DE10239018A1

DE10239018A1 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE10239018A1
Application number: DE2002139018
Authority: DE
Inventors: Ralf Tigges
Original assignee: GHW Grote and Hartmann GmbH
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-04
Also published as: DE10239018A9

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse aus Kunststoff sowie ein Verfahren zum Abdichten des Leiteranschlussbereichs des Steckverbindergehäuses, wobei das Gehäuse (1) einen Kammerbereich (2) und einen Leiteranschlussbereich (3) aufweist. In Kontaktelementkammern (5) sind die Kontaktierungsbereiche (6) von elektrischen Kontaktelementen (7) und im Leiteranschlussbereich (3) deren Leiterbahnanschlusselemente (8) untergebracht. Die Leiterbahnanschlusselemente (8) sind an Leiterbahnen (9) eines Flachleiters (10) elektrisch kontaktierend angeschlossen und zumindest der Crimpbereich des Flachleiters (10) befindet sich im Leiteranschlussbereich (3). Der Flachleiter (10) wird, einen Wandungsspalt durchgreifend, aus dem Leiteranschlussbereich (3) herausgeführt. Eine Einfüllöffung (21, 21a) ist derart im Gehäuse (1) angeordnet, dass flüssige Vergussmasse bei horizontaler, nach oben weisender Positionierung der Einfüllöffnung (21, 21a) beim Einfüllen nach unten in den Leiteranschlussbereich (3) fließt, ohne dass die Vergussmasse in den Kammerbereich (2) bzw. Kontaktbereich (6) eindringen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse, das aufweist einen Kontaktkammerbereich, in dem in Kontaktelementgehäusekammern die Kontaktbereiche von an Leiterbahnen eines elektrischen Flachleiters gecrimpte Kontaktelemente stecken, und einen Leiteranschlussbereich, in dem die an elektrische Leiter angeschlossenen Crimpbereiche der Kontaktelemente angeordnet sind.
Ein derartiger, abgewinkelter Steckverbinder ist aus der EP 1 109 273 A2 bekannt. Zur Abdichtung wird ein von außen über den Leiter bis zu dessen Gehäuseeintrittsstelle geschobenes, elastisch verformbares, abdichtendes Verschlussteil verwendet. Das Steckverbindergehäuse wird anschließend im Leiteranschlussbereich außen verschäumt.
Diese Art der Abdichtung soll verhindern, dass Abdichtmaterial in die Kontaktelementgehäusekammern bis zu den Kontaktbereichen der Kontaktelemente vordringt. Das bekannte Abdichtverfahren ist umständlich und material- und arbeitsaufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist, bei einem Steckverbindergehäuse eine einfache, die Kontaktbereiche der Kontaktelemente nicht beeinträchtigende Abdichtung zu gewährleisten und den Leiteranschlussbereich gegen sonstige äußere Einflüsse zu schützen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im Folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Steckverbinders ohne Vergussmasse mit schiefwinkliger Anordnung des Anschlussbereichs der Kontaktelemente im Leiteranschlussbereich;
2 einen Längsschnitt durch den Steckverbinder nach 1;
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit rechtwinkliger Anordnung der Anschlussbereiche der Kontaktelemente ohne Vergussmasse.
Der Steckverbinder nach 1 und 2 weist das Steckverbindergehäuse 1 aus Kunststoff auf, das einen quaderförmigen Kammerbereich 2 mit einem vorderseitigen bzw. stirnseitigen Steckgesicht 11, zwei Breitseitenwandungen 12, 13 und zwei Schmalseitenwandungen 14 sowie einen angeformten Leiteranschlussbereich 3 umfasst. Zwischen den beiden Bereichen 2, 3 ist außenseitig ein umlaufender Steckbegrenzungsrand 4 vorgesehen.
Im Inneren des Kammerbereichs 2 sind Kontaktkammern 5 eingeformt, in denen die Kontaktbereiche 6 von elektrischen Kontaktelementen 7 stecken. Die an die Kontaktbereiche 6 der Kontaktelemente 7 rückwärtig angebundenen Crimpbereiche 8 sind an Leiterbahnen 9 eines Flachleiters 10 gecrimpt. Diese elektrisch leitende Verbindung kann auch anders ausgebildet sein.
