EP3311452B1 - Stecker - Google Patents

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EP3311452B1
EP3311452B1 EP16720084.9A EP16720084A EP3311452B1 EP 3311452 B1 EP3311452 B1 EP 3311452B1 EP 16720084 A EP16720084 A EP 16720084A EP 3311452 B1 EP3311452 B1 EP 3311452B1
Authority
EP
European Patent Office
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plug
cuboid
cutout
cavity
lateral surface
Prior art date
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Active
Application number
EP16720084.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3311452A1 (de
Inventor
Lars Wittko
Ernst Hauk
Karl Stichleutner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3311452A1 publication Critical patent/EP3311452A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3311452B1 publication Critical patent/EP3311452B1/de
Active legal-status Critical Current
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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
    • H01R13/50—Bases; Cases formed as an integral body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H01R13/504—Bases; Cases composed of different pieces different pieces being moulded, cemented, welded, e.g. ultrasonic, or swaged together
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    • H01R43/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing bases or cases for contact members
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/24—Assembling by moulding on contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the present invention relates to connectors for the electrical contacting of units in the engine compartment of motor vehicles.
  • plastic AK plug For electrical contacting of aggregates in the engine compartment of motor vehicles, among other plug connections are used, which is also referred to as "plastic AK plug".
  • This plug is for example from the DE 10115 322 A1 and from the DE 10 2011 081 534 A1 known.
  • the plug has a molded part in which a part of the outer circumference is semicircular and an opposite part of the outer circumference is straight.
  • This molding is made by injection molding. In this case, liquid plastic is injected at high temperature and a pressure of several 100 bar in a multi-part mold, which forms a negative of the desired shape of the molding. The mold is then opened and the molded part dissolved out of her (demolded).
  • the outer circumference of the plug must be inserted into a matching inner circumference of its counterpart, so that an electrical connection can be made.
  • the asymmetric outer circumference of the plug ensures in this way that the plug is connectable only in a certain orientation with its counterpart, which precludes reverse polarity of the electrical connection.
  • a plug for producing a reverse polarity-proof electrical connection comprises a molded part made of a plastic whose outer circumference is formed, at least in a partial region, by a cuboid with rounded edges, which is continued in a semicircular cylinder.
  • the molding has a cavity open towards its end face for receiving the electrical contacts.
  • the front side also contains the bottom surface of the cuboid.
  • the inner wall of the cavity guiding and / or locking elements may contain, which simplify the connection of the plug with its counterpart and / or secure.
  • At least one lateral surface of the cuboid has at least one recess extending in this lateral surface along the rounded edge.
  • This recess may in particular be arranged between a rounded edge of the cuboid and the cavity in the sense that the recess is traversed on a path from the rounded edge into the cavity.
  • Particularly advantageous are a first recess between the one rounded edge of the cuboid and the cavity and a second Recess between the other rounded edge of the cuboid and the cavity provided.
  • the negative mold of the recess provided according to the invention can be integrated directly into the inner circumference of the mold used for injection molding. This inner circumference can be cooled, so that the heat removal from the region of the recess is improved. The recess can thereby be produced in a defined manner. This contributes further in that the aspect ratio between the width and depth of the recess for demolding is much cheaper than in a production of the recess with a long pin to be pulled out from the front.
  • the plug according to the invention is completely interoperable with the already existing counterparts according to the prior art. It does not differ in the handling of connectors according to the prior art. However, it is more stable than a plug in which an enclosed cavity has been created as a recess within the straight portion of the molding by encasing and then withdrawing a long pin. A thin wall of such a cavity may possibly break with rough handling of the plug, such as with pliers.
  • the recess extends over less than half of the lateral surface of the cuboid, in which it is introduced. Then remains of this lateral surface still a sufficient part left to intervene positively in an inner circumference on the counterpart of the plug.
  • the cavity is cylindrical at least in a partial area with a base whose circumference is composed of two circular arcs and a rectangle, in which both circular arcs on opposite sides of the rectangle, is composed.
  • a circular arc may be concentric with the half-cylinder forming the outer periphery of the molded part.
  • its wall thickness can then be kept constant in the areas in which its base area is defined by the circular arc concentric with the half-cylinder or by the rectangle. Only in the area of the second circular arc is the cavity surrounded by more plastic because of the desired asymmetry of the molded part. A part of this plastic can be excluded by the inventively provided recess.
  • the cross section of the recess tapers on the way from the lateral surface of the cuboid into the interior of the molded part. This simplifies the demolding after injection molding on the one hand. On the other hand, the recess can thereby be approximated to the shaping of the cavity in order to minimize the additional thickness of the wall due to the asymmetry of the molded part.
  • the recess is guided in a particularly advantageous embodiment of the invention, starting from the rounded edge of the cuboid along a sloping edge into the molding and along a rising edge back to the lateral surface of the cuboid.
