EP3203589A1 - Housing for electrical plug connections, use and method of producing the housing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (10) für elektrische Steckverbindungen, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, mit mindestens einer durch eine Eintrittsöffnung (13) des Gehäuses (10) geführten Kabelleitung (11), wobei das Gehäuse (10) aus einer Hartkomponente aus Kunststoff besteht. Um an der Eintrittsöffnung (13) die Kabelleitung (11) weniger knickempfindlich zu machen, schlägt die Erfindung vor, dass sich die Eintrittsöffnung (13) in einer Weichkomponente (15), die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, befindet, wobei die Weichkomponente (15) und das Gehäuse (10) als Verbundteil ausgebildet sind.The invention relates to a housing (10) for electrical plug connections, for example for electric vehicles, having at least one cable lead (11) guided through an inlet opening (13) of the housing (10), wherein the housing (10) consists of a hard component made of plastic. In order to make the cable line (11) less sensitive to kinking at the inlet opening (13), the invention proposes that the inlet opening (13) is located in a soft component (15), which preferably consists of an elastomer, the soft component (15 ) and the housing (10) are formed as a composite part.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektrische Steckverbindungen, dessen Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung des Gehäuses, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, mit mindestens einer durch eine Eintrittsöffnung des Gehäuses geführten Kabelleitung, wobei das Gehäuse aus einer Hartkomponente aus Kunststoff besteht.The invention relates to a housing for electrical connectors, its use and a method for producing the housing, for example for electric vehicles, with at least one guided through an inlet opening of the housing cable line, wherein the housing consists of a hard component made of plastic.
Ein Gehäuse der eingangs genannten Art ist häufig Bestandteil von Verriegelungsvorrichtungen in Elektroautos, die beispielhaft in der
Aus der
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Hierzu finden im Stand der Technik Gehäuse Verwendung, die den Steckverbindungen zugeordnet sind, welche wiederum für eine elektrische Steckverbindung zum Aufladen der Energiezellen eines Fahrzeuges mit elektrischem Antrieb vorgesehen sind.For this purpose find in the prior art housing use, which are associated with the connectors, which in turn are provided for an electrical connector for charging the power cells of a vehicle with electric drive.
Bei den Gehäusen handelt es sich dabei um umspritzte Teile, die mit Kabelleitungen, beispielsweise im Motorraum oder im Bereich der Tankklappe, versehen sind.The housings are overmolded parts which are provided with cable lines, for example in the engine compartment or in the region of the tank flap.
Die Gehäuse sind dabei im Innern mit Kontakten versehen, die mit den Kabelleitungen verbunden sind. Die Kabelleitungen sind wiederum durch in den Gehäusen befindliche Eintrittsöffnungen in das Innere des Gehäuses geführt.The housings are provided inside with contacts that are connected to the cable lines. The cable lines are in turn guided by located in the housings inlet openings in the interior of the housing.
Die Gehäuse sind häufig aus dem Material PBT GF 30, d.h. aus Polybutylenterephtalat mit 30 % Glasfaser, und somit aus einer eher harten Komponente gebildet, wohingegen das Ummantelungsmaterial der Kabelleitungen aus PVC, d.h. aus Polyvinylchlorid besteht und folglich aus einem eher weichen Material gebildet ist. Hierdurch entsteht am Kabelaustritt, d.h. an den Eintrittsöffnungen, eine Knickstelle, die zu Beschädigungen der Kabelleitungen bei einem unsachgemäßen Umgang durch die Benutzer führen kann.The housings are often made of the material PBT GF 30, i. made of polybutylene terephtalate with 30% glass fiber, and thus formed of a rather hard component, whereas the sheathing material of the PVC cable lines, i. is made of polyvinyl chloride and thus is formed of a rather soft material. This results in cable exit, i. at the inlet openings, a kink that can lead to damage to the cable lines in case of improper handling by the user.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse sowie ein Verfahren zur Herstellung des Gehäuses der eingangs genannten Art zu Verfügung zu stellen, das sich an seinen für die Kabelleitungen vorgesehenen Eintrittsöffnungen durch eine geringe Knickempfindlichkeit seiner Kabelleitungen und somit durch eine größere Robustheit der Kabelleitungen auszeichnet.It is therefore an object of the present invention to provide a housing and a method for producing the housing of the type mentioned, which is characterized at its intended for the cable lines inlet openings by a low kink sensitivity of its cable lines and thus by a greater robustness of the cable lines ,
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 3 sowie einem Verfahren nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved with the features of claims 1 and 3 and a method according to
Die Erfindung sieht vor, dass sich die Eintrittsöffnung in einer Weichkomponente, die vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, befindet, wobei die Weichkomponente und das Gehäuse als Verbundteil ausgebildet sind.The invention provides that the inlet opening is in a soft component, which preferably consists of an elastomer, wherein the soft component and the housing are formed as a composite part.
Grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Knickempfindlichkeit an der Eintrittsöffnung des Gehäuses zu reduzieren, indem zwischen Kabelleitungen und Gehäuse eine Weichkomponente, die beispielsweise aus einem Elastomer gebildet ist, angeordnet wird.The basic idea of the invention is to reduce the kink sensitivity at the inlet opening of the housing by arranging a soft component, which is formed for example from an elastomer, between the cable lines and the housing.
Das Gehäuse für elektrische Steckverbindungen, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, weist mindestens eine durch eine Eintrittsöffnung des Gehäuses geführte Kabelleitung auf, wobei das Gehäuse als Verbundteil ausgebildet aus einer Hartkomponente aus Kunststoff und einer Weichkomponente besteht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Weichkomponente an der Kabelleitung angeordnet ist und sich in der Eintrittsöffnung befindet, so dass der Herstellungsprozess optimiert wird. Denn es sind gegenüber bekannten Gehäusen mit Knickschutz insgesamt weniger Bauteile notwenig, so dass die Herstellung nicht nur hinsichtlich der Kosten, sondern auch bezüglich der Zykluszeiten bei der Herstellung optimiert ist.The housing for electrical plug-in connections, for example for electric vehicles, has at least one cable lead routed through an inlet opening of the housing, wherein the housing as a composite part consists of a hard component made of plastic and a soft component. According to the invention it is provided that the soft component is arranged on the cable line and is located in the inlet opening, so that the manufacturing process is optimized. Because it compared to known cases with anti-kink protection fewer components are required, so that the production is optimized not only in terms of cost, but also with respect to the cycle times in the production.
Vorteilhafterweise kann die Weichkomponente ein Schrumpfschlauch sein, wodurch ein sicherer Halt der Weichkomponente an der Kabelleitung realisiert wird. Dadurch ist ein besonders effektiver Knickschutz gegeben. Zusätzlich wird der Herstellungsprozess durch die temparaturabhängigen Eigenschaften des Schrumpfschlauches weiter verbessert wird. Dies kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn die mit dem Schrumpfschlauch verbundene Kabelleitung in ein Werkzeug zur Herstellung des Gehäuses eingebracht und dort Wärme ausgesetzt wird, so dass sich der Schrumpfschlauch folglich passgenau an die Kabelleitung anschmiegt.Advantageously, the soft component may be a shrink tube, whereby a secure hold of the soft component is realized on the cable line. This provides a particularly effective kink protection. In addition, the manufacturing process is further improved by the temperature-dependent properties of the shrink tube. This comes into play, in particular, when the cable conduit connected to the shrink tubing is introduced into a tool for producing the housing and exposed to heat there is, so that the shrink tube thus conforming snugly to the cable line.
Die Weichkomponente und das Gehäuse sind gemäß der Erfindung als Verbundteil ausgebildet, das im Rahmen der 2K-Technologie hergestellt worden ist, d.h. die Weichkomponente wird mit dem Gehäuse zu einem Verbundteil in einem gemeinsamen, synchronen Prozess der Umspritzung zusammengefügt. Die Weichkomponente ist dabei als separates Teil gefertigt und wird zusammen mit den Kontakten bzw. Kabelleitung in die Gehäuseform eingelegt, sodass auch eine zusätzliche Abdichtung auf dem Kabelummantelungswerkstoff entfällt.
