DE10162845C1 - Elektrischer Steckverbinder zum Anschluss an Leitungen mit einer Zugentlastung und Verfahren zur Konfektionierung eines solchen Steckverbinders - Google Patents

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein elektrischer Steckverbinder, insbesondere zum Anschluss an Flachband- oder Rasterstegleitungen, mit einem Isoliergehäuse mit darin in Kontaktkanälen aufgenommenen elektrischen Kontakten und einem von Wandungsteilen des Isoliergehäuses begrenzten Kanal zur Aufnahme der Leitung sowie mit einer Einrichtung zur Zugentlastung der Verbindung zwischen Isoliergehäuse und Leitung, welche Einrichtung ein auf die Leitung einwirkendes Druckglied umfasst. Die Zugentlastungseinrichtung weist ein Druckglied auf, das als unmittelbar aus dem Wandungsteil selbst gegen die Leitung verprägter Werkstoffbereich des Wandungsteils ausgebildet ist. Dabei ist bevorzugt ein Werkstoffbereich als teilweise aus dem Wandungsteil freigeschnittene Werkstoffzunge ausgebildet. Eine derartige wirkungsvolle Zugentlastung ist äußerst einfach mit einem Schnitt-Stanz-Werkzeug zu erzeugen, vornehmlich mit demselben Stempel, mit dem Schneidklemmkontakte in die Leiter der Leitung gepresst werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbeson­ dere zum Anschluss an Leitungen, insbes. an Flachband- oder Raster­ stegleitungen, mit einem Isoliergehäuse mit darin in Kontaktkanälen auf­ genommenen elektrischen Kontakten und einem von Wandungsteilen des Isoliergehäuses begrenzten Kanal zur Aufnahme der Leitung, sowie mit einer Einrichtung zur Zugentlastung der Verbindung zwischen Isolier­ gehäuse und Leitung, welche Einrichtung ein auf die Leitung einwirken­ des Druckglied umfasst.

Bei elektrischen Steckverbindern mit angeschlossenen Leitungen ist deren Zugentlastung wichtig, um elektrische Störungen der Schaltung, in denen der elektrische Steckverbinder integriert ist, auszuschließen. Die Zugentlastung dient auch dem Schutz der empfindlichen Kontakte gegen Verbiegen durch an der Leitung auftretende Zugkräfte.

Ein elektrischer Steckverbinder ähnlich den Merkmalen des Ober­ begriffs des Anspruches 1 ist z. B. aus DE 41 02 541 bekannt. Hier die­ nen als Einrichtung zur Zugentlastung einer Leitung innerhalb eines Steckverbinderteils angeformte Haken, die in die Einschubbahn des Lei­ ters ragen und eine formschlüssige Verbindung mit Durchbrüchen einge­ hen, die zwischen Leitern einer Flachband- bzw. Rasterstegleitung ange­ ordnet sind.

Diese Zugentlastung hat den Vorteil, sehr einfach ausgebildet und angeordnet zu sein. Eine Übertragung auf stark miniaturisierte Steck­ verbinder mit Rastermaßen von z. B. nur 1,25 mm oder weniger ist nicht, jedenfalls nicht ohne weiteres möglich, da sowohl die Haken als auch die Durchbrüche in den Leiterstegen entsprechend miniaturisiert wären und nur sehr geringe Rückhaltekräfte übertragen könnten. Des weiteren ist zu berücksichtigen, dass oberhalb der Haken noch ein Freiraum vorhanden sein muss, der beim Einstecken der Flachbandleitung vom Leitersteg passiert werden muss, ehe die Durchbrüche mit dem Haken kuppeln können. Bei der geringen Hakenhöhe und der geringen Materialstärke der Stege zwischen den Leitern der Leitung, wie sie bei sehr kleinen Steckverbindern in Frage kämen, wäre ein sicherer Halt kaum gewähr­ leistet, so dass sich bei Zug an der Leitung die formschlüssige Verbin­ dung wieder lösen könnte.

