EP3453079B1 - Verfahren zur herstellung einer kabelzugentlastung - Google Patents

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EP3453079B1
EP3453079B1 EP17719856.1A EP17719856A EP3453079B1 EP 3453079 B1 EP3453079 B1 EP 3453079B1 EP 17719856 A EP17719856 A EP 17719856A EP 3453079 B1 EP3453079 B1 EP 3453079B1
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EP
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cable
ring
wall
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ring element
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Michael Grimm
Dietmar Lörcher
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a cable strain relief, as well as an overmolded connector assembled with a cable and having such a cable strain relief.
  • plug connectors are arranged at the end of a cable or a cable set.
  • the connectors consisting of the plug and mating connector, are provided with a strain relief in order to absorb the tensile or compressive forces on the cable acting on the connector and thus to relieve the contacts within the connector from these forces acting, in particular To avoid or prevent errors and impairments.
  • WO 2013/105660 A1 discloses a cable with an electrical connector comprising a metal ring as a fastening member at a connection portion between an electrical connector and a multi-core cable.
  • a connector housing has a crossbar that can be screwed to the connector housing, which is arranged over an end region of the cable and which, after being screwed, exerts a compressive force on the cable jacket.
  • a cable gland usually works in such a way that an increasing pressure force acts on the cable as a result of the screwing and, for example, B. a clamping cage holds the cable.
  • molded connectors In the case of molded connectors, it is common to produce the connector housing or part of it in an injection/casting process, with the immediate opening area of the cable being inserted into the injection/casting tool at the same time as the injection/casting process and also with the same Material, how the material of the connector housing is overmolded.
  • the disadvantage here is that the finished connector housing often does not form a sufficient connection with the material of the cable jacket, since the requirements for the material of the connector housing are completely different requirements than the requirements placed on the material of the cable jacket. Consequently, the cable can be undesirably pulled out of the overmolded material.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of proposing a solution for producing a simple, cost-effective and universally usable cable strain relief for a plug connector.
  • a basic idea of the present invention is to provide a specifically designed overmolding adapter sleeve that can be screwed to the connector housing and which at the same time has contours with which a stable overmolding around the overmolding adapter sleeve can be achieved.
  • a basic idea of the present invention is to provide a connector with a cable strain relief or a method for this, in which the cable strain relief is formed by a metallic ring element which has a certain diameter and thus also a matching inner circumference U2.
  • the ring element is deformed and reshaped from its original cross section to an effectively smaller cross section, so that the "unwound" inner circumference is smaller than the original inner circumference, which results in a tight fit on the cable jacket of the cable.
  • the material that has to be displaced for this purpose is formed as part of a forming and bending process in such a way that there is a doubling of material and element sections of the ring element that protrude radially outwards.
  • These sections also referred to below as ring element sections, serve for anchoring in an overmolding of the plug connector, as described later.
  • step d) it is further provided in step d) that the cable is encapsulated or cast in a plastic in the area of the ring element, after which the previously described shaping of the ring element has taken place.
  • the ring element was further reshaped by the deformation in several areas to reduce the original inner circumference U2 in such a way that the respective deformed ring element sections protrude radially outwards relative to the cable jacket.
  • a first wall section rests flatly with its inside on the inside of the second wall section.
  • the inner circumference U2 is approximately 15% to 40%, preferably approximately 25% to 35%, larger than the outer circumference U1 of the cable jacket.
  • the ring element is cut from a cylindrical pipe material in the desired width B.
  • ring element sections or ring elements of width B can be cut off from the pipe and then, as described above, can be deformed from their annular shape so that they sit tightly on the cable jacket and the ring element sections, also previously described, radially outwards stand away from the cable jacket.
  • the formed ring element is deformed from a round cross section into a polygonal cross section, preferably a hexagonal cross section.
  • crimping tools can be used, which ensure, so to speak, in certain sections that the ring element achieves a substantially polygonal cross-section, while the aforementioned material doubling and material deformations are brought about radially outward in recesses in the crimping tool.
  • a cable strain relief 1 on a connector 2 is shown.