Das erfindungsgemäße Gehäuse eignet sich für verschiedene Umgebungsbedingungen. Es kann insbesondere Verwendung finden bei einer Betriebstemperatur zwischen ca. - 40°C und ca. 85°C und einer Lagerungstemperatur zwischen ca. -40°C und ca. 120°C.The soft component and the housing are formed according to the invention as a composite part, which has been produced in the context of 2K technology, ie the soft component is joined together with the housing to form a composite part in a common, synchronous process of overmolding. The soft component is made as a separate part and is inserted together with the contacts or cable line in the housing form, so that also eliminates an additional seal on the cable sheath material.
The housing according to the invention is suitable for various environmental conditions. It can be used in particular at an operating temperature between about - 40 ° C and about 85 ° C and a storage temperature between about -40 ° C and about 120 ° C.
Das erfindungsgemäße Gehäuse zeichnet sich auch durch eine gute Dichtigkeit aus und weist im Rahmen der Schutzart vorzugsweise den Code IP54 auf.The housing according to the invention is also characterized by a good tightness and preferably has the code IP54 in the context of protection.
Nach einem eigenständigen Gedanken der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses einer elektrischen Steckverbindung vorgesehen, wobei mindestens eine, vorzugsweise als Schrumpfschlauch ausgebildete Weichkomponente an mindestens eine Kabelleitung angebracht wird. Vorteilhafterweise kann der Schrumpfschlauch auf die Kabelleitung aufgezogen oder die Kabelleitung durch den Schrumpfschlauch hindurch gezogen werden.According to an independent idea of the invention, a method for producing a housing of an electrical connector is provided, wherein at least one, preferably designed as a shrink tube soft component is attached to at least one cable line. Advantageously, the shrink tube can be mounted on the cable line or the cable line can be pulled through the shrink tube.
Erfindungsgemäß wird anschließend die mit der Weichkomponente versehene Kabelleitung in ein Werkzeug, insbesondere eine Spritzgussform zur Herstellung des Gehäuses eingelegt und mit Kunststoff umspritzt, so dass ein Gehäuse mit im und am Gehäuse angeordneten Kabelleitungen, welche mit Steckkontakten versehen werden können. Durch den auf diese Weise realisierten Knickschutz wird die Knickempfindlichkeit verbessert. Denn die Enden der mit der Weichkomponente versehenen Kabelleitungen sind zum Teil von der Gehäusewand umschlossen und ragen zum Teil aus dem Gehäuse heraus. Ferner wird auf diese Weise ein hinsichtlich Produktionszyklen und -kosten optimierter Herstellungsprozess gewährleistet.According to the invention then provided with the soft component cable line is inserted into a tool, in particular an injection mold for producing the housing and molded with plastic, so that a housing with arranged in and on the housing cable lines, which can be provided with plug contacts. The kink protection implemented in this way improves the kink sensitivity. Because the ends of the cables provided with the soft component cable lines are partially enclosed by the housing wall and partly protrude out of the case. Furthermore, a manufacturing process optimized in terms of production cycles and costs is ensured in this way.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich innerhalb der Weichkomponente längliche Hohlräume befinden, durch die die Kabelleitung geführt ist. Hierdurch befindet sich ein größerer Teil der Kabelleitung innerhalb der Weichkomponente, wodurch wiederum die Knickempfindlichkeit der Kabelleitung weiter verringert und der Halt der Kabelleitungen innerhalb der Weichkomponente weiter erhöht wird. Hierzu dient auch, dass die Kabelleitung vorzugsweise passgenau durch die länglichen Hohlräume geführt ist.An advantageous development of the invention provides that are within the soft component elongated cavities through which the cable line is guided. As a result, there is a greater part of the cable line within the soft component, which in turn further reduces the kink sensitivity of the cable line and the hold of the cable lines within the soft component is further increased. This also serves that the cable line is preferably performed accurately fit through the elongated cavities.
Auch sorgt eine größere Außenfläche der Weichkomponente für eine größere Haftung zwischen der Hartkomponente und der Weichkomponente. Die Weichkomponente ist hierzu vorteilhafterweise außerhalb des Gehäuses angeordnet.Also, a larger outer surface of the soft component provides greater adhesion between the hard component and the soft component. The soft component is advantageously arranged outside the housing for this purpose.
