EP3793031A1 - Steckverbinder-anordnung - Google Patents
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- EP3793031A1 EP3793031A1 EP20187429.4A EP20187429A EP3793031A1 EP 3793031 A1 EP3793031 A1 EP 3793031A1 EP 20187429 A EP20187429 A EP 20187429A EP 3793031 A1 EP3793031 A1 EP 3793031A1
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- 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 arrangement having the features of claim 1.
- the invention also relates to a first connector housing element for a connector arrangement.
- the invention also relates to a method for producing a connector arrangement having the features of claim 14.
- the invention finally relates to a device for producing a connector arrangement having the features of claim 15.
- control and communication electronics In today's electric and hybrid vehicles, components of the control and communication electronics are installed in the smallest of spaces with high-voltage components. The individual components and assemblies interfere with each other through electromagnetic radiation, or even malfunction. In addition, power electronic components such as drive inverters generate more than 100 times more electromagnetic radiation than components of control and communication electronics.
- the screen transfer between a screened high-voltage cable and a screened high-voltage connector housing is preferably carried out via a crimp connection.
- a crimp connection enables an electrical connection with minimized contact resistance between the shielding of the high-voltage cable and the shielding of the high-voltage connector housing.
- a crimp connection is used to create a reliable mechanical connection over the long term.
- High-voltage connectors are often connected to several shielded high-voltage cables at the interface on the cable side. It is known that two electrical lines are required for direct current transmission between the energy source and energy consumer, while three-phase current transmission requires three electrical lines.
- the separate distribution of multiple electrical lines to individual high-voltage cables is typically aimed at compared to routing the multiple lines together in a single high-voltage cable. With a distribution over several cables, each with a smaller cable cross-section, a smaller bending radius of the cables and thus more flexible laying of the cables can be achieved.
- connection of several shielded high-voltage cables to the high-voltage connector requires a crimping process for each individual high-voltage cable.
- This multiple crimping process per high-voltage connector disadvantageously worsens the process time.
- this disadvantageously requires a more complex geometry for the connector housing and a higher space requirement.
- the present invention is based on the task of connecting a plurality of cables to a common plug connector, a technical one Specifying a solution for a time-synchronous connection, in particular for a time-synchronous crimping, of several cables to a common connector.
- this object is achieved by a connector arrangement with the features of claim 1, by a method for producing a connector arrangement with the features of claim 14 and by a device for producing a connector arrangement with the features of claim 15.
- the knowledge / idea on which the present invention is based consists in realizing an optimized screen transition between the screen of the connector housing and the screen of each cable with the aid of a single crimp sleeve, each of which has a crimp connection, ie. H. preferably a force-fit connection achieved between the shielding of the connector housing and the shielding of each cable.
- the shielding of the connector housing is implemented in that the connector housing is made from an electrically conductive material.
- the shielding of each cable is exposed from the cable sheath at the cable end.
- a bushing is formed in the connector housing for each cable through which the individual cable is led from the outside into the interior of the connector housing.
- each cable is passed through the associated bushing in the connector housing in such a way that the exposed shielding is located in the associated bushing.
- the exposed shielding of each cable is frictionally connected to the connector housing within the associated bushing.
- a crimp sleeve is also provided which surrounds the connector housing and the bushings formed in the connector housing and which is frictionally connected to the connector housing. In a frictional connection, the crimp sleeve rests on a contact surface of the connector housing which surrounds a region of the connector housing in which all of the feedthroughs are formed.
- a connector arrangement according to the invention is designed in this way, a number of cables can be frictionally connected to a connector housing at the same time in a single crimping process.
- the number of several cables connected to the connector is preferably two cables in the case of direct current transmission and three cables in the case of three-phase transmission.
- the invention also covers a higher number of several cables, for example four cables or six cables.
- Crimping is understood here and in the following to be a joining method in which at least two components are connected to one another by plastic deformation. It is also conceivable that one component is plastically deformed while the other component is either plastically or only elastically deformed.
- the crimp sleeve, the connector housing and the shielding of the individual cable are plastically or elastically deformed by the crimping process. This creates a homogeneous, non-positive connection between the shielding of the individual cables and the connector housing and between the connector housing and the crimp sleeve.
- This homogeneous non-positive connection enables a stable mechanical and electrical connection between the shielding of the individual cables and the electrically conductive connector housing as well as a stable mechanical connection between the crimp sleeve and the connector housing.
- the crimp connection can be used to achieve a connection technology that is easy to handle and therefore suitable for series production. Details of the crimping process and the crimping tool that are essential to the invention will be discussed further below.
- the cables are preferably each designed as a high-voltage cable and the connector as a high-voltage connector.
- the high-voltage cable is designed in particular as a shielded high-voltage cable.
- a shielded high-voltage cable typically contains an inner conductor which comprises a bundle of strands that are preferably stranded with respect to one another.
- the inner conductor is enclosed by insulation.
- the insulation in turn, is enclosed by a shield.
- a shield which is also referred to as a shield or as an outer conductor shield or outer conductor shield, typically comprises a fabric of interwoven metallic wires.
- a screen is also designed as a metal foil or as a combination of metal foil and metal wire mesh.
- the shielding is enclosed by a cable jacket made of an electrically insulating material.
- the high-voltage connector is preferably shielded by a shielded housing of the high-voltage connector.
- the shielding of the housing can also be implemented by a connector housing made of an electrically conductive material.
- a connector housing made of an electrically conductive material i. E. H. preferably made of a metal.
- a large part of the connector housing is shell-shaped.
- a shell-shaped connector housing or a shell-shaped connector housing element is understood below to mean a housing or a housing element whose housing wall thickness is made significantly smaller in relation to the surface area of the housing wall.
- aluminum is preferably used as the electrically conductive material for the connector housing.
- zinc, brass, bronze, steel or suitable alloys can also be used.
- the shielding of the individual cable is exposed at the end of the cable that is inserted into the connector.
- a bushing must be provided in the connector housing for each cable.
- the geometry of the bushing ie the cross-sectional profile of the bushing, is based on the geometry or the cross-sectional profile of the cable, in particular in the area of the exposed Cable shielding to adapt. Since in most cases the cable has a round cross-sectional profile or approximately a round cross-sectional profile in the area of the exposed shielding, the cross-sectional profile of the bushing must also be round.
- the cross-sectional profile of the associated bushing should be designed to be square, rectangular, elliptical or differently shaped.
- the size of the bushing must be adapted to the size of the cable in the area of the shielding so that the cable can be simply inserted into the associated bushing during the assembly process and, at the same time, a reliable non-positive connection between the cable shielding and the connector housing can be produced in the crimping process.
- the high-voltage connector can be designed as a straight connector or as an angled connector. Further technical functions of a high-voltage connector, such as contacting, sealing, heat dissipation, mechanical stabilization, etc., are not explained here because they are not essential to the invention. These can be implemented by means of customary and known technical measures.
- the shielded cable contains a support sleeve.
- a support sleeve which is preferably made of a metal, is passed over the cable sheath. The shielding is wrapped around the support sleeve at the end of the cable.
- the Support sleeve can also be made of a non-metal.
- a support sleeve can preferably also be made of an elastic material, provided that the elastic material forms the hydrostatic pressure. Thus, non-relaxing rubber is also suitable as a material for a support sleeve.
- the size and the cross-sectional profile of the bushing are preferably designed to be constant over the entire length of the bushing.
- the leadthrough can also be conically shaped, i. H. have a larger cross-section at the end on the inside of the housing than at the end on the outside of the housing.
- the crimping process also achieves a positive connection between the shielding of the cable and the connector housing.
- the additional form fit improves the pull-out force and the surface pressure from the connector housing on the shielding of the cable.
- a concave or convex arched passage or a stepped passage is also conceivable for the formation of a form fit.
- connector housings for example casting, stamping and bending, stamping and packaging, extrusion, etc., enables connector housings to be designed with a large number of different geometries and a different number of connector housing elements.
- the connector housing is made in one piece from a single connector housing element.
- a bushing is formed for each cable.
- the size and the cross-sectional profile are adapted to the size and the cross-sectional profile of the cable in the area of the shielding, in particular in the area of the support sleeve with the unbeaten shielding.
- a connector housing of this type can preferably be produced by means of casting or stamping packaging.
- the connector housing element is made from several identical sheet-metal lamellae with punched-out bushings. The individual punched sheet metal lamellas are stacked and pressed together in the area of the bushings. Finally, the individual sheet metal lamellas pressed together are bent into a connector housing.
- a plastic or elastic deformation of the connector housing in the area of the bushings can be achieved in a crimping process.
- the slots are preferably closed in the crimping process.
- the plastic or elastic deformation of the area of the connector housing in which the bushings are formed creates a force fit between the shielding of each cable and the connector housing.
- the individual slot preferably extends along the entire length of the leadthrough and is formed adjacent to the individual leadthrough, preferably oriented radially to the leadthrough in the connector housing.
- the connector housing is constructed in several parts.
- the individual bushings of the connector housing are formed in at least one connector housing element.
- the at least one connector housing element in which the individual bushings are formed is referred to below as the first connector housing element.
- the at least one first connector housing element here forms the area of the connector housing in which the crimp connection is implemented.
- the connector housing additionally comprises at least one further connector housing element, which is referred to below as a second connector housing element.
- These second connector housing elements are preferably each designed in the form of a shell.
- the at least one second connector housing element is arranged between the crimp sleeve and the at least one first connector housing element.
- the individual first connector housing element is each preferably shaped like a disk.
- the crimping tool applies a crimping force directed laterally to the longitudinal extension of the bushings onto the connector housing and thus onto the individual first connector housing element. This laterally introduced crimping force is converted into the best possible holding force and thus into the best possible frictional connection between the connector housing and the cable when the individual first connector housing element is formed in the shape of a disk.
- the disc-shaped first connector housing element has two end-face surfaces which are parallel to one another and which are axially spaced apart at a smaller distance than the lateral extent of the first connector housing element.
- the end-face surfaces can also not be arranged parallel to one another. A concave or convex curvature of the end-face surfaces is also conceivable.
- the individual first connector housing element is preferably produced in a casting process, in particular in a die-casting process.
- a forming process such as extrusion or extrusion is also conceivable.
- die-stacking or a machining process is also conceivable.
- the material used and the geometry that can be achieved by means of the casting, forming or machining process enables the production of a first connector housing element which can be plastically and / or elastically deformed in the crimping process.
- a suitable choice of the material and the geometry of the individual first connector housing element at least a low-loss transfer of the crimping force exerted by the crimping tool on the crimp barrel to the holding force with which the connector housing holds the cables can be achieved.
- the second connector housing element which is preferably shell-shaped, can be produced by means of pressing or stamping and subsequent bending. A deep-drawing or casting process is also conceivable.
- a fixing area is formed in a preferred embodiment on the first connector housing element.
- This fixing area forms a positive connection with a corresponding fixing area which is formed on a second connector housing element.
- the corresponding fixing area can also be formed jointly by two adjacent second connector housing elements.
- the fixing area can be designed, for example, as a hook-shaped, pin-shaped, plate-shaped or lamellar extension of the first connector housing element, which extends in the axial and tangential directions at the lateral boundary of the first connector housing element.
- This hook-shaped, pin-shaped, plate-shaped or lamellar extension is positively inserted into a correspondingly shaped recess which is shaped on the inner wall of the second connector housing element.
- Lateral delimitation of the first connector housing element is understood below to mean the outer wall of the first connector housing element adjoining the inner wall of the second connector housing element, which is arranged laterally to the longitudinal axis of the first connector housing element, which is preferably disc-shaped.
- the first connector housing element can only have a single fixing area. Alternatively, a plurality of fixing areas can also be formed, which are arranged distributed over the lateral outer wall of the first connector housing element.
- all of the feedthroughs are formed in a single first connector housing element.
- a complete enclosure of the cable shielding by the first connector housing element is desirable in the pressed or crimped state.
- the two bushings are to be arranged in a first plug connector housing element with a preferably elliptical or oval shaped cross-sectional profile.
- each feedthrough is preferably completely surrounded by the first connector housing element in the pressed state.
- the two bushings are each arranged adjacent in the longer axis of the elliptically or ovally shaped cross-sectional profile of the first connector housing element.
- the elliptical or oval cross-sectional profile of the first connector housing element thus forms a comparatively small wall thickness between the individual bushing and the outer wall of the first connector housing element over an approximately semicircular area that is located at the axial ends of the longer axis of the ellipse or the oval extends. This favors the plastic or elastic deformation of the first connector housing element, which is necessary for the crimping process, in particular in this area.
- a first connector housing element with a round cross-sectional profile is also conceivable.
- the bushings can also be arranged in a row next to one another in a plug connector housing element with a preferably elliptical or oval shaped cross-sectional profile.
- the three feedthroughs can be arranged triangularly to one another in a plug connector housing element with a cross-sectional profile that corresponds to a uniform thickness. This is a cross-sectional profile with three angular segments evenly distributed along the circumference with the same radius and / or the same arc length. An asymmetrical triangular arrangement of the three bushings is also conceivable.
- the individual bushings can also be in a plurality of first connector housing elements each be designed.
- the individual feedthrough is here completely formed in a single first connector housing element.
- each feedthrough can in each case be formed in a single associated first connector housing element.
- the individual first connector housing elements are arranged and fastened to one another in such a way that, as in the case of a single first connector housing element, they jointly form a connector housing area with an elliptical, oval, round or polygonal, in particular rounded polygonal, cross-sectional profile.
- the individual feedthrough can each be formed by two or more first connector housing elements.
- a recess is formed and arranged in each of the individual first connector housing elements and the individual first connector housing elements are arranged in relation to one another in such a way that the recesses of the individual first connector housing elements jointly form the feedthrough.
- These recesses are referred to below as first recesses.
- the individual first connector housing elements are here also shaped like a disk and, arranged with respect to one another, form a common connector housing area with an elliptical, oval, round or polygonal, in particular rounded polygonal cross-sectional profile.
- the multiple first connector housing elements arranged relative to one another are each plastically and / or elastically deformed in such a way that the cross-sectional profile of the individual first recesses and the feedthroughs jointly formed by the first recesses are reduced. This results in a force fit between the shielding of the individual cables and the connector housing within the individual bushings.
- recesses are formed in individual areas of the first connector housing element, in each of which no passage is formed, which are in the Hereinafter referred to as second recesses.
- These second recesses are each formed in the first connector housing element in such a way that a first rib-shaped area, which at least partially delimits a passage, and a second rib-shaped area, which at least partially forms a lateral outer wall of the first connector housing element, are formed.
- the second recesses also form a third rib-shaped area which extends between a second rib-shaped area and a third rib-shaped area.
- the third rib-shaped area is preferably oriented perpendicular to the first rib-shaped area and to the second rib-shaped area.
- a crimping force directed perpendicularly from the crimp sleeve onto the second rib-shaped area of the first connector housing element is directed perpendicularly onto the first rib-shaped area and thus radially onto the leadthrough to create a holding force between the connector housing and the cable.
- a first connector housing element with a non-rotationally symmetrical cross-sectional profile d. H.
- the crimping force introduced from the crimping tool via the crimping sleeve to the first connector housing element not radially to the individual passage is diverted into a holding force directed radially to the individual passage.
- a rotationally symmetrical, homogeneous, non-positive connection between the shielding of the individual cables and the connector housing is achieved.
- the formation of second recesses in the first connector housing element also advantageously results in a weight reduction in the connector housing.
- the parting plane is arranged in a cross-sectional plane between the two axial ends of the first connector housing element and the second recesses preferably each axially on the end surfaces of the disc-shaped first connector housing element formed, a more uniform distribution of the casting compound over the entire extension of the connector housing and thus areas of the first connector housing element with comparatively similar wall thicknesses is achieved by such a formation of second recesses in the first connector housing element.
