EP3574555A1 - Herstellung eines abgedichteten steckers durch verpressen von klebstoff während des fügens von steckerkontakten und steckergehäuse - Google Patents

Herstellung eines abgedichteten steckers durch verpressen von klebstoff während des fügens von steckerkontakten und steckergehäuse

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Publication number
EP3574555A1
EP3574555A1 EP18702184.5A EP18702184A EP3574555A1 EP 3574555 A1 EP3574555 A1 EP 3574555A1 EP 18702184 A EP18702184 A EP 18702184A EP 3574555 A1 EP3574555 A1 EP 3574555A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug
housing
base
contact
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18702184.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katrin BLANK
Thomas RAMSPECK
Peter Kenez
Friedrich Robert Zacharias
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.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3574555A1 publication Critical patent/EP3574555A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01R13/5216—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases characterised by the sealing material, e.g. gels or resins
    • 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
    • H01R43/005—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for making dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof connection, coupling, or casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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 present invention relates to a connector for an electrical connector assembly having the features of the preamble of claim 1 and a method for mounting such a connector having the features of the preamble of claim 9.
  • Electromechanical automotive power steering systems have servo units that can be arranged as auxiliary power assistance device on a pinion or a rack of the steering gear.
  • the servo unit has to calculate the steering assistance on an electronic control unit.
  • the electronic control unit is connected to an electrical connector assembly. This has connections for power supply and for the transmission of information.
  • the connections each have a plug which consists of a plug housing and plug contacts. So that the control unit is protected against the ingress of dust and splash water, the plug contacts should be sealed without plugged mating connector or socket to the outside.
  • potting compound is applied around the plug contacts on the bottom of the plug housing. The potting compound must be liquid enough to flow between the plug contacts, and to be able to cure quickly and reliably.
  • the process is slow and prevents rapid further processing of the potted plug. If the curing z. B. accelerated by heat or UV radiation, problems in the process management, z. B. by shading the plug contacts on the potting compound or excessive heating of the connector housing.
  • a connector for an electrical connector assembly comprising at least one male contact disposed on the one hand in a socket and on the other hand in a connector housing
  • the connector housing being cup-shaped and having a bottom forming a downwardly projecting portion as a connector and in the region of the connecting piece has at least one recess passing through the bottom for performing the at least one plug contact
  • the plug contact is arranged in the socket with a recess
  • the plug contact is connected to the socket in the recess and the connector of the plug housing in the Deepening of the base is glued so that the at least one plug contact and / or the base is sealed in the region of the recess relative to the plug housing against dirt and moisture.
  • This plug has an improved seal between male contacts, socket and plug housing of a plug of an electrical connector assembly and prevents dirt, moisture or spray from entering the plug. Even with a plugged mating connector, the plug contacts prevent the ingress of foreign bodies.
  • a plug may have a plug housing, and a socket, wherein the respective plug housing part of the preferably one-piece housing part, at-
  • the housing cover is, and has plug contacts.
  • the number of recesses is matched to the number of plug contacts, so that each one plug contact is guided by an associated recess. It is further preferred if the recess narrows towards the interior of the plug housing in the direction of the bottom of the plug housing and thus away from the projecting region of the bottom. This can ensure that the adhesive surrounds the plug contacts in the recess and fills them at least to a certain extent.
  • the recesses are partially funnel-shaped and subsequently have essentially a constant cross-section, so that the adhesive can easily enter the funnel.
  • the floor in the region of the connecting piece is at least twice as thick as in the remaining area. This results in a certain size or depth of the recesses passing through the base, which is advantageous in order to be able to guide the plug contacts better in the plug housing and to ensure centering of the contacts.
  • the amount of adhesive is such that the base is with its top in abutment with the underside of the bottom of the plug housing.
  • the top of the socket describes an area around the recess and the underside of the bottom describes an area of the connector in the area around the recess.
  • the base only partially surrounds the at least one plug contact, which preferably takes place in the assembled state of the plug.
  • An electrical control unit of an electromechanical vehicle power steering system with at least one aforementioned plug is also provided.
  • a method for mounting a plug for an electrical connector assembly wherein the plug has at least one plug contact, a socket and a cup-shaped plug housing, and the method comprises the following method steps:
  • Plug contact and / or the socket to the connector housing is sealed in the region of the recess against dirt and moisture.
  • the recesses or channels represent an alternative space for the adhesive in the joining process. These recesses are then filled at least up to a certain height of the adhesive.
  • the recesses narrow from the outside inwards, ie in the direction of the bottom of the plug housing and away from the base, and are each designed to receive a single plug contact.
  • the base surrounds the plug contacts only partially, which preferably takes place in the assembled state of the plug.
  • the amount of adhesive introduced is such that when joining the plug housing and the socket with the at least one plug contact the adhesive does not or only slightly over the edge of the base occurs. It is also advantageous if the recesses are dimensioned so that they can accommodate the introduced adhesive.
  • the floor thus preferably has a corresponding depth.
  • the base itself is designed cup-shaped and the at least one plug contact passes through the bottom of the base.
