WO2016146103A1 - Hybrides steckverbindergehäuse - Google Patents

Hybrides steckverbindergehäuse Download PDF

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WO2016146103A1
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metal
metal component
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Felix Loske
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Harting Electric GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/502—Bases; Cases composed of different pieces
    • H01R13/504—Bases; Cases composed of different pieces different pieces being moulded, cemented, welded, e.g. ultrasonic welding, or swaged together

Definitions

  • the invention is based on a connector housing according to the preamble of the independent claim 1.
  • Both materials plastic and metal have advantages and disadvantages.
  • the housing materials are selected.
  • the object of the invention is to propose a connector housing which is particularly versatile.
  • the connector housing according to the invention consists of a metallic material, wherein the metallic material is a
  • the connector housing consists of at least one plastic material which forms a plastic component.
  • the metal component and the plastic component are an integral part of the
  • Hybrid connector which consists of at least two different materials. This allows the benefits of each
  • Metal component the metal frame and the plastic component, the side walls of the connector housing.
  • the stability of the housing is ensured here by the metal component.
  • the plastic sidewalls seal the case and allow for significant weight savings.
  • the metal component forms the outer skin and the plastic component forms an adapted to the outer skin inlay of the connector housing.
  • the metal component forms a funnel-shaped structure in the form of a connector housing.
  • the inlay is precisely adapted to the inner wall of this structure.
  • the outer skin can be made very thin here and is as already mentioned above only
  • the inlay ensures the mechanical stability of the connector housing.
  • the inlay has a skeletal structure with individual
  • the structure of the inlay can be determined by suitable
  • Injection mold can be created from the simulation result.
  • the metal component is frame-shaped and the plastic component is enclosed by the metallic material.
  • the frame-shaped part can later be connected to a mating connector or attached to a device.
  • the mechanical stability is formed by the metal component.
  • the plastic component provides mainly for the shielding against media.
  • the metal component has locking means, by which the connector housing with a mating connector or a mounting housing is connectable.
  • the metal component and the plastic component are irreversibly connected to each other, preferably glued or welded together.
  • the connector housing has an opaque
  • Plastic components held in the connector housing The transparent component provides insight into the interior of a connector. In this way, for example, be checked whether the head of a multi-core cable properly to the electrical
  • the connector housing to a weight of less than 100 grams at an inner volume of more than 340,000 mm 3.
  • This lightweight construction is possible by the proposed hybrid construction here.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • Fig. 1 a-c is a perspective view of a hybrid
  • Fig. 2 a-b is a perspective view of another embodiment of the hybrid connector housing
  • Fig. 3 a-b is a perspective view of another embodiment of the hybrid connector housing.
  • FIG. 1a shows a metal component 2 of FIG
  • the metal component 2 shown here has a frame-shaped structure which essentially corresponds to the geometry of the
  • Connector housing 1 forms. As indicated in Figure 1 b, plastic plates are inserted into this frame-shaped structure and both
  • Plastic plates form a plastic component 3 of the
  • Connector housing 1 off.
  • the metal component 2 has Openings 4 and holes on. Through these openings, the connector housing 1 with a mating connector (not shown) or a mounting housing (not shown) can be connected.
  • the finished connector housing 1 is shown in Figure 1 c.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the invention.
  • the metal component 2 'forms the outer skin of the connector housing V.
  • the metal component V can be produced, for example, in a stamping process.
  • the thickness of the metal can be chosen very thin here, which offers weight advantages.
  • the plastic component 3 ' is formed here as a skeletal structure with individual branches.
  • the plastic component is also referred to here as an inlay and pushed in the direction of arrow 6 in the metal component.
  • the ramifications 5 support the metal component 2 'from the inside and thus ensure the mechanical stability of the connector housing V. Die
  • Plastic component 3 ' is designed very complex, but can be easily manufactured in the injection molding process.
  • the inlay determines the mechanical properties and can also be designed differently for the customer depending on the application.
  • the metal component 2 'or the skin can be produced in large quantities by die casting or by punching.
  • the inlay can be produced in large quantities by injection molding
  • the inlay is automatically over the mechanical
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention
  • the metal component 2 "here has a frame-shaped structure, which from the top of the
  • the plastic component 2" here forms the essential housing shape of the connector housing 1 " Structure includes at least one opening 4, which fulfills the function already described above.
  • Fastening area is a mechanically stable connection to the mating housing guaranteed.
  • the metal component acts like a union nut here.
  • Plastic component can, for example, with a seal
  • Plastic component 3 "different metal frames with different locking mechanisms to the counter housing to use. The customer can decide this even on-site in the assembly.
  • the plastic component or metal component can with
  • the invention relates to connector housing (1, 1 ', 1 "), which consists of a metallic material which forms a metal component (2, 2', 2") and which consists at least of a plastic material, which is a plastic component (3, 3 ', 3 " ), wherein the metal component (2, 2 ', 2 ") and the
  • Connector housing (1, V, 1 ") are.
  • the metal component (2, 2 ', 2 ") forms the metal frame and the
  • Plastic component (3, 3 ', 3 ") forms the side walls of the
  • the metal component (2, 2 ', 2 ) forms the outer skin and the plastic component (3, 3', 3") an inlay of the connector housing (1, V, 1 ").
  • the plastic component (3, 3', 3") forms the outer skin and the plastic component (3, 3', 3") an inlay of the connector housing (1, V, 1 ").
  • the plastic component (3, 3 ', 3 ") is enclosed by the metallic material.
  • Connector housing due to the versatility of the materials, in terms of material properties and manufacturing capabilities, can be optimally adapted to customer needs.

