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EP0433933B1 - Steckverbindergehäuse - Google Patents

Steckverbindergehäuse Download PDF

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Publication number
EP0433933B1
EP0433933B1 EP90124343A EP90124343A EP0433933B1 EP 0433933 B1 EP0433933 B1 EP 0433933B1 EP 90124343 A EP90124343 A EP 90124343A EP 90124343 A EP90124343 A EP 90124343A EP 0433933 B1 EP0433933 B1 EP 0433933B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cable
plastic
electrical connector
shells
connector casing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90124343A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0433933A1 (de
Inventor
Kurt Ellensohn
Paul Schreiber
Arnold Federer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Original Assignee
Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirschmann Electronics GmbH and Co KG filed Critical Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Priority to AT90124343T priority Critical patent/ATE90814T1/de
Publication of EP0433933A1 publication Critical patent/EP0433933A1/de
Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • 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, or swaged together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5205—Sealing means between cable and housing, e.g. grommet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/20—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for assembling or disassembling contact members with insulating base, case or sleeve
    • H01R43/24—Assembling by moulding on contact members

Definitions

  • the invention relates to a plastic housing for electrical connectors according to the preamble of claim 1.
  • the plastic sheathing is not only intended to hold the two half-shells together mechanically, but above all to seal the connector against moisture penetration on the cable side, as is required, for example, when used outdoors or in the engine compartment of vehicles in order to ensure permanent, reliable function can.
  • Such a connector housing is already known from DE 37 26 515 C1. The problem of keeping the connector tight against the ingress of moisture between the cable entry socket and the cable cannot be solved to a sufficient degree even by several annular strain relief surveys that are pressed into the cable sheath.
  • the cable entry piece is separated into a contact-side part and a cable-side part connected to it via spacers, and the space is filled with the covering material.
  • This measure would also not result in a sufficient sealing effect if the spacers had a smooth surface. They are therefore provided with radially protruding ribs tapering towards the free end.
  • the required longitudinal watertightness can only be achieved through the "intimate assignment of the components involved" achieved, in which the plastic covering due to the shrinkage when cooling and the pointed edge parts of the ribs bear against them under high pressure.
  • the invention is therefore based on the object of developing a plastic housing in accordance with the preamble of claim 1 such that, in comparison with the prior art, an at least as high longitudinal water tightness between the cable inlet connection piece and the cable jacket is achieved in a more cost-effective and long-term reliable manner.
  • the melting temperature difference is about 30 ° C, at which a sufficiently fast melting thin spacers made of the material mentioned is possible.
  • this is of course also when using other materials achievable with other melting temperature differences, but the use of glass fiber reinforced plastic has the advantage of a particularly high mechanical stability, due to which the spacer webs can be made particularly thin; as a result, they melt so quickly at the above-mentioned melting temperature difference that the half-shells certainly cannot melt in an inadmissible manner.
  • a further advantageous embodiment of the plastic housing according to the invention is described in claim 4.
  • the injection nozzles are directed at those points of the spacer webs that melt fastest because the heat dissipation to neighboring housing parts (half shells) is lowest there. This achieves an absolute minimum of the melting time that can be achieved with given material properties and dimensions of the spacer webs. This provides the user with an additional means of optimally adapting the overall manufacture of the plastic housing in terms of dimensions and tolerances, the degree of melting of the half-shells, the choice of material (and ultimately also the tightness between the plastic sheathing and the cable sheath) and manufacturing reliability (reject rate) to the needs of the individual case .
  • the plastic housing of the electrical connector intended for use in the engine compartment of vehicles consists of a contact part (not shown) and a cable entry socket 1, in which a cable 2 is arranged in a form-fitting manner, which has three conductors 5 surrounded by a cable jacket 3 and each provided with an insulating sleeve 4 .
  • the cable entry socket 1 consists of two identical half-shells 6 which are connected to one another by a clip closure (not shown). On the inner surface of the half-shells 6, annular elevations 7 are arranged, which are pressed into the cable sheath 3 in order to achieve sufficient strain relief and rough longitudinal water tightness when the cable entry socket 1 is installed.
  • Each half-shell 6 consists of a cable-side part 8 and a contact-side part 11 spaced therefrom by a spacer 10 before the plastic housing 9 is encapsulated with a plastic sheath 9 13 on.
  • the plastic housing and thus the half-shell parts 8, 11 and spacer webs 10 are made by injection molding from glass fiber reinforced polyamide PA 6 (30% glass fiber content).
  • glass fiber reinforced polyamide PA 6 (30% glass fiber content).
  • this and the end region of the contact part facing it are extrusion-coated with a plastic covering 9 made of glass fiber reinforced polyamide PA 6.6 (25% glass fiber content).
  • the stability of the spacer webs 10 required for this is achieved on the one hand by the use of glass fiber reinforced material and on the other hand by a longitudinal profile with a W-shaped cross section.
  • the spacer webs 10 melt due to their small thickness - which was made possible with a glass fiber-reinforced polyamide contrary to a prejudice of the experts - and that of the material chosen Compared to the sheathing, the melting point is approximately 30 ° C lower, largely so quickly that the larger-volume half-shell parts 8, 11 melt only insignificantly.
  • the injection points are arranged at the level of the center of the web, that is, are directed to a point where the lowest heat outflow is possible, so that at least the central web area melts away with certainty.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • 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.
    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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
    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.
    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.
    Im Vergleich zu der beschriebenen bekannten Ausführung ist beim erfindungsgemäßen Kunststoffgehäuse somit eine noch zuverlässigere Dichtwirkung auf kostengünstigere Weise erzielt.
  • Vorteilhafte Ausführungen bzw. Ausgestaltungen des im Anspruch 1 angegebenen Kunststoffgehäuses sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
    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.
  • 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.
    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.
  • 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.

Claims (4)

  1. Kunststoffgehäuse für elektrische Steckverbinder, das einen aus zwei, jeweils aus einem kontaktseitigen (8) und einem kabelseitigen (11) Teil bestehenden Halbschalen (6) aufgebauten Kabeleinführungsstutzen (1) aufweist, der zusammen mit dem eingeführten Kabel teilweise von einer im Spritzgußverfahren aufgebrachten Kunststoffumhüllung (9) 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.
EP90124343A 1989-12-22 1990-12-15 Steckverbindergehäuse Expired - Lifetime EP0433933B1 (de)

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