte an die elektrischen Leiter der Leitung angebracht werden. Auf Grund des hohen Temperaturniveaus der heißen Umspritzmasse scheiden z.B. Lötverfahren zur elektrischen Kontaktierung aus. Dadurch ist die Herstellung eines solchen Steckverbinders begrenzt.

Aufgabe

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder bereit zu stellen, der die eingangs geschilderten Nachteile vermeidet. Es soll insbesondere ein Steckverbinder bereitgestellt werden, bei dem die Kontaktpartner und die elektrische Leitung thermisch und mechanisch bei der Herstellung nicht belastet werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Lösung

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gehäuse des Steckverbinders aus zumindest zwei Gehäuseteilen (oder auch mehr) besteht, die vor oder nach der Montage des Kabels und der daran angeschlagenen Kontaktpartner zusammengefügt werden. Dies hat den Vorteil, dass die aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteile separat, z.B. in einem Kunststoffspritzgussverfahren herstellbar sind. Nach deren Herstellung werden sie insbesondere um den Endbereich des Kabels, an dem die Kontaktpartner (oder auch nur ein Kontaktpartner) angeschlagen sind, gelegt und anschließend zusammengefügt. In besonders vorteilhafter Weise sind die Gehäuseteile als zwei Halbschalen ausgebildet, wobei dadurch der Steckverbinder ein Rundsteckverbinder wird. Andere geometrische Formen der Gehäuseteile, wie z.B. oval, eckig. mehreckig oder eine Kombination davon, sind auch denkbar.
In Weiterbildung der Erfindung ist der zumindest von den Gehäuseteilen gebildete Innenbereich mit einer Vergussmasse auffüllbar. Damit wird der Innenbereich des Steckverbinders zur Erzielung eines Längswasserdichtheit abgedichtet, wobei die Vergussmasse zusätzlich noch bewirkt, dass die im Inneren des Steckverbinders angeordneten Bauteile, wie z.B. die Kontaktpartner, die Verbindungsbereiche zwischen den Kontaktpartnem und den elektrischen Leitern des Kabels mechanisch geschützt sind. Außerdem bewirkt die Vergussmasse noch eine Zugentlastung und isoliert die elektrisch leitenden Kontaktpartner gegenüber der äußeren Umgebung. In besonderer Weise ist vorgesehen, dass die Vergussmasse bei herrschenden Umgebungsbedingungen (z.B. in einer Fabrikhalle) weitestgehend drucklos und/oder bei Raumtemperatur in den Innenbereich des Steckverbinders eindringbar ist. Dies hat den Vorteil, dass sich die Vergussmasse, die sich im Innenbereich befindenden Bauteile des Steckverbinders thermisch und/oder mechanisch nicht belastet. In einem solchen Fall bietet es sich auch an, nicht nur Kontaktpartner im Innenbereich des Steckverbinders unterzubringen, sondern auch andere Bauteile, wie z.B. elektrische oder elektronische Baueile.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Fügeverfahren zum Zusammenfügen der Gehäuseteile ein Ultraschall-Schweißvorgang. Neben anderen Fügeverfahren, wie z.B. Klebeverfahren, Infrarot-Fügeverfahren oder dergleichen, ist der Ultraschall-Schweißvorgang von besonderem Vorteil, da er schnell und unkompliziert durchführbar ist und die Gehäuseteile zuverlässig und dauerhaft miteinander verbindet. Hierzu ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die einander zugewandten Flächen (Stirnseiten) der Gehäuseteile, insbesondere der Halbschalen, zumindest einen Vorsprung, vorzugsweise mehrere Vorsprünge aufweisen. Diese Vorsprünge sind bei dem Ultraschall-Schweißvorgang so genannte Energierichtungsgeber, welche bewirken, dass bei Beaufschlagung der Gehäuseteile mit Ultraschall dieser Vorsprung bzw. diese Vorsprünge sich erwärmen, abschmelzen und damit eine formschlüssige Verbindung mit den anliegenden Flächen bilden. Diese Energierichtungsgeber schmelzen quasi bei Beaufschlagung mit Ultraschall ab, wobei zusätzlich vorgesehen werden kann, die einander zugewandten Gehäuseteile, insbesondere die Halbschalen, mit einem geringfügigen Druck zu beaufschlagen. Als hier anwendbare Fügeverfahren kommen somit alle Fügeverfahren in Betracht, die die zumindest zwei Gehäuseteile dauerhaft, dichtend und formschlüssig sowie unlösbar miteinander verbinden. Fügeverfahren, die nach dem Zusammenfügen ein Trennen der Gehäuseteile ermögliche, wie z.B. Rastverbindungen, sollen hier außer Betracht bleiben.
