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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie einen Steckverbinder
zum elektrischen Anschluss einer oder mehrerer Adern eines Leiterkabels,
wobei der am Ende der jeweiligen Ader eindringende Kontakt mittels
eines gummielastischen Druckelements fixiert wird, mit den Merkmalen
des Oberbegriffs der Ansprüche
1 und 4.
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Aus
der
EP 0966 064 A1 ist
ein derartiges Verfahren bekannt, wobei bei der in dieser Schrift
beschriebenen Kontaktierung die Kontaktierung eines Litzenleiters,
vorzugsweise mit einem stirnseitig eindringenden Kontaktspieß, erfolgt.
Für die
Erzeugung des Druckes auf das Druckelement wird von einem radial
gerichtetem Druck ausgegangen, der bei der in dieser Schrift dargestellten
Ausführung
ein im wesentlichen kreisförmiges
Druckelement voraussetzt.
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Bei
dem beschriebenen mehrpoliger Steckverbinder zum Anschluss eines
mehrpoligen Litzenleiterkabels, mit einer Kabelaufnahme und einem Steckteil,
sind die Litzenleiter zur axialen Kontaktierung der freien Enden
mit zugeordneten Kontaktspießen
des Steckteils in achsparallelen Kanälen der Kabelaufnahme geführt und
mittels einer Überwurfmutter
in den Kanälen
klemmend gehalten. Die Kabelaufnahme weist eine Litzenleiterhalterung
zum unverrückbaren
Fixieren der Litzenleiter und daran anschließend eine dem Steckteil zugewandte
Endhalterung auf. Die Litzenleiterhalterung besteht aus einer festen,
der Endhalterung zugewandten Fixierplatte und einer in axialer Richtung
bewegbaren Klemmplatte, die jeden Litzenleiter bei der Bewegung
in Richtung Fixierplatte gleichmäßig gegen
Zugbewegungen unverrückbar
klemmt. Die Endhalterung ist zumindest über die Eindringlänge der
Kontaktspieße in
die Kanäle
in radialer Richtung elastisch ausgebildet, um bei eingeführten Kontaktspießen durch
Zusammenquetschen am Umfang einen für die Kontaktierung im wesentlichen
gleichmäßigen radialen Pressdruck
in allen Kanälen
bei angepasstem Kanaldurchmesser zu erzeugen. Diese Ausbildung erlaubt einen
sehr kurzen mehrpoligen Steckverbinder, bei dem die Anzahl der Litzenleiterkanäle und deren
Bestückung
keinen Einfluss auf die Klemmung hat. Gleichzeitig erfolgt die Klemmung
nahe an dem Kontaktbereich, um ein Stauchen der Litzenleiter in
den Kanälen
zu vermeiden. Darüber
hinaus wird durch diese Ausbildung ein Fliesen der Litzenleiterisolation beim
Einstecken der Kontaktspieße
durch flexible Kanalwände
verhindert, andererseits aber ein permanenter und gleichmäßiger Kontaktdruck
auf die verdichteten Litzenleiter sichergestellt.
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Aus
der
BE 476 822 A ist
ein weiterer mehrpoliger elektrischer Steckverbinder mit einer Kabelaufnahme
und einem Steckteil bekannt, bei dem nicht abisolierte Litzen durch
das axiale Eindrücken von
als Spieße
ausgebildeten Endteilen von Kontaktelementen in das Adernende der
Litzen kontaktiert werden. Dabei ist jede Litze im angeschlossenen
Zustand durch ein Klemmelement gegen axiale Verschiebung gesichert.
Die jeweiligen Einzellitzen der mehradrigen Leitung werden dabei
in das Klemmelement vorgeschoben, das als geschlitzte Hülse ausgebildet
ist und sich zum freien Ende tulpenförmig erweitert. Beim Zusammenbringen
der Kabelaufnahme mit dem Bohrungen aufweisenden Steckteil werden die
Klemmelemente in die sich zu den Kontaktspießen hin verjüngenden
Bohrungen eingeschoben und durch deren Wandungen geführt und
anschließend zusammengedrückt, wodurch
die einzelnen Litzen zum einen bezüglich der Kontaktspieße zentriert und zum
anderen durch die Klemmwirkung einer gezahnten Innenseite des Klemmelements
gegen Axialverschiebung gesichert werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit
vorzuschlagen, bei der die Kontaktierung unabhängig von der Geometrie des
Druckelements und sowohl für
Litzenleiter als auch Massivleiter möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen elektrischen
Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Weiterer
vorteilhafter Ausgestaltungen sind den jeweiligen rückbezogenen
Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Gemäß der Erfindung
wird jeder Ader ein Klemmkorb zugeordnet, dessen Lamellen derart
ausgebildet sind, dass beim Zusammendrücken der Lamellen um die Aderisolation
die Lamellen sich nicht berühren.