Der Leiteranschlussbereich 3 weist eine kurze, mit der Breitseitenwandung 12 des Kammerbereichs 2 fluchtende, sich anschließende Breitseitenwandung 15 und eine gegenüberliegende längere Breitseitenwandung 16 sowie zwei Schmalseitenwandungen 17 auf. Die Schmalseitenwandungen 17 sind breiter als die Schmalseitenwandungen 14 des Kammerbereichs 2, so dass die Breitseitenwandung 16 zwar parallel zur Breitseitenwandung 13 des Kammerbereichs 2 verläuft, jedoch die Breitseitenwandung 13 ein Stück überragt.
Der Leiteranschlussbereich 3 ist endseitig mit einer Gehäusewandung 18 geschlossen, die sich von der endseitigen Kante 19 der Breitseitenwandung 15 zur endseitigen Kante 20 der Breitseitenwandung 16 erstreckt, so dass diese rückwärtige Wandung 18 eine schräge Wandung des Steckverbindergehäuses 1 bildet.
Zweckmäßigerweise ist die Wandung 18 als eine Art Deckel scharnierend oder abnehmbar aufgesteckt und verrastet angeordnet, so dass die Bestückung der Kontaktelementkammern 5 des Steckverbindergehäuses 1 bei abgenommener oder hochgeschwenkter Deckelwandung 18 von der rückwärtigen Seite aus ermöglicht wird.
Im Inneren des Leiteranschlussbereichs 3 sind die Crimpbereiche 8 der Kontaktelemente 7 und damit auch der Flachleiter 10 in Richtung Breitseitenwandung 16 abgewinkelt, zweckmäßigerweise mit einem Winkel zwischen 120 und 150, insbesondere zwischen 130 und 140, so dass der Flachleiter 10 im Leiteranschlussbereich 3 etwa parallel zur Wandung 18 verlaufend angeordnet ist und im Bereich der Breitseitenwandung 16 aus dem Leiteranschlussbereich 3 austritt, wofür zwischen"der Endkante 20 der Breitseitenwandung 16 und einer benachbarten Kante der Deckelwandung 18 ein entsprechender, vorzugsweise den Flachleiter 10 formschlüssig umgebender Schlitz 16a vorgesehen ist. Der Schlitz 16a ist in jedem Fall so bemessen, dass beim Eingießen von Vergussmasse in den Innenraum des Leiteranschlussbereichs 3 keine Vergussmasse aus dem Schlitz 16a nach außen dringen kann.
Im Inneren des Leiteranschlussbereichs 3 sind die Schmalseitenwandungen 17 so weit voneinander beabstandet, dass zwischen Flachleiter 10 und den Schmalseitenwandungen 17 ausreichend breite Zwischenräume für den Durchfluss der Vergussmasse in Richtung Breitseitenwandung 15 sowie Wandung 18 vorhanden sind. Auch können entsprechende Öffnungen im Flachleiter 10 für den Durchfluss der Vergussmasse vorgesehen sein.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, anstelle der schrägen Deckelwandung 18 des Leiteranschlussbereichs 3 einen quaderförmigen Leiteranschlussbereich 3 vorzusehen. Die Abschrägung hat jedoch den Vorteil, das Volumen für die Vergussmasse zu verringern, so dass der Verbrauch von Vergussmasse vermindert ist; ein weiterer Vorteil ist, dass die Kontaktelementkammern 5 von der rückwärtigen Seite bei geöffneter Deckelwandung 18 für die Bestückung mit Kontaktelementen 7 einfacher zugängig sind, weil der Abstand zur von der Deckelwandung 18 verschlossenen Öffnung des Leiteranschlussbereichs 3 im Bereich der rückwärtigen Kante 19 kürzer ist.
Erfindungsgemäß ist im Ansatzbereich des Leitersanschlussbereichs 3 zum Kammerbereich 2 zwischen der Breitseitenwandung 16 urtd der Breitseitenwandung 13 eine Einfüllöffnung 21 für die Vergussmasse vorgesehen.
Aufgrund der beschriebenen Raumform ist es möglich, den Leiteranschlussbereich 3 mit Vergussmasse zu füllen, ohne dass die Vergussmasse in den Kammerbereich 2 fließen kann. Zu diesem Zweck wird der mit gecrimpten Kontaktelementen bestückte Steckverbinder mit der Einfüllöffnung 21 nach oben weisend positioniert und flüssige Vergussmasse durch die Einfüllöffnung 21 in den Innenraum des Leiteranschlussbereichs 3 eingebracht. Diese Vergussmasse ist so flüssig, dass sie sich gleichmäßig in diesem Innenraum verteilt und den Crimpbereich 8 samt Flachleiter 10 allseitig umhüllt. Sie kann bis zur Öffnung 21 gefüllt werden, ohne dass Vergussmaterial in den Kammerbereich 2 eindringen kann. Gleichzeitig werden auch schmale Fugen zwischen dem Flachleiter 10 und dem Flachleiteraustrittsspalt 16 mit Vergussmasse abgedichtet. Die flüssige Vergussmasse härtet kurzfristig aus, so dass sie im Innenraum des Leiteranschlussbereichs 3 verbleibt.
