DE102004030991A1

DE102004030991A1 - Serie von Kabelbaumsteckern und Serie von Schnittstellen zur Herstellung elektrischer Verbindungen

Info

Publication number: DE102004030991A1
Application number: DE200410030991
Authority: DE
Inventors: Martin Saur; Markus Lux; Petra Woltmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-06-26
Filing date: 2004-06-26
Publication date: 2006-01-12
Also published as: WO2006000490A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Serie von Kabelbaumsteckern (1) zur Herstellung elektrischer Verbindungen, wobei ein Kabelbaumstecker (1) im Wesentlichen aus einem Gehäuse (3), eine in dem Gehäuse (3) angeordneten Kontaktträger (4) und mindestens einem an dem Kontaktträger (4) angeordneten Kontaktelement (5) zur Herstellung der Verbindung mit einen Gegenkontaktelement (6) besteht, sowie
eine Serie von Schnittstellen (2) zur Herstellung elektrischer Verbindungen, wobei eine Schnittstelle (2) im Wesentlichen aus einem Schnittstellenkragen, die im gesteckten Zustand in das Gehäuse (3) eines Kabelbaumsteckers (1) eingreift, einem in der Schnittstelle (2) angeordneten Trägerelement (7) und mindestens einem an dem Trägerelement (7) angeordneten Kontaktelement (6) zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement (5) besteht, sowei
einer Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung aus einem Kabelbaumstecker (1) und einer Schnittstelle (2).
Erfindungsgemäß weisen Kabelbaumstecker (1) bzw. Schnittstellen (2) einer Serie die gleiche Gehäuseaußenkontur auf und die Gehäuse sind mit unterschiedlich bestückbaren Kontaktträgern (4) bzw. Trägerelementen (7) versehbar.

Description

Die Erfindung betrifft

– eine Serie von Kabelbaumsteckern zur Herstellung elektrischer Verbindungen, wobei ein Kabelbaumstecker im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Kontaktträger und mindestens einem in dem Kontaktträger angeordneten Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht,
– eine Serie von Schnittstellen zur Herstellung elektrischer Verbindungen, wobei eine Schnittstelle im Wesentlichen aus einem Schnittstellenkragen, der im gesteckten Zustand in das Gehäuse eines Kabelbaumsteckers eingereift, und mindestens einem Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht, sowie
– eine Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung aus einem Kabelbaumstecker und einer Schnittstelle.

Definition
Unter dem Begriff Serie von Kabelbaumsteckern ist ein Bausatz zu verstehen, der im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeord neten Kontaktträger und mindestens einem in dem Kontaktträger angeordneten Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht. Die Serie wird dadurch gebildet, dass der Kontaktträger bei einer alternativen Ausbildung mit einer definierten Anzahl von Kontaktelementen, wahlweise gleicher oder auch unterschiedlicher Größe bestückbar ist. Sofern die Kontaktelemente ein anderes Rastermaß (Abstand von einem zum anderen Kontaktelement) aufweisen, so stehen unterschiedliche Kontaktträger zur Auswahl, die in das Gehäuse einsetzbar sind. Aufgrund dieser Ausbildung als Bausatz steht dem Hersteller eine Matrix zur Ausbildung von Kabelbaumsteckern zur Verfügung, die es erlaubt für viele Anwendungsfälle die geeignete Wahl zu treffen, ohne das eigentliche Gehäuse und auch die Verbindung zur Schnittstelle zu ändern.
Unter dem Begriff Serie von Schnittstellen ist ein Bausatz zu verstehen, der aus einem Schnittstellenkragen, der in das Gehäuse eines Kabelbaumsteckers eingereift, einem im Schnittstellenkragen angeordneten Trägerelement und mindestens einem an dem Trägerelement angeordneten Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht. Die Serie wird dadurch gebildet, dass das Trägerelement bei einer alternativen Ausbildung mit einer definierten Anzahl von Kontaktelementen, wahlweise gleicher oder auch unterschiedlicher Größe bestückbar ist. Sofern die Kontaktelemente ein anderes Rastermaß (Abstand von einem zum anderen Kontaktelement) aufweisen, so stehen unterschiedliche Trägerelemente zur Auswahl, die in den Schnittstellenkragen einsetzbar sind. Aufgrund dieser Ausbildung als Bausatz steht dem Hersteller eine Matrix zur Ausbildung von Schnittstellen zur Verfügung, die es erlaubt für viele Anwendungsfälle die geeignete Wahl zu treffen, ohne den Schnittstellenkragen und auch die Verbindung zu einem Kabelbaumstecker zu ändern.