Aus DE 199 01 914 A1 ist eine, bedarfsweise auch für Flachkabel zu realisierende, Kabelzugentlastung bekannt, bei der im Kabeldurch­ gangsbereich eine Halteplatte vorgesehen ist, die seitlich in die Kabel- Durchgangslöcher eingreifende elastische Haltezungen besitzt, deren freie Enden schneidenartig ausgebildet sind oder wenigstens eine Spitze aufweisen. Die Haltezungen können einstückig mit der Halteplatte ver­ bunden sein. Zur Erzielung der erforderlichen Federelastizität besitzen die Haltezungen zweckmäßigerweise eine geringere Dicke als die im wesentlichen starre Halteplatte. Dabei sind die Haltezungen vorzugs­ weise an der von der Dichtungsplatte wegweisenden Seite der Halte­ platte mit dieser verbunden, so dass eine Auslenkung in die jeweiligen Kabel-Durchgangslöcher hinein möglich ist. Eine Realisierung dieser bekannten Zugentlastung bei stark miniaturisierten elektrischen Steck­ verbindern ist nicht vorstellbar.

Aus DE 31 10 144 C2 ist ein Verbinder mit einer Zugentlastungseinrichtung bekannt, die ein zweiteiliges Gehäuse erfor­ dert. In dem einen Gehäuseteil ist der/sind die Leiter eingesteckt, wäh­ rend der zweite, mit dem ersten Gehäuseteil kuppelbare Gehäuseteil einerseits mit Kontaktstücken der Schneidklemmtechnik ausgerüstet ist und andererseits mit einem Vorsprung, so dass beim Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile einerseits der Schneidklemmkontakt in den Leiter eindringt und andererseits der Vorsprung den Leiter wellenförmig verformt und dadurch zugentlastet.

Diese Einrichtung ist insbesondere wegen der Zweiteiligkeit des Gehäuses aufwendig und im übrigen schon deshalb auf stark miniaturi­ sierte Steckverbinder nicht übertragbar.

US 4 713 023 A befasst sich mit einem Steckverbinder, der eben­ falls über eine Zugentlastung verfügt. Diese umfasst (vgl. dort Fig. 11 bis 13) einen Zugentlastungsabschnitt, der aus einer Wand eines Isolierkör­ pers bei dessen Herstellung herausgearbeitet ist. Mittels eines Stempels wird dieses Druckglied in Richtung einwärts gegen ein Leiterpositionier­ glied gepresst. Diese Schrift zeigt im übrigen auch, dass gemeinsam mit der Betätigung des Zugentlastungsgliedes auch Kontaktelemente in Kontaktposition mit dem Leiter gebracht werden können.

Allen vorbekannten Ausführungen ist gemeinsam, dass zumindest ein Teil des Steckverbinders bei seiner Herstellung die spätere Zugent­ lastung berücksichtigen und konstruktiv entsprechend vorbereitet werden muss. Es ist also insbesondere zumindest erforderlich, wenigstens ein Zugentlastungsglied in der Spritzgießform für das Isolierteil zu berück­ sichtigen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Steckverbinder der im Oberbegriff des Anspruches 1 näher umris­ senen Art bereitzustellen, bei dem eine Zugentlastung auf sehr einfache Weise realisiert werden kann, die sich auch problemlos bei stark miniatu­ risierten Steckverbindern, z. B. solchen für Leiterabstände von z. B. nur 1,25 mm eignet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspru­ ches 1 und insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass das Druckglied als unmittelbar aus dem Wandungsteil selbst gegen die Leitung verpräg­ ter Werkstoffbereich des Wandungsteils ausgebildet ist.

Der Kern der Erfindung besteht folglich im wesentlichen darin, dass das Druckglied, welches durch Pressen gegen den Leiter die Zug­ entlastung bewirkt, aus der Verformung des Wandungsteils des Isolier­ körpers selbst gewonnen wird, also nicht zuvor im Werkzeug und im Iso­ lierkörper in irgendeiner Art und Weise zu berücksichtigen ist. Im ein­ fachsten Fall ist das Druckglied also eine Wandausprägung und genügt es, mittels eines geeigneten Druckwerkzeugs auf die Außenseite des Wandungsteils zu drücken, um die den Leiter klemmende Verformung des Werkstoffbereichs zu erzeugen.