Eine besondere Anwendung des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist darin zu sehen, dass der Steckverbinder ein Sensorsteckverbinder ist und an seiner Steckseite ein Gewinde, insbesondere ein groß M8-Gewinde aufweist, um den Steckverbinder mit einem korrespondierenden Gewinde in dem Sensor zu verbinden. Beim Einsatz von Steckverbindern für Sensoren ist immer darauf zu achten, dass die Steckverbindung zwischen Steckverbinder (bzw. Kabel) und Sensor sowohl mechanisch als auch elektrisch stabil ist. Die mechanische Stabilität soll gewährleisten, dass sich der Steckverbinder nicht unbeabsichtigt von dem Sensor lösen kann. Die elektrische Stabilität soll bewirken, dass die über den Steckverbinder übertragenen Signale zuverlässig und ohne Störungen oder Unterbrechungen übertragen werden können. Mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder werden diese zwei genannten Ziele ohne weiteres erreicht, da durch das Zusammenfügen der Gehäuseteile der Innenbereich des Steckverbinders gegenüber äußeren Umgebungsbedingungen abgeschirmt ist und gleichzeitig auf Grund der im Innenbereich eingebrachten Vergussmasse längswasserdicht ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder lassen sich z.B. Steckverbinderfamilien realisieren, so z.B. Rundsteckverbinder mit konfektionierter Leitung nach IEC 61076-2-101, gerade bzw. gewinkelte (beispielsweise 90°), Ausführungen in Stift- oder Buchsenvariante, ein- oder mehrpolig, vorzugsweise drei- bzw. vierpolig, sowie mit Schraub- oder Rastverriegelungen zum Gegensteckverbinder hin, wobei als Schraubverriegelung ein M8-Gewinde besonders bevorzugt ist, da dieses Gewinde insbesondere in der Sensortechnik standardisiert ist.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im Folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen, soweit im Einzelnen dargestellt, einen erfindungsgemäßen Steckverbinder 1, der ein Gehäuse 2 aus Kunststoff aufweist, wobei an dem einen Ende des Steckverbinders 1 ein ein- oder mehradriges Kabel 3 herausgeführt ist und der eine Steckseite 4 in Richtung eines hier nicht dargestellten Gegensteckverbinders aufweist (Figur 1). Im Schnitt (Figur 2, Schnitt A-A gemäß Figur 1) ist erkennbar, dass das Gehäuse 2 bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Halbschalen 5 besteht, die einen Innenbereich bilden, der mit einer Vergussmasse 6 ausgefüllt ist. Im vorderen Bereich, in Richtung der Steckseite 4, ist ein Kontaktträger 7 vorhanden, der eine oder mehrere Kontaktkammern 8 zur Aufnahme jeweils eines Kontaktpartners 9 aufweist. Die Kontaktpartner 9 sind Stifte und/oder Buchsen, die an einem elektrischen Leiter (hier nicht dargestellt), des Kabels 3 angeschlagen sind. Als Anschlagverfahren kommen Schraubverbindungen, Lötverfahren, eine Crimpverbindung oder dergleichen in Betracht. Der in Figur 2 dargestellte Kontaktträger 7 aus Kunststoff ist ein separates Bauteil, welches formschlüssig von der vorderen Stirnseite der beiden Halbschalen 5 umschlossen wird und damit die Verbindung zwischen Kontaktträger 7 und Gehäuse 2 hergestellt wird. Hierzu weist der Kontaktträger 7 z.B. eine umlaufende Nut auf, in die ein ebenfalls umlaufender Vorsprung an der Stirnseite der beiden Halbschalen 5 (also des Gehäuses 2) eingreifen. Ergänzend oder alternativ kann daran gedacht werden, den Kontaktträger 7 ebenfalls in einem Fügeverfahren formschlüssig mit dem Gehäuse 2 zu verbinden. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Kontaktträger 7, wenn er ein separates Bauteil ist, so nach Bestückung der Kontaktkammem 8 mit den Kontaktpartnern 9 ausgebildet, dass er das Gehäuse 2 nach außen hin abdichtet und die Vergussmasse 6 über eine andere Öffnung (z.B. eine separate Öffnung in dem Gehäuse 2) mit der Vergussmasse 6 befüllt werden kann. Alternativ dazu ist es denkbar, dass der Kontaktträger 7 die Öffnung zum Einfüllen der Vergussmasse 6 aufweist, wobei dann sicher zu stellen ist, dass das Kabel 3 dichtend an den Innenflächen des Gehäuses 2 anliegt, damit die Vergussmasse 6 nicht aus dem Innenbereich des Gehäuses 2 hinaus gelangen kann.
Figur 3 zeigt den Steckverbinder 1 im Schnitt B-B gemäß Figur 2, wobei ein Fügebereich10 zwischen den beiden Halbschalen 5 erkennbar ist. Hier ist auch erkennbar, dass die untere Halbschale 5 einen spitzen Vorsprung aufweist, der für das Ultraschall-Schweißen als Energierichtungsgeber fungiert. Solche Energierichtungsgeber können über die einander zugewandten Stirnseiten der beiden Halbschalen 5 mehrfach vorhanden sein, wobei diese in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, um beim Ultraschall-Schweißen zu gewährleisten, dass diese Vorsprünge der beiden Halbschalen 5 abschmelzen, sich die Materialien miteinander verbinden und damit die beiden Halbschalen 5 (oder in analoger Weise die mehreren Gehäuseteile) dichten und dauerhaft miteinander verbunden werden.