  • the base in the mounted state of the plug, is in contact with the underside of the bottom of the plug housing with its upper side.
  • Figure 1 a schematic representation of an electromechanical power steering
  • Figure 2 is a perspective view of a control unit
  • Figure 3 is a plan view of the control unit
  • FIG. 4 shows a three-dimensional representation of the control unit with an electrical connector arrangement from FIG. 2 without housing
  • FIG. 5 an enlarged view of the electrical connector arrangement without housing
  • FIG. 6 shows a longitudinal section of a first connection from FIG. 3,
  • FIG. 6a an enlarged view of a glued-in plug contact of the first terminal of FIG. 6, FIG.
  • FIG. 7 shows a longitudinal section of a second connection from FIG. 3
  • FIG. 7 a an enlarged view of a glued-in plug contact of the second connection from FIG. 7
  • FIG. 8 shows a longitudinal section of a third connection from FIG. 3,
  • FIG. 8a an enlarged view of a glued-in plug contact of the second terminal of FIG. 8, FIG.
  • Figure 9 is a partial view of a cross section through the control unit of Figure 2 and a representation of the introduction of the plug contacts in the connector housing, and
  • FIG. 10 shows a view from above of the plug contacts of FIG. 7 introduced and connected in the electrical connector arrangement.
  • FIG. 1 schematically shows an electromechanical motor vehicle power steering system 1 with a steering wheel 2, which is non-rotatably coupled to a steering shaft 3. About the steering wheel 2, the driver brings a corresponding torque as a steering command in the steering shaft 3 a. The torque is then transmitted via the steering shaft 3 to a steering pinion 5.
  • the pinion 5 meshes in a known manner with a toothed segment of a rack 6.
  • the rack 6 is slidably mounted in a steering housing in the direction of its longitudinal axis. At its free end, the rack 6 is connected to tie rods 7 via ball joints, not shown.
  • the tie rods 7 themselves are connected in a known manner via steering knuckles, each with a steered wheel 8 of the motor vehicle.
  • a rotation of the steering wheel 2 leads via the connection of the steering shaft 3 and the pinion 5 to a longitudinal displacement of the rack 6 and thus to a pivoting of the steered wheels 8.
  • the steered wheels 8 learn about a roadway 80 a reaction, which counteracts the steering movement. For pivoting the wheels 8 consequently a force is required which makes a corresponding torque on the steering wheel 2 required.
  • An electric motor 9 of a servo unit 10 is provided to assist the driver in this steering movement.
  • the steering shaft 3 has an input shaft 30 connected to the steering wheel 2 and an output shaft 31 connected to the steering pinion 5.
  • the input shaft 30 and the output shaft 31 are coupled to each other in a rotational manner via a torsion bar (not shown).
  • a torque sensor unit 11 detects the rotation of the input shaft 30 relative to the output shaft 31 as a measure of the torque applied to the steering shaft 3 or the steering wheel 2 manually.
  • the servo unit 10 provides steering assistance to the driver.
  • the servo unit 10 can be coupled as an auxiliary power assistance device 10, 100, 101 with either a steering shaft 3, the steering pinion 5 or the rack 6.
  • the respective auxiliary power assistance 10, 100, 101 inputs an auxiliary torque into the steering shaft 3, the steering pinion 5 and / or into the rack 6, whereby the driver is assisted in the steering work.
  • the three different auxiliary power assist devices 10, 100, 101 shown in FIG. 1 show alternative positions for their arrangement. Usually only one of the shown positions is occupied by a power assistance.
  • the servo unit 10 has an electronic control unit 12 for calculating the steering assistance.
  • the servo unit 10 has a housing consisting of a first housing part, in which the electric motor 9 is arranged, a second housing part, consisting of housing bottom 120 and housing cover 121, in which the control unit 12 is arranged with an electrical connector assembly 13.
  • the housing parts 120, 121 are firmly connected to one another and seal the components located therein to the outside.
  • the housing parts 120, 121 may be made of aluminum or plastic, preferably of a glass fiber reinforced or carbon fiber reinforced plastic.
  • the electrical connector assembly 13 has a first terminal 14 for powering the control unit 12, a second terminal 15 for communicating the control unit 12 with the vehicle, and a third terminal 16 for transmitting information to the torque sensor unit 11 the control unit 12.
  • the terminals 14, 15, 16 each form a plug, comprising a plug housing 140, 150, 160, a base 1400, 1500, 1600, wherein the respective plug housing 140, 150, 160 is part of the one-piece housing part 121 and plug contacts 14000, 15000, 16000 has.
  • the electrical connector assembly 13 is electrically connected to the electrical control unit 12 by inserting the plug contacts 14000, 15000, 16000 into corresponding openings or the terminals 14, 15, 16 are formed by joining the second housing part 120 to the electrical connector assembly.
  • the sections for the respective plug housing 140, 150, 160 are referred to below as plug housings.
  • the plug housings 140, 150, 160 are almost rectangular boxes. Such a connector housing 140, 150, 160 is shown in Figures 6 to 8a.