In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass der Werk­ stoffbereich als zuvor aus dem Wandungsteil teilweise freigeschnittene Werkstoffzunge ausgebildet ist. Diese lässt sich in idealer Weise unter einem spitzen Winkel zur Leitung geneigt sowie in Einsteckrichtung der Leitung weisend formen, so dass diese Werkstoffzunge eine Art Wider­ haken ausbildet, der sich einer Zugkraft an der Leitung wirksam entgegen stellt. Eine derartige Zugentlastungseinrichtung ist trotz ihrer sehr kleinen Ausbildung äußerst wirksam und sicher.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Werkstoffbereich im wesentlichen in Richtung parallel zur Längsrichtung der Kontakte aus dem Wandungsteil verprägt ist. Hierdurch ist es ohne weiteres möglich, dass der wenigstens eine Werkstoffbereich bei der Konfektionierung des Steckverbinders in dem selben Arbeitsschritt und mit dem selben Werk­ zeugstempel erzeugt werden kann, welches die mit Schneidgabeln als Schneidklemmkontakte ausgebildeten Kontakte zumindest leicht in die Leitung einpresst.

Bislang wurde vornehmlich daran gedacht, die Verprägung des Werkstoffbereichs durch Kaltverformung vorzunehmen. Insbesondere bei harten und/oder spröden Isolierstoffen kann es jedoch gemäß weiterer Ausgestaltung vorteilhaft sein, wenn die Verprägung des wenigstens einen Werkstoffbereich unter Einwirkung von Wärme auf den Wan­ dungsteil erfolgt. Dabei kann zur Erzeugung der Wärme das Stempel­ werkzeug entweder beheizt bzw. erhitzt oder mittels Ultraschallenergie gespeist sein. In diesem Falle liegt dann eine Warmverformung oder Warmverprägung des die Zugentlastung ausbildenden Werkstoffbereichs des Wandungsteils vor.

Das Druckglied ist bevorzugt im wesentlichen in einem Bereich zwischen zwei Leitern der Leitung angeordnet, bei einer Rastersteglei­ tung also im wesentlichen im Bereich der zwischen je zwei Leitern ange­ ordneten Stege des Isolierstoffs.

Im übrigen sind mehrere gleichartige Druckglieder vorgesehen, um die auftretenden Zugkräfte auf eine Vielzahl von Zugentlastungseinrich­ tungen zu verteilen.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Konfektionierung eines Steckverbinders nach dem unabhängigen Anspruch 12. Anspruch 13 kennzeichnet eine Variante durch Vertau­ schen zweier Verfahrensschritte. Weiterbildungen des Verfahrens ent­ halten die Merkmale der Ansprüche 14 und 15.

Im übrigen versteht sich die Erfindung am besten anhand der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines von der Steckseite her betrachteten Steckverbinders mit dem Endabschnitt einer daran angeschlossenen Rasterstegleitung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Steckverbinder nach Fig. 1 vor dem Einpressen der Kontakte in den Isolierkörper und vor Erzeugung einer Zugentlastung,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch nunmehr nach dem Einpressen der Kontakte in den Isolierkörper und mit einer dabei erzeugten Zugentlastung, sowie