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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Steckverbindergehäuse (1, 1', 1"), welches aus einem metallischen Material besteht, welches eine Metallkomponente (2, 2', 2") ausbildet und welches zumindest aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches eine Kunststoffkomponente (3, 3', 3") ausbildet, wobei die Metallkomponente (2, 2', 2") und die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") integraler Bestandteil des Steckverbindergehäuses (1, 1', 1") sind. Die Metallkomponente (2, 2', 2") bildet den Metallrahmen und die Kunststoff komponente (3, 3', 3") bildet die Seitenwände des Steckverbindergehäuses (1, 1', 1"). Alternativ bildet die Metallkomponente (2, 2', 2") die Außenhaut und die Kunststoff komponente (3, 3', 3") ein Inlay des Steckverbindergehäuses (1, 1', 1"). Alternativ ist die Metallkomponente (2, 2', 2") rahmenförmig ausgebildet und die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") ist vom metallischen Material umschlossen. Durch diese hybride Bauweise des Steckverbindergehäuses kann Gewicht eingespart werden ohne die mechanische Belastbarkeit des Steckverbindergehäuses zu verringern. Außerdem kann das Steckverbindergehäuses durch die Vielseitigkeit der Materialien, in Bezug auf Materialeigenschaften und Fertigungsmöglichkeiten, optimal an die Kundenbedürfnisse angepasst werden.