Das heißt,
zwischen den einzelnen Lamellen besteht auch im zusammengedrückten Zustand ein
Spalt. Die einzelnen Adern werden mit Isolation in den Klemmkorb
eingeführt
und durch diesen mehr (Litzenleiter) oder weniger (Massivleiter)
versteift und zusammen mit diesem in eine zugeordnete zylindrische
Bohrung in dem gummielastischen Druckelement eingeführt. Bei
der Verwendung eines weichgummielastischen Druckelements weitet
sich die zylindrische Bohrung, deren Durchmesser kleiner als der
Außendurchmesser
des jeweiligen Klemmkorbes ist, einerseits auf und andererseits
wird durch das gummielastische Element der Klemmkorb auf die Aderisolation
gedrückt.
Bei der Verwendung von höheren
Shore-Härten
(ca. ab SH 60 A) ist es unter Umständen möglich, bei Massivleiter auf
den Klemmkorb zu verzichten, wobei dies jedoch zu einem schnelleren
Nachlassen des Kontaktdruckes über
die Zeitdauer führt.
Aufgrund der damit verbundenen Nachteile ist dies jedoch erfindungsgemäß nicht
vorgesehen.
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Das
gummielastische Druckelement ist in einem Steckteil angeordnet,
das gleichzeitig entsprechende Kontaktelemente zum elektrischen
Kontaktieren des Endes der Ader aufweist. Dieses Kontaktelement
kann entweder bei der Verwendung von Litzenleitern als in diese
eindringender stirnseitiger Kontaktspieß oder als Kontaktmesser ausgebildet
sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausbildung des Verfahrens wird seitlich versetzt zur
Längsachse
der Bohrung, jedoch in radialer Richtung schneidend, ein Kontaktmesser
angeordnet, so dass bei Eindringen der Ader die Aderisolierung durchtrennt
und das Kontaktmesser in die Seele gedrückt wird. Wichtig in diesem
Zusammenhang ist, dass die zylindrische Bohrung in dem Druckelement
eine Kodierung aufweist, so dass das seitlich angeordnete Kontaktmesser
zwischen zwei Lamellen eingeführt
und dadurch mit entsprechender Genauigkeit radial in die Isolierung schneidet.
Dieses Prinzip ist grundsätzlich
sowohl für Litzenleiter
als auch Massivleiter anwendbar.
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Sofern
es sich bei der eingeführten
Ader um einen Massivleiter handelt, wird dieser durch das Kontaktmesser
seitlich ausgelenkt und durch das gummielastische Druckelement ein
konstanter axialer Kontaktdruck ausgeübt. Die Fixierung der Ader wird
in erster Linie durch den radialen Kontaktdruck erzeugt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
Steckverbinders sind die Klemmkörper
an einer Klemmplatte befestigt, die zwischen der Kabelaufnahme und
dem Steckteil angeordnet ist. Zweckmäßiger Weise ist die Klemmplatte über die
Kabelaufnahme an dem Steckteil befestigbar, beispielsweise mittels
einer Schraub- oder Schnappverbindung.
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Gemäß der Erfindung
können
nicht nur alle Kabelkonfigurationen einschließlich einer Mischbestückung mit
unterschiedlichen Durchmessern oder Litzen/Massivleiter realisiert
werden. Darüber
hinaus kann auch die Geometrie des Druckgummis und die Anordnung
der zylindrischen Ausnehmungen beliebig gewählt werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
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1 den
Eindringvorgang eines Litzenleiters in ein Druckelement mit seitlich
angeordnetem Kontaktmesser;
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2 eine
der 1 entsprechenden Darstellung mit einem Massivleiter;
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3 die
stirnseitige Kontaktierung eines Litzenleiters mittels eines Kontaktspießes;
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4 die
Schnittdarstellung eines Rechtecksteckverbinders; und
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5 die
perspektivische Ansicht des Rechtecksteckverbinders.
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1 zeigt
den in den 1a bis 1c im Schnitt
das Eindringen einer Ader 1, die von einem Klemmkorb 2 umgeben
ist, in eine zylindrische Bohrung 3 in einem gummielastischen
Druckelement 4. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ader 1 als
Litzenleiter ausgebildet. Der Klemmkorb 2 umgibt die Ader 1 mit
der Isolation 5 und weist einzelne Lamellen 6 auf,
wobei die Lamellen so ausgebildet sind, dass im zusammengepressten
Zustand Schlitze 7 erhalten bleiben. Dies ist erforderlich,
um einen radialen Anpressdruck auf die Ader 1 zu gewährleisten,
da andernfalls die Lamellen, so sie aneinander stoßen, eine
Hülse bilden,
die nicht weiter zusammengepresst werden kann.
