Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, der einen Isolierkörper aufweist und elektrische Leitungsenden eines Kabels, die mit Steckkontakten verbunden sind, wobei der Isolierkörper durch eine angespritzte materialeinheitliche Isoliermasse gebildet ist, die die Steckkontakte und die Leitungsenden materialschlüssig umgibt. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Steckverbinders sowie ein Spritzgusswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiger Steckverbinder ist aus der US 3,61 1 ,255 bekannt. Der bekannte Steckverbinder weist einen Isolierkörper auf, der Kabel und Steckkontakte materialschlüssig umgibt. Das Kabel und die Steckkontakte sind in eine Isoliermasse des Isolierkörpers eingebettet. Eine elektromagnetische Abschirmung ist nicht vorhanden.

Ein geschirmter Steckverbinder ist aus der DE 10 2012 220 500 A1 bekannt. Der bekannte Steckverbinder weist Leiter mit Kontaktpartnern, einen Kontaktträger sowie eine einstückige Schirmhülse auf. Die Kontaktpartner, die mit Enden der Leiter verbunden sind, sind in den Kontaktträger eingesteckt. Der Kontaktträger ist von der Schirmhülse umgeben. Die Schirmhülse ist über eine Pressverbindung mit einem Kabel und mit einem Abschirmgeflecht des Kabels verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder, ein Verfahren und ein Spritzgusswerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit geringem Herstellungsaufwand einen kostengünstigen und funktional zuverlässigen Steckverbinder schaffen, der insbesondere eine einfache elektromagnetische Abschirmung von Verbindungsstellen geschirmter Kabel ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in eine Isoliermasse eines Isolierkörpers eine elektrisch leitfähige Abschirmhülse zumindest abschnittsweise materialschlüssig eingebettet ist, die Steckkontakte und elektrische Leitungsenden elektromagnetisch abschirmend umgibt. Zur Vermeidung von Störfrequenzen, die sich ungünstig auf den Betrieb elektronischer Geräte auswirken, ist es sinnvoll, Kabel vollständig abzuschirmen. Eine vollständige Abschirmung umfasst auch eine Abschirmung von Verbindungsstellen zwischen Steckverbindern. Durch eine materialschlüssige Einbindung einer Abschirmhülse, die die Steckkontakte und die Leitungsenden umgibt, wird die im Wesentlichen vollständige elektromagnetische Abschirmung erreicht. Materialschlüssig kann eine form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung oder eine Kombination dieser Verbindungen sein. Die Abschirmhülse kann aus einer formbeständigen Hülse oder auch aus einem flexiblen Material wie beispielsweise aus gerollter Metallfolie oder einem hüllenförmi- gen Geflecht oder Gewebe oder Gewirke, das Metallflächen aufweist, bestehen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Steckverbinder als ein Stecker oder als eine komplementäre Steckbuchse ausgeführt und der Stecker und die Steckbuchse bilden zusammen eine Steckverbindung. Diese kann zur Verbindung von Strom- und/oder Datenleitungen dienen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stellt die Abschirmhülse des Steckverbinders elektrischen Kontakt zu einem Kabelschirm des Kabels her. Um eine vollständige Abschirmung des Kabels zu bewirken, muss der Kabelschirm mit der Abschirmhülse des Steckverbinders in elektrischem Kontakt stehen. Der Kontakt wird dabei vorzugsweise ringförmig durch eine formschlüssige Verbindung der Abschirmhülse mit dem Kabelschirm hergestellt, bevorzugt durch Crimpen. Alternativ könnte auch eine kraftschlüssige oder eine stoffschlüssige ringförmig umlaufende Verbindung hergestellt werden, indem der Kabelschirm und die Abschirmhülse insbesondere miteinander verschweißt oder verlötet werden. Der Kabelschirm und die Abschirmhülse können auch miteinander verklebt sein, insbesondere mittels eines metallischen Klebebandes wie eines Kupfer- oder Aluminium-Klebebandes.