Erfindungsgemäß ist ein Anbauteil vorgesehen, das einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet ist und in das die Weichkomponente integriert ist. Die Verbindung zwischen der Hartkomponente und der Weichkomponente sollte sich durch eine hohe Haftung auszeichnen. Vorzugsweise ist die Weichkomponente daher von einem Kunststoff umspritzt, was zweckmäßigerweise durch den Einsatz der 2K-Fertigung erreicht werden kann.According to the invention, an attachment is provided, which is formed integrally with the housing and in which the soft component is integrated. The bond between the hard component and the soft component should be characterized by high adhesion. Preferably, the soft component is therefore encapsulated by a plastic, which can be conveniently achieved by the use of 2K manufacturing.
Hierzu dient auch, dass das Anbauteil einer Wand des Gehäuses zugeordnet ist, wobei das Anbauteil mit Rippen versehen ist, die sich zwischen der Wand des Gehäuses und der Eintrittsfläche der in das Anbauteil integrierten Weichkomponente befindet. Der Raum zwischen der Wand des Gehäuses und den Rippen sowie der Raum zwischen den Rippen sind vorzugsweise mit der Weichkomponente ausgefüllt. Zweckmäßigerweise ist die Weichkomponente dabei aus einem Elastomer gebildet.This also serves that the attachment is associated with a wall of the housing, wherein the attachment is provided with ribs, which is located between the wall of the housing and the entrance surface of the integrated into the attachment soft component. The space between the wall of the housing and the ribs and the space between the ribs are preferably filled with the soft component. Conveniently, the soft component is formed from an elastomer.
Um den Halt zwischen dem Anbauteil und der Weichkomponente weiter zu erhöhen, sieht die Erfindung vor, dass in dem Anbauteil ein Steg ausgebildet ist, der auf der dem Gehäuse abgewandten Eintrittsfläche der Weichkomponente aufliegt.In order to further increase the hold between the attachment and the soft component, the invention provides that in the attachment a web is formed, which rests on the housing facing away from the entrance surface of the soft component.
Der Druck auf die Weichkomponente lässt sich durch die Gestaltung des Spritzgusswerkzeuges, in Bezug auf die massliche Ausgestaltung des Anbauteiles, bzw. der Rippen und Stege des Anbauteiles, variieren bzw. einstellen.
So kann z.B. zur Erreichung einer höheren Dichtigkeitsforderung eine andere Ausgestaltung erforderlich sein als für die Forderung eines engen Verlegeradius nach dem Austritt der Kabel aus dem Gehäuse. Um mehrere Kabelleitungen in das Innere des Gehäuse führen zu können, sieht die Erfindung vor, dass die Weichkomponente über eine Eintrittsfläche verfügt, die voneinander beabstandete Eintrittsöffnungen aufweist.The pressure on the soft component can be varied or set by the design of the injection molding tool, with respect to the massive design of the attachment, or the ribs and webs of the attachment.
Thus, for example, to achieve a higher density requirement, a different configuration may be required than for the requirement of a narrow installation radius after the exit of the cables from the housing. In order to be able to lead a plurality of cable lines into the interior of the housing, the invention provides that the soft component has an inlet surface which has spaced-apart inlet openings.
Die Verwendung eines Gehäuses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein Elektroauto ist Gegenstand von Anspruch 11.The use of a housing according to any one of claims 1 to 10 for an electric car is the subject of
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to FIGS. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.
Es zeigen:
- Fig. 1a bis 1b
- in einer perspektivischen Ansicht ein herkömmliches Gehäuse für eine elektrische Steckverbindung mit durch Eintrittsöffnungen in das Gehäuse geführten Kabelleitungen;
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Gehäuses,
- Fig. 3
- einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Gehäuses aus
Figur 2 , - Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Gehäuses und
- Fig. 5
- einen Teilschnitt des Gehäuses aus
Figur 4 .
