Steckverbinderhäuse
[0001] Die Erfindung betrifft ein Kunststoffgehäuse für elektrische Steckerbinder gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Kunststoffumhüllung ist dabei nicht nur zum
mechanischen Zusammenhalten der beiden Halbschalen, sondern vor allem zum Abdichten
des Steckverbinders gegen kabelseitiges Eindringen von Feuchtigkeit vorgesehen, wie
dies beispielsweise bei einer Verwendung im Freien oder im Motorraum von Fahrzeugen
erforderlich ist, um eine dauerhaft sichere Funktion gewährleisten zu können.
[0002] Ein derartiges Steckverbinder-Gehäuse ist bereits aus der DE 37 26 515 C1 bekannt.
Das Problem, den Steckverbinder auch gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen
Kabeleinführungsstutzen und Kabel dicht zu bekommen, ist selbst durch mehrere sich
in den Kabelmantel eindrückende ringförmige Zugentlastungs-Erhebungen nicht in ausreichendem
Maße lösbar. Daher ist bei der bekannten Ausführung der Kabeleinführungsstutzen in
einen kontaktseitigen und einen damit über Distanzhalter verbundenen kabelseitigen
Teil getrennt und der Zwischenraum mit dem Umhüllungsmaterial ausgefüllt. Auch diese
Maßnahme würde noch keine ausreichende Dichtwirkung ergeben, wenn die Distanzhalter
eine glatte Oberfläche aufweisen würden. Sie sind deshalb mit radial abragenden, zum
freien Ende hin spitz zulaufenden Rippen versehen. Erst durch die so erreichte "innige
Zuordnung der beteiligten Bauelemente", bei der die Kunststoffumhüllung durch das
Schrumpfen beim Erkalten sowie die spitzen Randteile der Rippen unter hohem Druck
an diesen anliegen, ist die erforderliche Längswasserdichtigkeit zu erzielen.
[0003] Auf der anderen Seite bedingt ein solcher Steckeraufbau - wenn die Dichtigkeit auch
in der Serienfertigung zuverlässig gewährleistet sein soll - ein, insbesondere im
Hinblick auf die präzise Herstellung der an den Distanzhaltern vorgesehenen Rippen,
kompliziert aufgebautes und damit teueres Werkzeug.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffgehäuse nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß im Vergleich zum Stand der Technik eine
mindestens ebenso hohe Längswasserdichtigkeit zwischen Kabeleinführungsstutzen und
Kabelmantel kostengünstiger und dauerhaft zuverlässig erreicht ist.
[0005] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 gelöst.
[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielt, daß beim Spritzvorgang die dünnen Abstandsstege
zumindest in ihrem mittleren Bereich vollständig wegschmelzen, während die dickeren,
großvolumigeren Halbschalen lediglich in unerheblichem, ihre Funktion nicht beeinträchtigendem
Maße anschmelzen. Die Stärke der Abstandsstege und die unterschiedliche Schmelztemperaturen
aufweisenden Materialien von Kunststoffumhüllung und Kabeleinführungsstutzen sind
dabei so gewählt, daß einerseits eine stabile und genaue gegenseitige Positionierung
der zugehörigen Halbschalenteile im Spritzgußwerkzeug gewährleistet und andererseits
ein schnelles Schmelzen der Abstandsstege sichergestellt ist.
[0007] Beim fertig umspritzten Gehäuse bestehen also keine Abstandshalter mehr, sodaß folglich
auch das beim angeführten Stand der Technik durch Querrippen gelöste Problem der Längswasserdichtigkeit
zwischen Kunststoffumhüllung und Abstandshaltern vollständig vermieden und die Herstellung
des Steckverbindergehäuses mit Hilfe eines einfacheren und billigeren Werkzeugs möglich
ist.
[0008] Im Vergleich zu der beschriebenen bekannten Ausführung ist beim erfindungsgemäßen
Kunststoffgehäuse somit eine noch zuverlässigere Dichtwirkung auf kostengünstigere
Weise erzielt.