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Bereich einer Zugentlastung, etwa nach der Schnittangabe IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 1 ist mit 10 der Isolierkörper eines elektrischen Steckverbin­ ders S in Seitenansicht mit Blickrichtung auf dessen Steckseite darge­ stellt. Beim Ausführungsbeispiel ist der Isolierkörper 10 einteilig und einstückig. Er weist eine der Polzahl entsprechende Anzahl von Kontakt­ kanälen 11 für Kontakte 12 auf die beim Ausführungsbeispiel als Schneidklemmkontakte ausgebildet sind. Ferner ist im Isolierkörper 10 ein Leitungskanal 13 zur Aufnahme wenigstens einer Leitung 14 vorhan­ den. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dieser Leitung 14 um eine Flachbandleitung bzw. eine sogenannte Rasterstegleitung. Eine Rasterstegleitung, von der in Fig. 1 nur ein im Isolierkörper 10 eintau­ chende Endabschnitt dargestellt ist, umfasst eine Reihe von Leitern 15, die gemeinsam in einer Isolierumhüllung 16 eingebettet sind, welche zwi­ schen jeweils zwei Leitern 15 stegförmige Abschnitte 17 ausbildet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Steckverbinder S mit in das Isoliergehäuse 10 eingesteckter Leitung 14. Die einzelnen Kontakte 12 befinden sich in einer Vormontagestellung, aus der heraus sie, bezüg­ lich Fig. 2 nach unten, vorgeschoben werden müssen, damit ihre Schneidgabeln 18, die die einzelnen Leiter 15 umgebenden Partien der Isolierumhüllung 16 einschneiden und mit den Leitern 15 in Kontakt gelangen können. Um die Kontakte 12 von der Position entsprechend Fig. 2 in die Funktionsstellung überführen zu können, die in Fig. 3 darge­ stellt ist, ist ein Stempelwerkzeug 19 vorgesehen, mit einem Stempel 20, der alle in dieser gemeinsamen Reihe liegenden Kontakte 12 in Kontakt­ stellung bringt.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Stempelwerk­ zeug 19 noch einen zweiten Stempel 20' auf, der gleichzeitig eine nicht dargestellte zweite Reihe von gleichgearteten Kontakten 12 in ihre Wirk­ stellung bewegt. Die Aufteilung der Kontakte 12 in zwei Reihen ist wegen der starken Miniaturisierung geboten, da man so die Kontaktkanäle 11 und die Kontakte 12 auf Lücke anordnen kann, um auf diese Weise einen besonders engen Kontaktabstand einhalten zu können.

Um die Leitung 14 in ihrer Endmontageposition im Isolierkörper 10 des Steckverbinders S zu sichern, ist eine Zugentlastungseinrichtung vorgesehen, die allgemein mit 21 bezeichnet ist. Diese umfasst ein Druckglied 22, welches - wie aus Fig. 3 ersichtlich ist - als im wesentli­ chen zungenförmig bezeichnet werden kann und unter einem spitzen Winkel W in Einsteckrichtung R gegen die Leitung 14 ausgerichtet ist.

Die Besonderheit dieses Druckglieds 22 besteht darin, dass es erst bei der Konfektionierung des Steckverbinders, d. h., beim Herstellen der Verbindung zwischen Isolierkörper 10 und Leitung 14 mit den Kon­ takten 12, erzeugt wird. Das Druckglied 20 ist nämlich ein aus dem den Leitungskanal 13 überdeckenden Wandungsteil 23 ausgeprägter Werk­ stoffabschnitt.

Zur Erzeugung und Betätigung des Druckglieds 22 ist ein Schnitt- Press-Stempel 24 vorgesehen, der entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an dem selben Stempelwerkzeug 19 angeordnet ist, an dem sich auch die Stempel 20 und 20' zur Positionierung der Kontakte 12 befinden.

Der Stempel 24 weist eine voreilende Schnittkante 25 auf, die in die Wandung 23 einen zunächst linienhaften und bei weiterem Eindrin­ gen im wesentlichen U-förmigen Einschnitt ausführt. Bei weiterer Bewe­ gung nach unten drückt sie den zungenartig ausgeschnittenen Werk­ stoffbereich nach unten gegen die Leitung 14, bis sie nach Form und Lage die Stellung eingenommen hat, die in Fig. 3 dargestellt ist. Der zu Fig. 3 gehörende Querschnitt entsprechend Fig. 4 zeigt, dass die ver­ prägten Werkstoffbereiche (Druckglieder 22) den Stegen 17 der Isolier­ umhüllung 16 zwischen zwei Leitern 15 der Rasterstegleitung 14 zuge­ ordnet sind.

Beim Ausführungsbeispiel sind Druckglieder in jeweils paariger Anordnung den beiden Randbereichen der Leitung 14, insgesamt also vier solche Druckglieder 22, vorgesehen. Man erkennt dies in Fig. 1 anhand der vier vom Schneid-Press-Stempel 24 ausgeschnittenen Berei­ che 26.

Um abschließend ein noch besseres Verständnis von der Erfin­ dung zu erhalten, sei angemerkt, dass die Zeichnungen den Anmel­ dungsgegenstand erheblich vergrößert wiedergeben. Unterstellt man eine Rasterteilung von 1,25 mm, so ist der Steckverbinder in Fig. 1 im Maßstab 6 : 1 dargestellt und in den übrigen Figuren etwa im Maßstab 21 : 1.