  • the rising edge of the recess may be less steep than the falling edge of the recess.
  • the recess may thus have, for example, a kind of sawtooth shape which, starting from the rounded edge of the cuboid, initially extends perpendicularly into the molded part, in order then to slowly approach the lateral surface of the cuboid again.
  • the rising edge of the recess is curved in the same way as the semicircular cylinder.
  • the recess can emulate the shape of the cavity particularly well. It can thus be achieved in particular that the Wall thickness d 1 of the cavity in the region of the recess is equal to the wall thickness d 2 of the cavity in the region of the semicircular cylinder.
  • the recess is continued in the end face of the molding. This creates a small game when merging the connector with its counterpart and thus facilitates in particular the merging, if this must be done only with the aid of the sense of touch due to the cramped conditions in the engine compartment of a vehicle without visual contact with the connector.
  • FIG. 1a shows a plastic AK connector 1 according to the prior art in a plan view of the end face 6.
  • the plug 1 includes a molded part 2 made of plastic. This molded part 2 is formed by a cuboid 3 with rounded edges 4a and 4b. On the side opposite the rounded edges 4a and 4b, the cuboid 3 is continued into a semicircular cylinder 5.
  • the front side 6 of the plug 1 is composed of the bottom surface 3 a of the cuboid 3 and of the bottom surface 5 a of the semicircle cylinder 5.
  • the molded part 2 has a cavity 7 which is open toward its front side 6.
  • the electrical contacts 8a, 8b, 8c of the plug 1 are accommodated in this cavity 7.
  • the cavity 7 is cylindrical with a base 16 whose periphery is composed of two circular arcs 18, 19 and a rectangle 20.
  • the circular arc 18 merges into the rectangle 20 at a first side 20a
  • the circular arc 19 merges into the rectangle 20 at an opposite side 20b from the first side 20a.
  • the circular arc 18 is concentric with the half cylinder. 5
  • FIG. 1b shows the plug 1 according to the prior art in a perspective view in an embodiment without the recesses 3b and 3c.
  • the outer periphery of the molded part 2 has an additional locking lug 30 for locking the connection of the plug 1 with its counterpart.
  • the structures 31, 32, 34 and 36 correspond to material recesses at the bottom of the counterpart of the plug, which are provided there to avoid buildup.
  • the structures 33 and 35 are codes that serve to prevent confusion with other connectors of the same number of poles.
  • the total width of the molded part 2, measured from the center of the narrow lateral surface 10 along a normal to this narrow lateral surface to the outer edge of the hollow cylinder 5, depends on the number of electrical contacts 8a, 8b, 8c. For two contacts this total width is advantageously 19.8 mm, for three contacts 24.9 mm, for four contacts 29.8 mm, for five contacts 34.8 mm and for six contacts 39.8 mm.
  • the total height of the molded part 2, measured from the center of the lateral surface 9 along a normal thereto to the middle of the lateral surface 11 (without consideration of the locking lug 30) is advantageously 13.8 mm.
  • the cavity 7 is advantageously 21 mm deep.
  • the wall thickness of the molded part 2 is in the region of the rectangle 20 and the hollow cylinder 5 advantageously between 1 and 2 mm.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a plug 1 according to the invention in a perspective view.
  • the perspective is the same as in FIG. 1b ,
  • the provided according to the prior art recesses 3b and 3c are replaced by recesses 12 and 13, which are introduced into the narrow lateral surface 10 of the cuboid 3.
  • the recess 12 extends along the rounded edge 4a
  • the recess 13 extends along the rounded edge 4b.
  • the length of the recesses may vary.
  • the recesses 12 and 13 each extend in this embodiment over about one third of the narrow lateral surface 10 of the cuboid 3, wherein any other expansions are possible.
  • a flat portion 23 extends parallel to the recesses 12 and 13 and also parallel to the rounded edges 4a and 4b of the cuboid 3.
  • This flat portion 23 is part of the original lateral surface 10 of the cuboid 3, which has not been changed by the recesses 12 and 13.
  • the rounded edges 4a and 4b of the cuboid 3 and the planar region 23 are in the same manner at an inner circumference of the counterpart as the narrow lateral surface 10 of the cuboid 3 at a plug 1 in accordance with the mating of the plug 1 with its counterpart FIG. 1 ,
  • the cross section of the recesses 12 and 13 tapers on the way from the lateral surface 10 of the cuboid 3 in the interior of the molded part 2. If after cooling of the plastic from which the molded part 2 was produced by injection molding, on the lateral surface 10 of the cuboid third still a part of the mold with the negative shape of the recesses 12 and 13 is applied, the molded part 2 can be separated (removed from the mold) by simply pulling this part of the mold.
  • the recess 12 is guided along a vertically falling flank 21a into the molded part 2. It is then guided along a curved, rising edge 22a back to the lateral surface 10 of the cuboid 3 and meets there on the flat portion 23.