In weiterer Ausgestaltung ist der Steckverbinder für einen Niederspannungsbereich bis 1500 V geeignet, insbesondere für einen Spannungsbereich von 600 V ± 10%. Die Anwendungsmöglichkeiten des Steckverbinders sind in der Gleichstrom- und Wechselstromübertragung vielfältig. Besonders bevorzugt ist eine Stromversorgung von Elektromotoren für industrielle Anwendungen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Steckverbinder mehrpolig ausgeführt. Durch eine mehrpolige Ausgestaltung kann der Steckverbinder für die Energieübertragung, insbesondere für eine Übertragung von Dreiphasenwechselstrom, genutzt werden.

Für das Verfahren, bei dem Steckkontakte in einem Spritzgusswerkzeug in ihrer späteren Funktionsposition fixiert und anschließend zumindest abschnittsweise mit einer materialeinheitlichen, fließfähigen Isoliermasse umspritzt werden, die nach einem Aushärten einen Isolierkörper definiert, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass eine elektrisch leitfähige Abschirmhülse in einer die Steckkontakte umgebenden späteren Abschirmposition in dem Spritzgusswerkzeug fixiert wird, die anschließend zumindest abschnittsweise von der Isoliermasse umspritzt wird. Dadurch ist ein äußerst einfaches Einbetten der elektrisch leitfähigen Abschirmhülse ermöglicht. Durch den nach dem Aushärten und Erkalten der Isoliermasse ge- bildeten Isolierkörper ergibt sich zudem eine robuste und funktionssichere Gestaltung eines Steckverbinders.

In Ausgestaltung des Verfahrens wird die fließfähige Isoliermasse radial zu einer Mittellängsachse des Spritzgusswerkzeugs an einem kabelseitigen Ende des Spritzgusswerkzeugs zugeführt. Die Isoliermasse umschließt somit zwangsläufig während des Spritzgießvorgangs die Steckkontakte sowie die Abschirmhülse jeweils teilweise. Die Isoliermasse wird an einem kabelseitigen Ende der Kavität radial zu der Mittellängsachse eingespritzt. Wenigstens ein Durchbruch in der Abschirmhülse ist vorteilhaft von einer Kabelseite aus gesehen direkt nach einem Crimpbereich der Kabellitzen vorgesehen. Durch die beschriebene Ausgestaltung erfolgt die Fließrichtung der Isoliermasse vom Kabel aus in Richtung der Kontakte, so dass die fließende Isoliermasse die Kontakte in Richtung des Kontakthalters beaufschlagt und sicherstellt, dass die Kontakte während des Umspritzvorgangs im Kontakthalter gesichert bleiben.

Für das Spritzgusswerkzeug der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Kontakthalter mit mehreren Steckaufnahmen zum Fixieren der Steckkontakte vorgesehen ist, der als separates Bauteil gestaltet ist, und dass das Spritzgusswerkzeug eine Positionieraufnahme aufweist, relativ zu der der Kontakthalter werkzeuglos einsetzbar oder entfernbar ist, und die derart gestaltet ist, dass der Kontakthalter verdrehgesichert in der Positionieraufnahme gehalten ist. Das Spritzgusswerkzeug kann in identischer Weise sowohl zur Herstellung erfindungsgemäßer geschirmter wie auch erfindungsgemäßer ungeschirmter Steckverbinder vorgesehen werden.