Als Vergussmasse wird insbesondere eine Masse verwendet, die an den Innenwandungen des Leiteranschlussbereichs 3 und insbesondere auch am Flachleiter 10 sowie an den Kontaktelementbereichen 8 haftet. Vorteilhaft ist dabei, dass eine Korrosion im Crimpbereich 8, bedingt durch Luftsauerstoff, erfolgreich verhindert wird. Ein weiterer Vorteil besteht in einer erheblichen Verbesserung der Schwingbelastbarkeit des Steckverbindergehäuses 1. Eine schwingungsbedingte Beschädigung des Flachleiters 10 im Crimpbereich 8 oder unmittelbar dahinter wird auf diese Weise ausgeschlossen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Crimpbereiche der Kontaktelemente und damit den Flachleiter nicht abzuwinkeln, so dass der gecrimpte Flachleiter 10 den Innenraum des Leiteranschlussbereichs 3 parallel zu den Breitseitenwandungen verlaufend durchgreift und aus dem Innenraum über einen dem Schlitz 16a entsprechenden Schlitz austritt. Auch für diesen Fall wird eine Einfüllöffnung 21 im Bereich zwischen dem Leiteranschlussbereich 3 und dem Kammerbereich 2 vorgesehen. Wesentlich ist, die Einfüllöffnung 21 so zu positionieren, dass Vergussmasse in Richtung Rückwandung des Leiteranschlussbereichs 3 fließend eingebracht werden kann, wenn der Kammerbereich vertikal bzw. in etwa vertikal hochgehalten wird.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt; gleiche Bestandteile sind in 3 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie in den 1 und z. Bei dieser Ausführungsform sind die Crimpbereiche 8 und der gecrimpte Flachleiter 10 rechtwinklig abgebogen und der diese Teile aufnehmende Leiteranschlussbereich 3 ist an die rückwärtige Seite des Kammerbereichs 2 angesetzt und/oder angeformt. Der Kammerbereich 2 entspricht dem Kammerbereich 2 der ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß 1 und 2.
Der Leiteranschlussbereich 3 weist eine rechtwinklig zur Längserstreckung des Kammerbereichs 2 angeordnete, gegen die Kammerbereichsöffnung gesetzte Bodenwandung 22 auf, die sich mit einem ersten Teilbereich 22a deckelartig über die rückwärtige Öffnung des Kammerbereichs 2 erstreckt und mit einem zweiten, sich vom Kammerbereich 2 rechtwinklig wegerstreckenden Teilbereich 22b den Boden eines wannenförmigen Leiteranschlussbereichs 3 bildet. Der Leiteranschlussbereich 3 weist an den Bodenteilbereich 22b angeformte schmale Seitenwandungen 23 sowie rückwärtig stirnseitig einen Abschlusssteg 24 auf. Die freien Oberkanten der Wandungen 23 und des Abschlussstegs 24 fluchten vorzugsweise miteinander und bilden eine Einfüllöffnung 21a. Zwischen dem Abschlusssteg 24 und dem Bodenwandungsbereich 22b ist ein Durchtrittsspalt 25 freigelassen, den der Flachleiter 10 möglichst formschlüssig bzw. weitestgehend formschlüssig durchgreift. Zweckmäßigerweise haltert der Durchtrittsspalt 25 ebenso wie vorzugsweise auch der Durchtrittsspalt 16a bei der Ausführungsform nach 1 und 2 den Flachleiter 10 klemmend, so dass eine Art Zugentlastung gewährleistet wird.
Der Abschlusssteg 24 begrenzt zusammen mit den Seitenwandungen 23 über dem Crimpbereich des Flachleiters 10 einen Vergussraum, der mit Vergussmasse ausgefüllt wird (nicht dargestellt). Beim Vergießen wird der Kammerbereich 2 möglichst vertikal nach oben weisend bzw. die Einfüllöffnung 21a horizontal positioniert, so dass in die nach oben offene, von den Seitenwandungen 23 und dem Steg 24 sowie Wandungen 26 des Kammerbereichs 2 gebildete Wanne 27 Vergussmasse von oben eingefüllt werden kann (nicht dargestellt).