  • the rising edge 22a is curved in the same way as the semicircular cylinder 5, so that the wall of the cavity 7 symmetrizes becomes.
  • the recess 13, starting from the rounded edge 4b of the cuboid 3, is guided along a vertically sloping flank 21b into the molded part 2. It is then guided along a curved, rising edge 22b back to the lateral surface 10 of the cuboid 3 and meets there on the flat portion 23.
  • the rising edge 22b is curved in the same way as the semicircular cylinder fifth
  • the outer circumference of the molded part 2 is encompassed by an inner periphery of the counterpart.
  • the cavity 7 of the plug 1 also surrounds an outer circumference of the region of the counterpart in which its electrical contacts are arranged.
  • the embodiment shows three contacts 8a, 8b, 8c, but it is possible any number of contacts.
  • FIG. 3 is drawn from the same perspective as FIG. 2 , This in FIG. 3 embodiment shown differs from that in FIG. 2 shown embodiment in that the recesses 12 and 13 are continued into the end face 6 in. So you are open to the end face 6.
  • the depth of the recesses 12 and 13 is in each case selected such that the wall thickness d 1 of the cavity 7 in the region of these recesses 12 and 13 is equal to the wall thickness d 2 of the cavity 7 in the region of the semicircle cylinder 5. This causes that necessary to ensure the polarity reversal asymmetry of the outer circumference of the molding 2 is accompanied only with a minimum asymmetry of the wall thickness of the cavity 7. The delay of this cavity in the production of the molding 2 by injection molding is thus minimized.
  • wall thickness d 1 of the cavity 7 in the region of these recesses 12 and 13 equal to the wall thickness d 2 of the cavity 7 in the region of the semicircle cylinder 5.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the plug 1 according to the invention.
  • the recesses 14 and 15 are here introduced in different lateral surfaces 9 and 11 of the cuboid 3.
  • the recess 14 is introduced into the upper broad lateral surface 9 of the cuboid 3.
  • the recess 15, in the perspective of FIG. 4 is hidden, is introduced into the lower broad lateral surface 11 of the cuboid 3.
  • the cutout 14, starting from the rounded edge 4a of the cuboid 3, is guided into the molded part 2 in a vertically falling flank 21c. It is then guided along a curved, rising edge 22c back to the upper broad lateral surface 9 of the cuboid 3 and meets there on the area, in which the periphery 17 of the base 16 of the cavity 7 is defined by the rectangle 20. The same applies to the recess 15, the in FIG. 4 is covered.
  • FIG. 5 embodiment shown differs from that in FIG. 4 shown embodiment in that the recesses 14 and 15 continued into the end face 6 of the molding part 2 and thus are open to this end face 6 out.
  • FIG. 5 visible that the recess 15, starting from the rounded edge 4b of the cuboid 3 in a vertical falling edge 21d is guided into the molded part 2 inside.
  • the subsequent rising curved edge 22d leads back to the lower broad lateral surface 11 of the cuboid third
  • the depth of the recesses 14 and 15 is selected so that the wall thickness d 1 of the cavity 7 in the region of the recesses 14 and 15 is equal to the wall thickness d 2 of the cavity 7 in the region of the semicircle cylinder 5.
  • its wall thickness is maximally symmetrical. A delay of this cavity 7 during cooling of the plastic after injection molding is therefore advantageously minimized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Stecker zur elektrischen Kontaktierung von Aggregaten im Motorraum von Kraftfahrzeugen.
    • Stand der Technik
  • Zur elektrischen Kontaktierung von Aggregaten im Motorraum von Kraftfahrzeugen werden unter anderem Steckverbindungen verwendet, der auch als "Kunststoff-AK-Stecker" bezeichnet wird. Dieser Stecker ist beispielsweise aus der DE 10115 322 A1 und aus der DE 10 2011 081 534 A1 bekannt.
  • Der Stecker weist ein Formteil auf, bei dem ein Teil des Außenumfangs halbkreisförmig und ein gegenüberliegender Teil des Außenumfangs gerade ist. Dieses Formteil wird durch Spritzgießen hergestellt. Dabei wird flüssiger Kunststoff bei hoher Temperatur und einem Druck von mehreren 100 bar in eine mehrteilige Form gespritzt, die ein Negativ der gewünschten Form des Formteils bildet. Die Form wird anschließend geöffnet und das Formteil aus ihr herausgelöst (entformt).
  • Der Außenumfang des Steckers muss in einen hierzu passenden Innenumfang seines Gegenstücks eingeführt werden, damit eine elektrische Verbindung hergestellt werden kann. Der asymmetrische Außenumfang des Steckers stellt auf diese Weise sicher, dass der Stecker nur in einer bestimmten Orientierung mit seinem Gegenstück verbindbar ist, was ein Verpolen der elektrischen Verbindung ausschließt.
