EP2913898B1 - Elektrischer Steckverbinder und Verfahren zu dessen Montage - Google Patents

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EP2913898B1
EP2913898B1 EP15156538.9A EP15156538A EP2913898B1 EP 2913898 B1 EP2913898 B1 EP 2913898B1 EP 15156538 A EP15156538 A EP 15156538A EP 2913898 B1 EP2913898 B1 EP 2913898B1
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EP
European Patent Office
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housing
cable
locking means
locking
interior space
Prior art date
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EP15156538.9A
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EP2913898A1 (de
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Bernd Böttle
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Bowa Electronic GmbH and Co KG
Original Assignee
Bowa Electronic GmbH and Co KG
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Publication date
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5205—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet
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    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/405—Securing in non-demountable manner, e.g. moulding, riveting
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    • H01R13/506—Bases; Cases composed of different pieces assembled by snap action of the parts
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention further relates to a method for mounting such a connector.
  • a housing serves for external protection and defines a mechanical interface with a corresponding plug-in element.
  • the required for the electrical function of the connector electrical contact unit in turn consists of two subunits, namely a Polrochabêt, which may be formed in particular as a stamped and folded sheet metal part, and a cable which is connected to the Polrochabsacrificing both electrically and mechanically.
  • the connection between the cable and Polrochabites is typically done by crimping, but can also be produced by soldering, welding or otherwise.
  • a latching body is provided, which serves as an adapter between the contact unit and housing.
  • the locking body is provided on its outside with locking means which are arranged in corresponding locking means on the inside of the axially continuous housing interior.
  • the interior of the locking body itself is also formed as an axially continuous cavity whose inner wall has latching means which interact with corresponding latching means of the contact unit. The fixation of the contact unit in the housing thus takes place via a two-stage latching connection: the contact unit is latched in the latching body; the locking body is locked in the housing.
  • each locking connection is necessarily subject to play, so that the overall play of the pole pin to the housing is large and the precision of the connector correspondingly low.
  • an axial portion of the contact unit for the arrangement of the corresponding locking means is required for the latching connection between the contact unit and the latching body.
  • the known connector therefore builds accordingly long.
  • the low tightness against longitudinal water must be considered disadvantageous.
  • Each of the two locking means interfaces leads to the formation of axially extending gaps, which develop a capillary action, with which penetrating water is passed on in the axial direction and can cause damage in a downstream electronics.
  • a connector is known in which between the connector housing and insulation, an elastic spout is arranged to avoid gaps in which due to capillary moisture could penetrate.
  • a connector is known in which the conductor channel is produced through the insulation with the aid of two casting cores, which partially overlap.
  • the cores are placed inside the mold and can be removed after injection of the casting material in axially opposite directions.
  • the casting cores are designed such that there are corresponding latching means at both ends of the conductor channel.
  • a connector in which both connector halves are surrounded by an outer shell, wherein the second connector half and the outer shell are provided with corresponding locking means and all three are formed so that upon engagement of the locking means between the second connector half and the outer shell, the first and the second connector half are firmly connected.
  • a connector is known in which a connector block is provided with solid side walls with a resilient locking tongue and in addition with an externally accessible retaining element.
  • the basic idea of the present invention is to optimize the connection between the contact unit and the latching body with regard to mechanical precision, axial space requirement and longitudinal water-tightness. This is achieved by an immediate encapsulation of the contact unit to form a precisely shaped Umspritzungs emotionss, so that the contact unit is firmly embedded in Umspritzungsterrorism and the Umspritzungs redesign can be locked in a basically known manner with the housing. This eliminates a locking interface, whereby the resulting total game between Polrich and housing is reduced accordingly. Also, the fixed embedding of the contact unit in the injection-molded body significantly reduces the gap acting as a capillary. Especially Advantageous Gurterial inches is, as explained below, a gap formation between the contact unit and Um mousseungs Congress completely prevented.
  • the cable has an electrically conductive sheath sheathed with an electrically insulating sheath.
  • sheathed cable is provided in a preferred embodiment of the invention that the jacket is materially liquid connected to the detent body. As provided in a preferred development, this material bond can be realized, in particular in the context of the encapsulation process, when the jacket and the ratchet body have the same material consistency in the material bond region.
  • the jacket and the plastic material of the extrusion-coated body have similar or identical melting points, so that the jacket is melted on the surface during the extrusion-coating process and combines with the extrusion-coating material.
  • material uniformity in the present context does not necessarily mean that the jacket and encapsulation material must necessarily be identical.
  • the uniformity of the material can also be subsequently produced by, for example, in the case of the above-described case of the melting of the mantle surface, a boundary region consisting of a material mixture which can not be unambiguously assigned to either the mantle or the overmold body. In this boundary region, which can be assigned to both elements, both elements are material-uniform in the sense of the local description.