Bisher bekannte Kabelbaumstecker sind in unterschiedlichen Ausführungen herstellbar und bekannt. Sie umfassen in der Regel ein Gehäuse und inner halb des Gehäuses ist ein entsprechender Kontaktträger angeordnet, der wiederum ein oder mehrere Kontaktelemente aufnimmt. Diese Kontaktelemente sind dafür vorgesehen, als Kontaktsystem weitere Kontaktelemente, die in Schnittstellen vorgesehen und angeordnet sind, in einem gesteckten Zustand des Kabelbaumsteckers mit der Schnittstelle aufzunehmen. Die weiteren Kontaktelemente sind insbesondere an Schnittstellen angebracht, die ihrerseits eine elektrische Verbindung zu einem Aggregat herstellen. Dabei kann es sich um eine Platine oder einen weiteren Kabelbaum handeln.

Ein Kontaktsystem besteht insbesondere aus einem Messer, das auf dem Trägerelement der Schnittstelle angeordnet ist und im gesteckten Zustand in ein Kontaktelement eingreift, das in dem Kontaktträger des Kabelbaumsteckers angeordnet ist und bevorzugt als ein Lamellenelement ausgebildet ist.

Zudem ist in der Regel bei Kabelbaumsteckern eine entsprechende Sicherung gegen ungewolltes Öffnen der Steckverbindung vorgesehen. Dichtungselemente komplettieren die Steckverbindung. Insbesondere im Automobilbau ist es üblich, Kabelbaumstecker einzusetzen. Da unterschiedlich gestaltete Kabelbäume, sei es in der Anzahl der entsprechenden Kabel der einzelnen Kabelbäume, sei es auch bezogen auf die entsprechend zu führende Stromstärke, verwendet werden, ist die Anzahl der entsprechend ausgestalteten Kabelbaumstecker sehr vielfältig. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn auch die entsprechende Anzahl der Kontaktelemente sowie deren Größe unterschiedlich sind. Dies bedeutet auch, dass für jede. Ausgestaltung eines Kabelbaumsteckers ein entsprechendes Herstellungsverfahren verwendet oder angepasst werden muss.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung soll es sein, Kabelbaumstecker, Schnittstellen und elektrische Steckverbindungen, bestehend aus Kabelbaumsteckern und Schnittstellen, derart weiter zu bilden, dass diese kostengünstig her stellbar sind und die Vielzahl der entsprechenden Kabelbaumstecker, Schnittstellen und Steckverbindungen für unterschiedliche Anzahl und Art von Kontaktelementen reduziert wird.

Lösung der Aufgabe

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass Kabelbaumstecker einer Serie die gleiche Außenkontur des Gehäuses aufweisen und die Gehäuse mit unterschiedlich bestückbaren Kontaktträgern versehbar sind. Die Lösung besteht weiterhin darin, dass Schnittstellen einer Serie die gleiche Außenkontur des Schnittstellenkragens aufweisen und mit unterschiedlich bestückbaren Trägerelementen versehbar sind. Außerdem besteht die Lösung aus einer Steckverbindung bestehend aus einem Kabelbaumstecker und einer Schnittstelle aus einer Serie.

Vorteile der Erfindung

Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, dass Kabelbaumstecker eines Gehäusetyps und Schnittstellen eines Schnittstellenkragentyps mit unterschiedlichen Kontaktträgern bzw. Trägerelementen ausgestaltet werden können.