  • Bei der Herstellung einer Variante des Kunststoff-AK-Steckers wird am geraden Teil des Außenumfangs Material ausgespart, indem am Spritzgießwerkzeug angebrachte Stifte stirnseitig in die Form für das Formteil hineinragen und nach dem Erkalten des Kunststoffs aus dem Formteil herausgezogen werden. Durch diese Masseausnehmung soll vermieden werden, dass Materialanhäufungen am geraden Teil des Außenumfangs zu einem erhöhten Verzug des Formteils beim Abkühlen nach dem Spritzgießen führen. Dies wird damit erkauft, dass aufgrund der geringen Wärmeabfuhr entlang der dünnen Stifte die so gestalteten Auskernungen eine hohe Kühlzeit erfordern. Andernfalls haftet zum Teil noch flüssiges Material an den Stiften an; zudem werden die Stiften durch den Schmelzedruck und die hohen Temperaturen mechanisch und thermisch stark belastet.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Im Rahmen der Erfindung wurde ein Stecker zur Herstellung einer verpolungssicheren elektrischen Verbindung entwickelt. Dieser Stecker umfasst ein Formteil aus einem Kunststoff, dessen Außenumfang zumindest in einem Teilbereich durch einen Quader mit abgerundeten Kanten gebildet ist, welcher in einen Halbkreiszylinder fortgesetzt ist. Das Formteil weist einen zu seiner Stirnseite hin offenen Hohlraum zur Aufnahme der elektrischen Kontakte auf. Die Stirnseite enthält weiterhin die Bodenfläche des Quaders.
  • Dabei können am Außenumfang des Formteils auch weitere Formmerkmale, wie beispielsweise Rastnasen, angebracht sein. Ebenso kann die Innenwand des Hohlraums Führungs- und/oder Rastelemente enthalten, die die Verbindung des Steckers mit seinem Gegenstück vereinfachen und/oder sichern.
  • Erfindungsgemäß weist mindestens eine Mantelfläche des Quaders mindestens eine sich in dieser Mantelfläche entlang der abgerundeten Kante erstreckende Aussparung auf. Diese Aussparung kann insbesondere zwischen einer abgerundeten Kante des Quaders und dem Hohlraum angeordnet sein in dem Sinne, dass auf einem Weg von der abgerundeten Kante in den Hohlraum die Aussparung durchquert wird. Besonders vorteilhaft sind eine erste Aussparung zwischen der einen abgerundeten Kante des Quaders und dem Hohlraum und eine zweite Aussparung zwischen der anderen abgerundeten Kante des Quaders und dem Hohlraum vorgesehen.
  • Es wurde erkannt, dass auf diese Weise Materialanhäufungen am geraden Teil des Außenumfangs des Formteils wesentlich einfacher und effektiver vermindert werden können. Die Negativform der erfindungsgemäß vorgesehenen Aussparung lässt sich unmittelbar in den Innenumfang der für das Spritzgießen verwendeten Gussform integrieren. Dieser Innenumfang kann gekühlt werden, so dass die Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Aussparung verbessert wird. Die Aussparung lässt sich dadurch definierter herstellen. Hierzu trägt im weiterhin auch bei, dass das Aspektverhältnis zwischen Breite und Tiefe der Aussparung für das Entformen deutlich günstiger ist als bei einer Herstellung der Aussparung mit einem stirnseitig herauszuziehenden langen Stift.
  • Somit kann die Maßhaltigkeit des durch Spritzgießen gefertigten Formteils verbessert werden. Die Serienfertigung läuft stabiler, und der Messaufwand für die Qualitätskontrolle kann reduziert werden.
  • Weiterhin kann durch die Aussparung insgesamt mehr Material ausgenommen werden. Im Vergleich zu einem Stecker gemäß Stand der Technik können etwa 3 % Material eingespart werden.
  • Der erfindungsgemäße Stecker ist vollständig interoperabel mit den bereits existierenden Gegenstücken gemäß Stand der Technik. Er unterscheidet sich auch in der Handhabung nicht von Steckern gemäß Stand der Technik. Er ist jedoch stabiler als ein Stecker, bei dem innerhalb des geraden Bereichs des Formteils durch Umgießen und anschließendes Herausziehen eines langen Stifts ein umschlossener Hohlraum als Aussparung geschaffen wurde. Eine dünne Wand eines solchen Hohlraums kann bei rauer Handhabung des Steckers, etwa mit einer Zange, eventuell brechen.