- the parting plane is completely filled with a material.
- the second recesses which are each formed on the end-face surfaces of the first connector housing element, are thus separated from one another.
- the parting plane of the first connector housing element filled with material thus enables optimal shielding of electromagnetic radiation between the interior of the housing and the outer space of the connector.
- the parting plane filled with material can be arranged centrally between the two end-face surfaces of the first connector housing element.
- the parting plane filled with material is preferably arranged on the inside surface of the housing or in the area of the inside surface of the first connector housing element, since in this way, in addition to the frictional connection, a conically shaped, form-fitting connection can be realized between the first connector housing element and the shielding of the cable is.
- the formation of second recesses is conceivable, which extend between the two end-face surfaces of the first connector housing element without the formation of a parting plane filled with material.
- the parting plane in the casting process can alternatively also be in an axial direction of extent of the first connector housing element, i. H. be arranged in a direction parallel to the longitudinal extension of the bushings.
- second recesses can be formed in the areas of the first plug connector housing element in which no feedthroughs are formed. These second recesses are shaped and arranged in such a way that, as a result, fourth rib-shaped areas are formed in each case parallel to the end-face surfaces of the first connector housing element. Also Fifth rib-shaped areas can be formed by the arrangement and shaping of the second recesses, which are arranged between the fourth rib-shaped areas and connect the fourth rib-shaped areas to one another.
- This technical measure also enables a uniform distribution of the casting compound over the entire extent of the first connector housing element and thus areas of the first connector housing element with comparatively similar wall thicknesses. In addition, this additionally reduces the weight of the first connector housing element.
- first connector housing elements In the event that several first connector housing elements are used, these can preferably be joined to one another by means of guide areas that correspond to one another. In this way, the individual first connector housing elements are already fixed to one another in the assembly process with the individual cables.
- This fixing of the individual first connector housing elements by means of guide areas that correspond to one another is essential in the crimping process, since a correct arrangement of the shielding of the individual cables in the associated bushings of the connector housing, a correct arrangement of the individual first connector housing elements, is essential for realizing a reliable crimp connection to each other and a correct arrangement of the crimp sleeve to the individual first connector housing elements is absolutely necessary.
- the guide areas which are each formed in the first connector housing elements that can be joined to one another, can be implemented, for example, as a guide rib and as an associated guide groove.
- a guide pin or a guide tongue can also be formed which correspond to a guide bore or a guide recess. Interlocking guide lamellas are also conceivable.
- the individual shapes of a guide area can also be present several times.
- a guide area can be composed of a comb of several guide ribs, which is inserted into a corresponding comb of several guide grooves of the opposite guide area.
- the mutually corresponding guide areas are each formed in the contact areas of the first connector housing elements to be arranged adjacent. In this way, you also prevent the strands of the outer conductor shielding penetrate into the gaps between a plurality of first connector housing elements.
- first connector housing elements can alternatively also be implemented via the fixing areas already described above, which are each formed between a first connector housing element and at least one second connector housing element.
- At least one radial extension directed radially into the bushing is formed on the connector housing at at least one axial position in the bushing.
- the individual cables can be inserted laterally or laterally into the associated feedthroughs of the connector housing according to the second sub-variant of the second version of the connector housing, then at two axially spaced positions within the individual feedthroughs, radial extensions directed radially into the respective feedthrough in the individual connectors Housing elements are formed. In this way, an axial fixation of the cable in both axial directions within the connector housing is possible.
- a fully circumferential extension on the inner wall of the first connector housing element can be used trained bridge serve.
- several webs can also be provided, each arranged in a distributed manner on the inner wall of the first connector housing element and each extending only over an angular segment of the inner wall circumference.
- the radial expansion of the first connector housing element at the end of the bushing on the inside of the housing is fully formed, as it also prevents electrical connection of strands of the outer conductor shielding with strands of the inner conductor and thus a short-circuit connection.
- a plurality of radial extensions of the first connector housing element are preferably formed in a reduced angular segment each, since this design is less rigid than a full design and thus has a lower risk of breakage.
- a collar on the support sleeve is also conceivable for axial fixation.
- slots are formed in the connector housing in the non-pressed state. These slots are each formed either between two bushings or between a bushing and a lateral delimitation of the connector housing.
- the individual slot preferably extends along the entire length of the leadthrough and is formed adjacent to the individual leadthrough, preferably oriented radially to the leadthrough in the connector housing.
- the individual slots are significantly reduced in terms of their slot width, preferably closed.
- a closed slot can also be identified on the inner wall of the first connector housing element in the pressed state.
- a single slot can preferably be located on the inner wall of the first connector housing element or, alternatively, several slots can also be located.
- the individual slot is preferably designed as an open or closed gap, which either has two feedthroughs with each other or a feedthrough with the lateral delimitation of the first connector housing element in a direct connection, i. H. in the shortest possible connection, connects.
- the individual slot can alternatively also be designed as an open or closed channel, which is formed between a groove-shaped formation of the first connector housing element and a rib-shaped formation of the same or of another first connector housing element inserted in the groove-shaped formation .
- a crimp sleeve is required to form a non-positive connection between the shielding of the individual cables and the connector housing, which surrounds the connector housing and all feedthroughs and is non-positively connected to the connector housing.
- the crimp sleeve can be designed either as a closed band or as an open band, the ends of which are preferably connected to one another in a form-fitting manner after joining, for example by means of a clinch connection.
- the axial width of the crimp sleeve preferably corresponds to the axial extent of the at least one first connector housing element.
- the axial width of the crimp sleeve can alternatively also be made larger than the axial extent of the at least one first plug connector housing element.
- the crimp sleeve is preferably axially aligned on the contact surface of the connector housing for the axial position of the at least one first connector housing element.
- the crimp sleeve can be arranged axially offset from the at least one first connector housing element.
- the crimp sleeve can be connected to the connector housing not only in a force-locking manner, but also in a form-locking or material-locking manner. As soon as the crimp sleeve rests on the display surface of the connector housing, it is pretensioned in the circumferential direction in this case and exerts a compression force on the connector housing.
- the fixation of the crimp sleeve to the connector housing can here cohesively, for example via a point-like weld or solder connection, or in a form-fitting manner, for example via latching means which are respectively formed on the crimp sleeve and the connector housing and which correspond to one another.
- a material connection in particular a locally limited material connection, is also possible.
- Such a material connection is possible in a cold welding process through the relative movement between the crimp sleeve and the connector housing and between the connector housing and the shielding of the individual cables.
- this crimp sleeve In the unpressed state, this crimp sleeve has a cross section which is preferably larger than the cross section of the connector housing in the area of the feedthroughs in order to allow the connector housing to be easily enclosed by the crimp sleeve.
- the cross-sectional profile of the crimp sleeve In the pressed state, the cross-sectional profile of the crimp sleeve is no longer round, but rather adapted to the cross-sectional profile of the single first connector housing element or to the cross-sectional profile of the first connector housing elements that are joined to one another.
- the cross-sectional profile of the crimp barrel in the pressed state also results from the cross-sectional profile of the closed crimping tool. It can therefore assume an elliptical, oval, round or any other suitably rounded polygonal shape.
- the circumference of the crimp sleeve which rests in a force-locking manner on the connector housing in the pressed state, is reduced compared to the round circumference of the crimp sleeve in the non-pressed state.
- the crimping tool forms at least one fold-shaped section, preferably two fold-shaped sections, which each protrude from the connector housing or rest on the connector housing. Since the crimp sleeve experiences tensile forces during the crimping process due to the crimping force of the crimping tool, such a crimp is also referred to as a tension belt crimp.
- fold-shaped sections of the crimping barrel can also be avoided if the crimping barrel is in an axial flow process through the crimping tool is transferred, in which instead of an excess length, an axial widening of the crimp barrel is achieved.
- a crimp sleeve is also conceivable, the circumference of which is compressed during the crimping process and therefore does not produce any excess length.
- a crimp barrel is preferably designed as a twelve-edged crimp barrel, since a crimp barrel with twelve edges best approximates an elliptical or oval cross-section.
- a crimp barrel with a lower or higher number of edges is also conceivable.
- a polygonal crimp can, for example, have up to 100 edges, preferably up to 20 edges, particularly preferably eight to 16 edges and very particularly preferably ten to 14 edges.
- the individual support sleeves additionally have several depressions and / or elevations. These depressions and / or elevations formed on the support sleeve are preferably each formed in an annular manner. Alternatively, the depressions or elevations of the support sleeve can also be achieved by knurling the surface of the support sleeve. The shielding of the cable is guided in the longitudinal direction of the support sleeve in a form-fitting manner along the individual depressions or elevations and is therefore also axially fixed. In this way the pull-out force of the cable is increased.
- the invention further relates to a first connector housing element for a connector arrangement.
- the invention also relates to a method for producing a connector assembly.
- at least two cables are provided, each of which includes a shield and a cable jacket surrounding the shield.
- the shielding of each cable at the end of the cable is exposed by the cable sheath.
- each cable is inserted into the associated bushing, which is each formed in the connector housing.
- the connector housing is frictionally connected to a crimp sleeve.
- the shielding of each cable is also connected with the connector housing in a force-fit manner.
- the crimp sleeve encloses the connector housing and the bushings formed in the connector housing.
- the crimp sleeve is preferably already guided over the connector housing in the area of the bushings before the cables are inserted into the associated bushing of the connector housing.
- the at least one connector housing element with the inserted cables are then inserted into the at least one second connector housing element over which the crimp sleeve has already been placed.
- the invention further relates to a device for producing a connector arrangement which comprises an anvil for receiving the connector housing and a crimper which can be moved relative to the anvil.
- the connector housing is in a preassembled state, d. H. it is already enclosed by the crimp barrel and contains the cables inserted in the individual feed-throughs.
- the cross-sectional profile of a cavity enclosed by the anvil and the crimper in a closed state of the crimping tool corresponds to the cross-sectional profile of the connector housing. It consequently has the cross-sectional profile of the single first connector housing element forming the feedthroughs or of the assembled first connector housing elements and is consequently elliptical, oval, round or rounded polygonally shaped.
- the connector housing is formed in one piece.
- the connector arrangement 1 In the connector arrangement 1 according to Figure 1A two cables 3 are fed to a connector 2 of the connector arrangement 1.
- the connector 2 also contains a connector housing 4.
- the connector housing 4 is made of an electrically conductive material, in particular a metal.
- the connector housing 4 In order to connect the two cables 3 to the connector 2, the connector housing 4 has two associated bushings 5 through which the two cables 3 are passed from the outside into the interior of the connector housing 4. In the area of the bushings 5, a slot 6 is formed in the connector housing 4 in order to reduce the diameter of the bushing 5 for fixing the cable 3 in the bushing during the crimping process. In the non-pressed state of the connector arrangement 1, the diameter of the bushing 5 is slightly larger than the largest diameter of the cable 3 in order to enable the cable 3 to be easily inserted into the connector housing 4.
- the two bushings 5 are formed adjacent in the connector housing 4 in order to connect the two cables 3 to the connector housing 4 in a non-positive manner in a single crimping process with a common crimping sleeve.
- the cable 3 is typically constructed as follows, in particular from Figure 1C it emerges: A bundle of individual strands stranded with one another, which form the inner conductor 7 in the interior of the cable 3, is enclosed by insulation 8. A shield 9 made of a mesh of interwoven metal wires in turn surrounds the insulation 8. Finally, an electrically insulating cable sheath 10 surrounds the shield 9 of the cable 3. At the cable end 11, the strand bundles of the inner conductor 7 are exposed from the insulation 8. The inner conductor 7 exposed by the insulation 8 is connected to a contact element 12, preferably by means of a welded connection. Alternatively, a crimp or solder connection is also possible.
- the individual To compress strands of the inner conductor 7 at the cable end 11 in a compaction process and to weld them to form a contact element.
- the shielding 9 from the cable sheath 10 is also exposed over a certain longitudinal section of the cable 3.
- the end of the cable jacket 10 encloses a support sleeve 13 made of metal.
- the shielding 9 of the cable 3 exposed by the cable sheath 10 is folded back around the support sleeve 13.
- Figure 1B As can be seen, the two cables 3 are inserted into the associated bushing 5 of the connector housing 4 to such an extent that the shielding 9, which is folded back around the support sleeve 13, is positioned in the area of the associated bushing 5. In this way it is possible, as in Figure 1B is shown, by means of a crimping process, to implement a force-fit connection between the shielding 9 of each cable 3, which is folded back around the support sleeve 13, and the connector housing 4 within the associated bushing 5. Thus, an optimal shield transition between the shielding 9 of each cable 3 and the shielding of the connector 2, which is formed by the metallic connector housing 4, is realized.
- a crimp sleeve 14 is guided around the connector housing 4 in the area of the two bushings 6 each formed in the connector housing 4.
- the crimp sleeve 14 consequently encloses the connector housing 4 and all of the bushings 5 formed in the connector housing 4, preferably completely.
- the crimp sleeve 14 thus also encloses the cables 3 passed through the bushings 5 in the area of the shielding 9 that is folded back around the respective support sleeve 13.
- the connector housing 4 has an in sleeve-shaped support surface 15 for the crimp sleeve 14.
- the axial width of this sleeve-shaped support surface 15 corresponds at least to the axial width of the crimp sleeve 14. It preferably corresponds to the axial width of the crimp sleeve 14.
- This sleeve-shaped support surface 15 is designed in such a way that the region of the connector housing located between the sleeve-shaped support surface 15 4 encloses all bushings 6 as closely spaced as possible.
- the area of the connector housing 4 located between this sleeve-shaped support surface 15 and the feedthroughs 6 must therefore be designed in such a way that this area of the connector housing 4 can be deformed sufficiently for the crimping process. While the crimp sleeve 14 only has to be plastically deformed, the connector housing 4 can either be plastically or only elastically deformed.
- the crimping force exerted by the crimping tool on the crimping sleeve 14 connects the crimping sleeve 14 to the connector housing 4 in a non-positive manner.
- the crimping force of the crimping tool has the effect that the area of the connector housing 4 located between the crimp sleeve 14 is plastically or purely elastically deformed.
- the lateral cross section of the individual feedthrough 5 is reduced, so that the shielding 9 of each cable 3 is positively connected to the associated inner wall of the connector housing 4 within the feedthrough 5.
- the crimp sleeve 14 By reducing the lateral cross section of the individual feedthrough 5, in particular the slot 6 formed in the region of the feedthrough 5 in the connector housing 4 is reduced in size, preferably closed. Due to the frictional connection, the crimp sleeve 14 tightly encloses the connector housing 4 without air inclusion.
- the lateral circumference of the crimp sleeve 14 is enlarged compared to the lateral circumference of the connector housing 4 in the area of the bushings 5, ie compared to the lateral cross section of the sleeve-shaped support surface 14, in the non-pressed state of the connector housing 4, in order to easily enclose the connector housing 4 by the crimp sleeve 14 to enable in the assembly.
- the lateral circumference of the crimp sleeve 14, which is necessary for the non-positive encompassing of the plastically or elastically deformed connector housing 4, is consequently compared to the original Lateral circumference reduced.
- the crimp sleeve 14 consequently has an excess length after the crimping process, which is not required for the non-positive connection with the connector housing 4.
- This excess length of the crimp sleeve 14 is converted by the crimping tool into at least one fold-shaped section 16 of the crimp sleeve 14, preferably two fold-shaped sections 16 of the crimp sleeve 14, as in FIG Figure 1C is shown, reshaped.
- the individual fold-shaped section 16 of the crimp sleeve 14 protrudes from the connector housing 4.
- the connector housing 4 is constructed in several parts.