  • the material integrity can also be provoked by chemical agents, which are applied to the cable sheath, for example, immediately before the encapsulation process.
  • the elastomeric sleeve Due to the inherent elasticity of the elastomeric sleeve, it rests sealingly against the cable (in the case that the sleeve does not surround only the cable but the cable and coupling region of the pole section, the elastomeric sleeve seals against these two).
  • the porosity of the elastomeric sleeve leads to an open outer surface into which the encapsulation material can penetrate and thus form a positive connection.
  • a closed pore porous material should be chosen, i. a material in which the pores are not interconnected so that capillary channels form over longer distances. This would be contrary to the desired sealing effect against longitudinal water.
  • a closed-pore porous material already offers a good seal due to the above-described positive connection between encapsulation material and sleeve, in combination with the elasticity of the sleeve material, without opening up an alternative longitudinal water path via its pores.
  • first and second locking means For the design of the interacting first and second locking means no fundamental restriction can be seen. However, it has proven particularly advantageous if the first latching means have radially inwardly directed projections which engage in corresponding recesses in the surface of the latching body.
  • the locking body can thereby obtain a very simple geometric outer shape, which is particularly advantageous in the context of the encapsulation process in terms of the cost of tool making.
  • the first locking means have two axially aligned, with their free ends to the front end of the housing facing arms, each with a radially inwardly directed nose, the nose having a front, flatter and a rear, steeper slope.
  • Such a configuration requires insertion the locking body during assembly from the front end of the housing forth. This is the typical mounting direction for the present invention, as opposed to the prior art, as inserting from behind into the housing would require a larger housing interior.
  • the cable is gripped in a lying between the first locking means and the rear end of the housing sealing region of a tightly against him lamellar seal, which bears radially on the outside tight against the wall of the housing interior.
  • the wall of the housing interior for axially delimiting the sealing region immediately before and / or behind this has a radially inwardly projecting collar on which the lamellar seal axially is applied.
  • the lamellar seal is thus assigned its own chamber in the housing interior, in which it can be locked due to their usual inherent elasticity.
  • FIG. 1 shows a first method step for mounting a connector 10 according to the invention (as in FIG. 4 shown), wherein a lamellar seal 12 is pushed onto a cable 14 with a free end 141.
  • the crank comprises an electrically conductive core 143 and an insulating jacket 142.
  • the lamellar seal 12 has three annular disk-like lamellae 121, which are connected to each other with axially compressible webs 122.
  • the central opening 123 of the lamellae 121 and the webs 122 is dimensioned such that it engages around the cable 14 in a force-fitting manner, the adhesion being ensured by the shape and material elasticity of the lamellar seal 12. As a result, a longitudinal water-tightness between the plate seal 12 and cable 14 is achieved.
  • FIG. 2 shows a second method step, wherein the according to FIG. 1 prefabricated cable 14 is provided at its free end 141 with a Polrichabterrorism 16.
  • the Polrichabêt 16 is formed as a stamped and folded sheet metal part and has the actual pole pin 161 and a coupling region 162.
  • the coupling region 162 comprises two crimping points 163, 164. With the marginal crimping point 163 it is crimped with the sheath 142 of the cable 14; with the other crimping point 164 it is crimped with the stripped soul 143 of the cable 14 here. In this way, a mechanical and simultaneously electrical connection between the cable 14 and the Polrichab mustard 16, so that both together form the contact unit 18 is formed.
  • FIG. 3 shows the result of a third process step in which the entire coupling region 162 of the Polvolabitess 16 is encapsulated in a Umspritzungsrea with a locking body 20.
  • the latching body 20 consists of a solid plastic material, which embeds the coupling region 162 of the Polvolabitess 16 fixed. He has a comparatively simple outer structure, namely the shape of a two-sided flattened cylinder 201 with an approximately square face plate 202. The pole pin 161 protrudes from the face plate 202 out. In the region of the flattened sides of the cylinder body 201, a detent recess 203 is arranged in each case, whose significance will be discussed in more detail below.
  • FIG. 4 shows the final assembly step, namely the insertion of the latching body 20 provided with the contact unit 18 in a housing 22.
  • the housing 22 has an axially continuous, channel-like housing interior 221, in which the contact unit 18 is inserted according to the Montageeursspfeil 24.
  • the contact unit 18 is inserted so deeply until the latching lugs 223 of two latching arms 222, which extend in the housing interior 221 in the direction of its front end, engage in the latching recesses 203 and fix the contact unit 18 in the housing 2.
  • the lamellar seal 12 comes to lie in the area behind the latching arms 222 and lies with the outer peripheries of their fins 121 sealingly against the wall of the housing interior 221.