  • Vorteilhaft erstreckt sich die Aussparung über weniger als die Hälfte der Mantelfläche des Quaders, in die sie eingebracht ist. Dann bleibt von dieser Mantelfläche noch ein hinreichender Teil übrig, um formschlüssig in einen Innenumfang am Gegenstück des Steckers einzugreifen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlraum zumindest in einem Teilbereich zylindrisch mit einer Grundfläche, deren Umfang aus zwei Kreisbögen und einem Rechteck, in das beide Kreisbögen an gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks übergehen, zusammengesetzt ist. Dabei kann insbesondere ein Kreisbogen konzentrisch zum Halbzylinder sein, der den Außenumfang des Formteils bildet. Durch geeignete Positionierung und Dimensionierung des Hohlraums lässt sich dessen Wandstärke dann in den Bereichen, in denen seine Grundfläche durch den zum Halbzylinder konzentrischen Kreisbogen bzw. durch das Rechteck definiert ist, konstant halten. Nur im Bereich des zweiten Kreisbogens ist der Hohlraum auf Grund der gewollten Asymmetrie des Formteils von mehr Kunststoff umgeben. Ein Teil dieses Kunststoffs kann durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aussparung ausgenommen werden.
  • Vorteilhaft verjüngt sich der Querschnitt der Aussparung auf dem Weg von der Mantelfläche des Quaders in das Innere des Formteils. Dies vereinfacht zum einen das Entformen nach dem Spritzgießen. Zum anderen kann die Aussparung dadurch der Formgebung des Hohlraums angenähert werden, um die durch die Asymmetrie des Formteils zusätzlich hinzugefügte Wandstärke zu minimieren.
  • Zu diesem Zweck ist die Aussparung in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ausgehend von der abgerundeten Kante des Quaders entlang einer abfallenden Flanke in das Formteil hinein und entlang einer ansteigenden Flanke zurück zur Mantelfläche des Quaders geführt. Dabei kann insbesondere die ansteigende Flanke der Aussparung weniger steil sein als die abfallende Flanke der Aussparung. Die Aussparung kann also beispielsweise eine Art Sägezahnform aufweisen, die ausgehend von der abgerundeten Kante des Quaders zunächst senkrecht in das Formteil hinein verläuft, um sich dann langsam wieder der Mantelfläche des Quaders zu nähern.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die ansteigende Flanke der Aussparung in gleicher Weise gekrümmt wie der Halbkreiszylinder. Auf diese Weise kann die Aussparung die Formgebung des Hohlraums besonders gut nachbilden. Es kann damit insbesondere erreicht werden, dass die Wandstärke d1 des Hohlraums im Bereich der Aussparung gleich der Wandstärke d2 des Hohlraums im Bereich des Halbkreiszylinders ist.
  • Vorteilhaft ist die Aussparung in die Stirnfläche des Formteils fortgesetzt. Dies schafft ein kleines Spiel beim Zusammenführen des Steckers mit seinem Gegenstück und erleichtert so insbesondere das Zusammenführen, wenn dieses auf Grund der beengten Verhältnisse im Motorraum eines Fahrzeugs ohne Sichtkontakt zu der Steckverbindung nur unter Zuhilfenahme des Tastsinns erfolgen muss.
  • In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die schmale Mantelfläche des Quaders einen parallel zu den abgerundeten Kanten des Quaders und mittig zwischen diesen abgerundeten Kanten angeordneten ebenen Bereich auf. Die durch die erfindungsgemäß vorgesehene Aussparung bewirkte Abweichung des Außenumfangs des Steckers vom Stecker gemäß Stand der Technik wirkt sich dann besonders wenig auf die formschlüssige Verbindung mit dem Gegenstück des Steckers auf.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
    • Ausführungsbeispiele
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    Stecker 1 gemäß Stand der Technik in stirnseitiger Aufsicht (a) und in perspektivischer Ansicht (b);
    Figur 2
    Ausführungsbeispiel eines Steckers 1 gemäß der Erfindung mit zwei Aussparungen 12 und 13 in der gleichen Mantelfläche 10 des Quaders 3;
    Figur 3
    Abwandlung des in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiels mit in die Stirnseite 6 fortgesetzten Aussparungen 12 und 13;
    Figur 4
    Ausführungsbeispiel eines Steckers 1 gemäß der Erfindung mit zwei Aussparungen 14 und 15 in unterschiedlichen Mantelflächen 9 und 11 des Quaders 3.
    Figur 5
    Abwandlung des in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiels mit in die Stirnseite 6 fortgesetzten Aussparungen 14 und 15.
  • Figur 1a zeigt einen Kunststoff-AK-Stecker 1 gemäß Stand der Technik in Aufsicht auf die Stirnseite 6. Der Stecker 1 enthält ein Formteil 2 aus Kunststoff. Dieses Formteil 2 ist durch einen Quader 3 mit abgerundeten Kanten 4a und 4b gebildet. Auf der den abgerundeten Kanten 4a und 4b gegenüberliegenden Seite ist der Quader 3 in einen Halbkreiszylinder 5 fortgesetzt. Die Stirnseite 6 des Steckers 1 ist aus der Bodenfläche 3a des Quaders 3 und aus der Bodenfläche 5a des Halbkreiszylinders 5 zusammengesetzt.