- the connector housing 4 has at least one first connector housing element 17 in which the bushings 5 are formed.
- This at least one first connector housing element 17 is in each case plastically or elastically deformed in the crimping process by the crimping sleeve 14 surrounding it.
- the plastic or elastic deformation of the at least one first connector housing element 17 leads to a reduction in the lateral cross section of the feedthroughs 5 formed therein and thus to a non-positive connection between the shielding 9 of the individual cable 3 and the connector housing 4.
- the connector housing 4 additionally comprises at least one second connector housing element 18 1 and 18 2 .
- the at least one second connector housing element 18 1 and 18 2 is used primarily for large-area housing of the connector components integrated in the connector 2, for example the contact elements 12, and is therefore preferably each shell-shaped.
- the shell-like shape of the second connector housing elements 18 1 and 18 2 reduces the weight of the connector 2 and enables simple manufacture, for example by means of a casting process. How out Figure 2C As can be seen, the at least one second connector housing element 18 1 and 18 2 is arranged between the crimp sleeve 14 and the at least one first connector housing element 17.
- a support surface 15 for the crimp sleeve 14 is provided on the outer surface of the at least one second connector housing element 18 1 and 18 2.
- radially oriented boundary regions 34 are formed on the outer surface of the second connector housing elements 18 1 and 18 2.
- each feedthrough 5 is formed in a single first connector housing element 17.
- all of the bushings 5 are formed in a single first connector housing element 17.
- This special case is characterized by a minimal number of slots 6 which are formed in the first connector housing element 17.
- the one in the Figures 2A to 2D The first connector housing element 17 shown in each case has a slot 6 in the first connector housing element 17 for each passage 5 between the individual passage 5 and the lateral boundary of the first connector housing element 17.
- a single slot 6 is formed between the two feedthroughs 5. The minimization of the number of slots in the first connector housing element 17 reduces the degrees of freedom of movement of the cables 3 in the individual feedthroughs 5 during the crimping process and thus undesirable deformation or damage to the pre-assembled cable 3 and the associated support sleeve 13.
- a plurality of second recesses 19 are provided in the first connector housing element 17.
- the second recesses 19 are formed in the areas of the first plug connector housing element 17 in which no feedthroughs 5 are provided.
- the second recesses 19 are each between a parting plane for the Casting process is required and is arranged centrally between the two axial end faces of the disk-shaped first connector housing element 17, and one of the two axial end faces is formed in each case.
- a plug connector housing element 17 which is optimized in terms of casting technology can advantageously be produced from areas each with a comparatively similar wall thickness.
- the individual second recesses 19 are designed in such a way that first rib-shaped areas 20, second rib-shaped areas 21 and third rib-shaped areas 22 are formed in the first connector housing element 17.
- the first rib-shaped area 20 forms a sectional delimitation of a feedthrough 5.
- the second rib-shaped area 21 forms a section of the lateral delimitation of the first connector housing element 17.
- the third rib-shaped area 22 connects a first rib-shaped area 20 with a second rib-shaped area 21.
- the third rib-shaped areas 22 of the connector housing element 17 each cause a deflection of the crimping force, which is either vertical or horizontal by the crimping tool, i. H. perpendicular to the lateral delimitation of the first connector housing element 17, into which the first connector housing element 17 is introduced, in a holding force that is each radially oriented for the individual passage 5.
- the inner wall of the first connector housing element 17 in the area of the individual bushing 5 is more evenly compressed radially over the entire circumference and thus a uniform force-fit connection between the first connector housing element 17 and the shielding 9 of the individual cables 3 is achieved.
- the individual cable 3 with its shielding 9 that is not wrapped around a support sleeve 13 is inserted axially into an associated passage 5 of the first connector housing element 17.
- the individual bushing 5 on the inner wall of the first is preferably located on the inside end of the housing Connector housing element 17 each formed radially into the individual passage 5 into extensions 23, as from the Figures 2A and 2 B emerges.
- the shielding 9 of the individual cable 3 is axially supported on these radially inwardly directed extensions 23 of the first connector housing element 17.
- the individual cable 3 is fixed in the connector housing 4 at least in one axial direction.
- the individual bushings 5 are each formed by the molding and the arrangement of a plurality of first connector housing elements 17 1 and 17 2 .
- a first recess 24 is formed and arranged for each feedthrough 5 in such a way that when the two first connector housing elements 17 1 and 17 2 are joined together, the individual first recesses 24 that are joined together each have one Training implementation 5.
- a guide area 25 1 and 25 2 is formed, which correspond to each other.
- the guide areas 25 1 and 25 2 it can be, for example, as in FIG Figure 3A is shown to act around a guide rib and a guide groove corresponding thereto.
- the two guide areas 25 1 and 25 2 are on mutually adjacent contact surfaces or contact areas of the two first connector housing elements 17 1 and 17 2 are each formed.
- first connector housing elements 17 1 and 17 2 In addition to the formation of two first connector housing elements 17 1 and 17 2 , especially in the case of three cables 3, a three-part design of first connector housing elements arranged relative to one another is also conceivable.
- the pressed crimp sleeve 14 is designed as a tension belt crimp is shown in FIG Figure 3D the pressed crimp barrel 14 is alternatively shaped as a so-called polygonal crimp, in particular as a twelve-sided crimp.
- a correspondingly shaped crimping tool is required in order to produce the crimping sleeve 14 with a total of twelve edges by means of the crimping process.
- the pressed crimp sleeve 14 with a total of twelve edges represents the best possible approximation of the oval cross-sectional profile of the two joined first connector housing elements 17 1 and 17 2. It thus enables the best possible homogeneous frictional connection between the crimp sleeve 14 and the two joined first connector housing elements 17 1 and 17 2 and the interposed second connector housing elements 18 1 and 18 2 over the entire circumference.
- FIG. 4A, 4B , 4C and 4D a further expression of a second sub-variant of the second embodiment of the connector arrangement 1 is shown in each case.
- two cables 3 are inserted into associated bushings 5.
- the two bushings 5 are each formed by two first recesses 24, which in turn are each formed and arranged in two first connector housing elements 17 1 and 17 2. Due to the cylindrical cross-sectional profile of the In the two passages 5, the associated first recesses 24 in the two first connector housing elements 17 1 and 17 2 are each semicylindrical in shape.
- At least one radial extension 23 directed radially inward into the respective passage 5 is formed on the inner walls of the first recesses 24 in two axially spaced positions.
- This radial widening 23 can each be designed in one piece as a web formed over the entire circumference of the inner wall or in several parts from several webs which are each distributed on the circumference of the inner wall, as shown in FIG Figure 4A can be seen.
- the radial widenings 23 are preferably formed on the end of the individual feedthrough 5 on the inside and on the outside of the housing and typically correspond to the axial extent of the support sleeve 13.
- the parting plane in the casting process can not only be arranged centrally and parallel to the two axial end faces of the first connector housing elements 17 1 and 17 2 , but also alternatively in a plane perpendicular thereto .
- second recesses 19 can be formed in the areas of the first plug connector housing elements 17 1 and 17 2 in which no feedthroughs 5 are formed.
- These second recesses 19 of the first connector housing elements 17 1 and 17 2 extend from the lateral delimitation of the first connector housing elements 17 1 and 17 2 radially in the direction of the interior of the first connector housing elements 17 1 and 17 2 . In this way, areas of the first connector housing elements which are optimized in terms of casting technology can be achieved Realize 17 1 and 17 2 with a comparatively similar wall thickness.
- fourth rib-shaped areas 26 can be formed which extend parallel to the end faces of the first connector housing elements 17 1 and 17 2 .
- fifth rib-shaped areas 28 are additionally formed by the second recesses 19.
- a fixing area 29 is formed in each case on the lateral delimitation 27 of the first connector housing elements 17 1 and 17 2.
- the fixing area 29 of the first connector housing elements 17 1 and 17 2 cooperates with a corresponding fixing area of the second connector housing elements 18 1 and 18 2 to form the first connector housing elements 17 1 and 17 2 to the second connector housing elements 18 1 and 18 18 2 to be fixed axially and rotationally.
- the fixing area 29 is typically shaped like a plate and engages with a correspondingly shaped recess in the second connector housing elements 18 1 and 18 2 .
- a rod-shaped formation for the fixing area 27 is also conceivable.
- FIG. 5 shows a device 30 according to the invention for producing a connector arrangement 1.
- This device 30 for producing a connector arrangement 1 according to the invention contains an anvil 31 and a crimper 32 as a crimping tool.
- the crimper 32 is relative to the anvil 31, as indicated by the double arrow in FIG Fig. 5 is indicated, movable.
- the movement of the crimper 32 relative to the stationary anvil 31 is controlled by a controller 33.
- the controller 33 can optionally also set the crimping force with which the crimper 32 acts on the connector housing 4 of the connector 2.
- a movement of the crimper 32 with an adjustable force-displacement curve is also conceivable through the control 33.
- the cross-sectional profile of a cavity enclosed by the anvil 31 and the crimper 32 in the closed state of the crimping tool corresponds to a cross-sectional profile of the crimped or pressed connector housing 4. If the cross-sectional profile of the connector housing 4 is, for example, oval shaped, as in FIG Fig. 5 is indicated, the cavity formed by the anvil 31 and by the crimper 32 is also oval in shape in the closed state of the crimping tool.
- the relative movement of the crimper 32 to the anvil 31 and to the connector housing 4 arranged in the anvil 31 can take place along the shorter minor axis of the ellipse or the oval, as in FIG Fig. 5 is shown.
- the relative movement of the crimper 32 to the anvil 31 and to the connector housing 4 arranged in the anvil 31 can also take place along the longer main axis of the ellipse or the oval.
- a first method step S10 several pre-assembled cables 3 are provided, which are to be fed to the connector 2 of the connector arrangement.
- a prefabricated cable 3 is understood here to mean at least one cable 3, at the cable end 11 of which the stranded wire bundle of the inner conductor 7 is exposed by the insulation 8 and is preferably connected to an associated contact element 12.
- the shielding 9 is exposed from the cable sheath 10 in a pre-assembled cable 3 at the cable end 11.
- the end of the cable jacket 10 is enclosed by a support sleeve 13 around which the exposed shielding 9 is folded back.
- a cable 3 pre-assembled and provided in this way is inserted in a further method step S20 into an associated bushing 5 which is formed in the plug connector housing 4 of the plug connector 2.
- a crimp sleeve 14 preferably already rests on a support surface 15 of the connector housing 4 and in the process encloses the connector housing 4 located therebetween and the feedthroughs 5 formed therein.
- a non-positive connection between the crimp sleeve 14 and the connector housing 4 and thus also a non-positive connection between the connector housing 4 and the shielding 9 of the individual cables 3 is established in a pressing or crimping process with a crimping tool.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbinder-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
- Die Erfindung betrifft außerdem ein erstes Steckverbinder-Gehäuseelement für eine Steckverbinder-Anordnung.
- Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14.
- Die Erfindung betrifft schließlich eine Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
- Es besteht eine zunehmende Nachfrage nach Elektro- und Hybridfahrzeugen. Zwischen den einzelnen elektrischen Aggregaten eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, nämlich Batterie und Elektroantrieb, sind hohe elektrische Leistungen zu übertragen. Hierfür sind geeignet ausgelegte Hochvoltkabel und Hochvoltsteckverbinder erforderlich.
- Komponenten der Steuerungs- und Kommunikationselektronik sind in heutigen Elektro- und Hybridfahrzeugungen auf engsten Raum mit Hochvolt-Komponenten verbaut. Über elektromagnetische Abstrahlungen stören sich die einzelnen Komponenten und Aggregate bis hin zum Funktionsausfall gegenseitig. Hinzukommt kommt, dass leistungselektronische Komponenten wie Antriebswechselrichter mehr als das 100-Fache an elektromagnetischer Abstrahlung als Komponenten der Steuerungs- und Kommunikationselektronik erzeugen.
- Eine wesentliche technische Anforderung an die Auslegung von Hochvoltkabeln, Hochvoltsteckverbindern und Hochvolt-Aggregaten in Elektro- und Hybridfahrzeugen ist folglich die Schirmung dieser Komponenten bzw. Aggregate sowie eine optimierte Schirmübergabe zwischen diesen Komponenten bzw. Aggregaten.
- Die Schirmübergabe zwischen einem geschirmten Hochvoltkabel und einem geschirmten Hochvolt-Steckverbindergehäuse erfolgt bevorzugt über eine Crimpverbindung. Eine Crimpverbindung ermöglicht eine elektrische Verbindung mit minimierten Übergangswiderstand zwischen der Schirmung des Hochvoltkabels und der Schirmung des Hochvolt-Steckverbindergehäuses. Außerdem wird mit einer Crimpverbindung eine zuverlässige mechanische Verbindung im Langzeithorizont realisiert.
- Hochvoltsteckverbinder sind häufig an der kabelseitigen Schnittstelle mit mehreren geschirmten Hochvoltkabeln verbunden. Für eine Gleichstromübertragung zwischen Energiequelle und Energieverbraucher werden bekanntlich zwei elektrische Leitungen benötigt, während eine Drehstromübertragung drei elektrische Leitungen erforderlich macht. Die separate Verteilung von mehreren elektrischen Leitungen auf einzelne Hochvoltkabel wird typischerweise gegenüber einer gemeinsamen Führung der Mehrfachleitungen in einem einzigen Hochvoltkabel angestrebt. Bei einer Verteilung auf mehrere Kabel mit jeweils kleinerem Kabelquerschnitt kann ein kleinerer Biegeradius der Kabel und damit eine flexiblere Verlegung der Kabel erzielt werden.
- Die Anbindung von mehreren geschirmten Hochvoltkabeln an den Hochvoltsteckverbinder erfordert aber einen Crimpprozess für jedes einzelne Hochvoltkabel. Dieser mehrfache Crimpprozess pro Hochvoltteckverbinder verschlechtert nachteilig die Prozesszeit. Außerdem ist hierfür nachteilig eine aufwändigere Geometrie für das Steckverbindergehäuse und ein höherer Raumbedarf erforderlich.
- Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.
- Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei der Anbindung von mehreren Kabeln an einen gemeinsamen Steckverbinder eine technisehe Lösung für ein zeitsynchrones Verbinden, insbesondere für ein zeitsynchrones Crimpen, von mehreren Kabeln an einen gemeinsamen Steckverbinder anzugeben.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Steckverbinder-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 14 und durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.
- Demgemäß ist vorgesehen:
Eine Steckverbinder-Anordnung umfassend: - wenigstens zwei Kabel mit
- jeweils einem Kabelmantel und
- jeweils einer innerhalb des Kabelmantels angeordneten Schirmung,
- wobei die Schirmung an einem Kabelende vom Kabelmantel freigelegt ist,
- ein Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material,
- in dem für jedes Kabel jeweils eine Durchführung ausgebildet ist,
- wobei die freigelegte Schirmung jedes Kabels sich in der jeweiligen Durchführung befindet und
- mit dem Steckverbindergehäuse kraftschlüssig verbunden ist, und
- eine Crimphülse,
- wobei die Crimphülse das Steckverbindergehäuse und jede Durchführung umschließt und
- mit dem Steckverbindergehäuse kraftschlüssig verbunden ist.
- Ein Verfahren zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung mit den Verfahrensschritten:
- Bereitstellen der wenigstens zwei Kabel mit jeweils der am Kabelende vom Kabelmantel freigelegten Schirmung,
- Einfügen jedes Kabels in die zugehörige Durchführung des Steckverbindergehäuses und
- kraftschlüssiges Verbinden des Steckverbindergehäuses mit der Crimphülse.
- Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung umfassend:
- einen Amboss zur Aufnahme des Steckverbindergehäuses und
- einen relativ zum Amboss bewegbaren Crimper,
- wobei ein Querschnittprofil eines vom Amboss und vom Crimper umschlossenen Hohlraumes einem Querschnittsprofil des Steckverbindergehäuses entspricht.
- Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis/Idee besteht darin, einen optimierten Schirmübergang zwischen der Schirmung des Steckverbindergehäuses und der Schirmung jedes Kabels mithilfe einer einzigen Crimphülse zu realisieren, die jeweils eine Crimpverbindung, d. h. bevorzugt eine kraftschlüssige Verbindung, zwischen der Schirmung des Steckverbindergehäuses und der Schirmung jedes Kabels erzielt.
- Hierzu ist die Schirmung des Steckverbindergehäuses dadurch realisiert, dass das Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist. Außerdem ist die Schirmung jedes Kabels am Kabelende vom Kabelmantel freigelegt.
- Um einen kraftschlüssigen Übergang zwischen der Schirmung jedes Kabels und der Schirmung des Steckverbindergehäuses zu verwirklichen, ist im Steckverbindergehäuse für jedes Kabel jeweils eine Durchführung ausgebildet, durch die das einzelne Kabel von außen in den Innenraum des Steckverbindergehäuses hindurchgeführt ist. Außerdem ist jedes Kabel derart durch die zugehörige Durchführung im Steckverbindergehäuse hindurchgeführt, dass die freigelegte Schirmung sich in der zugehörigen Durchführung befindet. Die freigelegte Schirmung jedes Kabels ist jeweils innerhalb der zugehörigen Durchführung kraftschlüssig mit dem Steckverbindergehäuse verbunden. Um die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schirmung jedes Kabels und dem Steckverbindergehäuse aus elektrisch leitfähigem Material zu erzielen, ist zusätzlich eine Crimphülse vorgesehen, die das Steckverbindergehäuse und die im Steckverbindergehäuse ausgebildeten Durchführungen umschließt und die kraftschlüssig mit dem Steckverbindergehäuse verbunden ist. Im Kraftschluss liegt die Crimphülse auf einer Auflagefläche des Steckverbindergehäuses auf, die einen Bereich des Steckverbindergehäuses umschließt, in dem alle Durchführungen ausgebildet sind.
- Ist eine erfindungsgemäße Steckverbinder-Anordnung derart ausgeführt, so können in einem einzigen Crimpvorgang mehrere Kabel gleichzeitig mit einem Steckverbindergehäuse kraftschlüssig verbunden werden.
- Die Anzahl von mehreren Kabeln, die mit dem Steckverbinder verbunden sind, ist bevorzugt im Falle einer Gleichstromübertragung zwei Kabel und im Falle einer Drehstromübertragung drei Kabel. Daneben ist von der Erfindung auch eine höhere Anzahl von mehreren Kabeln, beispielsweise vier Kabel oder sechs Kabel, mit abgedeckt.
- Unter Crimpen wird hierbei und im Folgenden ein Fügeverfahren verstanden, bei dem mindestens zwei Komponenten durch plastisches Verformen miteinander verbunden werden. Denkbar ist auch der Fall, dass eine Komponente plastisch verformt wird, während die andere Komponente entweder plastisch oder nur elastisch verformt wird. In der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung wird durch den Crimpprozess die Crimphülse, das Steckverbindergehäuse und die Schirmung des einzelnen Kabels plastisch bzw. elastisch verformt. Auf diese Weise entsteht eine homogene kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem Steckverbindergehäuse sowie zwischen dem Steckverbindergehäuse und der Crimphülse. Diese homogene kraftschlüssige Verbindung ermöglicht eine stabile mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem elektrisch leitfähigen Steckverbindergehäuse sowie eine stabile mechanische Verbindung zwischen der Crimphülse und dem Steckverbindergehäuse. Neben der Verbindungsicherheit ist mit der Crimpverbindung eine leicht handhabbare und damit für eine Serienfertigung geeignete Verbindungstechnologie erzielbar. Auf erfindungswesentliche Details des Crimpverfahrens und des Crimpwerkzeugs wird weiter unten noch eingegangen.
- Da die Verbindung von mehreren Kabeln mit einem einzigen Steckverbinder insbesondere im Hochvoltbereich Anwendung findet, sind die Kabel bevorzugt jeweils als Hochvoltkabel und der Steckverbinder als Hochvoltsteckverbinder ausgebildet.
- Das Hochvoltkabel ist insbesondere als geschirmtes Hochvoltkabel ausgeführt. Ein derartiges geschirmtes Hochvoltkabel enthält typischerweise einen Innenleiter, der ein Bündel von bevorzugt zueinander verseilten Litzen umfasst. Der Innenleiter ist von einer Isolation umschlossen. Die Isolation wiederum ist von einer Schirmung umschlossen. Eine Schirmung, die auch als Schirm oder als Außenleiterschirm bzw. Außenleiterschirmung bezeichnet wird, umfasst typischerweise ein Gewebe von miteinander verwobenen metallischen Drähten. In seltenen Fällen ist ein Schirm auch als Metallfolie oder als Kombination von Metallfolie und Metalldrahtgewebe ausgebildet. Die Schirmung schließlich ist von einem Kabelmantel aus einem elektrisch isolierenden Material umschlossen.
- Die Schirmung des Hochvoltsteckverbinders erfolgt bevorzugt durch ein geschirmtes Gehäuse des Hochvoltsteckverbinders. Neben einem metallisch beschichteten Kunststoffgehäuse kann die Schirmung des Gehäuses auch durch ein Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch leitenden Material realisiert sein. Um den zusätzlichen Fertigungsschritt der Beschichtung einzusparen, wird typischerweise ein Steckverbindergehäuse aus einem elektrisch leitenden Material, d. h. bevorzugt aus einem Metall, verwendet. Zur Gewichtseinsparung des metallischen Steckverbindergehäuses ist mit Ausnahme der tragenden Teile des Steckverbindergehäuses ein Großteil des Steckverbindergehäuses schalenförmig ausgebildet. Unter einem schalenförmigen Steckverbindergehäuse bzw. einem schalenförmigen Steckverbinder-Gehäuseelement wird im Folgenden ein Gehäuse bzw. ein Gehäuseelement verstanden, dessen Gehäusewandstärke in Relation zur Oberflächenausdehnung der Gehäusewand deutlich kleiner ausgeführt ist.
- Als elektrisch leitendes Material für das Steckverbindergehäuse wird aus Gewichtsgründen bevorzugt Aluminium verwendet. Daneben sind aber auch Zink, Messing, Bronze, Stahl oder geeignete Legierungen anwendbar.
- Zur Realisierung des Schirmübergangs zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und der Schirmung des Steckverbinders ist die Schirmung des einzelnen Kabels am Kabelende, das in den Steckverbinder eingeführt wird, freigelegt.
- Zur Realisierung eines optimierten Schirmübergangs zwischen der Schirmung jedes Kabels und dem Steckverbindergehäuse aus elektrisch leitendem Material ist im Steckverbindergehäuse für jedes Kabel jeweils eine Durchführung vorzusehen. Die Geometrie der Durchführung, d. h. das Querschnittsprofil der Durchführung, ist an die Geometrie bzw. das Querschnittsprofil des Kabels, insbesondere im Bereich der freigelegten Kabelschirmung, anzupassen. Da in den meisten Fällen das Kabel im Bereich der freigelegten Schirmung ein rundes Querschnittsprofil bzw. näherungsweise ein rundes Querschnittsprofil aufweist, ist auch das Querschnittsprofil der Durchführung rund zu gestalten. Im deutlich selteneren Falle eines Flachbandkabels, eines Kabels mit einem quadratischen, rechteckförmigen, elliptischen oder anders geformten Querschnittsprofil im Bereich der freigelegten Schirmung ist das Querschnittsprofil der zugehörigen Durchführung entsprechend quadratisch, rechteckförmig, elliptisch oder anders geformt auszulegen.
- Die Größe der Durchführung ist an die Größe des Kabels im Bereich der Schirmung derart anzupassen, dass ein einfaches Einfügen des Kabels in die zugehörige Durchführung während des Montageprozesses und gleichzeitig eine zuverlässige kraftschlüssige Verbindung zwischen Kabelschirmung und Steckverbindergehäuse im Crimpprozess herstellbar ist.
- Der Hochvoltsteckverbinder kann als gerader Steckverbinder oder als Winkelsteckverbinder ausgeführt sein. Weitere technische Funktionen eines Hochvoltsteckverbinders wie beispielsweise Kontaktierung, Dichtung, Wärmeabführung, mechanische Stabilisierung usw. werden an dieser Stelle nicht erläutert, da sie nicht erfindungswesentlich sind. Diese können mittels üblicher und bekannter technischer Maßnahmen verwirklicht sein.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
- Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Das geschirmte Kabel enthält in einer bevorzugten Ausführung eine Stützhülse. Eine Stützhülse, welche bevorzugt aus einem Metall hergestellt ist, ist über den Kabelmantel geführt. Die Schirmung ist am Kabelende um die Stützhülse zurückgeschlagen. Die Stützhülse kann auch aus einem Nicht-Metall hergestellt sein. Eine Stützhülse kann bevorzugt auch aus einem elastischen Material hergestellt sein, sofern das elastische Material den hydrostatischen Druck ausbildet. Somit eignet sich auch nicht relaxierender Gummi als Werkstoff für eine Stützhülse.
- Die Größe und das Querschnittsprofil der Durchführung ist über die gesamte Durchführungslänge bevorzugt konstant ausgebildet. Alternativ kann die Durchführung auch konisch ausgeformt sein, d. h. am gehäuseinnenseitigen Ende einen größeren Querschnitt als am gehäuseaußenseitigen Ende aufweisen. Auf diese Weise wird durch den Crimpprozess neben der kraftschlüssigen Verbindung zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen der Schirmung des Kabels und dem Steckverbindergehäuse erzielt. Durch den zusätzlichen Formschluss werden die Auszugskraft und die Flächenpressung vom Steckverbindergehäuse auf die Schirmung des Kabels verbessert. Neben einer konischen Ausformung ist zur Ausbildung eines Formschlusses auch eine konkav oder konvex gewölbte Durchführung oder eine gestuft ausgeformte Durchführung denkbar.
- Die Anwendung unterschiedlicher Fertigungstechnologien in der Herstellung von elektrisch leitfähigen Steckverbindergehäuse, beispielsweise Gießen, Stanzen und Biegen, Stanzpaketieren, Strangpressen usw., ermöglicht, Steckverbindergehäuse mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Geometrien und einer unterschiedlichen Anzahl von Steckverbinder-Gehäuseelementen zu gestalten.
- In einer ersten Ausführung ist das Steckverbindergehäuse einteilig aus einem einzigen Steckverbinder-Gehäuseelement hergestellt. In diesem Steckverbinder-Gehäuseelement ist für jedes Kabel jeweils eine Durchführung ausgebildet. Die Größe und das Querschnittsprofil ist, wie bereits erwähnt wurde, an die Größe und das Querschnittsprofil des Kabels im Bereich der Schirmung, insbesondere im Bereich der Stützhülse mit der ungeschlagenen Schirmung, angepasst.
- Ein derartiges Steckverbindergehäuse kann bevorzugt mittels Gießens oder Stanzpaketierens hergestellt sein. Beim Stanzpaketieren wird das Steckverbinder-Gehäuseelement aus mehreren gleichen Blechlamellen mit ausgestanzten Durchführungen hergestellt. Die einzelnen ausgestanzten Blechlamellen werden gestapelt und im Bereich der Durchführungen miteinander verpresst. Schließlich werden die einzelnen miteinander verpressten Blechlamellen mittels Biegen zu einem Steckverbindergehäuse geformt.
- Durch eine Ausbildung von Schlitzen im Steckverbindergehäuse im Bereich der Durchführungen kann in einem Crimpprozess ein plastisches bzw. elastisches Verformen des Steckverbindergehäuses im Bereich der Durchführungen verwirklicht werden. Die Schlitze werden im Crimpprozess bevorzugt geschlossen. Durch die plastische bzw. elastische Verformung des Bereichs des Steckverbindergehäuses, in dem die Durchführungen ausgebildet sind, entsteht ein Kraftschluss zwischen der Schirmung jedes Kabels und dem Steckverbindergehäuse. Der einzelne Schlitz erstreckt sich bevorzugt entlang der gesamten Durchführungslänge und ist angrenzend an die einzelne Durchführung bevorzugt radial zur Durchführung orientiert im Steckverbindergehäuse ausgebildet.
- In einer bevorzugten zweiten Ausführung ist das Steckverbindergehäuse mehrteilig ausgebildet. Hierbei sind die einzelnen Durchführungen des Steckverbindergehäuses in wenigstens einem Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet. Das wenigstens eine Steckverbinder-Gehäuseelement, in dem die einzelnen Durchführungen ausgebildet sind, wird im Folgenden jeweils als erstes Steckverbinder-Gehäuseelemente bezeichnet. Das wenigstens eine erste Steckverbinder-Gehäuseelement bildet hierbei den Bereich des Steckverbindergehäuses, in dem die Crimpverbindung realisiert ist. Zur Ausbildung eines vollständigen Steckverbindergehäuses umfasst das Steckverbindergehäuse zusätzlich wenigstens ein weiteres Steckverbinder-Gehäuseelement, das im Folgenden jeweils als zweites Steckverbinder-Gehäuseelement bezeichnet wird. Diese zweiten Steckverbinder-Gehäuseelemente sind bevorzugt jeweils schalenförmig ausgebildet. Das wenigstens eine zweite Steckverbinder-Gehäuseelement ist zwischen der Crimphülse und dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement angeordnet. Auf diese Weise ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement und dem wenigstens einen zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement realisiert. Somit ist ein in sich geschlossenes und mechanisch stabiles Steckverbindergehäuse geschaffen. Ergänzend zum Kraftschluss kann durch eine entsprechende Ausformung der Außenwandung des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements und der Innenwandung des wenigstens einen zweiten Steckverbinder-Gehäuseelements ein Formschluss erzielt werden.
- Das einzelne erste Steckverbinder-Gehäuseelement ist jeweils bevorzugt scheibenförmig ausgeformt. Im Crimpprozess wird vom Crimpwerkzeug eine lateral zur Längserstreckung der Durchführungen gerichtete Crimpkraft auf das Steckverbindergehäuse und damit auf das einzelne erste Steckverbinder-Gehäuseelement eingeleitet. Diese lateral eingeleitete Crimpkraft wird bei einer scheibenförmigen Ausformung des einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements in eine bestmögliche Haltekraft und damit in einen bestmöglichen Kraftschluss zwischen Steckverbindergehäuse und Kabel umgesetzt.
- Das scheibenförmige erste Steckverbinder-Gehäuseelement weist zwei zueinander parallele stirnseitige Oberflächen auf, die in einem geringeren Abstand als die laterale Erstreckung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements axial beabstandet sind. In selteneren Fällen können die stirnseitigen Oberflächen auch nicht parallel zueinander angeordnet sein. Auch eine konkave oder konvexe Wölbung der stirnseitigen Oberflächen ist denkbar.
- Das einzelne erste Steckverbinder-Gehäuseelement wird bevorzugt in einem Gussprozess, insbesondere in einem Druckgussprozess, hergestellt. Alternativ ist auch ein Umformprozess wie beispielsweise Strangpressen bzw. Fließpressen denkbar. In einem selteneren Fall ist auch Stanzpaketieren oder ein Zerspannungsprozess denkbar.