Description

Hybrides Steckverbindergehäuse Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einem Steckverbindergehäuse nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 .
Derartige Steckverbindergehäuse werden in der Industrie zur
Übertragung von hohen Strömen und/oder Datensignalen eingesetzt.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Steckverbindergehäuse mit einer homogenen Materialzusammensetzung bekannt. Es kommt durchaus vor, dass Teile der Oberfläche des Steckverbindergehäuses mit einem Kunststoffmaterial umspritzt werden. Dieser Kunststoffteil übernimmt aber lediglich haptische oder dichtende Aufgaben und ist kein integraler Bestandteil des Steckverbindergehäuses. Die DE 20 201 1 105 009 U1 zeigt ein metallisches Steckverbindergehäuse und die DE 20 2010 002 396 U1 zeigt ein Steckverbindergehäuse aus Kunststoff.
Beide Materialien (Kunststoff und Metall) haben Vor- und Nachteile. Je nach Aufgabe und Einsatzgebiet eines Steckverbinders werden die Gehäusematerialien ausgewählt.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steckverbindergehäuse vorzuschlagen welches besonders vielseitig einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben. Das erfindungsgemäße Steckverbindergehäuse, besteht aus einem metallischen Material, wobei das metallische Material eine
Metallkomponente des Steckverbindergehäuses ausbildet. Weiter besteht das Steckverbindergehäuse aus zumindest einem Kunststoffmaterial, welches eine Kunststoffkomponente ausbildet. Die Metallkomponente und die Kunststoffkomponente sind integraler Bestandteil des
Steckverbindergehäuses. Das bedeutet, dass nur die beiden
Komponenten zusammen ein vollständiges und funktionales
Steckverbindergehäuse bilden. Man kann hier auch von einem
Hybridsteckverbinder sprechen, der aus zumindest zwei verschiedenen Materialien besteht. Dadurch können die Vorteile der jeweiligen
Materialien in dem Steckverbindergehäuse vereint werden. Es können weitere Kunststoffkomponenten, mit unterschiedlichen Eigenschaften, hinzugefügt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet die
Metallkomponente den Metallrahmen und die Kunststoffkomponente die Seitenwände des Steckverbindergehäuses. Die Stabilität des Gehäuses wird hier von der Metallkomponente gewährleistet. Die aus Kunststoff bestehenden Seitenwände dichten das Gehäuse ab und ermöglichen eine erhebliche Gewichtsersparnis.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die Metallkomponente die Außenhaut und die Kunststoff komponente bildet ein an die Außenhaut angepasstes Inlay des Steckverbindergehäuses.
Anders gesagt bildet die Metallkomponente ein trichterförmiges Gebilde in der Form eines Steckverbindergehäuses. Das Inlay ist passgenau an die Innenwand dieses Gebildes angepasst. Die Außenhaut kann hier sehr dünn ausgeführt sein und ist wie oben bereits erwähnt lediglich
formgebend. Das Inlay sorgt hier für die mechanische Stabilität des Steckverbindergehäuses. Bevorzugt weist das Inlay eine skelettartige Struktur mit einzelnen
Verästelungen auf. Die Struktur des Inlays kann durch geeignete
Simulationsprogramme optimiert werden. Eine entsprechende
Spritzgussform kann aus dem Simulationsergebnis erstellt werden.
Vorzugsweise ist die Metallkomponente rahmenförmig ausgebildet und die Kunststoffkomponente ist vom metallischen Material umschlossen. Der rahmenförmige Teil kann später mit einem Gegenstecker verbunden werden oder an ein Gerät befestigt werden. Hier wird die mechanische Stabilität von der Metallkomponente gebildet. Die Kunststoffkomponente sorgt hauptsächlich für die Abschirmung nach außen gegen Medien.
Bevorzugt weist die Metallkomponente Verriegelungsmittel auf, durch welche das Steckverbindergehäuse mit einem Gegensteckverbinder oder einem Anbaugehäuse verbindbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Metallkomponente und die Kunststoff komponente irreversibel miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verklebt oder verschweißt.
Vorteilhafterweise weist das Steckverbindergehäuse eine opake
Kunststoff komponente und gleichzeitig eine transparente
Kunststoff komponente auf. In diesem Fall sind zwei
Kunststoff komponenten im Steckverbindergehäuse gehalten. Die transparente Komponente ermöglicht einen Einblick in das Innenleben eines Steckverbinders. Hierdurch kann beispielsweise überprüft werden, ob die Leiter eines mehradrigen Kabels richtig an die elektrischen
Kontaktelemente angeschlossen sind.
Vorzugsweise weist das Steckverbindergehäuse ein Gewicht von weniger als 100 Gramm bei einem Innenvolumen von mehr als 340000 mm3 auf. Dieser Leichtbau ist durch die hier vorgeschlagene hybride Bauweise möglich.
Besonders bevorzugt wird als Kunststoffkomponente
carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) eingesetzt. Dieses Material ist mechanisch stabil und lässt sich gut mit metallischen Materialien
kombinieren.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a-c) eine perspektivische Darstellung eines hybriden
Steckverbindergehäuses,
Fig. 2 a-b) eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des hybriden Steckverbindergehäuses und
Fig. 3 a-b) eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des hybriden Steckverbindergehäuses.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische
Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die Figur 1 a zeigt eine Metallkomponente 2 eines