  • the plug housing 140, 150, 160 is open at the top and bottom and configured with a bottom 17.
  • the outer wall of the plug housing 150 may, as shown in Figure 4, webs 18 for preventing rotation.
  • the bottom 17 has a downwardly projecting portion 19 which can be introduced as a connecting piece in a socket 1400, 1500, 1600 connected to the plug contacts 14000, 15000, 16000.
  • the bottom 17 in the region of the connecting piece 19 pass through recesses 21, through which the plug contacts 14000, 15000, 16000 are guided individually into the plug housing 140, 150, 160. These recesses 21 or channels are widened funnel-shaped downwards.
  • the plug contacts 14000, 15000, 16000 are connected to the socket 1400, 1500, 1600.
  • the base 1400, 1500, 1600 has a recess 22 in which the plug contacts 14000, 15000, 16000 are arranged.
  • the 14000, 15000, 16000 connector contacts extend beyond the top of the 1400, 1500, 1600 socket, or the socket only partially surrounds the connector contacts.
  • the recess 22 corresponds to the connecting piece 19 of the plug housing 140, 150, 160, which is insertable into the recess 22.
  • the pedestal 1400, 1500, 1600 is formed by overmolding plastic around the plug contacts 14000, 15000, 16000.
  • the base can be encapsulated in such a way that it is cup-shaped.
  • the plug housing 140, 150, 160 with its respective connector 19 on the respective base 1400, 1500, 1600 joined, so that the narrowing recesses 21 of the connecting piece 19 are arranged in the recess 22 of the base.
  • the plug contacts are plugged into the plug housing 140, 150, 160.
  • the amount of adhesive is dimensioned so that the adhesive 200 does not escape when joining the plug housing 140, 150, 160 with the plug contacts or swells over the base and the adhesive enters the narrowing recesses 21 of the bottom 17 of the plug housing and there the Surrounds plug contacts.
  • the sealing material 200 or the adhesive is automatically pressed into the correct position in the connector housing and the socket. Through the adhesive, the plug contacts, the socket and the connector housing are firmly connected and at the same time sealed the entire plug. It is not necessary that the adhesive is particularly liquid.
  • the adhesive is preferably stable, easy to apply and can bond various materials while sealing against dirt and moisture.
  • adhesive 200 for example, is a one-component silicone adhesive or two-component silicone adhesive or other adhesives, which can be pressed under a defined force in the funnel-shaped recesses of the connector housing and in the recess and harden there.
  • the terminals 14, 15, 16 are part of the electronic connector assembly 13, which opens up new possibilities in design and assembly. Since no separate connector unit needs to be connected to the rest of the assembly, the design can be made significantly more compact. In addition, the subsequent sealing and thus a whole process step is eliminated if the joining of the connector can be integrated into another joining process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung (13), aufweisend wenigstens einen Steckerkontakt (14000',15000,16000), der einerseits in einem Sockel (1400, 1500, 1600) und andererseits in einem Steckergehäuse (140,150,160) angeordnet ist, wobei das Steckergehäuse (140,150,160) becherförmig ist und einen Boden (17) aufweist, der einen nach unten hin vorstehenden Bereich (19) als Verbindungsstück aufweist und im Bereich des Verbindungsstücks 10 (19) wenigstens eine den Boden (17) durchsetzende Ausnehmung (21) zum Durchführen des wenigstens einen Steckerkontaktes (14000,15000,16000) aufweist, wobei der Steckerkontakt (14000,15000,16000) in dem Sockel (1400, 1500, 1600) mit einer Vertiefung (22) angeordnet ist, wobei der Steckerkontakt (14000,15000,16000) mit dem Sockel (1400, 1500, 1600) in 15 der Vertiefung (22) verbunden ist und das Verbindungsstück (19) des Stecker- gehäuses (140,150,160) in die Vertiefung (22) des Sockels (1400, 1500, 1600) eingeklebt ist, so dass der wenigstens eine Steckerkontakt (14000,15000,16000) im Bereich der Ausnehmung (21) gegenüber dem Steckergehäuse (140,150,160) gegen Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet 20 ist.

Description

Herstellung eines abgedichteten Steckers durch Verpressen von Klebstoff während des Fügens von Steckerkontakten und Steckergehäuse
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Montage eines solchen Steckers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.