  • the plug connector 2 is connected to a cable sheath 31 with a cable 30 with a substantially round cross section.
  • the cable jacket 31 has an outer circumference U1.
  • a metallic ring element 10 sits on the cable jacket 31 of the cable 30, formed from an annular wall 11 with a substantially polygonal, here hexagonal cross-section, which was brought from its original ring shape into the shape shown with a polygonal cross-section.
  • the ring element 10 was therefore reshaped in its inner circumference U2 to a reduced inner circumference U3. Furthermore, it can be seen that as a result of the deformation, a deformed ring element section 13 formed from the wall 11 protrudes radially outwards relative to the cable jacket 31.
  • the ring element 10 is characterized by the deformation areas 12, which represent the areas for reducing the original inner circumference U2 and have therefore been reshaped so that the respective deformed ring element sections 13 protrude radially outwards relative to the cable jacket 31.
  • the design of the material doubling is as shown in a detailed section in the Fig. 1a designed so that the wall sections 11a, 11b each lie flat on one another with their inside 12a, 12b and are connected to one another via a bending section 12c.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kabelzugentlastung, sowie einen mit einem Kabel konfektionierten umspritzten Steckverbinder mit einer solchen Kabelzugentlastung.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Steckverbinder am Ende einer Leitung bzw. eines Kabelsatzes angeordnet sind. Hierzu ist es notwendig, dass die Steckverbinder, bestehend aus Stecker und Gegenstecker mit einer Zugentlastung versehen sind, um die auf den Steckverbinder wirkende Zug- oder auch Druckkräfte am Kabel aufzunehmen und damit die Kontakte innerhalb des Steckverbinders von diesen einwirkenden Kräften zu entlasten, insbesondere um Fehler und Beeinträchtigungen zu vermeiden oder zu verhindern.
  • Aus den Druckschriften US 6,257,920 B1 , WO 2013/105660 A1 , WO 98/15044 A1 und WO 2013/022899 A1 sind bereits Konzepte und Lösungen zu Kabelzugentlastungen bekannt.
  • So zeigt die US 6,257,920 B1 einen Steckverbinder mit einem Clip, der an einen vorderen Teil eines Kabelmantels gecrimpt ist, um sicher am Kabelmantel zu verriegeln und ein Herausziehen des Kabels zu verhindern, während er eine Zugentlastung bietet, wenn das Kabel ruckartig nach oben oder unten bewegt wird, wobei der Clip selbst sicher am Verbinderrahmen verriegelt werden kann.
  • Die zuvor genannte WO 2013/105660 A1 offenbart ein Kabel mit einem elektrischen Verbinder, umfassend einen Metallring als Befestigungselement an einem Verbindungsabschnitt zwischen einem elektrischen Verbinder und einem mehradrigen Kabel.
  • Aus der Elektroinstallation ist bekannt, dass ein Steckverbindergehäuse einen mit dem Steckverbindergehäuse verschraubbaren Querriegel aufweist, der über einen Endbereich des Kabels angeordnet wird und welcher nach seiner Verschraubung eine Druckkraft auf den Kabelmantel ausübt.
  • Eine weitere im Stand der Technik verbreitete Lösung ist die Verwendung von verschraubbaren Kabelzugentlastungselementen. Eine Kabelverschraubung wirkt dabei in der Regel so, dass mittels des Verschraubens eine zunehmende Druckkraft auf das Kabel wirkt und z. B. ein Klemmkäfig dabei das Kabel haltend umgreift.
  • Bei um spritzen Steckverbindern ist es üblich, das Steckverbindergehäuse oder einen Teil davon in einem Spritz-/Gussverfahren herzustellen, wobei gleichzeitig mit dem Spritz-/Gussvorgang der unmittelbare einmündende Bereich des Kabels mit in das Spritz-/Gusswerkzeug eingelegt wird und ebenfalls mit dem gleichen Material, wie das Material des Steckverbindergehäuse umspritzt wird.