In Ausgestaltung des Spritzgusswerkzeugs ist der Kontakthalter radial außerhalb der Steckaufnahme mit einer geometrischen Formgebung versehen, die ein axiales Aufstecken einer Abschirmhülse ermöglicht, und es sind Mittel zum Verdrehsichern der Abschirmhülse relativ zu dem Kontakthalter vorgesehen. Als Mittel zum Verdrehsichern der Abschirmhülse ist vorzugsweise die Abschirmhülse selbst an einem vorderen Stirnrandbereich profiliert. Komplementär hierzu ist im Bereich der geometrischen Formgebung des Kontakthalters eine profilierte Ringschulter vorgesehen. Beim Aufstecken der Abschirmhülse wird die Abschirmhülse derart relativ zu der Ringschulter ausgerichtet, dass ein axiales Ineinanderstecken des profilierten Stirnrandbereiches und der profilierten Ringschulter erfolgt, wodurch zwangsläufig eine Verdrehsicherung der Abschirmhülse relativ zum Kontakthalter gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Anspritzpunkte zur Zufuhr von fließfähiger Isoliermasse an wenigstens einer Werkzeugformhälfte des Spritzgusswerkzeugs vorgesehen. Dadurch bewegt sich die seitlich eingespritzte Isoliermasse von hinten nach vorne in Richtung der Kontakthalter. Durch die Fließrichtung ist gewährleistet, dass die Kontakte im Kontakthalter während des Umspritzvorgangs gestreckt bleiben und sich nicht vom Kontakthalter lösen.

Es ist ersichtlich, dass die vorstehenden Merkmale in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert werden können, um einen erfindungsgemäßen Steckverbinder zu erzeugen. Auch die Abfolge der Merkmale und/oder der Verfahrensschritte ist im Rahmen dieser Offenbarung veränderlich, um einen erfindungsgemäßen Steckverbinder zu erzeugen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand schematischer Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt eine Ausführungsform von zwei miteinander korrespondierenden erfindungsgemäßen Steckverbindern in nicht verbundenem Zustand,

Fig. 2 zeigt die Steckverbinder nach Fig. 1 in miteinander verbundenem Zustand,

Fig. 3 in einer Explosionsdarstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Spritzgusswerkzeugs zur Herstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders ähnlich Fig. 1 und 2,

Fig. 4 das Spritzgusswerkzeug nach Fig. 3 in einem weiteren Zwischenschritt,

Fig. 5 in anderer perspektivischer Darstellung das Spritzgusswerkzeug gemäß den Fig.

3 und 4,

Fig. 6 ein im Wesentlichen identisch zu den Fig. 3 bis 5 aufgebautes Spritzgusswerkzeug zur Herstellung eines mit einer Abschirmhülse versehenen Steckverbinders und

Fig. 7 eine durch das Spritzgusswerkzeug gemäß den Fig. 3 bis 6 hergestellte Steckverbindung einer erfindungsgemäßen Ausführung mit aufgebrachtem Verriegler.

Eine Steckverbindung aus elektrischen mehrpoligen Steckverbindern 1 , 1 a nach Fig. 1 dient zur Stromübertragung. Dazu werden zwei korrespondierende Steckverbinder 1 , 1 a in Form eines Steckers axial zusammengesteckt und mit einem Verriegler 6 formschlüssig gegen Relativbe- wegung der beiden Steckverbinder 1 , 1 a gegeneinander gesichert. Der Steckverbinder 1 weist ein Kabel 2, einen Isolierkörper 3, Steckkontakte 4, wenigstens eine als Verriegelungselement dienende Verriegelungsnoppe 5 und eine elektrisch leitfähige Abschirmhülse 7 auf. Das Kabel 2 ist mit seinen elektrischen Leitungsenden mit den Steckkontakten 4 verbunden. Die Steckkontakte 4 befinden sich innerhalb der Abschirmhülse 7. Die Abschirmhülse 7 ist umgeben von dem Verriegler 6 und von der wenigstens einen Verriegelungsnoppe 5 durchdrungen. Die Verriegelungsnoppe 5 ist im Bereich eines Steckkontaktes 4 angebracht. Bei einer bevorzugten Alternative der Erfindung ist die wenigstens eine Verriegelungsnoppe einstückig an der Abschirmhülse angeformt. Eine Isoliermasse bildet den Isolierkörper 3 und umschließt Abschnitte der Steckkontakte 4. Dabei füllt die Isoliermasse einen Abschnitt der Abschirmhülse 7 aus. Der Steckverbinder 1 a weist eine umfänglich umlaufende Dichtung 12 auf, die die Steckverbindung gegen ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit abdichtet.