- Der verwendete Werkstoff und die mittels des Guss-, Umform- oder Zerspannungsprozesses erzielbare Geometrie ermöglicht die Herstellung eines ersten Steckverbinder-Gehäuseelements, das im Crimpprozess plastisch und/oder elastisch verformbar ist. Außerdem kann durch eine geeignete Wahl des Werkstoffes und der Geometrie des einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements zumindest eine verlustarme Übertragung der Crimpkraft, die vom Crimpwerkzeug auf die Crimphülse ausgeübt wird, auf die Haltekraft erzielt werden, mit der das Steckverbindergehäuse die Kabel hält.
- Das bevorzugt schalenförmig ausgebildete zweite Steckverbinder-Gehäuseelement kann mittels Verpressens oder Stanzens und anschließenden Biegens hergestellt sein. Denkbar ist auch ein Tiefzieh- oder Gießprozess.
- Zur axialen und rotatorischen Fixierung des einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements an dem wenigstens einem zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement ist in einer bevorzugten Ausprägung am ersten Steckverbinder-Gehäuseelement ein Fixierungsbereich ausgebildet. Dieser Fixierungsbereich bildet mit einem korrespondierenden Fixierungsbereich, der an einem zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet ist, eine formschlüssige Verbindung. Der korrespondierende Fixierungsbereich kann auch durch zwei benachbarte zweite Steckverbinder-Gehäuseelemente gemeinsam ausgebildet sein.
- Der Fixierungsbereich kann beispielsweise als eine hackenförmige, stiftförmige, plattenförmige oder lamellenförmige Erweiterung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausgebildet sein, die sich an der lateralen Begrenzung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements in axialer und in tangentialer Richtung erstreckt. Diese hackenförmige, stiftförmige, plattenförmige oder lamellenförmige Erweiterung ist formschlüssig jeweils in eine korrespondierend ausgeformte Ausnehmung eingefügt, die an der Innenwanderung des zweiten Steckverbinder-Gehäuseelements ausgeformt ist. Unter lateraler Begrenzung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements wird im Folgenden die an die Innenwandung des zweiten Steckverbinder-Gehäuseelements angrenzende Außenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements verstanden, die lateral zur Längsachse des bevorzugt scheibenförmig ausgeformten ersten Steckverbinder-Gehäuseelements angeordnet ist.
- Das erste Steckverbinder-Gehäuseelement kann nur einen einzigen Fixierungsbereich aufweisen. Alternativ können auch mehrere Fixierungsbereiche ausgebildet sein, die über die lateralen Außenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements verteilt angeordnet sind.
- In einer ersten Untervariante der zweiten Ausführung des Steckverbindergehäuses sind alle Durchführungen in einem einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet.
- Im Hinblick auf eine sichere kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement ist im verpressten bzw. gecrimpten Zustand eine vollumfängliche Umschließung der Kabelschirmung durch das erste Steckverbinder-Gehäuseelement anzustreben.
- Im Fall von zwei Kabeln, die mit dem Steckverbinder verbunden sind, sind die beiden Durchführungen in einem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement mit einem bevorzugt elliptisch oder oval geformten Querschnittsprofil anzuordnen. Hierbei ist jede Durchführung im verpressten Zustand bevorzugt vollumfänglich vom ersten Steckverbinder-Gehäuseelement umgeben. Die beiden Durchführungen sind jeweils benachbart in der längeren Achse des elliptisch oder oval geformten Querschnittsprofils des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements angeordnet. Das elliptische oder ovale Querschnittsprofil des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements bildet somit eine vergleichsweise geringe Wandstärke zwischen der einzelnen Durchführung und der Außenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements über einen näherungsweise halbkreisförmigen Bereich aus, der sich an den axialen Enden der längeren Achse der Ellipse bzw. des Ovals erstreckt. Dies begünstigt die für den Crimpprozess notwendige plastische bzw. elastische Verformung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements insbesondere in diesem Bereich. Alternativ ist auch ein erstes Steckverbinder-Gehäuseelement mit einem runden Querschnittsprofil denkbar.
- Im Fall von drei Kabeln, die mit dem Steckverbinder verbunden sind, können die Durchführungen ebenfalls in einem Steckverbinder-Gehäuseelement mit einem bevorzugt elliptisch oder oval geformten Querschnittsprofil in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein. Alternativ können die drei Durchführungen dreieckförmig zueinander in einem Steckverbinder-Gehäuseelement mit einem Querschnittsprofil angeordnet sein, das einer Gleichdicke entspricht. Hierbei handelt es sich um ein Querschnittsprofil mit drei gleichmäßig entlang des Umfangs verteilten Winkelsegmenten mit einem gleichen Radius und/oder einer gleichen Bogenlänge. Auch eine asymmetrische dreieckförmige Anordnung der drei Durchführungen ist denkbar.
- In einer Modifikation der ersten Untervariante der zweiten Ausführung können die einzelnen Durchführungen auch in mehreren ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen jeweils ausgebildet sein. Die einzelne Durchführung ist hierbei vollständig in einem einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet. Insbesondere kann jede Durchführung jeweils in einem einzigen zugehörigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet sein. Die einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente sind hierbei derart zueinander angeordnet und zueinander befestigt, dass sie wie im Realisierungsfall eines einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements, gemeinsam einen Steckverbinder-Gehäusebereich mit einen elliptischen, ovalen, runden oder polygonalen, insbesondere abgerundeten polygonalen, Querschnittsprofil ausbilden.
- In einer zweiten Untervariante der zweiten Ausführung kann die einzelne Durchführung jeweils durch zwei oder mehr erste Steckverbinder-Gehäuseelemente ausgebildet sein. Hierzu ist in den einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen jeweils eine Ausnehmung derart ausgeformt und angeordnet und sind die einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente derart zueinander angeordnet, dass die Ausnehmungen der einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente gemeinsam die Durchführung ausbilden. Diese Ausnehmungen werden im Folgenden als erste Ausnehmungen bezeichnet.
- Die einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente sind hierbei ebenfalls scheibenförmig ausgeformt und bilden zueinander angeordnet einen gemeinsamen Steckverbinder-Gehäusebereich mit einem elliptischen, ovalen, runden oder polygonalen, insbesondere abgerundeten polygonalen Querschnittsprofil aus.
- Durch den Crimpprozess werden die mehreren zueinander angeordneten ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente jeweils derart plastisch und/oder elastisch verformt, dass sich das Querschnittsprofil der einzelnen ersten Ausnehmungen und der durch die ersten Ausnehmungen gemeinsam gebildeten Durchführungen verkleinert. Auf diese Weise ergibt sich ein Kraftschluss zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem Steckverbindergehäuse innerhalb der einzelnen Durchführungen.
- In einer bevorzugten Ausbildung der zweiten Ausführung des Steckverbindergehäuses sind in einzelnen Bereichen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements, in denen jeweils keine Durchführung ausgebildet ist, jeweils Ausnehmungen ausgebildet, die im Folgenden als zweite Ausnehmungen bezeichnet werden. Diese zweiten Ausnehmungen sind jeweils derart im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet, dass sich dadurch ein erster rippenförmiger Bereich, der zumindest abschnittsweise eine Durchführung begrenzt, und ein zweiter rippenförmiger Bereich ausbildet, der zumindest abschnittsweise eine laterale Außenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausbildet. Schließlich wird durch die zweiten Ausnehmungen auch ein dritter rippenförmiger Bereich ausgebildet, der sich zwischen einem zweiten rippenförmigen Bereich und einem dritten rippenförmigen Bereich erstreckt.
- Bevorzugt ist der dritte rippenförmige Bereich jeweils senkrecht zum ersten rippenförmigen Bereich und zum zweiten rippenförmigen Bereich ausgerichtet. Somit wird eine von der Crimphülse senkrecht auf den zweiten rippenförmigen Bereich des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements gerichtete Crimpkraft senkrecht auf den ersten rippenförmigen Bereich und damit radial auf die Durchführung zur Ausbildung einer Haltekraft zwischen Steckverbindergehäuse und Kabel gelenkt.
- Somit wird bei einem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement mit einem nicht rotationssymmetrischen Querschnittsprofil, d. h. beispielsweise bei einem ovalen, elliptischen oder polygonalen Querschnittsprofil, die vom Crimpwerkzeug über die Crimphülse auf das erste Steckverbinder-Gehäuseelement nicht radial zur einzelnen Durchführung jeweils eingeleitete Crimpkraft in einen radial zur einzelnen Durchführung gerichtete Haltekraft umgelenkt. Somit wird eine rotationssymmetrisch homogene kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem Steckverbindergehäuse erzielt.
- Neben der Umlenkung der nicht radial eingeleiteten Crimpkraft in eine radiale Haltekraft wird mit der Ausbildung von zweiten Ausnehmungen im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement auch eine Gewichtsreduzierung im Steckverbindergehäuse vorteilhaft erzielt.
- Wird die Trennebene beim Gießen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements in eine Querschnittsebene zwischen den beiden axialen Enden des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements angeordnet und die zweiten Ausnehmungen vorzugsweise jeweils axial an den stirnseitigen Oberflächen des scheibenförmigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausgebildet, so wird durch eine derartige Ausbildung von zweiten Ausnehmungen im ersten Steckverbinder-Gehäuseelements eine gleichmäßigere Verteilung der Gussmasse über die gesamte Erstreckung des Steckverbindergehäuses und damit Bereiche des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements mit vergleichsweise ähnlich großen Wandstärken erzielt.
- In einer bevorzugten Ausbildung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ist die Trennebene vollständig mit einem Werkstoff ausgefüllt. Die zweiten Ausnehmungen, die jeweils an den stirnseitigen Oberflächen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausgebildet sind, sind somit voneinander getrennt. Die mit Werkstoff aufgefüllte Trennebene des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ermöglicht somit eine optimale Schirmung von elektromagnetischen Strahlungen zwischen dem Gehäuseinneren und dem Außenraum des Steckverbinders. Die mit Werkstoff ausgefüllte Trennebene kann mittig zwischen den beiden stirnseitigen Oberflächen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements angeordnet ein. Bevorzugt ist die mit Werkstoff aufgefüllte Trennebene aber an der gehäuseinnenseitigen Oberfläche oder im Bereich der gehäuseinnenseitigen Oberfläche des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements angeordnet, da auf diese Weise zusätzlich zum Kraftschluss eine konisch ausgeformte, formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement und der Schirmung des Kabels realisierbar ist. Alternativ ist eine Ausbildung von zweiten Ausnehmungen denkbar, die sich zwischen den beiden stirnseitigen Oberflächen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ohne Ausbildung einer mit Werkstoff aufgefüllten Trennebene erstrecken.
- In der zweiten Untervariante der zweiten Ausführung eines Steckverbindergehäuses kann die Trennebene im Gießprozess alternativ auch in einer axialen Erstreckungsrichtung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements, d. h. in einer Richtung parallel zur Längserstreckung der Durchführungen, angeordnet sein.
- In diesem Fall können in den Bereichen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements, in denen keine Durchführungen ausgebildet sind, zweite Ausnehmungen ausgebildet sein. Diese zweiten Ausnehmungen sind hierbei derart ausgeformt und angeordnet, dass dadurch parallel zu den stirnseitigen Oberflächen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements jeweils vierte rippenförmige Bereiche ausgebildet sind. Außerdem können durch die Anordnung und Ausformung der zweiten Ausnehmungen fünfte rippenförmige Bereiche ausgebildet sein, die zwischen den vierten rippenförmigen Bereichen angeordnet sind und die vierten rippenförmigen Bereiche miteinander verbinden.
- Auch diese technische Maßnahme ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Gussmasse über die gesamte Erstreckung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements und damit Bereiche des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements mit vergleichsweise ähnlich großen Wandstärken. Außerdem wird dadurch das Gewicht des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements zusätzlich reduziert.
- Für den Fall, dass mehrere erste Steckverbinder-Gehäuseelemente verwendet werden, können diese bevorzugt mittels zueinander korrespondierender Führungsbereiche zueinander gefügt werden. Auf diese Weise werden die einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente bereits im Montageprozess mit den einzelnen Kabeln zueinander fixiert. Diese Fixierung der einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente mittels zueinander korrespondierender Führungsbereiche ist vor allem im Crimpprozess unerlässlich, da für die Realisierung einer zuverlässigen Crimpverbindung eine korrekte Anordnung der Schirmung der einzelnen Kabel in den zugehörigen Durchführungen des Steckverbindergehäuses, eine korrekte Anordnung der einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente zueinander und eine korrekte Anordnung der Crimphülse zu den einzelnen ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen zwingend erforderlich ist.
- Die Führungsbereiche, die jeweils in den zueinander fügbaren ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen ausgebildet sind, können beispielsweise als Führungsrippe und als zugehörige Führungsnut realisiert sein. Alternativ kann auch ein Führungsstift oder eine Führungszunge ausgebildet sein, die zu einer Führungsbohrung bzw. einer Führungsausnehmung korrespondieren. Auch ineinandergreifende Führungslamellen sind denkbar. Die einzelnen Ausformungen eines Führungsbereiches können auch mehrfach vorliegen. Beispielsweise kann ein Führungsbereich aus einem Kamm von mehreren Führungsrippen zusammengesetzt sein, der in einen korrespondierenden Kamm von mehreren Führungsnuten des gegenüberliegenden Führungsbereiches eingefügt wird. Die zueinander korrespondierenden Führungsbereiche sind jeweils in den Kontaktbereichen der jeweils benachbart anzuordnenden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente ausgebildet. Auf diese Weise verhindern sie zusätzlich, dass Litzen der Außenleiterschirmung in die Spalte zwischen mehreren ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen eindringen.
- Das zueinander Fügen von mehreren ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen kann alternativ auch über die weiter oben bereits beschriebenen Fixierungsbereiche realisiert sein, die zwischen jeweils einem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement und mindestens einem zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement ausgebildet sind.
- Zur axialen Fixierung der Schirmung der einzelnen Kabel in den zugehörigen Durchführungen des Steckverbindergehäuses sind am Steckverbindergehäuse an mindestens einer axialen Position in der Durchführung jeweils wenigstens eine radial in die Durchführung gerichtete radiale Erweiterung ausgebildet.
- Werden die einzelnen Kabel axial in die im Steckverbindergehäuse ausgebildeten Durchführungen eingefügt, so ist nur an einer axialen Position innerhalb der Durchführung, nämlich an einer Position am gehäuseinnenseitigen Ende bzw. benachbart zum gehäuseseitigen Ende der Durchführung, jeweils eine radiale Erweiterung an den einzelnen Steckverbinder-Gehäuseelementen im Bereich der Durchführung ausgebildet. An diese radiale Erweiterung stützt sich die um die Stützhülse zurückgeschlagene Schirmung des einzelnen Kabels ab. Somit ist im Fall eines axialen Fügeprozesses des einzelnen Kabels zumindest eine axiale Fixierung des Kabels an das Steckverbindergehäuse in einer axialen Richtung realisierbar.
- Können die einzelnen Kabel seitlich bzw. lateral in die zugehörigen Durchführungen des Steckverbindergehäuses gemäß der zweiten Untervariante der zweiten Ausführung des Steckverbindergehäuses eingefügt werden, so können an zwei axial beabstandeten Positionen innerhalb der einzelnen Durchführungen jeweils radial in die jeweilige Durchführung gerichtete radiale Erweiterungen in den einzelnen Steckverbinders-Gehäuseelementen ausgebildet werden. Auf diese Weise ist eine axiale Fixierung des Kabels in beiden axialen Richtungen innerhalb der Steckverbindergehäuses möglich.