- Fig. 1a to 1b
- in a perspective view of a conventional housing for an electrical connector with guided through inlet openings in the housing cable lines;
- Fig. 2
- a perspective view of the housing according to the invention,
- Fig. 3
- a section of the housing according to the invention
FIG. 2 . - Fig. 4
- a perspective view of another housing according to the invention and
- Fig. 5
- a partial section of the housing
FIG. 4 ,
Bei dem herkömmlichen Gehäuse 20 handelt es sich um ein von Kunststoff umspritztes Teil, das, wie zudem aus
Das Gehäuse 20 ist im Innern mit Kontakten 12 versehen, die, wie insbesondere die in
Wie
Das Gehäuse 20 ist aus dem Material PBT GF 30, d.h. aus Polybutylenterephtalat mit 30 % Glasfaser und somit aus einer eher harten Komponente gebildet, wohingegen das Ummantelungsmaterial der Kabelleitungen 11 aus PVC, d.h. aus Polyvinylchlorid, und folglich aus einem eher weichen Material gebildet ist.The
Hierdurch entsteht am Kabelaustritt, d.h. an den Eintrittsöffnungen 13 eine Knickstelle, die zu Beschädigungen der Kabelleitungen führen kann.This results in cable exit, i. at the inlet openings 13 a kink, which can lead to damage to the cable lines.
Das erfindungsgemäße Gehäuse, das mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist, zeichnet sich daher, wie aus
Die Weichkomponente 15, die als Elastomer ausgebildet ist, und das Gehäuse 10 sind als Verbundteil ausgebildet, das im Rahmen der 2K-Technologie hergestellt worden ist, d.h. die Weichkomponente 15 wird mit dem Gehäuse 10 zu einem Verbundteil in einem gemeinsamen, synchronen Prozess der Umspritzung zusammengefügt, sodass die Weichkomponente 15 in dem Gehäuse 10 in Form eines umspritzten Teils vorliegt. Durch chemische Bindung zwischen den unterschiedlichen Materialien wird eine hohe Haftwirkung erzeugt.The
Wie
Das Anbauteil 16 ist an der Wand 14 des Gehäuses 10 angeordnet und mit Rippen 17 versehen, die sich zwischen der Wand 14 des Gehäuses 10 und der Eintrittsfläche 18 der in das Anbauteil 16 integrierten Weichkomponente 15 befindet. Der Raum zwischen den Rippen 17 und der Wand 14 des Gehäuses 10 sowie zwischen den Rippen 17 ist mit noch mit der Weichkomponente 15 ausgefüllt.The
Wie insbesondere aus
Das Anbauteil 16 verfügt über einen Steg 19, der auf der dem Gehäuse 10 abgewandten Seite der Eintrittsfläche 18 der Weichkomponente 15 aufliegt. Hierdurch wir ein zusätzlicher Halt der Weichkomponente 15 an dem Anbauteil 16 geschaffen. Das Anbauteil 16 weist eine Länge von ca. 19,5 mm und eine Breite von ca. 7,3 mm sowie eine Höhe von ca. 4 mm auf.The
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen. Beispielsweise kann die Weichkomponente 15 direkt in die Wand 14 des Gehäuses 10 integriert sein, d.h. Bestandteil der Wand 14 des Gehäuses 10 sein.The present invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which make use of the solution shown in other types. For example, the
Aus
Die als Schrumpfschlauch ausgebildete Weichkomponente 15 kann auf die Kabelleitung 11 aufgezogen werden. Alternativ kann die Kabelleitung 11 durch den Schrumpfschlauch 15 hindurch gezogen werden.The formed as a shrink tube
Bei der Herstellung des Gehäuses 10 wird die mit der Weichkomponente 15 versehene Kabelleitung 11 in ein Werkzeug, insbesondere eine Spritzgussform zur Herstellung des Gehäuses 10 eingelegt und mit Kunststoff umspritzt. Bei dieser Ausführungsform sind somit keine weiteren Bauteile, wie etwa ein Anbauteil 16, notwendig, da die an der Kabelleitung 11 angeordnete Weichkomponente 15 bereits bei der Herstellung des Gehäuses 10 in dieses eingebracht wird, so dass ein Gehäuse 10 mit im und am Gehäuse 10 angeordneten Kabelleitungen 11 hergestellt wird.In the manufacture of the
- 1010
- Gehäusecasing
- 1111
- KabelleitungCable line
- 1212
- Kontaktecontacts
- 1313
- Eintrittsöffnungeninlet openings
- 1414
- Wandwall
- 1515
- Weichkomponentesoft component
- 1616
- Anbauteilattachment
- 1717
- Rippenribs
- 1818
- Eintrittsflächeentry surface
- 1919
- Stegweb
- 2020
- Gehäusecasing
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