  • FIG. 5 shows a corresponding connector in the final assembly position.
  • the assembly order as in the FIGS. 1 to 4 shown only when the cables 14 are single-stranded and each have two free ends, so that they can be threaded through the housing cavity 221 even after creation of the locking body 20. In many cases, however, this is not the case, for example, when two pole pins 161 of a connector 10 are connected to the two ends of a looped cable 14 to a loop. In this case, it is necessary that the housing 22 is already threaded onto the cable 14 before the creation of the detent body 20, preferably even before the assembly of the contact unit 18 according to FIG FIG. 2 , Particularly preferably even before the sliding of the plate seal 12 according to FIG. 1 ,
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment of a detent body 20 '.
  • two according to FIG. 2 prefabricated contact units 18 together with a locking body 20 'overmolded.
  • the two cylinder body 201 ' are integrally connected to a connecting them, rectangular face plate 202'.
  • each of the cylinder bodies 201 ' has a latching recess 203'; It would also be conceivable to have a single, common recess in the area of the end plate 202 '.
  • the louver seals 12 for each cable 14 are configured as described in connection with FIG FIG. 1 described.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment of a lamellar seal 12 ', in which the cable receptacles are not concentric with the outer diameter of the lamella 121' and the webs 122 'are formed. Instead, the lamellar seal 12 'has two parallel channels 124'.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischer Steckverbinder, umfassend
    • ein Gehäuse mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, die über einen beidseitig offenen Gehäuseinnenraum, dessen Wandung mit ersten Rastmitteln ausgestattet ist, miteinander verbunden sind,
    • einen im Gehäuseinnenraum angeordneten Rastkörper, dessen Wandung mit zweiten Rastmitteln ausgestattet ist, welche derart mit den ersten Rastmitteln wechselwirken, dass der Rastkörper im Gehäuseinnenraum axial fixiert ist, und
    • eine in dem Rastkörper fixierte und diesen axial durchsetzende Kontakteinheit, umfassend einen zum vorderen Ende des Gehäuses weisenden, steifen Polstiftabschnitt und ein elektrisch und mechanisch mit diesem verbundenes, das hintere Ende des Gehäuses durchsetzendes Kabel.
  • Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Montage eines derartigen Steckverbinders.
    • Stand der Technik
  • Gattungsgemäße Steckverbinder sind bekannt aus der DE 197 00 048 B4 .
  • Elektrische Steckverbinder, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, sind erheblichen Beanspruchungen, beispielsweise durch Vibrationen, Spritzwasser, Temperaturschwankungen, etc. ausgesetzt. Entsprechend hochwertig müssen sie gefertigt sein. Andererseits erfordert die große Menge benötigter Steckverbinder allein im Kraftfahrzeugbereich eine massentaugliche und billige Fertigung. Dabei geht der Montageaufwand wesentlich in die Kosten eines Steckverbinders ein.
  • Die oben genannte, gattungsbildende Druckschrift offenbart einen im Wesentlichen dreiteiligen Steckverbinder. Ein Gehäuse dient dem äußeren Schutz und definiert eine mechanische Schnittstelle mit einem korrespondierenden Steckelement. Die für die elektrische Funktion des Steckverbinders erforderliche elektrische Kontakteinheit besteht ihrerseits aus zwei Untereinheiten, nämlich einem Polstiftabschnitt, der insbesondere als ein gestanztes und gefaltetes Blechteil ausgebildet sein kann, und einem Kabel, welches mit dem Polstiftabschnitt sowohl elektrisch als auch mechanisch verbunden ist. Die Verbindung zwischen Kabel und Polstiftabschnitt erfolgt typischerweise durch Vercrimpen, kann aber auch durch Löten, Schweißen oder auf andere Weise erzeugt werden. Zur Fixierung der Kontakteinheit im Gehäuse ist ein Rastkörper vorgesehen, der gleichsam als Adapter zwischen Kontakteinheit und Gehäuse dient. Der Rastkörper ist an seiner Außenseite mit Rastmitteln versehen, die in korrespondierende Rastmittel an der Innenseite des axial durchgängigen Gehäuseinnenraums angeordnet sind. Das Innere des Rastkörpers selbst ist ebenfalls als ein axial durchgängiger Hohlraum ausgebildet, dessen Innenwandung Rastmittel aufweist, die mit korrespondierenden Rastmitteln der Kontakteinheit wechselwirken. Die Fixierung der Kontakteinheit im Gehäuse erfolgt somit über eine zweistufige Rastverbindung: die Kontakteinheit ist im Rastkörper verrastet; der Rastkörper ist im Gehäuse verrastet.