- Als radiale Erweiterung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelementes, die an mindestens einer axialen Position innerhalb der einzelnen Durchführung ausgebildet ist, kann bevorzugt ein vollumfänglich an der Innenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausgebildeter Steg dienen. Alternativ können auch mehrere, an der Innenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements jeweils verteilt angeordnete und sich jeweils nur über ein Winkelsegment des Innenwandungsumfangs erstreckende Stege vorgesehen sein. Insbesondere die radiale Erweiterung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelementes am gehäuseinnenseitigen Ende der Durchführung ist vollumfänglich ausgebildet, da sie zusätzlich ein elektrisches Verbinden von Litzen der Außenleiterschirmung mit Litzen des Innenleiters und damit eine Kurzschlussverbindung verhindert. Am gehäuseaußenseitigen Ende der Durchführung sind dagegen bevorzugt mehrere radiale Erweiterungen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelementes in jeweils einem reduzierten Winkelsegment ausgebildet, da diese Ausbildung gegenüber einer vollumfänglichen Ausbildung eine geringere Steife und damit ein geringeres Bruchrisiko aufweist. Anstelle einer radialen Erweiterung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelementes ist zur axialen Fixierung auch ein Kragen an der Stützhülse denkbar.
- Zur plastischen bzw. elastischen Verformung des Steckverbindergehäuses, insbesondere der im Steckverbindergehäuse jeweils ausgebildeten Durchführungen, sind im Steckverbindergehäuse im nicht verpressten Zustand jeweils Schlitze ausgebildet. Diese Schlitze sind jeweils entweder zwischen zwei Durchführungen oder zwischen einer Durchführung und einer lateralen Begrenzung des Steckverbindergehäuse ausgebildet. Der einzelne Schlitz erstreckt sich bevorzugt entlang der gesamten Durchführungslänge und ist angrenzend an die einzelne Durchführung bevorzugt radial zur Durchführung orientiert im Steckverbindergehäuse ausgebildet.
- Durch die plastische bzw. elastische Verformung des Steckverbindergehäuses, insbesondere der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente, während des Crimpprozesses werden die einzelnen Schlitze hinsichtlich ihrer Schlitzbreite deutlich verkleinert, bevorzugt geschlossen. Auf diese Weise verkleinert sich das Querschnittsprofil der einzelnen Durchführung, sodass eine zuverlässige kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schirmung der Kabel und dem Steckverbindergehäuse erzielbar ist. An der Innenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements lässt sich auch im verpressten Zustand ein geschlossener Schlitz identifizieren. An der Innenwanderung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements kann sich bevorzugt ein einziger Schlitz oder können sich alternativ auch mehrere Schlitze befinden.
- Der einzelne Schlitz ist bevorzugt als offener oder geschlossener Spalt ausgebildet, der entweder zwei Durchführungen miteinander oder eine Durchführung mit der lateralen Begrenzung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements in einer direkten Verbindung, d. h. in der kürzest möglichen Verbindung, verbindet. Im Fall der Verbindung zwischen zwei Durchführungen kann der einzelne Schlitz alternativ auch als offener oder geschlossener Kanal ausgebildet sein, der sich zwischen einer nutförmigen Ausformung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements und einer in der nutförmigen Ausformung eingefügten rippenförmigen Ausformung desselben oder eines anderen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausbildet.
- Wie bereits erwähnt ist, ist zur Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem Steckverbindergehäuse eine Crimphülse erforderlich, die das Steckverbindergehäuse und alle Durchführungen umschließt und kraftschlüssig mit dem Steckverbindergehäuse verbunden ist.
- Die Crimphülse kann entweder als geschlossenes Band oder als offenes Band ausgeführt sein, dessen Enden nach dem Fügen bevorzugt formschlüssig, beispielsweise mittels einer Clinchverbindung, miteinander verbunden sind.
- Die axiale Breite der Crimphülse entspricht bevorzugt der axialen Erstreckung des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements. Die axiale Breite der Crimphülse kann alternativ auch größer als die axiale Erstreckung des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements ausgebildet sein. Die Crimphülse ist auf der Auflagefläche des Steckverbindergehäuses zur axialen Position des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements bevorzugt axial ausgerichtet. Alternativ kann die Crimphülse zum wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements axial versetzt angeordnet sein.
- Die Crimphülse kann mit dem Steckverbindergehäuse nicht nur kraftschlüssig, sondern zusätzlich auch form- oder stoffschlüssig verbunden sein. Sobald die Crimphülse auf der Auslagefläche des Steckverbindergehäuses aufliegt, ist sie in diesem Fall in Umfangrichtung vorgespannt und übt eine Kompressionskraft auf das Steckverbindergehäuse aus. Die Fixierung der Crimphülse zum Steckverbindergehäuse kann hierbei stoffschlüssig, beispielsweise über eine punktförmige Schweiß- oder Lötverbindung, oder formschlüssig, beispielsweise über auf der Crimphülse und dem Steckverbindergehäuse jeweils ausgebildete und zueinander korrespondierende Rastmittel, erfolgen.
- An dieser Stelle sei erwähnt, dass beim Crimpprozess in Kombination zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Schirmung der einzelnen Kabel und dem Steckverbindergehäuse auch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine lokale begrenzte stoffschlüssige Verbindung, möglich ist. Eine derartige stoffschlüssige Verbindung ist in einem Kaltschweißvorgang durch die Relativbewegung zwischen der Crimphülse und dem Steckverbindergehäuse sowie zwischen dem Steckverbindergehäuse und der Schirmung der einzelnen Kabel möglich.
- Diese Crimphülse weist im nicht verpressten Zustand einen Querschnitt auf, der bevorzugt größer als der Querschnitt des Steckverbindergehäuses im Bereich der Durchführungen ist, um ein einfaches Umschließen des Steckverbindergehäuses durch die Crimphülse zu ermöglichen. Im verpressten Zustand ist das Querschnittsprofil der Crimphülse nicht mehr rund, sondern an das Querschnittsprofil des einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements bzw. an das Querschnittsprofil der aneinandergefügten ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente angepasst. Das Querschnittsprofil der Crimphülse im verpressten Zustand ergibt sich auch aus dem Querschnittsprofil des geschlossenen Crimpwerkzeuges. Es kann also eine elliptische, ovale, runde oder jede andere geeignet abgerundete polygonale Form annehmen.
- Außerdem ist der Umfang der Crimphülse, der im verpressten Zustand kraftschlüssig am Steckverbindergehäuse anliegt, gegenüber dem runden Umfang der Crimphülse im nicht verpressten Zustand reduziert. Aus der durch den Crimpprozess somit entstandenen Überlänge der Crimphülse wird durch das Crimpwerkzeug mindestens ein faltenförmiger Abschnitt, bevorzugt zwei faltenförmige Abschnitte, ausgebildet, welche jeweils vom Steckverbindergehäuse abstehen oder am Steckverbindergehäuse anliegen. Da die Crimphülse während des Crimpprozesses durch die Crimpkraft des Crimpwerkzeuges Zugkräfte erfährt, wird ein derartiger Crimp auch als Zuggurtcrimp bezeichnet.
- Die Ausbildung von faltenförmigen Abschnitten der Crimphülse kann auch vermieden werden, wenn die Crimphülse durch das Crimpwerkzeug in einen axialen Fließprozess überführt wird, in dem anstelle einer Überlänge eine axiale Verbreiterung der Crimphülse erzielt wird.
- Alternativ zum Zuggurtcrimp ist auch eine Crimphülse denkbar, deren Umfang beim Crimpprozess gestaucht wird und somit keine Überlänge erzeugt. Eine derartige Crimphülse ist bevorzugt als zwölfkantige Crimphülse ausgebildet, da eine Crimphülse mit zwölf Kanten einen elliptischen bzw. ovalen Querschnitt am besten approximiert. Denkbar ist aber auch eine Crimphülse mit einer geringeren oder höheren Anzahl von Kanten. Ein Mehrkantcrimp kann beispielsweise bis zu 100 Kanten, vorzugsweise bis zu 20 Kanten, besonders bevorzugt acht bis 16 Kanten und ganz besonders bevorzugt zehn bis 14 Kanten aufweisen.
- Die einzelnen Stützhülsen weisen in einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung zusätzlich mehrere Vertiefungen und/oder Erhöhungen auf. Diese an der Stützhülse ausgebildeten Vertiefungen und/oder Erhöhungen sind bevorzugt jeweils ringförmig ausgeformt. Alternativ lassen sich die Vertiefungen bzw. Erhöhungen der Stützhülse auch durch Rändelung der Oberfläche der Stützhülse erzielen. Die Schirmung des Kabels wird in Längsrichtung der Stützhülse formschlüssig entlang der einzelnen Vertiefungen bzw. Erhöhungen geführt und damit zusätzlich axial fixiert. Auf diese Weise wird die Auszugskraft des Kabels erhöht.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein erstes Steckverbinder-Gehäuseelement für eine Steckverbinder-Anordnung.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Steckverbinders-Anordnung. Hierzu werden wenigstens zwei Kabel bereitgestellt, die jeweils eine Schirmung und ein die Schirmung umschließenden Kabelmantel umfassen. Außerdem ist hierbei die Schirmung jedes Kabels am Kabelende jeweils vom Kabelmantel freigelegt. In einem weiteren Herstellungsschritt wird jedes Kabel in die zugehörige Durchführung eingefügt, die jeweils im Steckverbindergehäuse ausgebildet ist. Schließlich wird in einem weiteren Herstellungsschritt das Steckverbindergehäuse kraftschlüssig mit einer Crimphülse verbunden.
- Durch das kraftschlüssige Verbinden des Steckverbindergehäuses mit der Crimphülse wird auch die Schirmung jedes Kabels kraftschlüssig mit dem Steckverbindergehäuse verbunden. Hierzu umschließt die Crimphülse das Steckverbindergehäuse und die im Steckverbindergehäuse ausgebildeten Durchführungen.
- Bevorzugt wird die Crimphülse bereits vor dem Einfügen der Kabel in die zugehörige Durchführung des Steckverbindergehäuses über das Steckverbindergehäuse im Bereich der Durchführungen geführt. Das wenigstens eine Steckverbinder-Gehäuseelement mit den eingefügten Kabeln werden in diesem Fall anschließend in das wenigstens eine zweite Steckverbinder-Gehäuseelement eingefügt, über das die Crimphülse bereits gelegt ist.
- Alternativ ist es aber auch möglich, die Crimphülse erst dann über das Steckverbindergehäuse zu führen, wenn die Kabel bereits in den zugehörigen Durchführungen des Steckverbindergehäuses eingefügt sind und das wenigstens eine erste Steckverbinder-Gehäuseelement jeweils in das wenigstens eine zweite Steckverbinder-Gehäuseelement eingefügt ist.
- Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung, die einen Amboss zur Aufnahme des Steckverbindergehäuses und einen relativ zum Amboss bewegbaren Crimper umfasst. Das Steckverbindergehäuse befindet sich hierbei in einem vormontierten Zustand, d. h. es ist bereits von der Crimphülse umschlossen und enthält die in den einzelnen Durchführungen jeweils eingefügten Kabel.
- Das Querschnittprofil eines vom Amboss und vom Crimper umschlossenen Hohlraumes in einem geschlossenen Zustand des Crimpwerkzeuges entspricht dem Querschnittsprofil des Steckverbindergehäuse. Es weist folglich das Querschnittsprofil des die Durchführungen ausbildenden einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements oder der zusammengefügten ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente auf und ist folglich elliptisch, oval, rund oder abgerundet polygonal ausgeformt.
- Auf diese Weise ist mit einer derartigen Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung eine zuverlässige kraftschlüssige Verbindung zwischen der Crimphülse und dem Steckverbindergehäuse und zwischen der Schirmung jedes Kabels und dem Steckverbindergehäuse herstellbar.
- Merkmale, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung beschrieben wurden, sind selbstverständlich für das erfindungsgemäße Steckverbinder-Gehäuseelement, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinders-Anordnung umsetzbar - und umgekehrt.
- Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen in den einzelnen Ausführungen und Untervarianten lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- Fig. 1A
- eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung in einem Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 1B
- eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung am Ende der Herstellung,
- Fig. 1C
- eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung,
- Fig. 2A
- eine Explosionsdarstellung einer ersten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung in einem ersten Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 2B
- eine Explosionsdarstellung einer ersten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung in einem zweiten Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 2C
- eine isometrische Darstellung einer ersten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung am Ende der Herstellung,
- Fig. 2D
- eine Querschnittsdarstellung einer ersten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung,
- Fig. 3A
- eine Explosionsdarstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung mit drei Kabeln in einem ersten Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 3B
- eine Explosionsdarstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung mit drei Kabeln in einem zweiten Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 3C
- eine isometrische Darstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung mit drei Kabeln am Ende der Herstellung,
- Fig. 3D
- eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung mit drei Kabeln,
- Fig. 4A
- eine Explosionsdarstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung mit zwei Kabeln in einem ersten Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 4B
- eine Explosionsdarstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung mit zwei Kabeln in einem zweiten Zwischenschritt der Herstellung,
- Fig. 4C
- eine isometrische Darstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinders-Anordnung mit zwei Kabeln am Ende der Herstellung,
- Fig. 4D
- eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Untervariante einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung mit zwei Kabeln,
- Fig. 5
- eine Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung und
- Fig. 6
- ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung.
- Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
- In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist -jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
- Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben.
- In einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung, die im Folgenden anhand der
Figuren 1A, 1B und1C beschrieben wird, ist das Steckverbindergehäuse einteilig ausgebildet. - In der Steckverbinder-Anordnung 1 gemäß
Fig. 1A werden einem Steckverbinder 2 der Steckverbinder-Anordnung 1 zwei Kabel 3 zugeführt. Der Steckverbinder 2 enthält neben anderen Komponenten auch ein Steckverbindergehäuse 4. Zur Schirmung des Steckverbinders 2 ist das Steckverbindergehäuse 4 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem Metall, hergestellt. - Um die beiden Kabel 3 mit dem Steckverbinder 2 zu verbinden, weist das Steckverbindergehäuse 4 zwei zugehörige Durchführungen 5 auf, durch die die beiden Kabel 3 von außen in den Innenraum des Steckverbindergehäuses 4 hindurchgeführt werden. Im Bereich der Durchführungen 5 ist im Steckverbindergehäuse 4 jeweils ein Schlitz 6 ausgeformt, um im Crimpvorgang den Durchmesser der Durchführung 5 zur Fixierung des Kabels 3 in der Durchführung zu verkleinern. Der Durchmesser der Durchführung 5 ist im nicht verpressten Zustand der Steckverbinder-Anordnung 1 geringfügig größer als der größte Durchmesser des Kabels 3 ausgeführt, um ein leichtes Einfügen des Kabels 3 in der Steckverbindergehäuse 4 zu ermöglichen. Die beiden Durchführungen 5 sind benachbart im Steckverbindergehäuse 4 ausgebildet, um in einem einzigen Crimpvorgang mit einer gemeinsamen Crimphülse die beiden Kabel 3 kraftschlüssig mit dem Steckverbindergehäuse 4 zu verbinden.