Elektromechanische Kraftfahrzeugservolenkungen weisen Servoeinheiten auf, die als Hilfskraftunterstützungseinrichtung an einem Ritzel oder einer Zahnstange des Lenkgetriebes angeordnet sein können. Die Servoeinheit weist dabei zur Berechnung der Lenkunterstützung eine elektronische Steuereinheit auf. Die elektronische Steuereinheit ist mit einer elektrischen Verbinderanordnung verbunden. Diese weist Anschlüsse zur Stromversorgung und zur Über- tragung von Informationen auf. Die Anschlüsse weisen jeweils einen Stecker auf, der aus einem Steckergehäuse und Steckerkontakten besteht. Damit die Steuereinheit vor dem Eindringen von Staub und Spritzwasser geschützt ist, sollten die Steckerkontakte auch ohne aufgesteckten Gegenstecker oder Buchse nach außen hin abgedichtet sein. Herkömmlicherweise wird dazu Verguss- masse um die Steckerkontakte herum auf dem Boden des Steckergehäuses aufgebracht. Die Vergussmasse muss dabei flüssig genug sein, um auch zwischen den Steckerkontakten zu fließen, und schnell und zuverlässig aushärten zu können. Wenn die Vergussmasse nur durch Vernetzung ohne zusätzliche Beschleunigung aushärtet, ist der Prozess langsam und verhindert eine schnel- le Weiterverarbeitung des vergossenen Steckers. Wird die Aushärtung z. B. durch Wärme oder UV-Strahlung beschleunigt, ergeben sich Probleme in der Prozessführung, z. B. durch Schattenwurf der Steckerkontakte auf die Vergussmasse oder einer zu starken Erwärmung des Steckergehäuses.
Aus der Patentschrift US 9,505,427 B2 ist ein Steckergehäuse bekannt, bei dem ein Dichtungsmittel in den Innenraum des Gehäuses gebracht wird, welches durch Schwerkraft auf einer geneigten Ebene des Bodens des Steckerge- häuses sich um die Steckerkontakte verteilt. Als nachteilig erweist sich diese Lösung dahingehend, dass das Dichtmaterial ausreichend flüssig sein muss, damit eine Verteilung möglich ist. Zudem kann der Stecker nicht zeitnah weite rverarbeitet werden, da die Vergussmasse zuerst aushärten muss. Weiterhin ist es nachteilig, dass eine geneigte Bodenfläche nicht sicherstellen kann, dass die Steckerkontakte von der Vergussmasse vollständig umschlossen sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Abdichtung eines Steckers einer elektrischen Verbinderanordnung auch dann anzugeben, wenn kein Gegenstecker aufgesteckt ist. Diese Aufgabe wird von einem Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Montage eines solchen Steckers mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Demnach ist ein Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung, aufweisend wenigstens einen Steckerkontakt, der einerseits in einem Sockel und anderer- seits in einem Steckergehäuse angeordnet ist, vorgesehen, wobei das Steckergehäuse becherförmig ist und einen Boden aufweist, der einen nach unten hin vorstehenden Bereich als Verbindungsstück aufweist und im Bereich des Verbindungsstücks wenigstens eine den Boden durchsetzende Ausnehmung zum Durchführen des wenigstens einen Steckerkontaktes aufweist, wobei der Steckerkontakt in dem Sockel mit einer Vertiefung angeordnet ist, wobei der Steckerkontakt mit dem Sockel in der Vertiefung verbunden ist und das Verbindungsstück des Steckergehäuses in die Vertiefung des Sockels eingeklebt ist, so dass der wenigstens eine Steckerkontakt und/oder der Sockel im Bereich der Ausnehmung gegenüber dem Steckergehäuse gegen Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet ist. Dieser Stecker weist eine verbesserte Abdichtung zwischen Steckerkontakten, Sockel und Steckergehäuse eines Steckers einer elektrischen Verbinderanordnung auf und verhindert, dass Schmutz, Feuchtigkeit oder Spritzwasser in den Stecker eindringen. Auch bei einem aufgesteckten Gegenstecker verhindern die Steckerkontakte das Eindringen von Fremd- körpern.
Ein Stecker kann ein Steckergehäuse, und einen Sockel aufweisen, wobei das jeweilige Steckergehäuse Teil des bevorzugt einteiligen Gehäuseteils, bei- spielsweise des Gehäusedeckels, ist und Steckerkontakte aufweist.
Dadurch, dass die Steckerkontakte in das Steckergehäuse eingesteckt werden und anschließend die Steckerkontakte in der Vertiefung des Sockels mit Klebstoff umspritzt werden, werden durch den Klebstoff die Steckerkontakte, der Sockel und das Steckergehäuse fest miteinander verbunden und gleichzeitig der gesamte Stecker abgedichtet.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Ausnehmungen auf die Anzahl der Steckerkontakte abgestimmt, so dass je ein Steckerkontakt durch eine dazugehörige Ausnehmung geführt wird . Es ist weiterhin bevorzugt, wenn sich die Ausneh- mung zum Inneren des Steckergehäuses in Richtung des Bodens des Steckergehäuses und damit weg vom vorstehenden Bereich des Bodens hin verengt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Klebstoff die Steckerkontakte in der Ausnehmung umgibt und diese zumindest bis zu einem gewissen Grad füllt. Dabei sind in einer Ausführungsform die Ausnehmungen teilweise trich- terförmig und weisen daran anschließend im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt auf, so dass der Klebstoff auf einfache Weise in den Trichter eintreten kann.