Steckverbindergehäuses 1 . Die hier gezeigte Metallkomponente 2 hat eine rahmenförmige Struktur, die im Wesentlichen die Geometrie des
Steckverbindergehäuses 1 ausbildet. Wie in Figur 1 b angedeutet, werden in diese rahmenförmige Struktur Kunststoffplatten eingelegt und beide
Komponenten werden miteinander verklebt oder verschweißt. Die
Kunststoffplatten bilden eine Kunststoffkomponente 3 des
Steckverbindergehäuses 1 aus. Die Metallkomponente 2 weist Öffnungen 4 beziehungsweise Bohrungen auf. Über diese Öffnungen kann das Steckverbindergehäuse 1 mit einem Gegenstecker (nicht gezeigt) oder einem Anbaugehäuse (nicht gezeigt) verbunden werden. Das fertige Steckverbindergehäuse 1 ist in Figur 1 c gezeigt.
In Figur 2 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung gezeigt. Die Metallkomponente 2' bildet die äußere Haut des Steckverbindergehäuses V. Die Metallkomponente V kann beispielsweise in einem Stanzverfahren hergestellt werden. Die Dicke des Metalls kann hier sehr dünn gewählt werden, was Gewichtsvorteile bietet. Die Kunststoffkomponente 3' ist hier als skelettartige Struktur mit einzelnen Verästelungen ausgebildet. Die Kunststoff komponente wird hier auch als Inlay bezeichnet und in Richtung des Pfeils 6 in die Metallkomponente geschoben. Die Verästelungen 5 stützen die Metallkomponente 2' von innen ab und sorgen damit für die mechanische Stabilität des Steckverbindergehäuses V. Die
Kunststoff komponente 3' ist sehr komplex ausgestaltet, kann aber im Spritzgussprozess einfach hergestellt werden.
Das Inlay bestimmt die mechanischen Eigenschafen und kann je nach Anwendungsfall beim Kunden auch anders gestaltet werden.
Der Metallkomponente 2' bzw. die Haut kann in großen Stückzahlen im Druckguss oder durch Stanzformen hergestellt werden. Das Inlay kann in großen Stückzahlen im Spritzguss hergestellt werden
Es wären auch individuelle Inlays mit Methoden der generativen Fertigung (Kunststoff Lasersintern) möglich. Es ist vorteilhaft die hochvolumig und konventionell hergestellten Metallkomponenten 2' mit
individuellen Inlays, die im Kunststoff-Lasersintern vergleichsweise günstig herzustellen sind, auszustatten. Es handelt sich hier um eine Kombination von generativer Fertigung mit konventioneller
Fertigung. Das Inlay wird automatisch über die mechanischen
Anforderungen des Kunden berechnet und hergestellt. In Figur 3 ist eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Steckverbindergehäuses 1 " gezeigt. Die Metallkomponente 2" weist hier eine rahmenförmige Struktur auf, die von oben auf die
Kunststoff komponente 3", in Richtung des Pfeils 7, aufgeschoben wird. Die Kunststoffkomponente 2" bildet hier die wesentliche Gehäuseform des Steckverbindergehäuses 1 " aus. Die Metallkomponente 2" sorgt hier für eine mechanische Stabilität, insbesondere im Verriegelungsbereich des Steckverbindergehäuses 1 ". Die rahmenförmige Struktur enthält zumindest eine Öffnung 4, die die oben bereits beschriebene Funktion erfüllt.
Die Lösung in Figur 3 zeigt eine Kunststoffkomponente 3" und einem Rahmen mit Dichtungsbereich zum Gegengehäuse.
Durch die Metallkomponente 2" im Dichtungs- und
Verschraubungsbereich ist eine mechanisch stabile Verbindung zum Gegengehäuse gewährleistet. Die Metallkomponente wirkt hier wie eine Überwurfmutter. Der Bereich zwischen Metallrahmen und
Kunststoff komponente kann beispielweise mit einer Dichtung
ausgestattet sein. Der Druck zum Abdichten entsteht
beim Festziehen des Metallrahmens (~Überwurfmutter) mit dem
Gegengehäuse. Es ist somit einfach möglich zu der gleichen
Kunststoff komponente 3" verschiedene Metallrahmen mit verschiedenen Verschlussmechanismen zum Gegengehäuse zu verwenden. Der Kunde kann dies sogar noch Vorort bei der Assemblierung entscheiden.
Die Kunststoffkomponente oder Metallkomponente kann mit
verschiedenen Verriegelungsmechanismen zum Gegenstecker
ausgestattet werden.
Im Folgenden wird der Kern der Erfindung noch einmal kurz
zusammengefasst: Die Erfindung bezieht sich auf Steckverbindergehäuse (1 , 1 ', 1 "), welches aus einem metallischen Material besteht, welches eine Metallkomponente (2, 2', 2") ausbildet und welches zumindest aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches eine Kunststoff komponente (3, 3', 3") ausbildet, wobei die Metallkomponente (2, 2', 2") und die
Kunststoff komponente (3, 3', 3") integraler Bestandteil des
Steckverbindergehäuses (1 , V, 1 ") sind.
Die Metallkomponente (2, 2', 2") bildet den Metallrahmen und die
Kunststoff komponente (3, 3', 3") bildet die Seitenwände des
Steckverbindergehäuses (1 , V, 1 "). Alternativ bildet die Metallkomponente (2, 2', 2") die Außenhaut und die Kunststoff komponente (3, 3', 3") ein Inlay des Steckverbindergehäuses (1 , V, 1 "). Alternativ ist die
Metallkomponente (2, 2', 2") rahmenförmig ausgebildet und
die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") ist vom metallischen Material umschlossen.
Durch diese hybride Bauweise des Steckverbindergehäuses kann Gewicht eingespart werden ohne die mechanische Belastbarkeit des
Steckverbindergehäuses zu verringern. Außerdem kann das
Steckverbindergehäuses durch die Vielseitigkeit der Materialien, in Bezug auf Materialeigenschaften und Fertigungsmöglichkeiten, optimal an die Kundenbedürfnisse angepasst werden.
Bezugszeichenliste Steckverbinder
Metallkomponente
Kunststoffkomponente
Öffnung
Verästelung
Pfeil
Pfeil