- Das Kabel 3 ist typischerweise folgendermaßen aufgebaut, wie insbesondere aus
Fig. 1C hervorgeht:
Ein Bündel aus einzelnen, miteinander verseilten Litzen, die im Innern des Kabels 3 den Innenleiter 7 bilden, ist von einer Isolation 8 umschlossen. Eine Schirmung 9 aus einem Geflecht von miteinander verwobenen Metalldrähten umschließen wiederum die Isolation 8. Schließlich umgibt ein elektrisch isolierender Kabelmantel 10 die Schirmung 9 des Kabels 3. Am Kabelende 11 sind die Litzenbündel des Innenleiters 7 von der Isolation 8 freigelegt. Der von der Isolation 8 freigelegte Innenleiter 7 ist mit einem Kontaktelement 12 bevorzugt mittels einer Schweißverbindung verbunden. Alternativ ist auch eine Crimp- oder Lötverbindung möglich. Schließlich ist es auch möglich, die einzelnen Litzen des Innenleiters 7 am Kabelende 11 in einem Kompaktierungsprozess zu verdichten und zu einem Kontaktelement zu verschweißen. Am Kabelende 11 ist über einen bestimmten Längsabschnitt des Kabels 3 auch die Schirmung 9 vom Kabelmantel 10 freigelegt. Das Ende des Kabelmantels 10 umschließt eine Stützhülse 13 aus Metall. Die vom Kabelmantel 10 freigelegte Schirmung 9 des Kabels 3 ist um die Stützhülse 13 zurückgeschlagen. - Wie aus
Fig. 1B hervorgeht, werden die beiden Kabel 3 soweit in die zugehörige Durchführung 5 des Steckverbindergehäuse 4 eingefügt, dass die um die Stützhülse 13 jeweils zurückgeschlagene Schirmung 9 im Bereich der zugehörigen Durchführung 5 positioniert ist. Auf diese Weise ist es möglich, wie inFig. 1B dargestellt ist, mittels eines Crimpvorgangs eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der um die Stützhülse 13 jeweils zurückgeschlagenen Schirmung 9 jedes Kabels 3 und dem Steckverbindergehäuse 4 innerhalb der zugehörigen Durchführung 5 zu realisieren. Somit ist ein optimaler Schirmübergang zwischen der Schirmung 9 jedes Kabels 3 und der Schirmung des Steckverbinders 2 realisiert, die durch das metallische Steckverbindergehäuse 4 ausgebildet ist. - Zur Realisierung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Schirmung 9 jedes Kabels und dem Steckverbindergehäuse 4 wird eine Crimphülse 14 um das Steckverbindergehäuse 4 im Bereich der beiden im Steckverbindergehäuse 4 jeweils ausgebildeten Durchführungen 6 geführt. Die Crimphülse 14 umschließt folglich das Steckverbindergehäuse 4 und alle im Steckverbindergehäuse 4 jeweils ausgebildeten Durchführungen 5 bevorzugt vollumfänglich. Die Crimphülse 14 umschließt somit auch die durch die Durchführungen 5 jeweils hindurchgeführten Kabel 3 im Bereich der um die jeweilige Stützhülse 13 jeweils zurückgeschlagenen Schirmung 9. Damit die Crimphülse 14 das Steckverbindergehäuse 4 und die darin ausgebildeten Durchführungen 5 umschließen kann, weist das Steckverbindergehäuse 4 eine in sich hülsenförmige Auflagefläche 15 für die Crimphülse 14 auf. Die axiale Breite dieser hülsenförmigen Auflagefläche 15 entspricht wenigstens der axialen Breite der Crimphülse 14. Bevorzugt entspricht sie der axialen Breite der Crimphülse 14.
- Das Querschnittsprofil dieser hülsenförmigen Auflagefläche 15 ist derart ausgebildet, dass der zwischen der hülsenförmigen Auflagefläche 15 befindliche Bereich des Steckverbindergehäuses 4 alle Durchführungen 6 möglichst eng beabstandet umschließt. Der zwischen dieser hülsenförmigen Auflagefläche 15 und den Durchführungen 6 befindliche Bereich des Steckverbindergehäuses 4 ist also derart auszubilden, dass eine für den Crimpvorgang ausreichende Verformung dieses Bereiches des Steckverbindergehäuse 4 möglich ist. Während die Crimphülse 14 einzig plastisch verformt werden muss, kann das Steckverbindergehäuse 4 entweder plastisch oder einzig elastisch verformt werden. Für die in den
Figuren 1A bis 1C jeweils dargestellte Zuführung von zwei Kabeln 3 ergibt sich vorteilhaft ein ovales laterales Querschnittsprofil der hülsenförmigen Auflagefläche 15. Für eine andere Anzahl von zuzuführenden Kabeln 3 und somit für andere Anordnungsmöglichkeiten der zugehörigen Durchführungen 5 ist neben einem ovalen Querschnittsprofil auch ein elliptisches, rundes oder polygonales, insbesondere ein abgerundetes polygonales, Querschnittsprofil denkbar. - In einem Crimpprozess mit einem geeignet ausgebildeten Crimpwerkzeug, das noch beschrieben wird, wird durch die vom Crimpwerkzeug auf die Crimphülse 14 ausgeübte Crimpkraft die Crimphülse 14 kraftschlüssig mit dem Steckverbindergehäuse 4 verbunden. Die Crimpkraft des Crimpwerkzeuges bewirkt, dass der zwischen der Crimphülse 14 befindliche Bereich des Steckverbindergehäuse 4 plastisch oder rein elastisch verformt wird. Hierbei wird insbesondere der laterale Querschnitt der einzelnen Durchführung 5 verkleinert, sodass innerhalb der Durchführung 5 die Schirmung 9 jedes Kabels 3 kraftschlüssig mit der zugehörigen Innenwanderung des Steckverbindergehäuses 4 verbunden ist. Durch die Verkleinerung des lateralen Querschnitts der einzelnen Durchführung 5 wird insbesondere der im Bereich der Durchführung 5 im Steckverbindergehäuse 4 jeweils ausgebildete Schlitz 6 verkleinert, bevorzugt geschlossen. Die Crimphülse 14 umschließt aufgrund des Kraftschlusses das Steckverbindergehäuse 4 enganliegend ohne Lufteinschluss.
- Der laterale Umfang der Crimphülse 14 ist gegenüber dem lateralen Umfang des Steckverbindergehäuses 4 im Bereich der Durchführungen 5, d. h. gegenüber dem lateralen Querschnitt der hülsenförmigen Auflagefläche 14, im nicht verpressten Zustand des Steckverbindergehäuse 4 vergrößert, um ein leichtes Umschließen des Steckverbindergehäuse 4 durch die Crimphülse 14 in der Montage zu ermöglichen. Der laterale Umfang der Crimphülse 14, der für das kraftschlüssige Umschließen des plastisch bzw. elastisch verformten Steckverbindergehäuses 4 nötig ist, ist folglich gegenüber dem ursprünglichen lateralen Umfang verkleinert. Die Crimphülse 14 weist folglich nach dem Crimpprozess eine Überlänge auf, die für die kraftschlüssige Verbindung mit dem Steckverbindergehäuse 4 nicht benötigt wird. Diese Überlänge der Crimphülse 14 wird durch das Crimpwerkzeug zu mindestens einem faltenförmigen Abschnitt 16 der Crimphülse 14, bevorzugt zu zwei faltenförmigen Abschnitten 16 der Crimphülse 14, wie in
Fig. 1C dargestellt ist, umgeformt. Der einzelne faltenförmige Abschnitt 16 der Crimphülse 14 steht hierbei vom Steckverbindergehäuse 4 ab. - In einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Verbinder-Anordnung 1, die in den folgenden Figuren beschrieben wird, ist das Steckverbindergehäuse 4 mehrteilig ausgeführt. Das Steckverbindergehäuse 4 weist wenigstens ein erstes Steckverbinder-Gehäuseelement 17 auf, in dem die Durchführungen 5 ausgebildet sind. Dieses wenigstens eine erste Steckverbinder-Gehäuseelement 17 wird jeweils im Crimpprozess durch die sie umschließende Crimphülse 14 plastisch oder elastisch verformt. Die plastische bzw. elastische Verformung des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17 führt zu einer Reduzierung des lateralen Querschnitts der darin ausgebildeten Durchführungen 5 und damit zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Schirmung 9 des einzelnen Kabels 3 und dem Steckverbindergehäuse 4.
- Das Steckverbindergehäuse 4 umfasst zusätzlich wenigstens ein zweites Steckverbinder-Gehäuseelement 181 und 182. Das wenigstens eine zweite Steckverbinder-Gehäuseelement 181 und 182 dient vor allem zur großflächigen Behausung der im Steckverbinder 2 integrierten Steckverbinderkomponenten, beispielsweise der Kontaktelemente 12, und ist deshalb bevorzugt jeweils schalenförmig ausgeformt ist. Die schalenförmige Ausformung der zweiten Steckverbinder-Gehäuseelemente 181 und 182 reduziert das Gewicht des Steckverbinder 2 und ermöglicht eine einfache Herstellung beispielsweise mittels eines Gießprozesses. Wie aus
Fig. 2C hervorgeht, ist das wenigstens eine zweite Steckverbinder-Gehäuseelement 181 und 182 zwischen der Crimphülse 14 und dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 angeordnet. - Auf der Außenfläche des wenigstens einen zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement 181 und 182 ist wie in der ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1 eine Auflagefläche 15 für die Crimphülse 14 vorgesehen. Zur axialen Fixierung der Crimphülse 14 auf der Auflagefläche 15 des Steckverbindergehäuses 4 sind auf der Außenfläche der zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement 181 und 182 jeweils radial ausgerichtete Begrenzungsbereiche 34 ausgeformt. Durch den Crimpprozess werden die zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement 181 und 182 mit der Crimphülse 14 und gleichzeitig mit dem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 kraftschlüssig verbunden.
- In einer ersten Untervariante der zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1, die in den
Figuren 2A ,2B ,2C und 2D beschrieben wird, ist jede Durchführung 5 jeweils in einem einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 ausgebildet. In dem in denFiguren 2A bis 2D jeweils dargestellten Sonderfall einer ersten Untervariante der zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1 sind alle Durchführungen 5 in einem einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 ausgebildet. - Dieser Sonderfall ist durch eine minimale Anzahl von Schlitzen 6 gekennzeichnet, die im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 ausgebildet ist. Bei dem in den
Figuren 2A bis 2D jeweils dargestellten ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 ist für jede Durchführung 5 jeweils ein Schlitz 6 im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 zwischen der einzelnen Durchführung 5 und der lateralen Begrenzung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17 ausgebildet. In einer alternativen Ausprägung zu dem in den Figuren in denFiguren 2A bis 2D jeweils dargestellten einteiligen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17, ist ein einziger Schlitz 6 zwischen den beiden Durchführungen 5 ausgebildet. Die Minimierung der Schlitzanzahl im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 reduziert die Bewegungsfreiheitsgrade der Kabel 3 in den einzelnen Durchführungen 5 während des Crimpvorgangs und damit ein unerwünschtes Verformen bzw. Beschädigen des vorkonfektionierten Kabels 3 und der zugehörigen Stützhülse 13. - Wie insbesondere aus der Darstellung der
Fig. 2D hervorgeht, sind im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 mehrere zweite Ausnehmungen 19 vorgesehen. Die zweiten Ausnehmungen 19 sind in den Bereichen des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17 ausgebildet, in denen keine Durchführungen 5 vorgesehen sind. Die zweiten Ausnehmungen 19 sind jeweils zwischen einer Trennebene, die für den Gießprozess erforderlich ist und mittig zwischen den beiden axialen Stirnflächen des scheibenförmigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17 angeordnet ist, und jeweils einer der beiden axialen Stirnflächen ausgebildet. - Durch die Ausbildung dieser zweiten Ausnehmungen 19 ist vorteilhaft ein gießtechnisch optimiertes Steckverbinder-Gehäuseelement 17 aus Bereichen mit jeweils einer vergleichsweise ähnlichen Wandstärke herstellbar.
- Die einzelnen zweiten Ausnehmungen 19 sind hierbei derart ausgebildet, dass sich dadurch im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 erste rippenförmige Bereiche 20, zweite rippenförmige Bereiche 21 und dritte rippenförmige Bereiche 22 ausbilden. Der erste rippenförmige Bereich 20 bildet eine abschnittsweise Begrenzung einer Durchführung 5. Der zweite rippenförmige Bereich 21 bildet einen Abschnitt der lateralen Begrenzung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17. Der dritte rippenförmige Bereich 22 verbindet einen ersten rippenförmigen Bereich 20 mit einem zweiten rippenförmigen Bereich 21.
- Die dritten rippenförmigen Bereiche 22 des Steckverbinder-Gehäuseelements 17 bewirken jeweils eine Umlenkung der Crimpkraft, die vom Crimpwerkzeug entweder vertikal oder horizontal, d. h. senkrecht zur lateralen Begrenzung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17, in das erste Steckverbinder-Gehäuseelement 17 eingeleitet wird, in eine zur einzelnen Durchführung 5 jeweils radial orientierten Haltekraft. Auf diese Weise wird die Innenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17 im Bereich der einzelnen Durchführung 5 jeweils über den gesamten Umfang gleichmäßiger radial komprimiert und damit eine gleichmäßige kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 und der Schirmung 9 der einzelnen Kabel 3 erzielt.
- Das einzelne Kabel 3 mit ihrer um eine Stützhülse 13 jeweils ungeschlagenen Schirmung 9 wird in der ersten Untervariante der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1 axial in eine zugehörigen Durchführung 5 des ersten Steckverbinder-Gehäuseelements 17 eingefügt. Um das einzelne Kabel 3 im ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 axial zu fixieren, sind bevorzugt am gehäuseinnenseitigen Ende der einzelnen Durchführung 5 an der Innenwandung des ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 jeweils radial in die einzelne Durchführung 5 hinein gerichtete Erweiterungen 23 ausgebildet, wie aus den
Figuren 2A und2B hervorgeht. An diesen radial nach innen gerichteten Erweiterungen 23 des ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 17 stützt sich die Schirmung 9 des einzelnen Kabels 3 axial ab. Somit ist in der ersten Untervariante der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1 das einzelne Kabel 3 zumindest in einer axialen Richtung im Steckverbindergehäuse 4 fixiert. - In einer zweiten Untervariante der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1 sind die einzelnen Durchführungen 5 jeweils durch die Ausformung und die Anordnung von mehreren ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 ausgebildet.
- Bei der in den
Figuren 3A, 3B ,3C und 3D jeweils dargestellten Steckverbinder-Anordnung 1 werden drei Kabel 3 einem Steckverbinder 2 zugeführt. Die drei Kabel 3 sind hierbei jeweils in einer zugehörigen Durchführung 5 des Steckverbindergehäuses 4 eingefügt, die durch zwei erste Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 ausgebildet sind. - In den beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 sind jeweils für jede Durchführung 5 jeweils eine erste Ausnehmung 24 derart ausgeformt und angeordnet, dass beim Zusammenfügen der beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 die einzelnen zusammengefügten ersten Ausnehmungen 24 jeweils eine Durchführung 5 ausbilden.
- Zum gemeinsamen Fügen der beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 ist an jedem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement 171 und 172 jeweils ein Führungsbereich 251 und 252 ausgebildet, die zueinander korrespondieren. Bei den Führungsbereichen 251 und 252 kann es sich beispielsweise, wie in
Fig. 3A dargestellt ist, um eine Führungsrippe und eine dazu korrespondierende Führungsnut handeln. Andere zueinander korrespondierende Führungsbereiche 251 und 252 wie beispielsweise ein Führungsstift und eine dazu passende Führungsbohrung sind auch denkbar. Die beiden Führungsbereiche 251 und 252 sind an zueinander grenzenden Kontaktflächen bzw. Kontaktbereichen der beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 jeweils ausgeformt. - Neben der Ausbildung von zwei ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 ist insbesondere im Fall von drei Kabeln 3 auch eine dreiteilige Ausbildung von zueinander angeordneten ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen denkbar.