Vorzugsweise ist der Boden im Bereich des Verbindungsstückes mindestens doppelt so dick ausgebildet, wie im restlichen Bereich. Dadurch ist eine gewis- se Größe oder Tiefe der den Boden durchsetzenden Ausnehmungen gegeben, die vorteilhaft ist, um die Steckerkontakte besser im Steckergehäuse führen zu können und ein Zentrieren der Kontakte zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist die Menge an Klebstoff so bemessen, dass der Sockel mit seiner Oberseite in Anlage mit der Unterseite des Bodens des Steckergehäuses steht. Wobei die Oberseite des Sockels einen Bereich um die Vertiefung beschreibt und die Unterseite des Bodens einen Bereich des Verbindungsstücks im Bereich um die Vertiefung .
Es ist vorteilhaft, wenn der Sockel nur zum Teil den wenigstens einen Steckerkontakt umgibt, dass vorzugsweise im montierten Zustand des Steckers er- folgt. Eine elektrische Steuereinheit einer elektromechanischen Kraftfahrzeugservolenkung mit wenigstens einem zuvor genannten Stecker ist ebenfalls vorgesehen.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Montage eines Steckers für eine elektrische Verbinderanordnung vorgesehen, wobei der Stecker wenigstens einen Steckerkontakt, einen Sockel und ein becherförmiges Steckergehäuse aufweist, und das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Einbringen von Klebstoff in eine Vertiefung des Sockels, in der der Sockel mit dem wenigstens einen Steckerkontakt verbunden ist; - Fügen des Steckergehäuses und des Sockels derart, dass der Boden des Steckergehäuses zumindest teilweise in die Vertiefung eingebracht wird und der wenigstens eine Steckerkontakt den Boden des Steckergehäuses durch eine entsprechende Ausnehmung im Boden durchsetzt, und dass der wenigstens eine Steckerkontakt, der Sockel und das Stecker- gehäuse derart miteinander verklebt werden, dass der wenigstens eine
Steckerkontakt und/oder der Sockel zum Steckergehäuse hin im Bereich der Ausnehmung gegen Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet ist.
Die Ausnehmungen oder Kanäle stellen einen Ausweichraum für den Klebstoff beim Fügeprozess dar. Diese Ausnehmungen werden dann zumindest bis zu einer gewissen Höhe von dem Klebstoff ausgefüllt.
Vorzugsweise verengen sich die Ausnehmungen von außen nach innen hin, also in Richtung des Bodens des Steckergehäuses und weg vom Sockel, und sind jeweils zur Aufnahme eines einzelnen Steckerkontaktes ausgebildet.
Es ist vorteilhaft, wenn der Sockel die Steckerkontakte nur zum Teil umgibt, das vorzugsweise im montierten Zustand des Steckers erfolgt.
Vorzugsweise ist die Menge des eingebrachten Klebstoffes so bemessen, dass beim Fügen des Steckergehäuses und des Sockels mit dem wenigstens einen Steckerkontakt der Klebstoff nicht oder nur geringfügig über den Rand des Sockels tritt. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Ausnehmungen so dimensioniert sind, dass sie den eingebrachten Klebstoff aufnehmen können. Der Boden weist somit bevorzugt eine entsprechende Tiefe auf.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Sockel selbst becherförmig ausgestaltet und der wenigstens eine Steckerkontakt durchsetzt den Boden des Sockels. Vorzugsweise steht im montierten Zustand des Steckers der Sockel mit seiner Oberseite in Anlage mit der Unterseite des Bodens des Steckergehäuses.
Weiterhin ist ein Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung für eine elektrische Steuereinheit einer elektromechanischen Kraftfahrzeugservolenkung hergestellt durch ein zuvor genanntes Verfahren vorgesehen. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleichen Funktionen tragen gleiche Bezugszeichen. Es zeigen :
Figur 1 : eine schematische Darstellung einer elektromechanischen Servolenkung; Figur 2 : eine räumliche Ansicht einer Steuereinheit, Figur 3 : eine Draufsicht der Steuereinheit
Figur 4: eine räumliche Darstellung der Steuereinheit mit einer elektrischen Verbinderanordnung aus Figur 2 ohne Gehäuse,
Figur 5 : eine vergrößerte Ansicht der elektrischen Verbinderanordnung oh- ne Gehäuse,