  • Nahe den abgerundeten Kanten 4a und 4b ist ausgehend von der Stirnseite 6 Material aus dem Formteil 2 ausgenommen, so dass das Formteil 2 von zwei Aussparungen 3b und 3c durchzogen ist, die parallel zu den abgerundeten Kanten 4a und 4b durch das Formteil 2 verlaufen. Die Aussparungen 3a und 3b wurden bei der Herstellung des Formteils 2 im Spritzgussverfahren mit Hilfe von Stiften eingebracht, die am Ort der späteren Aussparungen 3b und 3c in der Gussform für das Formteil 2 angeordnet waren und nach dem Erkalten des Kunststoffs zur Stirnfläche 6 hin aus dem Formteil 2 herausgezogen wurden.
  • Das Formteil 2 weist einen zu seiner Stirnseite 6 hin offenen Hohlraum 7 auf. Die elektrischen Kontakte 8a, 8b, 8c des Steckers 1 sind in diesem Hohlraum 7 untergebracht. Der Hohlraum 7 ist zylindrisch mit einer Grundfläche 16, deren Umfang aus zwei Kreisbögen 18, 19 und einem Rechteck 20 zusammengesetzt ist. Dabei geht der Kreisbogen 18 an einer ersten Seite 20a in das Rechteck 20 über, und der Kreisbogen 19 geht an einer zu der ersten Seite 20a gegenüberliegenden Seite 20b in das Rechteck 20 über. Der Kreisbogen 18 ist konzentrisch zum Halbzylinder 5.
  • Figur 1b zeigt den Stecker 1 gemäß Stand der Technik in perspektivischer Ansicht in einer Ausführungsform ohne die Aussparungen 3b und 3c. Der Außenumfang des Formteils 2 weist eine zusätzliche Rastnase 30 zur Arretierung der Verbindung des Steckers 1 mit seinem Gegenstück auf. Die Strukturen 31, 32, 34 und 36 korrespondieren zu Materialaussparungen am Grund des Gegenstücks des Steckers, die dort vorgesehen sind, um Anhäufungen zu vermeiden. Die Strukturen 33 und 35 sind Kodierungen, die der Verwechslungssicherung zu anderen Steckern gleicher Polzahl dienen.
  • Die Gesamtbreite des Formteils 2, gemessen von der Mitte der schmalen Mantelfläche 10 entlang einer Normalen zu dieser schmalen Mantelfläche bis zum äußeren Rand des Hohlzylinders 5, hängt von der Zahl der elektrischen Kontakte 8a, 8b, 8c ab. Für zwei Kontakte beträgt diese Gesamtbreite vorteilhaft 19,8 mm, für drei Kontakte 24,9 mm, für vier Kontakte 29,8 mm, für fünf Kontakte 34,8 mm und für sechs Kontakte 39,8 mm. Die Gesamthöhe des Formteils 2, gemessen von der Mitte der Mantelfläche 9 entlang einer Normalen hierzu bis zur Mitte der Mantelfläche 11 (ohne Berücksichtigung der Rastnase 30) beträgt vorteilhaft 13,8 mm. Der Hohlraum 7 ist vorteilhaft 21 mm tief. Die Wandstärke des Formteils 2 beträgt im Bereich des Rechtecks 20 und des Hohlzylinders 5 vorteilhaft zwischen 1 und 2 mm.
  • Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steckers 1 gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht. Die Perspektive ist die gleiche wie in Figur 1b. Die gemäß Stand der Technik vorgesehenen Aussparungen 3b und 3c sind durch Aussparungen 12 und 13 ersetzt, die in die schmale Mantelfläche 10 des Quaders 3 eingebracht sind. Dabei erstreckt sich die Aussparung 12 entlang der abgerundeten Kante 4a, und die Aussparung 13 erstreckt sich entlang der abgerundeten Kante 4b. Die Länge der Aussparungen kann dabei variieren.
  • Die Aussparungen 12 und 13 erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel jeweils über etwa ein Drittel der schmalen Mantelfläche 10 des Quaders 3, wobei auch beliebige andere Ausdehnungen möglich sind. Zwischen den Aussparungen 12 und 13 erstreckt sich ein ebener Bereich 23 parallel zu den Aussparungen 12 und 13 sowie ebenfalls parallel zu den abgerundeten Kanten 4a und 4b des Quaders 3. Dieser ebene Bereich 23 ist ein Teil der ursprünglichen Mantelfläche 10 des Quaders 3, der durch die Aussparungen 12 und 13 nicht verändert wurde. Die abgerundeten Kanten 4a und 4b des Quaders 3 sowie der ebene Bereich 23 liegen beim Zusammenführen des Steckers 1 mit seinem Gegenstück in gleicher Weise an einem Innenumfang des Gegenstücks an wie die schmale Mantelfläche 10 des Quaders 3 bei einem Stecker 1 gemäß Figur 1.