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Die
Bohrung 3 weist am Eingang einen Konus 8 auf,
um das Einführen
des Klemmkorbes 2 mit der Ader 1 in die einen
geringeren Durchmesser aufweisende Bohrung 3 zu erleichtern.
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In
der unteren Hälfte
der Bohrung 3 befindet sich ein Kontaktmesser 9,
das seitlich versetzt der Bohrung 3 angeordnet ist und
mit einer Schneide 10 radial zu der Bohrung 3 angeordnet
ist.
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Beim
Eindringen der Ader 1 mit dem Klemmkorb 2 wird,
wie aus 1b ersichtlich, die Bohrung 3 aufgrund
des gummielastischen Materials des Druckelements 4 aufgeweitet
und damit ein radialer Anpressdruck auf den Klemmkorb 2 und
damit die Ader 1 aufrecht erhalten.
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1c zeigt, dass bei weiterem Einschieben der
Ader 1 mit dem Klemmkorb 2 das Kontaktmesser 9 die
Isolation 5 durchschneidet und in die Litzen 11 der
Ader 1 eindringt und diese kontaktiert. Der radiale Anpressdruck
durch das gummielastische Druckelement 4 wird weiterhin
aufrecht erhalten und sorgt für eine
langlebige Kontaktierung. Die Bohrung 3 ist kodiert (nicht
dargestellt), um eine eindeutige Einführung des Klemmkorbes 2 in
die Bohrung 3 zu erreichen. Die Kodierung ist so gewählt, dass
das Kontaktmesser 9 in den Schlitz 7 zwischen
zwei Lamellen 6 in die Ader 1 einschneidet. Damit
wird eine weitere Führung
des Kontaktmessers erreicht, um mit großer Genauigkeit zu verhindern,
dass das Kontaktmesser 9 möglicherweise seitlich abrutscht.
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2 zeigt
mit den 2a bis 2c einen
der 1 entsprechenden Ablauf mit einem Massivleiter, d.
h. mit einer massiven Kupferseele 12 anstelle der Litzen 11.
Der Ablauf in den 2a und 2b ist entsprechend der 1.
Aufgrund der massiven Seele bewirkt jedoch das weitere Vorschieben,
wie in 2c gezeigt, dass der Klemmkorb 2 mit
der Ader 1 die Bohrung verbiegt. Es erfolgt damit eine
asymmetrische Auslenkung der Ader 1 in dem Druckelement 4,
so dass hier auch wiederum ein konstanter radialer Kontaktdruck
erzeugt wird. Das Kontaktmesser 9 durchschneidet, wie in
der 1c bereits dargestellt und diskutiert, die Isolation 5 und
kontaktiert die Seele 12 in dem Schlitz 7 zwischen
den Lamellen 6.
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3 zeigt
eine andere Ausgestaltung mit einem Kontaktspieß 13 in der Längsachse
der Bohrung 3, der stirnseitig in die Litzen 11 der
Ader 1 eindringt (3a und 3b). Auch hier findet eine Aufweitung der
zylindrischen Bohrung 3 durch die in dem Klemmkorb 2 stabilisierte
Ader 1 statt, so dass durch das gummielastische Druckelement 4 der
radiale Anpressdruck auf die Ader 1 gewährleistet ist und ein dauerhafter
Kontakt mit dem stirnseitig eindringenden Kontaktspieß 13 gewährleistet
ist.
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In
der Schnittdarstellung in 4 ist eine
Kabelaufnahme 14 in die die einzelnen Adern eingeführt werden
dargestellt. Die Kabelaufnahme 14 weist in diesem Ausführungsbeispiel
noch ein Führungselement 15 auf,
das sich von der Kabelaufnahme 14 weg erstreckt. Die einzelnen
Adern werden in den Klemmkorb 2 eingesteckt, der an der
Klemmplatte 16 fixiert ist und sich senkrecht von dieser
weg erstreckt. Die Klemmplatte 16 weist außerdem noch
eine Durchführung 17 für das Führungselement 15 auf. Das
Steckteil 18 enthält
in diesem Ausführungsbeispiel
einen Kontaktspieß 13,
der in der Längsachse der
Bohrung 3 des gummielastischen Druckelements 4 angeordnet
ist. Seitlich des Druckelements 4 befindet sich eine Führungsbohrung 19 zur
Aufnahme des Führungselements 15 der
Kabelaufnahme 14. Im zusammengefügten Zustand dringen alle Teile
ineinander ein und werden mit einer Verbindungsschraube 20,
wie aus 5 ersichtlich, zusammengehalten.
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5 zeigt
in perspektivischer Ansicht die drei in der 4 dargestellten
Elemente.