Figur 6: ein Längsschnitt eines ersten Anschlusses aus Figur 3,
Figur 6a : eine vergrößerte Darstellung eines eingeklebten Steckerkontaktes des ersten Anschlusses aus Figur 6,
Figur 7 : ein Längsschnitt eines zweiten Anschlusses aus Figur 3, Figur 7a : eine vergrößerte Darstellung eines eingeklebten Steckerkontaktes des zweiten Anschlusses aus Figur 7, Figur 8: ein Längsschnitt eines dritten Anschlusses aus Figur 3,
Figur 8a : eine vergrößerte Darstellung eines eingeklebten Steckerkontaktes des zweiten Anschlusses aus Figur 8,
Figur 9 : eine Teilansicht eines Querschnitts durch die Steuereinheit der Figur 2 und eine Darstellung der Einbringung der Steckerkontakte in das Steckergehäuse, sowie
Figur 10 : eine Ansicht von oben auf die in der elektrischen Verbinderanordnung eingebrachten und verbundenen Steckerkontakte aus Figur 7. In der Figur 1 ist eine elektromechanische Kraftfahrzeugservolenkung 1 mit einem Lenkrad 2, das mit einer Lenkwelle 3 drehfest gekoppelt ist, schematisch dargestellt. Über das Lenkrad 2 bringt der Fahrer ein entsprechendes Drehmoment als Lenkbefehl in die Lenkwelle 3 ein. Das Drehmoment wird dann über die Lenkwelle 3 auf ein Lenkritzel 5 übertragen. Das Ritzel 5 kämmt in bekannter Weise mit einem Zahnsegment einer Zahnstange 6. Die Zahnstange 6 ist in einem Lenkungsgehäuse in Richtung ihrer Längsachse verschieblich gelagert. An ihrem freien Ende ist die Zahnstange 6 mit Spurstangen 7 über nicht dargestellte Kugelgelenke verbunden. Die Spurstangen 7 selbst sind in bekannter Weise über Achsschenkel mit je einem gelenkten Rad 8 des Kraftfahrzeugs verbunden. Eine Drehung des Lenkrades 2 führt über die Verbindung der Lenkwelle 3 und des Ritzels 5 zu einer Längsverschiebung der Zahnstange 6 und damit zu einer Verschwenkung der gelenkten Räder 8. Die gelenkten Räder 8 erfahren über eine Fahrbahn 80 eine Rückwirkung, die der Lenkbewegung entgegen wirkt. Zum Verschwenken der Räder 8 ist folglich eine Kraft erforderlich, die ein entsprechendes Drehmoment am Lenkrad 2 erforderlich macht. Ein Elektromotor 9 einer Servoeinheit 10 ist vorgesehen, um den Fahrer bei dieser Lenkbewegung zu unterstützen.
Die Lenkwelle 3 weist eine mit dem Lenkrad 2 verbundene Eingangswelle 30 und eine mit dem Lenkritzel 5 verbundene Ausgangswelle 31 auf. Die Ein- gangswelle 30 und die Ausgangswelle 31 sind dreheleastisch über einen nicht gezeigten Drehstab miteinander gekoppelt. Eine Drehmomentsensoreinheit 11 erfasst die Verdrehung der Eingangswelle 30 gegenüber der Ausgangswelle 31 als ein Maß des an der Lenkwelle 3 oder des Lenkrades 2 manuell ausgeübten Drehmomentes. In Abhängigkeit des von der Drehmomentsensoreinheit 11 gemessen Drehmoments stellt die Servoeinheit 10 eine Lenkunterstützung für den Fahrer bereit. Die Servoeinheit 10 kann dabei als Hilfskraftunterstützungseinrichtung 10, 100, 101 entweder mit einer Lenkwelle 3, dem Lenkritzel 5 oder der Zahnstange 6 gekoppelt sein. Die jeweilige Hilfskraftunterstützung 10, 100, 101 trägt ein Hilfskraftmoment in die Lenkwelle 3, das Lenkritzel 5 und/oder in die Zahnstange 6 ein, wodurch der Fahrer bei der Lenkarbeit un- terstützt wird . Die drei unterschiedlichen in Figur 1 dargestellten Hilfskraftunterstützungseinrichtungen 10, 100, 101 zeigen alternative Positionen für deren Anordnung. Üblicherweise ist nur eine einzige der gezeigten Positionen mit einer Hilfskraftunterstützung belegt. Die Servoeinheit 10 weist zur Berechnung der Lenkunterstützung eine elektronische Steuereinheit 12 auf. Die Servoein- heit 10 hat ein Gehäuse bestehend aus einem ersten Gehäuseteil, in dem der Elektromotor 9 angeordnet ist, einem zweiten Gehäuseteil, bestehend aus Gehäuseboden 120 und Gehäusedeckel 121, in dem die Steuereinheit 12 mit einer elektrischen Verbinderanordnung 13 angeordnet ist. Die Gehäuseteile 120, 121 sind fest miteinander verbunden und dichten die darin liegenden Kompo- nenten nach außen hin ab. Die Gehäuseteile 120, 121 können aus Aluminium oder Kunststoff, bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten oder kohlefaserverstärkten Kunststoff hergestellt.