  • Der Querschnitt der Aussparungen 12 und 13 verjüngt sich auf dem Weg von der Mantelfläche 10 des Quaders 3 in das Innere des Formteils 2. Wenn nach dem Erkalten des Kunststoffs, aus dem das Formteil 2 im Spritzgießverfahren gefertigt wurde, an der Mantelfläche 10 des Quaders 3 noch ein Teil der Gussform mit der Negativform der Aussparungen 12 und 13 anliegt, kann das Formteil 2 durch einfaches Abziehen von diesem Teil der Gussform getrennt (entformt) werden.
  • Ausgehend von der abgerundeten Kante 4a des Quaders 3 ist die Aussparung 12 entlang einer senkrecht abfallenden Flanke 21a in das Formteil 2 hinein geführt. Sie ist anschließend entlang einer gebogenen, ansteigenden Flanke 22a zurück zur Mantelfläche 10 des Quaders 3 geführt und trifft dort auf den ebenen Bereich 23. Dabei ist die ansteigende Flanke 22a in gleicher Weise gekrümmt wie der Halbkreiszylinder 5, so dass die Wandung des Hohlraums 7 symmetrisiert wird.
  • Analog ist die Aussparung 13 ausgehend von der abgerundeten Kante 4b des Quaders 3 entlang einer senkrecht abfallenden Flanke 21b in das Formteil 2 hinein geführt. Sie ist anschließend entlang einer gebogenen, ansteigenden Flanke 22b zurück zur Mantelfläche 10 des Quaders 3 geführt und trifft dort auf den ebenen Bereich 23. Dabei ist auch die ansteigende Flanke 22b in gleicher Weise gekrümmt wie der Halbkreiszylinder 5.
  • Bei der Verbindung des Steckers 1 mit seinem Gegenstück wird zum einen der Außenumfang des Formteils 2 von einem Innenumfang des Gegenstücks umgriffen. Zum anderen umgreift der Hohlraum 7 des Steckers 1 auch einen Außenumfang des Bereichs des Gegenstücks, in dem dessen elektrische Kontakte angeordnet sind.
  • Das Ausführungsbeispiel zeigt drei Kontakte 8a, 8b, 8c, es ist aber eine beliebige Anzahl von Kontakten möglich.
  • Figur 3 ist aus der gleichen Perspektive gezeichnet wie Figur 2. Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Aussparungen 12 und 13 in die Stirnfläche 6 hinein fortgesetzt sind. Sie sind also zu der Stirnfläche 6 hin offen. Die Tiefe der Aussparungen 12 und 13 ist jeweils so gewählt, dass die Wandstärke d1 des Hohlraums 7 im Bereich dieser Aussparungen 12 und 13 gleich der Wandstärke d2 des Hohlraums 7 im Bereich des Halbkreiszylinders 5 ist. Damit wird bewirkt, dass die zur Gewährleistung der Verpolungssicherheit notwendige Asymmetrie des Außenumfangs des Formteils 2 nur noch mit einer minimalen Asymmetrie der Wandstärke des Hohlraums 7 einhergeht. Der Verzug dieses Hohlraums bei der Herstellung des Formteils 2 im Spritzgussverfahren wird somit minimiert.
  • Auch bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist Wandstärke d1 des Hohlraums 7 im Bereich dieser Aussparungen 12 und 13 gleich der Wandstärke d2 des Hohlraums 7 im Bereich des Halbkreiszylinders 5. Dies ist jedoch in Figur 2 nicht sichtbar, da die Aussparungen 12 und 13 dort durch die Bodenfläche 3a des Quaders 3 verdeckt sind.
  • Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Steckers 1 gemäß der Erfindung. Im Unterschied zu den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Aussparungen 14 und 15 hier in unterschiedlichen Mantelflächen 9 und 11 des Quaders 3 eingebracht. Die Aussparung 14 ist in die obere breite Mantelfläche 9 des Quaders 3 eingebracht. Die Aussparung 15, die in der Perspektive von Figur 4 verdeckt ist, ist in die untere breite Mantelfläche 11 des Quaders 3 eingebracht.
  • Analog zu den in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Aussparung 14 ausgehend von der abgerundeten Kante 4a des Quaders 3 in einer senkrecht abfallenden Flanke 21c in das Formteil 2 hinein geführt. Sie ist anschließend entlang einer gebogenen, ansteigenden Flanke 22c zurück zur oberen breiten Mantelfläche 9 des Quaders 3 geführt und trifft dort auf den Bereich, in dem der Umfang 17 der Grundfläche 16 des Hohlraums 7durch das Rechteck 20 definiert ist. Analoges gilt für die Aussparung 15, die in Figur 4 verdeckt ist.