Alle nachfolgend beschriebenen Verriegelungsnoppen 5, 5a, 5b stellen Verriegelungselemente im Sinne der Erfindung dar.

Wird der Steckverbinder 1 gemäß Fig. 2 mit dem komplementären Steckverbinder 1 a in Eingriff gebracht, so werden die Steckkontakte 4 von komplementären Steckkontakten 4a in Form von Steckbuchsen aufgenommen. Die Abschirmhülse 7a des komplementären Steckverbinders 1 a ist zur Abschirmhülse 7 des Steckverbinders 1 ebenfalls komplementär gestaltet. Beide Abschirmhülsen 7, 7a bilden im Eingriff miteinander eine im Wesentlichen vollständige Abschirmung der Kabelverbindung und verhindern ein Nachaußendringen oder Eindringen elektromagnetischer Strahlung. Die Verriegelungsnoppen 5, 5a der Steckverbinder 1 , 1 a greifen jeweils in eine Ausnehmung des Verrieglers 6 ein. In zusammengestecktem Zustand der beiden Steckverbinder 1 , 1 a wird der Verriegler 6 in Umfangsrichtung verdreht und die beiden Steckverbinder 1 , 1 a werden somit miteinander verriegelt. Die Ausnehmungen des Verrieglers 6 können beispielsweise im Sinne von Bajonettverschlüssen ausgeführt sein.

Zur Herstellung eines Steckverbinders 1 b ist ein nachfolgend anhand der Fig. 3 bis 6 näher beschriebenes Spritzgusswerkzeug vorgesehen. Der Steckverbinder 1 b gemäß Fig. 7 ist in gleicher Weise als mehrpoliger Steckverbinder gestaltet, wie dies der Steckverbinder 1 nach den Fig. 1 und 2 ist. Auch der Steckverbinder 1 b weist einen Isolierkörper 3b auf, der aus einer fließfähigen Isoliermasse hergestellt ist und materialeinheitlich ein Kabel 2b sowie Steckkontakte 4b in fertig gestelltem Zustand in gleicher Weise umschließt, wie dies bei dem Steckverbinder 1 gemäß den Fig. 1 und 2 der Fall ist. Auch der Steckverbinder 1 b weist eine elektrisch leitfähige Abschirmhülse 7b auf, die aus metallischem Material hergestellt ist. An einem Außenumfang der Abschirmhülse 7b sind Verriegelungsnoppen 5b vorgesehen. Auf dem Außenumfang sitzt ein Verriegler 6b. Der Steckverbinder 1 b gemäß Fig. 7 weist eine identische äußere Form auf, wenn er als nicht geschirmter Steckverbinder ausgeführt ist und demzufolge keine Abschirmhülse aufweist. Eine entsprechende zylindrische Außenkontur mit den Verriegelungselementen 5b sowie einer nachfolgend näher beschriebenen Stirnkante der zylindrischen Außenkontur wird bei dem nicht geschirmten Steckverbinder in gleicher Form und Kontur unter Weglassung der metallischen Abschirmhülse durch entsprechende Gestaltung des Isolierkörpers 3b gebildet. Die anhand der Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 5b und 7b versehenen Abschnitte des Steckverbinders 1 b sind bei dem nicht geschirmten Steckverbinder dann aus demselben Material hergestellt wie der Isolierkörper 3b. Sowohl der nicht geschirmte Steckverbinder als auch der geschirmte Steckverbinder 1 b gemäß Fig. 7 werden in identischen Spritzgusswerkzeugen hergestellt. Das anhand der Fig. 3 bis 6 dargestellte Spritzgusswerkzeug dient demzufolge in gleicher weise zur Herstellung eines geschirmten Steckverbinders 1 b gemäß Fig. 7 sowie auch eines ungeschirmten Steckverbinders, der eine identische äußere Form aufweist wie der Steckverbinder 1 b nach Fig. 7 und demzufolge in der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 7 nicht von einem geschirmten Steckverbinder zu unterscheiden ist.