Während bislang die Außenkontur eines Kabelbaumsteckers oder einer Schnittstelle vorwiegend den zu verbindenden Kontaktelementen angepasst wurde, kennzeichnet sich eine erfindungsgemäße Serie von Kabelbaumsteckern bzw. Schnittstellen im Wesentlichen durch die Außenkontur des Gehäuses. Zum Beispiel kann eine bestimmte Serie im Zusammenhang mit einem bestimmten Bauteil oder nach bestimmten Bauteilkriterien verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Serie von Kabelbaumsteckern bzw. von Schnittstellen zeichnet sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass der Querschnitt senkrecht zur Steckrichtung der Außenkontur nur eine Symmet rieachse aufweist. Diese Symmetrieachse definiert eine Vorzugsorientierung, mit welcher zum Beispiel der Kabelbaumstecker an die Schnittstelle herangeführt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Außenkontur des Kabelbaumsteckers und damit bevorzugt auch die Kontur des Kontaktträgers bzw. der Schnittstelle nahezu trapezförmige Konturen auf. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass eine zusätzliche Verdrehsicherung nicht notwendig ist. Zudem wird dem Anwender schon optisch die eindeutige Kontaktzuordnung deutlich, so dass ein falsches Zusammenführen von Kabelbaumstecker und Schnittstelle unmöglich wird und somit ein Kurzschluss durch falsches Zusammenführen von Kabelbaumstecker und Schnittstelle verhindert werden kann. Dadurch entfällt eine weitere Sicherung gegen das falsche Aufstecken eines Kabelbaumsteckers auf eine Schnittstelle, so dass sich der entsprechende Platzbedarf für den Kabelbaumstecker erheblich verringert.

Durch die Beibehaltung der Außengeometrie, verbunden mit der Einsetzbarkeit von unterschiedlichen Kontaktelementen wird bei diversen Anforderungen eines Kunden ein hoher Flexibilitätsgrad erreicht. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei gleicher Außengeometrie des Kabelbaumsteckers unterschiedliche Kontaktsysteme vorliegen können und die Schnittstelle mit entsprechenden Flachsteckern ausgebildet werden kann, die beispielsweise jeweils eine Breite von 1,2 mm aufweisen; es ist jedoch auch möglich, dass die entsprechenden Flachstecker eine Breite von 1,5 mm aufweisen oder diese kombinierbar sind.

Die trapezförmige Außenkontur des Kabelbaumsteckers bzw. die entsprechende Gestaltung des Kontaktträgers ermöglicht eine entsprechend hohe Packungsdichte der Kontaktelemente, was dazu führt, dass mit einem einzigen Steckvorgang eine Vielzahl von Kontakten geschlossen werden kann.

Die Kontaktelemente sind auf den Kontaktträgern der Kabelbaumstecker bzw. den Trägerelementen der Schnittstellen auf Rasterplätzen in einem defi nierten Abstand, einem sogenannten Rastermaß angeordnet. Die Kontaktelemente auf den Rasterplätzen können dazu geeignet sein, Kontaktelemente unterschiedlichster Typen aufzunehmen, die sich beispielsweise in der Größe bzw. Breite unterscheiden, wie 1,2mm Flachstecker, 1,5mm Flachstecker, 2,8mm Flachstecker oder 4,8mm Flachstecker, oder auch in der Art des Kontaktes bei gleicher Kontaktgröße, wie sogenannte 1,2er Matrix, 1,2er MLK, μT2-, MCP 1,5 oder Sigma 2-Kontakte.

In einer bevorzugten Ausführung einer Serie von Kabelbaumsteckern weisen die Kontaktträger dasselbe Rastermaß zur Anordnung der Kontaktelemente auf. Ist jeder Rasterplatz mit einem Kontaktelement belegt, so eignen sich Kabelbaumstecker dieser Serie als Gegenstecker für die jeweilige Schnittstelle, die eine entsprechende Außenkontur und ein entsprechendes Rastermaß besitzen, unabhängig davon, wie viele Rasterplätze des Trägerelements der Schnittstelle mit einem Kontaktelement belegt sind.

Eine einzige Serie von Kabelbaumsteckern kann somit für unterschiedliche Typen von Schnittstellen eingesetzt werden.