  • Dieses Konzept wirft mehrere Nachteile auf. Zum einen ist jede Rastverbindung notwendig spielbehaftet, sodass das Gesamtspiel des Polstiftes zum Gehäuse groß ist und die Präzision der Steckverbindung entsprechend gering. Weiter wird für die Rastverbindung zwischen der Kontakteinheit und dem Rastkörper ein axialer Abschnitt der Kontakteinheit zur Anordnung der entsprechenden Rastmittel benötigt. Der bekannte Steckverbinder baut daher entsprechend lang. Letztlich muss auch die geringe Dichtigkeit gegen Längswasser als nachteilig angesehen werden. Jede der beiden Rastmittel-Schnittstellen führt zur Ausbildung axial erstreckter Spalte, die eine Kapillarwirkung entfalten, mit welcher eindringendes Wasser in Axialrichtung weitergeleitet wird und in einer nachgeordneten Elektronik Schäden anrichten kann.
  • Aus der DE 20 2006 012 240 U1 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem zwischen Steckverbindergehäuse und Isolierung eine elastische Tülle angeordnet ist, um Spalte zu vermeiden, in die aufgrund von Kapillarwirkung Feuchtigkeit eindringen könnte.
  • Aus der CA 2 576 626 A1 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem der Leiterkanal durch die Isolierung hindurch mit Hilfe zweier Gusskerne, die sich teilweise überlappen, erzeugt wird. Die Gusskerne werden innerhalb der Gussform platziert und lassen sich nach dem Einspritzen des Gussmaterials in axial entgegengesetzte Richtungen entfernen. Dabei sind die Gusskerne derart ausgestaltet, dass sich an beiden Enden des Leiterkanals korrespondierende Rastmittel befinden.
  • Aus der US 2003 / 0 224 660 A1 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem beide Steckverbinderhälften von einer Außenhülle umgeben sind, wobei die zweite Steckverbindungshälfte und die Außenhülle mit korrespondierenden Rastmitteln ausgestattet sind und alle drei so ausgebildet sind, dass beim Einrasten der Rastmittel zwischen der zweiten Steckverbindungshälfte und der Außenhülle die erste und die zweite Steckverbindungshälfte fest verbunden werden.
  • Aus der DE 197 00 048 B4 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem ein Verbinderblock mit massiven Seitenwänden mit einer federnd nachgiebigen Verriegelungszunge und zusätzlich mit einem von außen zugänglichen Festhalteelement ausgestattet ist.
  • Dokument US 7285004 B1 offenbart sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
    • Aufgabenstellung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Steckverbinder derart weiterzubilden, dass eine verbesserte mechanische Präzision, geringerer Axialbauraumbedarf und eine verbesserte Längswasserdichtigkeit erreicht werden.
    • Darlegung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Rastkörper als ein die Kontakteinheit im Verbindungsbereich des Kabels mit dem Polstiftabschnitt fest einbettender Umspritzungskörper ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, umfassend die Schritte:
    • Bereitstellen eines Gehäuses mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, die über einen beidseitig offenen Gehäuseinnenraum, dessen Wandung mit ersten Rastmitteln ausgestattet ist, miteinander verbunden sind,
    • Bereitstellen eines wenigstens ein freies Ende aufweisenden, elektrisch leitfähigen Kabels,
    • Bereitstellen eines steifen Polstiftabschnitts mit wenigstens einem Polstift und einem einstückig mit diesem ausgebildeten Koppelbereich,
    • axiales Durchführen des Kabels durch den Gehäuseinnenraum, sodass dessen freies Ende über das vordere Ende des Gehäuses hinausragt,
    • mechanisches Verbinden, unter Ausbildung einer elektrischen Verbindung, des freien Endes des Kabels mit dem Koppelbereich des Pölstiftabschnitts zu einer Kontakteinheit,
    • Umspritzen der Kontakteinheit im Bereich des Koppelbereichs des Polstiftabschnitts mit einem spritzbaren, elektrisch isolierenden Kunststoff unter Ausbildung eines zu den ersten Rastmitteln korrespondierende zweite Rastmittel aufweisenden Rastkörpers und
    • Einschieben des Rastkörpers samt der von ihm eingebetteten Kontakteinheit in das Gehäuse bis zur axialen Fixierung des Rastkörpers im Gehäuseinnenraum durch Wechselwirkung der ersten Rastmittel mit den zweiten Rastmitteln.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Verbindung zwischen der Kontakteinheit und dem Rastkörper im Hinblick auf mechanische Präzision, axialen Bauraumbedarf und Längswasserdichtigkeit zu optimieren. Dies wird durch eine unmittelbare Umspritzung der Kontakteinheit unter Ausbildung eines präzise geformten Umspritzungskörpers erreicht, sodass die Kontakteinheit fest im Umspritzungskörper eingebettet ist und der Umspritzungskörper in im Grunde bekannter Weise mit dem Gehäuse verrastet werden kann. Hierdurch fällt eine Rastmittel-Schnittstelle weg, wodurch das resultierende Gesamtspiel zwischen Polstift und Gehäuse entsprechend reduziert wird. Auch verringert die feste Einbettung der Kontakteinheit im Umspritzungskörper den als Kapillare wirkenden Spalt erheblich. Bei besonders vorteilhafter Mäterialwahl wird, wie weiter unten noch erläutert, eine Spaltbildung zwischen Kontakteinheit und Umspritzungskörper vollständig verhindert. Schließlich sorgt auch die feste Einbettung der Kontakteinheit im Umspritzungskörper dafür, dass bereits geringe Vorsprünge in der Oberfläche der Kontakteinheit zu einer formschlüssigen Verriegelung der Kontakteinheit im Umspritzungskörper in Axialrichtung führen. Auf gesonderte Rastmittel kann damit verzichtet werden, sodass der hierfür im Stand der Technik benötigte axiale Bauraum eingespart werden kann.