Das Spritzgusswerkzeug nach den Fig. 3 bis 6 weist zwei Werkzeugformhälften 9, 10 auf, von denen die Werkzeugformhälfte 9 eine untere Werkzeugformhälfte darstellt, wohingegen die Werkzeugformhälfte 10 eine obere Werkzeugformhälfte darstellt. Jede Werkzeugformhälfte 9, 10 ist mit einer Kavität 16a, 16b versehen, die zur Aufnahme von Kabel 2b und Steckkontakten 4b des späteren Steckverbinders 1 b dienen. Das Kabel 2b weist einen Kabelmantel auf, der in nicht näher dargestellter Weise mehrere Kabellitzen umgibt, die in jeweils einen Steckkontakt 4b münden und fest sowie elektrisch leitend mit dem entsprechenden Steckkontakt 4b verbunden sind. Um die Steckkontakte 4b des Kabels 2b in den Kavitäten innerhalb der Werkzeugformhälften 9, 10 sicher positionieren zu können, weist das Spritzgusswerkzeug einen Kontakthalter 1 1 auf, der wie die beiden Werkzeugformhälften 9, 10 aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, hergestellt ist. Der Kontakthalter 1 1 weist einen nicht näher bezeichneten, im Wesentlichen viereckigen Sockelbereich sowie einen im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmebereich 14 auf, der von einer Stirnfläche des Sockelbereichs aus abragt. Der Aufnahmebereich 14 ist in seinem Mantelbereich mit einer in Umfangsrichtung profilierten Ringschulter versehen, die einen Übergang zu einem zylindrischen Steckaufnahmebereich 13 bildet. Der Aufnahmebereich 14 ist mit mehreren Steckaufnahmen 12 versehen, die als achsparallel zu einer Mittellängsachse des Aufnahmebereichs verlaufende Bohrungen gestaltet sind. Die Steckaufnahmen 12 definieren ein Lochbild, das einem Steckbild der Steckkontakte 4b entspricht.

Beide Werkzeugformhälften 9, 10 weisen für den Sockelbereich des Kontakthalters 1 1 eine Positionieraufnahme 15a, 15b auf, deren Kontur auf eine Außenkontur des Sockelbereichs derart abgestimmt ist, dass der Sockelbereich und damit der Kontakthalter 1 1 positionsgesichert formschlüssig zwischen die beiden Werkzeugformhälften 10 einfügbar ist. Die Positionssicherung des Kontakthalters 1 1 umfasst auch eine Verdrehsicherung, die aufgrund der im Wesentlichen viereckigen Gestaltung des Sockelbereichs und der komplementär viereckigen Gestaltung der Positionieraufnahmen 15a, 15b gegeben ist.

Für einen Spritzgussvorgang werden die Steckkontakte 4b in die Steckaufnahmen 12 des Kontakthalters 1 1 eingesteckt, und der Kontakthalter 1 1 einschließlich des an die Steckkontakte 4b anschließenden Kabels 2b wird radial zu einer Mittellängsachse des Spritzgusswerkzeugs in entsprechende Kavitäten 16a, 16b der beiden Werkzeugformhälften 9, 10 eingelegt. Nach dem Schließen der beiden Werkzeugformhälften 9, 10 kann nun fließfähige Isoliermasse in die Kavitäten 16a, 16b eingebracht werden, die die Steckkontakte 4b und das Kabel 2b form- und materialschlüssig umschließt. Zudem fließt die Isoliermasse auch in entsprechende Aufnahmelöcher 17 der beiden Werkzeugformhälften 9, 10 ein, die nach dem Erkalten der Isoliermasse die Verriegelungsnoppen bilden. Die Isoliermasse umgibt zudem während des Spritzgussvorgangs auch den abgestuften Steckaufnahmebereich 13 des Kontakthalters 1 1 und fließt bis zu dem Randbereich der profilierten Ringschulter des Kontakthalters 1 1.

Nach einem entsprechenden Erkalten und Aushärten der Isoliermasse kann der nun fertige Steckverbinder gemäß Fig. 7 in ungeschirmter Version aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden.