[0009] Vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen des im Anspruch 1 angegebenen Kunststoffgehäuses
sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
[0010] Bei einem Aufbau aus glasfaserverstärktem Polyamid gemäß Anspruch 2, nämlich PA 6
(Glasfaseranteil 30%) für den Kabeleinführungsstutzen und PA 6,6 (Glasfaseranteil
25%) für die Kunststoffumhüllung, beträgt die Schmelztemperaturdifferenz etwa 30°C,
bei der ein ausreichend schnelles Schmelzen der dünnen Abstandsstege aus dem genannten
Material möglich ist. Grundsätzlich ist dies natürlich auch bei Verwendung anderer
Materialien mit anderen Schmelztemperaturunterschieden erreichbar, der Einsatz von
glasfaserverstärktem Kunststoff hat jedoch den Vorteil einer besonders hohen mechanischen
Stabilität, aufgrund der die Abstandsstege besonders dünn ausgeführt sein können;
dadurch schmelzen sie bei der o.g. Schmelztemperaturdifferenz so schnell, daß die
Halbschalen mit Sicherheit nicht in unzulässiger Weise anschmelzen können.
[0011] Diese vorteilhafte Eigenschaft kann durch eine Ausgestaltung der Abstandsstege nach
Anspruch 3 noch verstärkt werden, weil diese aufgrund ihrer z.B. im Querschnitt W-förmigen
Ausbildung (kein Profil quer zur Längsrichtung) eine weiter verstärkte Stabilität
aufweisen, die eine noch geringere Stegstärke zuläßt und dabei trotzdem eine exakte
gegenseitige Positionierung der korrespondierenden Halbschalenteile im Spritzwerkzeug
gewährleistet. Damit reichen ggf. auch geringere Schmelztemperaturunterschiede aus,
sodaß auch die Möglichkeiten für die Materialauswahl erweitert sind.
[0012] Eine weitere vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Kunststoffgehäuses ist
in Anspruch 4 beschrieben. Dabei sind die Anspritzdüsen auf diejenigen Stellen der
Abstandsstege gerichtet, die am schnellsten schmelzen, weil dort die Wärmeabführung
zu benachbarten Gehäuseteilen (Halbschalen) am geringsten ist. Damit ist ein absolutes
Minimum der bei vorgegebenen Materialeigenschaften und Abmessungen der Abstandsstege
erreichbaren Schmelzzeit erzielt. Dem Anwender ist dadurch ein zusätzliches Mittel
an die Hand gegeben, insgesamt die Herstellung des Kunststoffgehäuses hinsichtlich
Abmessungen und Toleranzen, Anschmelzgrad der Halbschalen, Materialauswahl (und damit
letztlich auch der Dichtigkeit zwischen Kunststoffumhüllung und Kabelmantel) sowie
Fertigungssicherheit (Ausschußrate) optimal den Bedürfnissen des Einzelfalles anzupassen.
[0013] Die Erfindung wird nachstehend noch anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen
- Fig. 1a,b
- einen ausschnittsweisen Axialschnitt durch eine Halbschale des Kabeleinführungsstutzens
des Steckverbindergehäuses vor (Fig. 1a) und nach (Fig. 1b) dem Umspritzen mit der
Kunststoffumhüllung,
- Fig. 2a,b
- jeweils einen Radialschnitt A-B entlang den in Fig. 1a,b dargestellten Schnittlinien.
[0014] Das Kunststoffgehäuse des für den Einsatz im Motorraum von Fahrzeugen vorgesehenen
elektrischen Steckverbinders besteht aus einem nicht dargestellten Kontaktteil und
einem Kabeleinführungstutzen 1, in dem ein Kabel 2 formschlüssig angeordnet ist, welches
drei von einem Kabelmantel 3 umgebene, jeweils mit einer Isolierhülle 4 versehene
Leiter 5 aufweist. Der Kabeleinführungsstutzen 1 besteht aus zwei gleichen, durch
einen nicht dargestellten Clipverschluß miteinander verbundenen Halbschalen 6. Auf
der Innenfläche der Halbschalen 6 sind ringförmige Erhebungen 7 angeordnet, die bei
montiertem Kabeleinführungsstutzen 1 zur Erzielung einer ausreichenden Zugentlastung
und groben Längswasserdichtigkeit in den Kabelmantel 3 eingedrückt sind.
[0015] Jede Halbschale 6 besteht aus einem kabelseitigen Teil 8 und einem davon vor dem
Umspritzen des Kunststoffgehäuses mit einer Kunststoffumhüllung 9 durch einen Abstandssteg
10 beabstandeten kontaktseitigen Teil 11. Zum paßgenauen Zusammenfügen weisen alle
Halbschalenteile 8, 11 jeweils einen Längssteg 12 und eine an diesen angepaßte komplementäre
Ausnehmung 13 auf.