  • Nachteilig ist dabei, dass das fertige Steckverbindergehäuse häufig keine ausreichende Verbindung mit dem Material des Kabelmantels eingeht, da die Anforderungen an das Material des Steckverbindergehäuses völlig andere Anforderungen sind, als die Anforderung, die an das Material des Kabelmantels gestellt werden. Folglich kann das Kabel aus dem umspritzten Material unerwünscht herausgezogen werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und Lösung zur Herstellung einer einfachen, kostengünstigen und universell verwendbaren Kabelzugentlastung für einen Steckverbinder vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
  • Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine spezifisch ausgebildete Umspritz-Adapterhülse bereitzustellen, die sich am Steckverbindergehäuse verschrauben lässt und welche gleichzeitig Konturen aufweist, mit der sich eine stabile Umspritzung um die Umspritz-Adapterhülse realisieren lässt.
  • Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Steckverbinder mit einer Kabelzugentlastung bereitzustellen bzw. ein Verfahren hierzu, bei dem die Kabelzugentlastung durch ein metallisches Ringelement gebildet wird, welches einen bestimmten Durchmesser aufweist und somit auch einen dazu passenden Innenumfang U2.
  • Das Ringelement wird allerdings von seinem ursprünglichen Querschnitt auf einen effektiv kleineren Querschnitt deformiert und umgeformt, so dass der "abgewickelte" Innenumfang geringer ist wie der ursprüngliche Innenumfang, wodurch es zum Festsitz auf dem Kabelmantel des Kabels kommt. Das Material, was hierzu verdrängt werden muss, wird im Rahmen eines Umform- und Biegeprozesses so umgeformt, dass es zu einer Materialdopplung und radial nach Außen abstehenden Elementabschnitten des Ringelementes kommt.
  • Diese, auch im Folgenden als Ringelementabschnitte bezeichneten Abschnitte, dienen der Verankerung in einer, wie später noch beschriebenen Umspritzung des Steckverbinders.
  • Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zur Herstellung einer Kabelzugentlastung eines an einem Steckverbinder anzubringenden Kabels mit einem runden Querschnitt mit einem Kabelmantel mit einem Außenumfang U1 mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
    1. a) Bereitstellen eines metallischen Ringelementes aus einer ringförmigen Wand mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, wobei das Ringelement einen Innenumfang U2 aufweist, der größer ist als der Außenumfang U1 des Kabelmantels;
    2. b) Aufbringen des Ringelementes auf den Kabelmantel des Kabels an einer definierten Position;
    3. c) Verformen des Ringelementes derart, dass der durch die Verformung erzeugte reduzierte Innenumfang U3 kleiner oder gleich dem Außenumfang U2 des Kabelmantels ist, so dass es am Kabelmantel fixiert ist und die Wand des Ringelementes ferner in wenigstens einem Bereich zur Reduzierung des ursprünglichen Innenumfangs U2 so umgeformt wurde, dass wenigstens ein aus der Wand gebildeter und umgeformter Ringelementabschnitt radial nach Außen gegenüber dem Kabelmantel hervorsteht.
  • Es ist erfindungsgemäß ferner in einem Schritt d) vorgesehen, dass das Kabel im Bereich des Ringelementes mit einem Kunststoff umspritzt oder umgossen wird, nach dem die zuvor beschriebene Umformung des Ringelementes stattgefunden hat.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ringelement durch die Verformung ferner in mehreren Bereichen zur Reduzierung des ursprünglichen Innenumfangs U2 so umgeformt wurde, dass die jeweils verformten Ringelementabschnitte radial nach Außen gegenüber dem Kabelmantel hervorstehen.
  • Auf diese Weise kann eine Art sternförmige Ausprägung des Ringelementes erzielt werden mit mehreren nach Außen hervorstehenden, d. h. radial nach Außen auskragenden Ringelementabschnitten.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in den verformten Ringelementabschnitten eine Materialaufdopplung aus Wandabschnitten der Wand des Ringelementes vorhanden ist bzw. dass die Ringelementabschnitte aus einer Materialaufdopplung gebildet sind.
  • In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass im Bereich der Materialaufdoppelung der Wandabschnitte ein erster Wandabschnitt mit seiner Innenseite auf der Innenseite des zweiten Wandabschnittes flächig anliegt.
  • Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass ein Umformen nach Außen und ein Zurückformen des Wandabschnittes zu der zuvor genannten Materialaufdopplung führt.
  • Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn der Innenumfang U2 ca. 15 % bis 40 %, vorzugsweise ca. 25 % bis 35 % größer ist als der Außenumfang U1 des Kabelmantels.
  • Es ist weiter von Vorteil, wenn das Ringelement von einem zylinderförmigen Rohrmaterial in der gewünschten Breite B abgestochen wird.
  • Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, da mittels eines günstigen, einfachen Rohrmaterials, wie z. B. einem Stahlrohr, Ringelementabschnitte bzw. Ringelemente der Breite B vom Rohr abgestochen werden können und dann, wie zuvor beschrieben, von ihrer ringförmigen Form so verformt werden können, dass sie im Festsitz auf dem Kabelmantel sitzen und die ebenfalls zuvor beschriebenen Ringelementabschnitte radial nach Außen vom Kabelmantel wegstehen.
  • Weiter ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das umgeformte Ringelement von einem runden Querschnitt in einen polygonalen Querschnitt verformt wird, vorzugsweise einem hexagonalen Querschnitt.
  • Hierdurch können besonders geeignete Quetschwerkzeuge eingesetzt werden, die sozusagen in gewissen Teilabschnitten dafür sorgen, dass das Ringelement einen im Wesentlichen polygonalen Querschnitt erreicht, während in Aussparungen des Quetschwerkzeuges die zuvor genannten Materialaufdopplungen und Materialverformungen nach radial Außen hin bewirkt werden.
  • Insofern ist es ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein an ein Kabel angeschlossenen Steckverbinder mit einer Kabelzugentlastung vorzuschlagen, der nach den genannten Verfahrensschritten hergestellt ist.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer Steckverbindung mit einer Kabelzugentlastung;
    Fig. 1a
    ein Detail aus Fig. 1;
    Fig. 2
    eine Schnittansicht durch einen Steckverbinder, ähnlich der Ansicht aus Fig. 1, bei dem die Kabelzugentlastung in einem Umspritz-Werkzeug mit einem Kunststoff umspritz wurde.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hinweisen.
  • In der Fig. 1 ist eine Ausführung einer Kabelzugentlastung 1 an einem Steckverbinder 2 dargestellt. Der Steckverbinder 2 ist mit einem Kabel 30 mit im Wesentlichen runden Querschnitt mit einem Kabelmantel 31 verbunden. Der Kabelmantel 31 weist einen Außenumfang U1 auf. Wie fernern zu erkennen, sitzt auf dem Kabelmantel 31 des Kabels 30 ein metallisches Ringelement 10, gebildet aus einer ringförmigen Wand 11 mit einem im Wesentlichen polygonalen, hier hexagonalen Querschnitt, welches von seiner ursprünglichen Ringform in die dargestellte Form mit polygonalem Querschnitt gebracht wurde.
  • Das Ringelement 10 wurde insofern in seinem Innenumfang U2 auf einen reduzierten Innenumfang U3 umgeformt. Ferner ist zu erkennen, dass in Folge der Umformung ein aus der Wand 11 gebildeter, ein umgeformter Ringelementabschnitt 13 radial nach Außen gegenüber dem Kabelmantel 31 hervorsteht.
  • Nicht explizit dargestellt ist ein zweiter solcher Ringelementabschnitt 13, diametral auf der gegenüberliegenden Seite, der in der perspektivischen Ansicht nicht ersichtlich ist.
  • Das Ringelement 10 ist durch die Verformung charakterisierten Bereiche 12 gekennzeichnet, welche die Bereiche darstellen zur Reduzierung des ursprünglichen Innenumfangs U2 und deshalb so umgeformt wurden, dass die jeweils verformten Ringelementabschnitte 13 nach radial Außen gegenüber dem Kabelmantel 31 hervorstehen.
  • In der Detailansicht neben der Fig. 1 ist rein schematisch ersichtlich, mit welchem Ergebnis der Durchmesser und damit der ursprüngliche Innenumfang des Ringelementes 10 reduziert wurde.