Die Vergussmasse füllt den Innenraum der Wanne 27 vorzugsweise bis zum oberen Rand der Wandungen 23 und des Stegs 24 aus. Freie Fugen zwischen dem Flachleiter 10 und dem Durchtrittsspalt 25 werden – falls vorhanden – ebenfalls abgedichtet.
Nach der Aushärtung der Vergussmasse ist der Kontaktbereich 2 des Steckverbinders vom rückwärtigen Bereich her abgedichtet, wie bei der Ausführungsform nach 1 und 2, bei der ebenfalls dafür gesorgt wird, dass der rückwärtige Öffnungsbereich des Kontaktbereichs 2 mit Vergussmasse abgeschlossen bzw. abgedichtet ist, ohne dass Vergussmasse an den Kontaktbereich 6 der Kontaktelemente 7 vorgedrungen ist. Vergussmasse, die bis zu den Kontaktbereichen 6 der Kontaktelemente 7 vordringt, kann deren mechanische Funktion, z.B. bezüglich der Federwirkung von Federarmen, und/oder deren elektrische Funktion bzw. elektrische Kontaktierfähigkeit, beeinträchtigen.
Der Leiteranschlussbereich 3 ist abnehmbar oder scharnierend am Kontaktbereich 2 angeordnet, so dass auf einfache Weise eine Bestückung des Kontaktbereichs 2 mit gecrimpten oder noch nicht gecrimpten Kontaktelementen 7 an der rückwärtigen Seite erfolgen kann.
Des weiteren ist der Abschlusssteg 24 herausnehmbar oder scharnierend abklappbar angeordnet, so dass der Flachleiter 10 nach Wiedereinsetzen des Stegs 24 im Spalt 25 festgelegt werden kann.
Der Erfindungsgedanke sieht somit im Wesentlichen vor, den Leiteranschlussbereich 3 zum Kontaktbereich 2 derart anzuordnen, dass ein Ausfüllen des Leiteranschlussbereichs 3 mit Vergussmasse freifließend möglich ist, wenn der Kontaktbereich 2 im Wesentlichen vertikal nach oben weisend positioniert ist, so dass die Vergussmasse nach unten in den Vergussraum des Leiteranschlussbereichs 3 fließen kann, wofür entsprechende Einfüllöffnungen, z.B. 21, 21a, vorgesehen sind.

Claims

Elektrischer Steckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse (1) aus Kunststoff, wobei a) das Gehäuse (1) einen Kammerbereich (2) mit einem vorderseitigen Steckgesicht (11) und Kontaktelementkammern (5) im Innenraum aufweist, b) an den Kammerbereich (2) sich rückseitig ein Leiteranschlussbereich (3) anschließt, c) in den Kontaktelementkammern (5) die Kontaktierungsbereiche (6) von elektrischen Kontaktelementen (7) und im Leiteranschlussbereich (3) deren Leiterbahnanschlusselemente (8) untergebracht sind, d) die Leiterbahnanschlusselemente (8) an Leiterbahnen (9) eines Flachleiters (10) elektrisch kontaktierend angeschlossen sind, e) sich zumindest der Crimpbereich des Flachleiters (10) im Anschluss an den Kontaktierungsbereich im Leiteranschlussbereich (3) befindet, f) der Flachleiter (10) einen Wandungsspalt durchgreifend aus dem Leiteranschlussbereich (3) herausgeführt wird, g) eine Einfüllöffnung (21, 21a) derart im Steckverbindergehäuse (1) angeordnet ist, dass flüssige Verguss masse bei horizontaler, nach oben weisender Positionierung der Einfüllöffnung (21, 21a) beim Einfüllen nach unten in den Leiteranschlussbereich (3) fließt, h) der Innenraum des Leiteranschlussbereichs (3) mit erhärteter Vergussmasse derart ausgefüllt ist, dass der Kammerbereich (2) gegen Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Wasser abgedichtet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiteranschlussbereich (3) eine kurze Breitseitenwandung (15) und eine gegenüberliegende, längere Breitseitenwandung (16) sowie zwei Schmalseitenwandungen (17) aufweist, wobei die Schmalseitenwandungen (17) den Kammerbereich (3) überragen und wobei der Leiteranschlussbereich (3) endseitig mit einer Gehäusewandung (18) geschlossen ist, die sich von der endseitigen Kante (19) der Breitseitenwandung (15) zur endseitigen Kante (20) der Breitseitenwandung (16) erstreckt, so dass die rückwärtige Wandung (18) eine schräge Wandung des Steckverbindergehäuses (1) bildet.
Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (18) als eine Art Deckel scharnierend oder abnehmbar aufgesteckt und verrastet angeordnet ist.
Steckverbinder nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Ansatzbereich des Leiteranschlussbereichs (3) zum Kammerbereich (2) zwischen der Breitseitenwandung (16) und dem Kammerbereich (3) eine Einfüllöffnung (21) vorgesehen ist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Leiteranschlussbereichs die Crimpbereiche (8) der Kontaktelemente (7) und damit auch der Flachleiter (10) in Richtung Breitseitenwandung (16a) abgewinkelt sind.
Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwinklung zwischen 120 und 150, insbesondere zwischen 130 und 140, liegt.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachleiter (10) im Bereich der Breitseitenwandung (16) aus dem Leiteranschlussbereich (3) austritt.
Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Endkante (20) der Breitseitenwandung (16) und einer benachbarten Kante der Deckelwandung (18) ein Schlitz (16a) für den Durchtritt des Flachleiters (10) vorgesehen ist.
Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (16a) den Flachleiter (10) formschlüssig und/ oder kraftschlüssig umgibt.
Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Crimpbereiche (8) und der gecrimpte Flachleiter (10) rechtwinklig abgebogen sind und der diese Teile aufnehmen de Leiteranschlussbereich (3) an die rückwärtige Seite des Kammerbereichs (2) angesetzt und/oder angeformt ist.
Steckverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiteranschlussbereich (3) eine rechtwinklig zur Längserstreckung des Kammerbereichs (2) angeordnete, gegen die Kammerbereichsöffnung gesetzte Bodenwandung (22) aufweist, die sich mit einem ersten Teilbereich (22a) deckelartig über die rückwärtige Öffnung des Kammerbereichs (2) erstreckt und mit einem zweiten, sich vom Kammerbereich (2) rechtwinklig wegerstreckenden Teilbereich (22b) den Boden eines wannenförmigen Leiteranschlussbereichs (3) bildet.
Steckverbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiteranschlussbereich (3) an den Bodenbereich (22b) angeformte schmale Seitenwandungen (23) sowie rückwärtig stirnseitig einen Abschlusssteg (24) aufweist.
Steckverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Oberkanten der Wandungen (23) und des Abschlussstegs (24) fluchten und eine Einfüllöffnung (21a) begrenzen.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abschlusssteg (24) und dem Bodenwandungsbereich (22b) ein Durchtrittsspalt (25) freigelassen ist, den der Flachleiter (10) vorzugsweise formschlüssig bzw. weitestgehend formschlüssig und/oder geklemmt durchgreift.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abschlusssteg (24) und den Seitenwandungen (23) begrenzte Raum, der den Crimpbereich des Flachleiters (10) aufnimmt, mit Vergussmasse ausgefüllt ist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiteranschlussbereich abnehmbar oder scharnierend am Kontaktbereich (2) angeordnet ist.
Steckverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlusssteg (24) herausnehmbar oder scharnierend abklappbar angeordnet ist.
Verfahren zum Abdichten des Leiteranschlussbereichs (3) eines elektrischen Steckverbinders mit einem Steckverbindergehäuse (1) aus Kunststoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mit gecrimpten Kontaktelementen (7) bestückte Steckverbinder mit der Einfüllöffnung (21, 21a) nach oben weisend positioniert und flüssige Vergussmasse durch die Einfüllöffnung (21, 21a) in den Innenraum des Leiteranschlussbereichs (3) von oben eingebracht wird, ohne dass die Vergussmasse in den Kammerbereich (2) bzw. Kontaktbereich (6) eindringen kann.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse so flüssig ist, dass sie sich gleichmäßig im Innenraum des Leiteranschlussbereichs (3) verteilt und den Crimpbereich (8) samt Flachleiter (10) umhüllt.
Verfahren nach Anspruch 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse bis zur Einfüllöffnung (21, 21a) gefüllt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse die schmalen Fugen zwischen dem Flachleiter (10) und dem Flachleiteraustrittsspalt (16, 25) abdichtet.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergussmasse insbesondere eine Masse verwendet wird, die an den Innenwandungen des Leiteranschlussbereichs (3) und insbesondere auch am Flachleiter (10) sowie an den Kontaktelementbereichen (8) haftet.