Zur Erzielung eines geschirmten Steckverbinders 1 b gemäß Fig. 7 wird koaxial zu dem Kabel 2b und der Anordnung von Steckkontakten 4b gemäß Fig. 3 vor dem Einbringen in die Werkzeugformhälften 9, 10 noch eine Abschirmhülse 7b koaxial aufgeschoben, die vorzugsweise aus Metall besteht und an der die Verriegelungsnoppen 5b bereits angebracht sind. Ein dem Sockelbereich des Kontakthalters 1 1 zugewandter Stirnrandbereich der Abschirmhülse 7b ist komplementär zu der profilierten Ringschulter profiliert, so dass ein positionsgenaues Aufstecken der Abschirmhülse 7b auf den Steckaufnahmebereich 13 erfolgt. Die Abschirmhülse 7b ist innenseitig mit einer nicht dargestellten Positionierhilfe versehen, die mit einem Schutzleiter der Steckkontakte 4b zusammenwirkt. Die Verriegelungselemente 5b sind in den Aufnahmelöchern 17 positionsgenau eingesetzt, sobald die Kombination aus Abschirmhülse 7b, Kabel 2b, Steckkontakten 4b und Kontakthalter zwischen die beiden Werkzeughälften 9, 10 eingefügt ist. Bei einem anschließenden Umspritzen dieser Einheit mit fließfähiger Isoliermasse umgibt die Isoliermasse einen zu den Verriegelungsnoppen 5b beabstandeten Mantelabschnitt der Abschirmhülse 7b form- und materialschlüssig, wodurch die Abschirmhülse 7b zwangsläufig in dem entsprechend gebildeten Isolierkörper 3b gesichert ist. Nach dem Erkalten und Aushärten der Iso- liermasse werden die Werkzeugformhälften 9, 10 geöffnet, wodurch der Steckverbinder 1 b gemeinsam mit dem Kontakthalter 1 1 aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden kann. Nach dem axialen Abziehen des Kontakthalters 1 1 ist der Steckverbinder 1 b funktionsbereit und entsprechend Fig. 7 gestaltet. Dabei ragt ein Ringabschnitt der Abschirmhülse 7b, der mit den Verriegelungsnoppen 5b versehen ist, über den Isolierkörper 3b axial nach vorne ab. Dieser Bereich der Abschirmhülse 7b umgibt die Steckkontakte 4b und gerät bei einer Steckverbindung mit einem komplementären Steckverbinder zwangsläufig elektrisch leitfähig mit einer komplementären Abschirmhülse des komplementären Steckverbinders in Verbindung.

Die Zufuhr entsprechend fließfähiger Isoliermasse in die Kavitäten 16a, 16b der Werkzeugformhälften 9, 10 erfolgt über nicht dargestellte Anspritzpunkte in einer oder in beiden Werkzeugformhälften 9, 10. Die Anspritzpunkte sind benachbart zu einem Bereich der Kabelklemmung angeordnet (siehe Fig. 4). Dadurch bewegt die eingespritzte Isoliermasse sich von hinten nach vorne in Richtung der Kontakthalter. So ist sichergestellt, dass die Kontakte im Kontakthalter während des Umspritzvorgangs gesteckt bleiben und sich nicht durch die vorbeifließende Isoliermasse lösen. Sollte ein geschirmter Steckverbinder hergestellt werden, so ist die Abschirmhülse in nicht näher dargestellter Weise mit Durchtritten versehen, die ein Hindurchtreten der fließfähigen Isoliermasse radial nach innen und ein axiales Entlangfließen in Richtung des Kontakthalters 1 1 ermöglicht. Anhand der Fig. 6 ist erkennbar, dass axial beabstandet zu den Verriegelungselementen 5b im Bereich der Abschirmhülse 7b ein umlaufender, nicht näher bezeichneter Ringbund vorgesehen ist, der mit entsprechenden Durchtritten versehen ist, so dass die Isoliermasse im Bereich des Ringbundes von außen her radial nach innen treten und in Richtung des Kontakthalters 1 1 fließen kann.