  • Typischerweise weist das Kabel eine mit einem elektrisch isolierenden Mantel ummantelte elektrische leitende Seele auf. Die Verwendung nackter, d.h. nicht isolierter Kabel, ist zwar auch denkbar, wird in der Praxis jedoch nur geringe Anwendung finden. Bei Verwendung eines typischen, ummantelten Kabels ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Mantel stoffsehlüssig mit dem Rastkörper verbunden ist. Diese Stoffschlüssigkeit lässt sich, wie bei einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, insbesondere im Rahmen des Umspritzungsprozesses realisieren, wenn der Mantel und der Rastkörper im Stoffschlussbereich materialeinheitlich ausgebildet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Mantel und das Kunststoffmaterial des Umspritzungskörpers ähnliche oder gleiche Schmelzpunkte haben, sodass der Mantel beim Umspritzungsprozess an seiner Oberfläche angeschmolzen wird und sich mit dem Umspritzungsmaterial verbindet. Der Begriff der Materialeinheitlichkeit bedeutet im vorliegenden Zusammenhang nicht zwingend das Mantel- und Umspritzungsmaterial notwendig identisch sein müssen. Die Materialeinheitlichkeit kann auch nachträglich hergestellt werden, indem, wie zum Beispiel im oben geschilderten Fall des Anschmelzens der Manteloberfläche, ein Grenzbereich aus einer Materialmischung entsteht, der weder dem Mantel noch dem Umspritzungskörper eindeutig zuordenbar ist. In diesem, beiden Elementen zuordenbaren, Grenzbereich sind beide Elemente materialeinheitlich im Sinne der hiesigen Beschreibung.
  • Alternativ zur oben erläuterten thermischen Verbindung kann die Stoffschlüssigkeit auch durch chemische Agenzien provoziert werden, die beispielsweise unmittelbar vor dem Umspritzungsprozess auf den Kabelmantel aufgetragen werden.
  • Die Ausbildung einer solchen Stoffschlüssigkeit erfordert, wie der Fachmann erkennen wird, stets eine im Einzelfall geeignete Materialkombination. Es gibt jedoch anwendungstechnisch sehr relevante Fälle, in denen keine derartige Materialkombination von Mantel und Umspritzungskörper gefunden werden kann. Beispielsweise werden häufig Kabelmäntel aus PTFE oder mit PTFE-Beschichtung verwendet. PTFE ist bekanntlich thermisch sehr stabil und chemisch inert. Insbesondere zur Abdeckung solcher oder ähnlicher Fälle kann bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Kabel in seinem Kontaktbereich zu dem Rastkörper eine geschlossenporig poröse Elastomer-Manschette trägt. Durch die Eigenelastizität der Elastomer-Manschette liegt diese dichtend am Kabel an (im Fall, dass die Manschette nicht allein das Kabel, sondern Kabel und Koppelbereich des Polabschnitts umgreift, liegt die Elastomer-Manschette an diesen beiden dichtend an). Die Porosität der Elastomer-Manschette führt zu einer offenen äußeren Oberfläche, in die das Umspritzungsmaterial eindringen und so eine formschlüssige Verbindung ausbilden kann. Allerdings sollte ein geschlossenporig poröses Material gewählt werden, d.h. ein Material, in dem die Poren untereinander nicht so verbunden sind, dass sich über längere Strecken Kapillarkanäle bilden. Diese würden nämlich der angestrebten Dichtwirkung gegen Längswasser entgegenstehen. Ein geschlossenporig poröses Material bietet hingegen aufgrund der oben erläuterten formschlüssigen Verbindung zwischen Umspritzungsmaterial und Manschette in Kombination mit der Elastizität des Manschetten-Materials bereits eine gute Dichtung, ohne über seine Poren einen alternativen Längswasserweg zu eröffnen.