Die elektrische Verbinderanordnung 13 weist, wie in den Figuren 2 bis 5 dargestellt, einen ersten Anschluss 14 zur Stromversorgung der Steuereinheit 12, einen zweiten Anschluss 15 zur Kommunikation der Steuereinheit 12 mit dem Fahrzeug und einen dritten Anschluss 16 zur Übertragung von Informationen der Drehmomentsensoreinheit 11 an die Steuereinheit 12 auf. Die Anschlüsse 14, 15, 16 bilden jeweils einen Stecker, aufweisend ein Steckergehäuse 140, 150, 160, einen Sockel 1400, 1500, 1600, wobei das jeweilige Steckergehäuse 140, 150, 160 Teil des einteiligen Gehäuseteils 121 ist und Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 aufweist. Die elektrische Verbinderanordnung 13 ist mit der elektrischen Steuereinheit 12 durch Einstecken der Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 in entsprechende Öffnungen elektrisch verbunden oder die Anschlüsse 14, 15, 16 entstehen durch das Fügen des zweiten Gehäuseteils 120 mit der elektrischen Verbinderanordnung . Im Folgenden werden die Abschnitte für das jeweilige Steckergehäuse 140, 150, 160 als Steckergehäuse bezeichnet Bei den Steckergehäusen 140, 150, 160 handelt es sich um nahezu rechteck- förmige Kästen. Ein solches Steckergehäuse 140, 150, 160 ist in den Figuren 6 bis 8a dargestellt. Das Steckergehäuse 140, 150, 160 ist nach oben und unten hin offen und mit einem Boden 17 ausgestaltet. Die Außenwand des Steckergehäuses 150 kann, wie in Figur 4 dargestellt, Stege 18 zur Verdrehsicherung aufweisen. Der Boden 17 weist einen nach unten hin vorstehenden Bereich 19 auf, der als Verbindungsstück in einen mit den Steckerkontakten 14000, 15000, 16000 verbundenen Sockel 1400, 1500, 1600 einbringbar ist. Den Boden 17 im Bereich des Verbindungsstückes 19 durchsetzen Ausnehmungen 21, durch die die Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 jeweils einzeln in das Steckergehäuse 140, 150, 160 geführt werden. Diese Ausnehmungen 21oder Kanäle sind dabei trichterförmig nach unten hin erweitert.
Wie in den Figuren 5 bis 10 dargestellt, sind die Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 mit dem Sockel 1400, 1500, 1600 verbunden. Der Sockel 1400, 1500, 1600 weist eine Vertiefung 22 auf, in der die Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 angeordnet sind. Die Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 überragen die Oberseite des Sockels 1400, 1500, 1600 oder der Sockel umgibt die Steckerkontakte nur zum Teil . Die Vertiefung 22 korrespondiert mit dem Verbindungsstück 19 des Steckergehäuses 140, 150, 160, das in die Vertiefung 22 einsetzbar ist. Der Sockel 1400, 1500, 1600 wird dadurch ausgebildet, dass Kunststoff um die Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 umspritzt wird. Dadurch entsteht zudem die Verbindung zwischen den Steckerkontakten 14000, 15000, 16000 und dem Sockel 1400, 1500, 1600, wodurch kein Klebstoff für die dauerhafte Verbindung notwendig ist. Der Sockel kann dabei derart umspritzt werden, dass dieser becherförmig ausgebildet ist. Zur Verbindung des Steckergehäuses 140, 150, 160 mit den Steckerkontakten 14000, 15000, 16000, wie in den Figuren 6a, 7a, 8a, 10 dargestellt, wird das Steckergehäuse 140, 150, 160 mit seinem jeweiligen Verbindungsstück 19 auf den jeweiligen Sockel 1400, 1500, 1600 gefügt, sodass die verengenden Ausnehmungen 21 des Verbindungsstücks 19 in der Vertiefung 22 des Sockels angeordnet sind . Dabei werden die Steckerkontakte in das Steckergehäuse 140, 150, 160 eingesteckt. Anschließend werden die Steckerkontakte 14000, 15000, 16000 in der Vertiefung 22 des Sockels 1400, 1500, 1600 mit Klebstoff 200 umspritzt. Die Menge an Klebstoff wird dabei so bemessen, dass der Klebstoff 200 beim Fügen des Steckergehäuses 140, 150, 160 mit den Steckerkontakten nicht austritt oder über den Sockel quillt und der Klebstoff in die sich verengenden Ausnehmungen 21 des Bodens 17 des Steckergehäuses gelangt und dort die Steckerkontakte umgibt. Beim Ineinandersetzen der beiden Steckerteile drückt sich das Dichtmaterial 200 oder der Klebstoff automatisch in die richtige Position in dem Steckergehäuse und dem Sockel . Durch den Klebstoff werden die Steckerkontakte, der Sockel und das Steckergehäuse fest miteinander verbunden und gleichzeitig der gesamte Stecker abgedichtet. Es ist nicht notwendig, dass der Klebstoff besonders flüssig ist. Der Klebstoff ist bevorzugt standfest, leicht aufzutragen und er kann verschiedenartige Materialien verbinden und gleichzeitig gegen Schmutz und Feuchtigkeit abdichten. Als Klebstoff 200 eignet sich beispielsweise ein Ein-Komponenten Silikonklebstoff oder Zwei-Komponenten-Silikonklebstoff oder auch andere Klebstoffe, welche sich unter einem definierten Kraftaufwand in die trichterförmigen Ausnehmungen des Steckergehäuses und in die Vertiefung drücken lassen und dort aushärten.