[0016] Das Kunststoffgehäuse und damit die Halbschalenteile 8, 11 und Abstandsstege 10 sind
im Spritzgußverfahren aus glasfaserverstärktem Polyamid PA 6 (30% Glasfaseranteil)
hergestellt. Zur Erzeugung der für den genannten Einsatz des Steckverbinders erforderlichen
Längswasserdichtigkeit im Kabeleinführungsstutzen 1 wird dieser und der ihm zugewandte
Endbereich des Kontaktteils mit einer Kunststoffumhüllung 9 aus glasfaserverstärktem
Polyamid PA 6,6 (25% Glasfaseranteil) umspritzt. Dazu halten die Abstandsstege 10
trotz einer Stärke von nur 0,15 bis 0,20 mm die Halbschalenteile 8, 11 im Spritzgußwerkzeug
relativ zueinander sicher in der richtigen Position. Die hierzu erforderliche Stabilität
der Abstandsstege 10 ist einerseits durch die Verwendung von glasfaserverstärktem
Material und zum andern durch ein im Querschnitt W-förmiges Längsprofil erreicht.
[0017] Beim Eindringen des Umhüllungsmaterials in den Zwischenraum zwischen den Halbschalenteilen
8 und 11 schmelzen die Abstandsstege 10 aufgrund ihrer geringen Dicke - die bei glasfaserverstärktem
Polyamid entgegen einem Vorurteil der Fachwelt ermöglicht wurde - und des bei dem
gewählten Material im Vergleich zur Umhüllung um etwa 30°C niedrigeren Schmelzpunktes
weitgehend weg, und zwar so schnell, daß dabei die großvolumigeren Halbschalenteile
8, 11 lediglich unwesentlich anschmelzen. Damit die Abstandsstege 10 auch bei etwas
größerer Stärke und/oder anderem Material ausreichend schnell wegschmelzen, sind die
Anspritzpunkte auf Höhe der Stegmitte angeordnet, also auf eine Stelle gerichtet,
wo der geringste Wärmeabfluß möglich ist, sodaß mit Sicherheit zumindest der mittlere
Stegbereich wegschmilzt.
[0018] Damit ist der Raum zwischen den Halbschalenteilen 8 und 11 vollständig von der Kunststoffumhüllung
9 ausgefüllt, sodaß keine besonderen Maßnahmen mehr bzgl. der Längswasserdichtigkeit
von Verbindungsteilen (wie z.B. die Rippen der beim Stand der Technik auch nach dem
Umspritzen noch vorhandenen Distanzhalter) erforderlich sind. Zudem ist dadurch auch
das Spritzgußwerkzeug einfacher und billiger, sodaß insgesamt mit geringerem Aufwand
eine insoweit bessere, nämlich absolute Dichtwirkung erreicht ist; diese Vorteile
werden - insbesondere durch den Wegfall komplizierter und damit relativ schnell verschleißender
Werkzeugteile - auch in der Serienfertigung dauerhaft sicher mit minimaler Ausschußrate
gewährleistet.
1. Kunststoffgehäuse für elektrische Steckverbinder, das einen aus zwei, jeweils aus
einem kontaktseitigen und einem kabelseitigen Teil bestehenden Halbschalen aufgebauten
Kabeleinführungsstutzen aufweist, der zusammen mit dem eingeführten Kabel teilweise
von einer im Spritzgußverfahren aufgebrachten Kunststoffumhüllung umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (8, 11) jeder Halbschale (6) vor dem
Umspritzen jeweils durch wenigstens einen, im Vergleich zur Wandstärke der Halbschalen
(6) dünnen, quer zur Längsrichtung unprofilierten Abstandssteg (10) einstückig miteinander
verbunden sind und das Material des Kabeleinführungsstutzens (1) einen niedrigeren
Schmelzpunkt aufweist als dasjenige der Kunststoffumhüllung (9).
2. Kunststoffgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabeleinführungsstutzen
(1) aus mit einem Anteil von 30% und die Kunststoffumhüllung (9) aus mit einem Anteil
von 25% glasfaserverstärktem Polyamid besteht.
3. Kunststoffgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstege
(10) ein Längsprofil aufweisen.
4. Kunststoffgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abstandsstege (10) derart angeordnet sind, daß sich die Anspritzpunkte für die Kunststoffumhüllung
(9) jeweils auf Höhe der Stegmitte befinden.