  • Für die Ausgestaltung der miteinander wechselwirkenden ersten und zweiten Rastmittel ist keine grundsätzliche Beschränkung erkennbar. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, wenn die ersten Rastmittel nach radial innen gerichtete Vorsprünge aufweisen, die in korrespondierende Ausnehmungen in der Oberfläche des Rastkörpers eingreifen. Der Rastkörper kann dadurch eine sehr einfache geometrische Außenform erhalten, was im Rahmen des Umspritzungsprozesses hinsichtlich der Kosten des Werkzeugbaus besonders vorteilhaft ist.
  • Konkret empfiehlt es sich, wenn die ersten Rastmittel zwei axial ausgerichtete, mit ihren freien Enden zum vorderen Ende des Gehäuses weisende Arme mit je einer nach radial innen gerichteten Nase aufweisen, wobei die Nase eine vordere, flachere und eine hintere, steilere Schräge aufweist. Eine derartige Ausgestaltung erfordert ein Einschieben des Rastkörpers bei der Montage vom vorderen Ende des Gehäuses her. Dies ist die für die vorliegende Erfindung - im Gegensatz zum Stand der Technik - typische Montagerichtung, da ein Einschieben von hinten in das Gehäuse einen größeren Gehäuseinnenraum erfordern würde.
  • Als zusätzliche Dichtungsmaßnahme hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Kabel in einem zwischen den ersten Rastmitteln und dem hinteren Ende des Gehäuses liegenden Dichtungsbereich von einer dicht an ihn anliegenden Lamellendichtung umgriffen ist, die radial außen dicht an der Wandung des Gehäuseinnenraums anliegt. Um eine ungewollte axiale Verlagerung der Lamellendichtung während des Betriebs zu verhindern, ist bei einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass die Wandung des Gehäuseinnenraums zur axialen Begrenzung des Dichtungsbereichs unmittelbar vor und/oder hinter diesem einen nach radial innen vorspringenden Kragen aufweist, an dem die Lamellendichtung axial anliegt. Der Lamellendichtung wird somit eine eigene Kammer im Gehäuseinnenraum zugwiesen, in die sie aufgrund ihrer üblichen Eigenelastizität eingerastet werden kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    einen ersten Verfahrensschritt zur Montage eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
    Figur 2:
    einen zweiten Verfahrensschritt zur Montage eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
    Figur 3:
    einen dritten Verfahrensschritt zur Montage eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
    Figur 4:
    einen vierten Verfahrensschritt zur Montage eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
    Figur 5:
    eine teilweise geschnittene Darstellung des resultierenden Steckverbinders,
    Figur 6:
    Kontakteinheit, Rastkörper und Lamellendichtungen einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
    Figur 7:
    eine alternative Ausbildung einer Lamellendichtung für einen zweipoligen Steckverbinder.
    Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Figur 1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt zur Montage eines erfindungsgemäßen Steckverbinders 10 (wie in Figur 4 gezeigt), wobei eine Lamellendichtung 12 auf ein Kabel 14 mit einem freien Ende 141 aufgeschoben wird. Die Kurbel umfasst eine elektrisch leitende Seele 143 und einen isolierenden Mantel 142. Die Lamellendichtung 12 weist bei der dargestellten Ausführungsform drei ringscheibenartige Lamellen 121 auf, die mit axial kompressiblen Stegen 122 miteinander verbunden sind. Die zentrale Öffnung 123 der Lamellen 121 und der Stege 122 ist so dimensioniert, dass sie das Kabel 14 kraftschlüssig umgreift, wobei der Kraftschluss durch die Form- und Materialelastizität der Lamellendichtung 12 gewährleistet ist. Hierdurch wird eine Längswasserdichtigkeit zwischen Lamellendichtung 12 und Kabel 14 erreicht.
  • Figur 2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, wobei das gemäß Figur 1 vorkonfektionierte Kabel 14 an seinem freien Ende 141 mit einem Polstiftabschnitt 16 versehen wird. Der Polstiftabschnitt 16 ist als gestanztes und gefaltetes Blechteil ausgebildet und weist den eigentlichen Polstift 161 sowie einen Koppelbereich 162 auf. Der Koppelbereich 162 umfasst zwei Crimpstellen 163, 164. Mit der randständigen Crimpstelle 163 ist er mit dem Mantel 142 des Kabels 14 vercrimpt; mit der anderen Crimpstelle 164 ist er mit der hier abisolierten Seele 143 des Kabels 14 vercrimpt. Auf diese Weise entsteht eine mechanische und gleichzeitig elektrische Verbindung zwischen dem Kabel 14 und dem Polstiftabschnitt 16, sodass beide gemeinsam die Kontakteinheit 18 bilden.