Claims (15)

1. Elektrischer Steckverbinder (S), insbesondere zum Anschluss an Leitungen (14), insbes. an Flachband- oder Rasterstegleitungen, mit einem Isoliergehäuse (10) mit darin in Kontaktkanälen (11) aufgenom­ menen elektrischen Kontakten (12) und einem von Wandungsteilen (23) des Isoliergehäuses (10) begrenzten Leitungskanal (13) zur Aufnahme der Leitung (14), sowie mit einer Einrichtung (21) zur Zugentlastung der Verbindung zwischen Isoliergehäuse (10) und Leitung (14), welche Ein­ richtung (21) ein auf die Leitung (14) einwirkendes Druckglied (22) um­ fasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckglied (22) als unmittelbar aus dem Wandungsteil (23) selbst gegen die Leitung (14) verprägter Werkstoffbereich (26) des Wandungsteils (23) ausgebildet ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoffbereich (26) als zuvor aus dem Wandungsteil (23) teilweise freigeschnittene Werkstoffzunge (27) ausgebildet ist.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffzunge (27) unter einem spitzen Winkel zur (W) Leitung (14) geneigt sowie in Einsteckrichtung (R) der Leitung (14) weisend angeordnet ist.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoffbereich (26) im wesentlichen in Richtung parallel zur Längsrichtung der Kontakte (12) aus dem Wan­ dungsteil (23) verprägt ist.

5. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Werkstoffbereich (26) mit einem Stempelwerkzeug (19) erzeugt ist, das den Werkstoffbereich (26) durch Einwirkung einer von außen auf den Wandungsteil (23) gerichteten Kraft plastisch verformt.

6. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Werkstoffbereich (23) bei der Konfektionierung des Steckverbinders (S) in dem selben Arbeits­ schritt und mit dem selben Stempelwerkzeug (19) erzeugt ist, das die mit Schneidgabeln (18) als Schneidklemmkontakte ausgebildeten Kontakte (12) in die Leitung (14) einpresst.

7. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verprägung des wenigstens einen Werkstoffbereich (26) unter Einwirkung von Wärme auf den Wan­ dungsteil (23) erfolgt.

8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Wärme das Stempelwerkzeug beheizt bzw. erhitzt ist.

9. Steckverbinder nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zur Erzeugung der Wärme das Stempelwerkzeug mittels Ultraschallenergie gespeist ist.

10. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckglied (22) im wesentlichen in einem Bereich zwischen zwei Leitern (15) der Leitung (14) angeordnet ist.

11. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Druckglieder (22) vorgesehen sind.

12. Verfahren zur Konfektionierung eines Steckverbinders (S) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie mit einer daran ange­ schlossenen Flachband- oder Rastersteg-Leitung (14), umfassend die folgenden Schritte:

• a) Bereitstellen des Isoliergehäuses (10),
• b) Bereitstellen einer Leitung (14) und Einführen ihres Endab­ schnitts in den Leitungskanal (13) des Isoliergehäuses (10),
• c) Einführen einer der Polzahl entsprechenden Zahl von Schneid­ klemmkontakten (12) in eine Vorpositionierstellung innerhalb der Kon­ taktkanäle (11), jedoch außerhalb des Leitungskanals (13),
• d) Vorschieben der Schneidklemmkontakte (12) in den Kontaktkanälen (11) und Einpressen ihrer Schneidklemmgabeln (18) in die Leitung (14),
• e) Einschneiden wenigstens eines Werkstoffsbereichs (26) inner­ halb eines den Leitungskanal (13) begrenzenden Wandungsteils (23) des Isoliergehäuses (10) und Verprägen des teilausgeschnittenen Bereichs (26) gegen die Leitung (14).

13. Verfahren nach Anspruch 7, wobei jedoch die Verfahrens­ schritte b. und c. in ihrer Reihenfolge vertauscht sind.

14. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch zeitgleiche Vornahme der Verfahrensschritte d. und e.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte d. und e. mit dem selben Stempelwerkzeug (19) durchgeführt werden.