- In der Querschnittsdarstellung der
Fig. 3D sind im gecrimpten bzw. verpressten Zustand der Steckverbinder-Anordnung 1 die beiden zueinander gefügten ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 mit den darin ausgebildeten Durchführungen 5 zu erkennen. Zu erkennen sind auch die im verpressten Zustand geschlossenen Schlitze 6, die sich zwischen den beiden zueinander gefügten ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 befinden. Schließlich ist inFig. 3D auch noch ein geschlossener Schlitz 6 zwischen einer Durchführung 5 und einer zweiten Ausnehmung 19 zu erkennen. - Während in den Figuren 1D und
2C die verpresste Crimphülse 14 jeweils als Zuggurtcrimp ausgebildet ist, ist inFig. 3D die verpresste Crimphülse 14 alternativ als sogenannter Mehrkantcrimp, insbesondere als Zwölfkantcrimp, ausgeformt. Um die Crimphülse 14 mit insgesamt zwölf Kanten durch den Crimpprozess zu realisieren, ist ein entsprechend geformtes Crimpwerkzeug erforderlich. Die verpresste Crimphülse 14 mit insgesamt zwölf Kanten stellt eine bestmögliche Annäherung an das ovale Querschnittsprofil der beiden zusammengefügten ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 dar. Sie ermöglicht somit eine bestmögliche homogene kraftschlüssige Verbindung zwischen der Crimphülse 14 und den beiden zusammengefügten ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 sowie den dazwischen angeordneten zweiten Steckverbinder-Gehäuseelementen 181 und 182 über den gesamten Umfang. - In den
Figuren 4A, 4B ,4C und 4D ist jeweils eine weitere Ausprägung einer zweiten Untervariante der zweiten Ausführungsform der Steckverbinder-Anordnung 1 dargestellt. In diesem Fall sind zwei Kabel 3 in zugehörige Durchführungen 5 eingefügt. Die beiden Durchführungen 5 sind jeweils durch zwei erste Ausnehmungen 24 gebildet, welche wiederum jeweils in zwei erste Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 ausgeformt und angeordnet sind. Aufgrund des zylindrischen Querschnittsprofils der beiden Durchführungen 5 sind die zugehörigen ersten Ausnehmungen 24 in den beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 jeweils halbzylindrisch ausgeformt. - Da die beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 lateral zueinander gefügt werden, ist auch ein laterales Einfügen der beiden Kabel 3 in die beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 möglich, wie in
Fig. 4B angedeutet ist. Durch das laterale Einfügen der einzelnen Kabel 3 in die zugehörigen Ausnehmungen 24 der beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 ist ein axiales Fixieren der einzelnen Kabel 3 im Steckverbindergehäuse 4 in beiden axialen Richtungen möglich. - In den beiden ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 ist hierzu an den Innenwandungen der ersten Ausnehmungen 24 in zwei axial zueinander beabstandeten Positionen jeweils mindestens eine radial nach innen in die jeweilige Durchführung 5 gerichtete radiale Erweiterung 23 ausgebildet. Diese radiale Erweiterung 23 kann jeweils einteilig als ein über den gesamten Umfang der Innenwandung ausgebildeter Steg oder mehrteilig aus mehreren, am Umfang der Innenwandung jeweils verteilt ausgebildeten Stegen ausgebildet sein, wie aus
Fig. 4A zu erkennen ist. Bevorzugt sind die radialen Erweiterungen 23 jeweils am gehäuseinnenseitigen und am gehäuseaußenseitigen Ende der einzelnen Durchführung 5 ausgebildet und entsprechen typischerweise der axialen Erstreckung der Stützhülse 13. - Bei einer mehrteiligen Ausbildung der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 kann die Trennebene im Gießprozess nicht nur mittig und parallel zu den beiden axialen Stirnflächen der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172, sondern auch alternativ in einer dazu senkrechten Ebene angeordnet sein. Durch diese alternative Anordnung der Trennebene können zweite Ausnehmungen 19 in den Bereichen der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 ausgebildet sein, in denen keine Durchführungen 5 ausgeformt sind. Diese zweiten Ausnehmungen 19 der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 erstrecken sich von der lateralen Begrenzung der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 radial in Richtung des Inneren der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172. Somit lassen sich jeweils gießtechnisch optimierte Bereiche der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 mit einer vergleichsweise ähnlichen Wandstärke realisieren.
- Außerdem lassen sich durch eine geeignete Ausformung und Anordnung der zweiten Ausnehmungen 19 in den ersten Steckverbinder-Gehäuseelementen 171 und 172 jeweils vierte rippenförmige Bereiche 26 ausbilden, die sich parallel zu den stirnseitigen Oberflächen der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 erstrecken. Zwischen den beiden vierten rippenförmigen Bereichen 26 sind durch die zweiten Ausnehmungen 19 zusätzlich fünfte rippenförmige Bereiche 28 ausgebildet.
- An der lateralen Begrenzung 27 der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 ist jeweils ein Fixierungsbereich 29 ausgebildet. Der Fixierungsbereich 29 der ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 wirkt mit einem korrespondierenden Fixierungsbereich der zweiten Steckverbinder-Gehäuseelemente 181 und 182 zusammen, um die ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente 171 und 172 zu dem zweiten Steckverbinder-Gehäuseelementen 181 und 182 axial und rotatorisch zu fixieren. Der Fixierungsbereich 29 ist typischerweise plattenförmig ausgeformt und ist mit einer korrespondierend ausgeformten Ausnehmung der zweiten Steckverbinder-Gehäuseelemente 181 und 182 im Eingriff. Alternativ ist beispielsweise auch eine stabförmige Ausformung für den Fixierungsbereich 27 denkbar.
- Aus
Fig. 5 geht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 30 zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung 1 hervor. Diese Vorrichtung 30 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbinder-Anordnung 1 enthält als Crimpwerkzeug einen Amboss 31 und einen Crimper 32. Der Crimper 32 ist relativ zum Amboss 31, wie durch den Doppelpfeil inFig. 5 angedeutet ist, bewegbar. Die Steuerung der Bewegung des Crimpers 32 relativ zum stationär positionierten Amboss 31 erfolgt durch eine Steuerung 33. Die Steuerung 33 kann optional auch die Crimpkraft einstellen, mit der der Crimper 32 auf der Steckverbindergehäuse 4 des Steckverbinders 2 einwirkt. Ebenfalls ist durch die Steuerung 33 eine Bewegung des Crimpers 32 mit einem einstellbaren Kraft-Wege-Verlauf denkbar. - Das Querschnittprofil eines vom Amboss 31 und vom Crimper 32 umschlossenen Hohlraumes im geschlossenen Zustand des Crimpwerkzeugs, d. h. im geschlossenen Zustand des Ambosses 31 und des Crimper 32, entspricht einem Querschnittsprofil des gecrimpten bzw. verpressten Steckverbindergehäuses 4. Ist das Querschnittsprofil des Steckverbindergehäuses 4 beispielsweise oval ausgeformt, wie in
Fig. 5 angedeutet ist, so ist der durch den Amboss 31 und durch den Crimper 32 gebildete Hohlraum im geschlossenen Zustand des Crimpwerkzeugs ebenfalls oval ausgebildet. Im Fall eines elliptischen oder ovalen Querschnittsprofils des Steckverbindergehäuses 4 kann die Relativbewegung des Crimpers 32 zum Amboss 31 und zum im Amboss 31 angeordneten Steckverbindergehäuse 4 entlang der kürzeren Nebenachse der Ellipse bzw. des Ovals erfolgen, wie inFig. 5 dargestellt ist. Alternativ kann die Relativbewegung des Crimpers 32 zum Amboss 31 und zum im Amboss 31 angeordneten Steckverbindergehäuse 4 auch entlang der längeren Hauptachse der Ellipse bzw. des Ovals erfolgen. - In
Fig. 6 sind die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung 1 dargestellt:
In einem ersten Verfahrensschritt S10 werden mehrere vorkonfektionierte Kabel 3 bereitgestellt, die dem Steckverbinder 2 der Steckverbinder-Anordnung zuzuführen sind. Unter einem vorkonfektioniertes Kabel 3 wird hierbei zumindest eine Kabel 3 verstanden, an dessen Kabelende 11 das Litzenbündel des Innenleiters 7 von der Isolierung 8 freigelegt ist und bevorzugt mit einem zugehörigen Kontaktelement 12 verbunden ist. Außerdem ist in einem vorkonfektionierten Kabel 3 am Kabelende 11 die Schirmung 9 vom Kabelmantel 10 freigelegt. Schließlich ist in einem vorkonfektionierten Kabel 3 das Ende des Kabelmantels 10 von einer Stützhülse 13 umschlossen, um die die freigelegte Schirmung 9 zurückgeschlagen ist. - Eine derart vorkonfektioniertes und bereitgestelltes Kabel 3 wird in einem weiteren Verfahrensschritt S20 in eine zugehörige Durchführung 5 eingefügt, die im Steckverbindergehäuse 4 des Steckverbinders 2 ausgebildet ist.
- Bevorzugt liegt auf einer Auflagefläche 15 des Steckverbindergehäuses 4 bereits eine Crimphülse 14 auf und umschließt dabei das dazwischen befindliche Steckverbindergehäuse 4 und die darin ausgebildeten Durchführungen 5.
- In einem abschließenden Verfahrensschritt S30 wird in einem Verpressungs- bzw. Crimpprozess mit einem Crimpwerkzeug eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Crimphülse 14 und dem Steckverbindergehäuse 4 und damit auch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Steckverbindergehäuse 4 und der Schirmung 9 der einzelnen Kabel 3 hergestellt.
- Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
-
- 1
- Steckverbinders-Anordnung
- 2
- Steckverbinder
- 3
- Kabel
- 4
- Steckverbindergehäuse
- 5
- Durchführung
- 6
- Schlitz
- 7
- Innenleiter
- 8
- Isolation
- 9
- Schirmung
- 10
- Kabelmantel
- 11
- Kabelende
- 12
- Kontaktelement
- 13
- Stützhülse
- 14
- Crimphülse
- 15
- Auflagefläche
- 16
- faltenförmiger Bereich
- 17,171,172
- erstes Steckverbinder-Gehäuseelement
- 181,182
- zweites Steckverbinder-Gehäuseelement
- 19
- zweite Ausnehmung
- 20
- erster rippenförmiger Bereich
- 21
- zweiter rippenförmiger Bereich
- 22
- dritter rippenförmiger Bereich
- 23
- radiale Erweiterung
- 24
- erste Ausnehmung
- 251,252
- Führungsbereich
- 26
- vierter rippenförmiger Bereich
- 27
- lateralen Begrenzung
- 28
- fünfter rippenförmiger Bereich
- 29
- Fixierungsbereich
- 30
- Vorrichtung zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung
- 31
- Amboss
- 32
- Crimper
- 33
- Steuerung
- 34
- Begrenzungsbereich
Claims (15)
- Steckverbinder-Anordnung (1) umfassend:- wenigstens zwei Kabel (3) mit jeweils einem Kabelmantel (10) und jeweils einer innerhalb des Kabelmantels (10) angeordneten Schirmung (9), wobei die Schirmung (9) an einem Kabelende (11) vom Kabelmantel (10) freigelegt ist,- ein Steckverbindergehäuse (4) aus einem elektrisch leitfähigen Material, in dem für jedes Kabel (3) jeweils eine Durchführung (5) ausgebildet ist, wobei die freigelegte Schirmung (9) jedes Kabels (3) sich in der jeweiligen Durchführung (5) befindet und mit dem Steckverbindergehäuse (4) kraftschlüssig verbunden ist, und- eine Crimphülse (14), wobei die Crimphülse (14) das Steckverbindergehäuse (4) und jede Durchführung (5) umschließt und mit dem Steckverbindergehäuse (4) kraftschlüssig verbunden ist.
- Steckverbinder-Anordnung (1) nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchführung (5) in wenigstens einem ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (17; 171, 172) des Steckverbindergehäuses (4) ausgebildet ist. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steckverbindergehäuse (4) wenigstens ein zweites Steckverbinder-Gehäuseelement (181, 182) aufweist, welches jeweils schalenförmig ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine zweite Steckverbinder-Gehäuseelement (181, 182) zwischen der Crimphülse (14) und dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (17; 171, 172) angeordnet ist. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach Patentanspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer lateralen Begrenzung (27) des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements (17; 171, 172) jeweils ein Fixierungsbereich (29) zur axialen und/oder rotatorischen Fixierung des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements (17; 171, 172) an dem wenigstens einen zweiten Steckverbinder-Gehäuseelement (181, 182) ausgebildet ist. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,- dass die Durchführung (1) in einem einzigen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (17) ausgebildet ist; oder- dass mehrere erste Steckverbinder-Gehäuseelemente (171, 172) jeweils eine erste Ausnehmung (24) aufweisen, wobei die mehreren ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente (171, 172) mit jeweils der ersten Ausnehmung (24) derart zueinander angeordnet sind, dass die ersten Ausnehmungen (24) die Durchführung (5) ausbilden. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach Patentanspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (17; 171, 172) jeweils mehrere zweite Ausnehmungen (19) derart ausgeformt sind, dass sich dadurch in dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (17; 171, 172) jeweils ein erster rippenförmiger Bereich (20), der eine radiale Begrenzung der Durchführung (5) bildet, ein zweiter rippenförmiger Bereich (21), der eine laterale Begrenzung (27) des wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelements (17; 171, 172) bildet, und ein dritter rippenförmiger Bereich (22) ausbildet, der den ersten rippenförmigen Bereich (20) und den zweiten rippenförmigen Bereich (21) verbindet. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach Patentanspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (171, 172) jeweils mehrere zweite Ausnehmungen (19) derart ausgeformt sind, dass sich dadurch in dem wenigstens einen ersten Steckverbinder-Gehäuseelement (171, 172) jeweils mehrere vierte rippenförmige Bereiche (26), die jeweils parallel zueinander angeordnet sind und axial voneinander beabstandet sind, und wenigstens ein fünfter rippenförmiger Bereich (28) ausbilden, der jeweils die vierten rippenförmigen Bereiche (26) verbindet. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere erste Steckverbinder-Gehäuseelemente (171, 172) jeweils einen Führungsbereich (251, 252) aufweisen, durch die die mehreren ersten Steckverbinder-Gehäuseelemente (171, 172) zusammengefügt sind. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich im Steckverbindergehäuse (4) ausgehend von jeder Durchführung (5) jeweils mindestens ein Schlitz (6) befindet. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steckverbindergehäuse (4) an mindestens einer axialen Position innerhalb der Durchführung (5) jeweils wenigstens eine radial in die Durchführung (5) gerichtete radiale Erweiterung (23) aufweist. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Crimphülse (14) mindestens ein faltenförmiger Abschnitt (16) ausgebildet ist. - Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Stützhülse (13) den Kabelmantel (10) umschließt und die freigelegte Schirmung (9) um die Stützhülse (13) zurückgeschlagen ist, wobei die Stützhülse (13) mehrere Erhöhungen und/oder mehrere Vertiefungen aufweist. - Erstes Steckverbinder-Gehäuseelement (17; 171, 172) für eine Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 12.
- Verfahren zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit den Verfahrensschritten:- Bereitstellen der wenigstens zwei Kabel (3) mit jeweils dem am Kabelende (11) vom Kabelmantel (10) freigelegten Schirmung (9),- Einfügen jedes Kabels (3) in die zugehörige Durchführung (5) des Steckverbindergehäuses (4) und- kraftschlüssiges Verbinden des Steckverbindergehäuses (4) mit der Crimphülse (14).
- Vorrichtung (30) zur Herstellung einer Steckverbinder-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfassend einen Amboss (31) zur Aufnahme des Steckverbindergehäuses (4) und einen relativ zum Amboss (31) bewegbaren Crimper (32), wobei ein Querschnittprofil eines vom Amboss (31) und vom Crimper (32) umschlossenen Hohlraumes einem Querschnittsprofil des Steckverbindergehäuse (4) entspricht.
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