  • Figur 3 zeigt das Ergebnis eines dritten Verfahrensschrittes, in dem der gesamte Koppelbereich 162 des Polstiftabschnitts 16 in einem Umspritzungsprozess mit einem Rastkörper 20 umspritzt ist. Der Rastkörper 20 besteht aus einem Kunststoff-Vollmaterial, welches den Koppelbereich 162 des Polstiftabschnitts 16 fest einbettet. Er hat eine vergleichsweise einfache Außenstruktur, nämlich die Form eines zweiseitig abgeflachten Zylinders 201 mit einer in etwa quadratischen Stirnplatte 202. Der Polstift 161 ragt aus der Stirnplatte 202 heraus. Im Bereich der abgeflachten Seiten des Zylinderkörpers 201 ist jeweils eine Rastvertiefung 203 angeordnet, auf deren Bedeutung weiter unten näher eingegangen werden soll.
  • Figur 4 zeigt den abschließenden Montageschritt, nämlich das Einsetzen der mit dem Rastkörper 20 versehenen Kontakteinheit 18 in ein Gehäuse 22. Das Gehäuse 22 weist einen axial durchgehenden, kanalartigen Gehäuseinnenraum 221 auf, in den die Kontakteinheit 18 gemäß dem Montagerichtungspfeil 24 eingeschoben wird. Die Kontakteinheit 18 wird so tief eingeschoben, bis die Rastnasen 223 zweier Rastarme 222, die sich in dem Gehäuseinnenraum 221 in Richtung auf dessen vorderes Ende hin erstrecken, in die Rastausnehmungen 203 einrasten und die Kontakteinheit 18 so im Gehäuse 2 fixieren. Die Lamellendichtung 12 kommt dabei im Bereich hinter den Rastarmen 222 zu liegen und liegt mit den Außenumfängen ihrer Lamellen 121 dichtend an der Wandung des Gehäuseinnenraums 221 an.
  • Figur 5 zeigt einen entsprechenden Steckverbinder in Montageendstellung.
  • Man beachte, dass die Montagereihenfolge, wie in den Figuren 1 bis 4 gezeigt, nur so eingehalten werden kann, wenn die Kabel 14 einsträngig sind und jeweils zwei freie Enden aufweisen, sodass sie auch nach Erstellung des Rastkörpers 20 durch den Gehäuseinnraum 221 gefädelt werden können. In vielen Fällen ist dies jedoch nicht gegeben, beispielsweise wenn zwei Polstifte 161 eines Steckverbinders 10 mit den beiden Enden eines zu einer Schlaufe gewundenen Kabels 14 verbunden sind. In diesem Fall ist es erforderlich, dass das Gehäuse 22 bereits vor der Erstellung des Rastkörpers 20 auf das Kabel 14 aufgefädelt wird, vorzugsweise sogar vor der Konfektionierung der Kontakteinheit 18 gemäß Figur 2, besonders bevorzugt sogar noch vor dem Aufschieben der Lamellendichtung 12 gemäß Figur 1.
  • Figur 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Rastkörpers 20'. Bei dieser Ausführungsform sind zwei gemäß Figur 2 konfektionierte Kontakteinheiten 18 gemeinsam mit einem Rastkörper 20' umspritzt. Die beiden Zylinderkörper 201' sind einstückig mit einer sie verbindenden, rechteckigen Stirnplatte 202' verbunden. Bei der gezeigten Ausführungsform weist jeder der Zylinderkörper 201' eine Rastausnehmung 203' auf; denkbar wäre auch eine einzige, gemeinsame Rastausnehmung im Bereich der Stirnplatte 202'. In Figur 6 sind die Lamellendichtungen 12 für jedes Kabel 14 so ausgestaltet, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben.
  • Figur 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Lamellendichtung 12', bei der die Kabelaufnahmen nicht konzentrisch zum Außendurchmesser der Lamelle 121' und der Stege 122' ausgebildet sind. Vielmehr weist die Lamellendichtung 12' zwei parallele Kanäle 124' auf.
  • Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere kann die Form des Steckergehäuses und der Polstifte sowie deren Anzahl je nach den Erfordernissen des Einzelfalls vom Fachmann variiert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Steckverbinder
    12, 12'
    Lamellendichtung
    121, 121'
    Lamelle
    122, 122'
    Steg
    123, 123'
    Kabelkanal
    14
    Kabel
    141
    freies Ende von 14
    142
    Mantel
    143
    Seele
    16
    Polstiftabschnitt
    161
    Polstift
    162
    Koppelbereich
    163
    Crimpstelle
    164
    Crimpstelle
    18
    Kontakteinheit
    20, 20'
    Rastkörper, Umspritzungskörper
    201, 201'
    Zylinderkörper
    202, 202'
    Stirnplatte
    203, 203'
    Rastausnehmung
    22
    Gehäuse
    221
    Gehäuseinnenraum
    222
    Rastarm
    223
    Rastnase
    24
    Montagerichtungspfeil

Claims (6)

  1. Elektrischer Steckverbinder, umfassend
    - ein Gehäuse (22) mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, die über einen beidseitig offenen Gehäuseinnenraum (221), dessen Wandung mit ersten Rastmitteln (222, 223) ausgestattet ist, miteinander verbunden sind,
    - einen im Gehäuseinnenraum (221) angeordneten Rastkörper (20), dessen Wandung mit zweiten Rastmitteln (203) ausgestattet ist, welche derart mit den ersten Rastmitteln (222, 223) wechselwirken, dass der Rastkörper (20) im Gehäuseinnenraum (221) axial fixiert ist, und
    - eine in dem Rastkörper (20) fixierte und diesen axial durchsetzende Kontakteinheit (18), umfassend einen zum vorderen Ende des Gehäuses (22) weisenden, steifen Polstiftabschnitt (16) und ein elektrisch und mechanisch mit diesem verbundenes, das hintere Ende des Gehäuses (22) durchsetzendes Kabel (14),
    wobei der Rastkörper (20) als ein die Kontakteinheit (18) im Verbindungsbereich des Kabels (14) mit dem Polstiftabschnitt (16) fest einbettender Umspritzungskörper ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kabel (14) in seinem Kontaktbereich zu dem Rastkörper (20) eine geschlossenporig poröse Elastomer-Manschette trägt.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ersten Rastmittel (222, 223) nach radial innen gerichtete Vorsprünge (223) aufweisen, die in korrespondierende Ausnehmungen (203) in der Oberfläche des Rastkörpers (20) eingreifen.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ersten Rastmittel (222, 223) zwei axial ausgerichtete, mit ihren freien Enden zum vorderen Ende des Gehäuses (22) weisende Arme (222) mit je einer nach radial innen gerichteten Nase (223) aufweisen, wobei die Nase (223) eine vordere, flachere und eine hintere, steilere Schräge aufweist.
  4. Steckverbinder nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kabel (14) in einem zwischen den ersten Rastmitteln (222, 223) und dem hinteren Ende des Gehäuses (22) liegenden Dichtungsbereich von einer dicht an ihm anliegenden Lamellendichtung (12, 12') umgriffen ist, die radial außen dicht an der Wandung des Gehäuseinnenraums (221) anliegt.
  5. Steckverbinder nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandung des Gehäuseinnenraums (221) zur axialen Begrenzung des Dichtungsbereichs unmittelbar vor und/oder hinter diesem einen nach radial innen vorspringenden Kragen aufweist, an dem die Lamellendichtung (12, 12') axial anliegt.
  6. Verfahren zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen eines Gehäuses (22) mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, die über einen beidseitig offenen Gehäuseinnenraum (221), dessen Wandung mit ersten Rastmitteln (222, 223) ausgestattet ist, miteinander verbunden sind,
    - Bereitstellen eines wenigstens ein freies Ende (141) aufweisenden, elektrisch leitfähigen Kabels (14),
    - Bereitstellen eines steifen Polstiftabschnitts (16) mit wenigstens einem Polstift (161) und einem einstückig mit diesem ausgebildeten Koppelbereich (162),
    - axiales Durchführen des Kabels (14) durch den Gehäuseinnenraum (221), sodass dessen freies Ende (141) über das vordere Ende des Gehäuses (22) hinausragt,
    - mechanisches Verbinden, unter Ausbildung einer elektrischen Verbindung, des freien Endes (141) des Kabels (14) mit dem Koppelbereich (161) des Polstiftabschnitts (16) zu einer Kontakteinheit (18),
    - Umspritzen der Kontakteinheit (18) im Bereich des Koppelbereichs (161) des Polstiftabschnitts (16) mit einem spritzbaren, elektrisch isolierenden Kunststoff unter Ausbildung eines zu den ersten Rastmitteln (222, 223) korrespondierende zweite Rastmittel (203) aufweisenden Rastkörpers (20) und
    - Einschieben des Rastkörpers (20) samt der von ihm eingebetteten Kontakteinheit (18) in das Gehäuse (22) bis zur axialen Fixierung des Rastkörpers (20) im Gehäuseinnenraum (221) durch Wechselwirkung der ersten Rastmittel (222, 223) mit den zweiten Rastmitteln (203),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kabel (14) vor dem Umspritzungsschritt in seinem zu umspritzenden Längenabschnitt mit einer geschlossenporig porösen Elastomer-Manschette versehen wird.
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