Wie in den Figuren dargestellt, kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass die Anschlüsse 14, 15, 16 Teil der elektronischen Verbinderanordnung 13 sind, wodurch sich neue Möglichkeiten im Design und der Montage ergeben. Da keine separate Steckereinheit mit dem Rest der Baugruppe verbunden werden muss, kann das Design deutlich kompakter gestaltet werden. Außerdem entfällt das nachträgliche Abdichten und somit ein ganzer Prozessschritt, wenn das Fügen des Steckers in einen anderen Fügeprozess mit integriert werden kann .

Claims

Patentansprüche
Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung (13), aufweisend wenigstens einen Steckerkontakt (14000', 15000, 16000), der einerseits in einem Sockel (1400, 1500, 1600) und andererseits in einem Steckergehäuse (140,150,160) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (140, 150, 160) becherförmig ist und einen Boden (17) aufweist, der einen nach unten hin vorstehenden Bereich (19) als Verbindungsstück aufweist und im Bereich des Verbindungsstücks (19) wenigstens eine den Boden (17) durchsetzende Ausnehmung (21) zum Durchführen des wenigstens einen Steckerkontaktes
(14000, 15000, 16000) aufweist, wobei der Steckerkontakt
(14000, 15000, 16000) in dem Sockel (1400, 1500, 1600) mit einer Vertiefung (22) angeordnet ist, wobei der Steckerkontakt
(14000, 15000, 16000) mit dem Sockel (1400, 1500, 1600) in der Vertiefung (22) verbunden ist und das Verbindungsstück (19) des Steckergehäuses (140, 150,160) in die Vertiefung (22) des Sockels (1400, 1500, 1600) eingeklebt ist, so dass der wenigstens eine Steckerkontakt
(14000, 15000, 16000) im Bereich der Ausnehmung (21) gegenüber dem Steckergehäuse (140, 150, 160) gegen Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet ist.
Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (21) zum Inneren des Steckergehäuses (140,150,160) hin verengt.
Stecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (21) teilweise trichterförmig sind und sie daran anschließend im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt aufweisen.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (17) im Bereich des Verbindungsstückes (19) mindestens doppelt so dick ausgebildet ist, wie im restlichen Bereich.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (1400, 1500, 1600) mit seiner Oberseite in Anlage mit der Unterseite des Bodens (17) des Steckergehäuses
(140,150,160) steht.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (1400, 1500, 1600) nur zum Teil den wenigstens einen Steckerkontakt (14000, 15000, 16000) umgibt.
Stecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (1400, 1500, 1600) selbst becherförmig ausgestaltet ist und der wenigstens eine Steckerkontakt
(14000, 15000, 16000) den Boden (17) durchsetzt.
Elektrische Steuereinheit (12) einer elektromechanischen Kraftfahrzeugservolenkung mit wenigstens einem Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zur Montage eines Steckers für eine elektrische Verbinderanordnung (13), wobei der Stecker wenigstens einen Steckerkontakt (14000, 15000, 16000), einen Sockel (1400, 1500, 1600) und ein Stecker gehäuse (140, 150,160) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Einbringen von Klebstoff (200) in eine Vertiefung (22) des Sockels (1400, 1500, 1600), in der der Sockel (1400, 1500, 1600) mit dem wenigstens einen Steckerkontakt (14000, 15000, 16000) verbunden ist;
- Fügen des Steckergehäuses (140, 150, 160), welcher becherförmig ist, und des Sockels (1400, 1500, 1600) derart, dass der Boden (17) des Steckergehäuses (140, 150, 160) zumindest teilweise in die Vertiefung (22) eingebracht wird und der wenigstens eine Steckerkontakt
(14000, 15000, 16000) den Boden (17) des Steckergehäuses
(140,150,160) durch eine entsprechende Ausnehmung (21) im Boden (17) durchsetzt, und dass der wenigstens eine Steckerkontakt (14000, 15000, 16000), der Sockel (1400, 1500, 1600) und das Steckergehäuse (140, 150,160) derart miteinander verklebt werden, dass der wenigstens eine Steckerkontakt (14000,15000, 16000) zum Steckergehäuse (140,150,160) hin im Bereich der Ausnehmung (21) gegen
Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (21) von außen nach innen hin verengend ausgestaltet ist, und jeweils zur Aufnahme eines einzelnen Steckerkontaktes
(14000, 15000, 16000) ausgebildet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (1400,1500,1600) die Steckerkontakte (14000,15000, 16000) nur zum Teil umgibt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des eingebrachten Klebstoffes (200) so bemessen ist, dass beim Fügen des wenigstens einen Steckerkontakts (14000, 15000, 16000), des Steckergehäuses (140, 150, 160) und des Sockels (1400, 1500, 1600) der Klebstoff (200) nicht oder nur geringfügig über den Rand des Sockels (1400, 1500, 1600) tritt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand des Steckers der Sockel (1400, 1500, 1600) mit seiner Oberseite in Anlage mit der Unterseite des Bodens (17) des Steckergehäuses (140,150, 160) steht.
14. Stecker für eine elektrische Verbinderanordnung (13) für eine elektrische Steuereinheit (12) einer elektromechanischen Kraftfahrzeugservolenkung hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
15. Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (140, 150, 160) Teil eines einteiligen Gehäuseteils (121) ist.
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