Bezugszeichenliste

1.: Steckverbinder
2.: Gehäuse
3.: Kabel
4.: Steckseite
5.: Halbschale
6.: Vergußmasse
7.: Kontaktträger
8.: Kontaktkammer
9.: Kontaktpartner
10.: Fügebereich

Claims

Steckverbinder (1), aufweisend ein Gehäuse (2), aus dem ein Kabel (3) herausgeführt ist und in dem zumindest eine Kontaktkammer (8) zur Aufnahme eines Kontaktpartners (9) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus zumindest zwei Gehäuseteilen besteht, die vor oder nach der Montage des Kabels (3) und der Kontaktpartner (9) zusammengefügt werden.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile als zwei Halbschalen (5) ausgebildet sind.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der von den Gehäuseteilen gebildete Innenbereich mit einer Vergußmasse auffüllbar ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügeverfahren ein Ultraschall-Schweißvorgang ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Flächen der Gehäuseteile, insbesondere der Halbschalen (5), zumindest einen Vorsprung, vorzugsweise mehrere Vorsprünge, aufweisen.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Steckseite (4) des Steckverbinders (1) ein Kontaktträger (7) angeordnet ist, der die zumindest eine Kontaktkammer (8) zur Aufnahme des Kontaktpartners (9) aufweist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (7) kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden oder verbindbar ist.
Steckverbinder (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergußmasse bei herrschenden Umgebungsbedingungen weitestgehend drucklos und/oder bei Raumtemperatur in den Innenbereich einbringbar ist.
Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) ein Sensorsteckverbinder ist und an seiner Steckseite (4) ein Gewinde, insbesondere ein M8-Gewinde, aufweist, um den Steckverbinder (1) mit einem korrespondierenden Gewinde in dem Sensor zu verbinden.