  • Die Ausgestaltung der Materialaufdopplung ist, wie in einem Detailausschnitt in der Fig. 1a so ausgebildet, dass die Wandabschnitte 11a, 11b jeweils mit ihrer Innenseite 12a, 12b aufeinander flächig aufliegen und über einen Biegeabschnitt 12c miteinander verbunden sind.
  • In der Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Umspritzung der Kabelzugentlastung 1, um die Kabelzugentlastung 1 und gleichzeitig um den Kabelmantel 31 herum, erfolgt ist, wobei Teile der Umspritzung den Steckverbinder 2 umgreifen.
  • Durch die spezifische Ausgestaltung des Ringelementes 10 wird dieses mit seinen Ringelementabschnitten 13 in der Kunststoffumspritzung 14 gehalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kabelzugentlastung
    2
    Steckverbinder
    10
    Ringelement
    11
    Wand
    11a, 11b
    Wandabschnitte
    12
    Bereich
    12a, 12b
    Innenseiten
    12c
    Biegeabschnitt
    13
    Ringelementabschnitt
    14
    Kunststoffumspritzung
    30
    Kabel
    31
    Kabelmantel
    B
    Breite

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Kabelzugentlastung (1) eines an einem Steckverbinder (2) anzubringenden Kabels (30) mit rundem Querschnitt mit einem Kabelmantel (31) mit einem Außenumfang U1 mit den folgenden Schritten:
    a) Bereitstellen eines metallischen Rings (10) aus einer ringförmigen Wand (11) mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, wobei der Ring (10) einen Innenumfang U2 aufweist, der größer ist als der Außenumfang U1 des Kabelmantels (31);
    b) Aufbringen des Rings (10) auf den Kabelmantel (31) des Kabels (30) an einer definierten Position;
    c) Verformen des Rings (10) derart, dass der durch die Verformung erzeugte reduzierte Innenumfang U3 kleiner oder gleich dem Außenumfang U1 des Kabelmantels (31) ist, so dass es am Kabelmantel (31) fixiert ist und die Wand (11) des Rings (10) ferner in wenigstens einem Bereich (12) zur Reduzierung des ursprünglichen Innenumfangs U2 so umgeformt ist, und wenigstens ein aus der Wand (11) gebildeter und umgeformter Ringelementabschnitt (13) radial nach Außen gegenüber dem Kabelmantel (31)
    d) das Kabel (30) im Bereich des Rings (10) mit einem, Kunststoff (14) umspritzt oder umgossen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der umgeformte Ring von einem runden Querschnitt in einen polygonalen Querschnitt verformt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10) durch die Verformung ferner in mehreren Bereichen (12) zur Reduzierung des ursprünglichen Innenumfangs U2 so umgeformt wurde, dass die jeweils verformten Ringelementabschnitte (13) radial nach Außen gegenüber dem Kabelmantel (31) hervorstehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den verformten Ringelementabschnitten (13) eine Materialaufdopplung aus Wandabschnitten (11a, 11b) der Wand (11) des Rings (10) vorhanden ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Materialaufdoppelung der Wandabschnitte (11a, 11b) ein erster Wandabschnitt (11a) mit seiner Innenseite (12a) auf der Innenseite (12b) des zweiten Wandabschnittes (11b) flächig anliegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenumfang U2 ca. 15 % bis 40 %, vorzugsweise ca. 25 % bis 35 % größer ist als der Außenumfang U1 des Kabelmantels (31).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10) von einem zylinderförmigen Rohrmaterial in der gewünschten Breite B abgestochen wird.
EP17719856.1A 2016-05-04 2017-04-28 Verfahren zur herstellung einer kabelzugentlastung Active EP3453079B1 (de)

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PCT/EP2017/060277 WO2017191067A1 (de) 2016-05-04 2017-04-28 Kabelzugentlastung bei umspritzten oder vergossenen steckverbindern

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EP3453079A1 EP3453079A1 (de) 2019-03-13
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EP (1) EP3453079B1 (de)
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WO (1) WO2017191067A1 (de)

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