  • Das in Figur 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Aussparungen 14 und 15 in die Stirnfläche 6 des Formteils 2 hinein fortgesetzt und somit zu dieser Stirnfläche 6 hin geöffnet sind. Dadurch ist in Figur 5 sichtbar, dass die Aussparung 15 ausgehend von der abgerundeten Kante 4b des Quaders 3 in einer senkrecht abfallenden Flanke 21d in das Formteil 2 hinein geführt ist. Die sich hieran anschließende ansteigende gebogene Flanke 22d führt zurück zur unteren breiten Mantelfläche 11 des Quaders 3.
  • Die Tiefe der Aussparungen 14 und 15 ist so gewählt, dass die Wandstärke d1 des Hohlraums 7 im Bereich der Aussparungen 14 und 15 jeweils gleich der Wandstärke d2 des Hohlraums 7 im Bereich des Halbkreiszylinders 5 ist. Dadurch ist entlang des gesamten Umfangs des Hohlraums 7 dessen Wandstärke maximal symmetrisch. Ein Verzug dieses Hohlraums 7 beim Erkalten des Kunststoffs nach dem Spritzgießen wird daher vorteilhaft minimiert.
  • Dies gilt auch für das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel, ist dort jedoch nicht sichtbar, weil die Aussparungen 14 und 15 durch die Bodenfläche 3a des Quaders 3 verdeckt sind.

Claims (12)

  1. Stecker (1) zur Herstellung einer verpolungssicheren elektrischen Verbindung, umfassend ein Formteil (2) aus einem Kunststoff, dessen Außenumfang zumindest in einem Teilbereich durch einen Quader (3) mit abgerundeten Kanten (4a, 4b) gebildet ist, welcher in einen Halbkreiszylinder (5) fortgesetzt ist, wobei das Formteil (2) einen zu seiner Stirnseite (6) hin offenen Hohlraum (7) zur Aufnahme der elektrischen Kontakte (8a, 8b, 8c) aufweist und wobei diese Stirnseite (6) die Bodenfläche (3a) des Quaders (3) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Mantelfläche (9, 10, 11) des Quaders (3) mindestens eine sich in dieser Mantelfläche (9, 10, 11) entlang der abgerundeten Kante (4a, 4b) erstreckende Aussparung (12, 13, 14, 15) aufweist.
  2. Stecker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Aussparung (12, 14) zwischen der einen abgerundeten Kante (4a) des Quaders (3) und dem Hohlraum (7) sowie eine zweite Aussparung (13, 15) zwischen der anderen abgerundeten Kante (4b) des Quaders (3) und dem Hohlraum (7) vorgesehen sind.
  3. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussparung (12, 13, 14, 15) über weniger als die Hälfte der Mantelfläche (9, 10, 11) des Quaders (3) erstreckt.
  4. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (7) zumindest in einem Teilbereich zylindrisch ist mit einer Grundfläche (16), deren Umfang (17) aus zwei Kreisbögen (18, 19) und einem Rechteck (20), in das beide Kreisbögen (18, 19) an gegenüberliegenden Seiten (20a, 20b) des Rechtecks (20) übergehen, zusammengesetzt ist.
  5. Stecker (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kreisbogen (18) konzentrisch zum Halbzylinder (5) ist.
  6. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Aussparung (12, 13, 14, 15) sich auf dem Weg von der Mantelfläche (9, 10, 11) des Quaders (3) in das Innere des Formteils (2) verjüngt.
  7. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (12, 13, 14,15) ausgehend von der abgerundeten Kante (4a, 4b) des Quaders (3) entlang einer abfallenden Flanke (21a, 21b, 21c, 21d) in das Formteil (2) hinein und entlang einer ansteigenden Flanke (22a, 22b, 22c, 22d) zurück zur Mantelfläche (9, 10, 11) des Quaders (3) geführt ist.
  8. Stecker (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ansteigende Flanke (22a, 22b, 22c, 22d) der Aussparung (12, 13, 14, 15) weniger steil ist als die abfallende Flanke (21a, 21b, 21c, 21d) der Aussparung (12, 13, 14, 15).
  9. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ansteigende Flanke (22a, 22b, 22c, 22d) der Aussparung (12, 13, 14, 15) in gleicher Weise gekrümmt ist wie der Halbkreiszylinder (5).
  10. Stecker (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke d1 des Hohlraums (7) im Bereich der Aussparung (12, 13, 14, 15) gleich der Wandstärke d2 des Hohlraums (7) im Bereich des Halbkreiszylinders (5) ist.
  11. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (12, 13, 14, 15) in die Stirnfläche (6) des Formteils (2) fortgesetzt ist.
  12. Stecker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die schmale Mantelfläche (10) des Quaders (3) einen parallel zu den abgerundeten Kanten (4a, 4b) des Quaders (3) und mittig zwischen diesen abgerundeten Kanten (4a, 4b) angeordneten ebenen Bereich (23) aufweist.
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