Claims

Ansprüche
Steckverbindergehäuse (1 , V, 1 "),
- welches aus einem metallischen Material besteht, welches eine Metallkomponente (2, 2', 2") ausbildet und
- welches zumindest aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches eine Kunststoffkomponente (3, 3', 3") ausbildet dadurch gekennzeichnet, dass
die Metallkomponente (2, 2', 2") und die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") integraler Bestandteil des Steckverbindergehäuses (1 , V, 1 ") sind.
Steckverbindergehäuse nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Metallkomponente (2, 2', 2") einen Metallrahmen und
- dass die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") die Seitenwände des Steckverbindergehäuses (1 , V, 1 ") bildet.
Steckverbindergehäuse nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Metallkomponente (2, 2', 2") eine Außenhaut und
- das die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") ein Inlay des
Steckverbindergehäuses (1 , V, 1 ") bildet.
Steckverbindergehäuse nach vorstehendem Anspruch
dadurch gekennzeichnet,
dass das Inlay eine skelettartige Struktur mit einzelnen
Verästelungen (5) aufweist. Steckverbindergehäuse nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Metallkomponente (2, 2', 2") rahmenförmig
ausgebildet ist und
- dass die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") der
Metallkomponente umschlossen ist.
Steckverbindergehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet,
dass die Metallkomponente (2, 2', 2") Verriegelungsmittel aufweist, durch welche das Steckverbindergehäuse (1 , V, 1 ") mit einem Gegensteckverbinder oder einem Anbaugehäuse verbindbar ist.
Steckverbindergehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
das die Metallkomponente (2, 2', 2") und die Kunststoffkomponente (3, 3', 3") irreversibel miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verklebt oder verschweißt, sind.
Steckverbindergehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
das Steckverbindergehäuse (1 , V, 1 ") eine opake
Kunststoff komponente und eine transparente Kunststoff komponente aufweist.
Steckverbindergehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
das Steckverbindergehäuse (1 , V, 1 ") ein Gewicht von weniger als 100 Gramm aufweist. Steckverbindergehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
es die Kunststoff komponente (3, 3', 3") aus carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) besteht.
PCT/DE2016/100109 2015-03-18 2016-03-11 Hybrides steckverbindergehäuse Ceased WO2016146103A1 (de)

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