Auf der Gegenseite können Schnittstellen einer Serie, die eine bestimmte Außenkontur und ein bestimmtes Rastermaß zur Anordnung von Kontaktelemente aufweisen, mit unterschiedlich vielen Kontaktelementen belegt werden, wobei deren Anzahl von null für einen Blindverbindung bis zur maximalen Anzahl der Rasterplätze variieren kann.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Kabelbaumstecker und Schnittstellen zeichnet sich dadurch aus, dass diese sehr einfach ausgestaltet sind, da die eigentlichen Kabelbaumstecker und die Schnittstellen in ihrer entsprechenden Kontur unverändert bleiben können und nur die Kontaktträger, bzw. die Trägerelemente, welche die entsprechenden Anzahl von Kontaktelementen aufnehmen, angepasst werden müssen. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass die Kontaktträger mit den entsprechenden Kontaktelementen in das Gehäuse des Kabelbaumsteckers bzw. das Trägerelement in den Schnittstellenkragen eingeclipst werden oder dies kann auch in einem Einspritzvorgang bei Herstellung des Gehäuses bzw. der Schnittstelle ausgeführt werden.

Bei einer Fixierung mittels Einclipsen von einem Kontaktträger in einem Gehäuse des Kabelbaumsteckers greifen ein oder mehrere erste Befestigungselemente an ein oder mehrere zweite Befestigungselemente, wobei die ersten und/oder zweiten Befestigungselemente federnd gelagert sind und zwischen den ersten und zweiten Befestigungselementen eine einrastende Verbindung entsteht.

Eine derartige Verbindung zwischen Gehäusen und Kontaktträgern erlaubt die Realisierung von auswechselbaren Kontaktträgern und wahlweise verwendbaren Kontaktträgern. Dem Anwender steht damit ein serientypischer Bausatz zur Herstellung eines Kabelbaumsteckers zur Verfügung. Er kann bezüglich eines Gehäuses aus einer bestimmten Anzahl von Kontaktträgern wählen, die unterschiedliche Rastermaße, Größen der Kontaktelemente auf den Rasterplätze oder Belegung mit Kontaktelementen aufweisen. Es ergibt sich ein modularer Aufbau der Kabelbaumstecker und verschiedenste Kabelbaumstecker sind so durch wahlweise Baumodule sehr schnell herstellbar.

Werden die Kabelbaumstecker oder die Schnittstellen in einem Spritzgussverfahren hergestellt, so muss für Kabelbaumstecker und Schnittstellen einer Serie lediglich das Spritzgusswerkzeug für den Guss der Kontaktträger bzw. Trägerelemente ausgewechselt werden. Die entsprechenden Spritzgusswerkzeuge unterscheiden sich im Rastermaß und in der Öffnungsweite der Rasterplätze (Größe der Kontaktelemente).

Unabhängig von der Ausgestaltung und der Belegung der Kontaktträger ist für die Montage der Kabelbaumstecker nur ein Werkzeug notwendig, das der serientypischen Außenkontur der Kabelbaumstecker entspricht. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn der Montagevorgang automatisiert oder mit einem Roboter vorgenommen wird. Gleiches gilt für die Montage der Schnittstellen, für die unabhängig von den Trägerelementen ebenfalls nur ein serientypisches Werkzeug notwendig ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
Zeichnungen
Es zeigen
1 einen Schnitt durch einen Kabelbaumstecker in einem gesteckten Zustand mit einem Gegenstecker;
2 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelementen;
3 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelementen;
4 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelementen;
5 eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelementen;
6 eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelementen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein Kabelbaumstecker 1 dargestellt, der mit einer Schnittstelle 2 (mit Schnittstellenkragen) elektrisch verbunden ist. Der Kabelbaumstecker 1 weist ein Gehäuse 3 auf, wobei innerhalb des Gehäuses 3 ein Kontaktträger 4 mit entsprechenden Kontaktelementen 5 vorgesehen ist. Die Kontaktelemente 5 sind bei dem hier in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in Kontakt mit dem weiteren Kontaktelement 6 der Schnittstelle 2, welches auf einem Trägerelement 7 angeordnet ist. Beide Stecker, sowohl der Kabelbaumstecker 1 als auch die Schnittstelle 2 weisen jeweils eine Außengeometrie 9 bzw. 8 auf. Die Außengeometrien 8 und 9 sind derart gestaltet, dass die Schnittstelle 2 in den Kabelbaumstecker 1 entsprechend eingeführt werden kann.
Zusätzlich sind zur Vervollständigung des Kabelbaumsteckers 1 entsprechende Dichtelemente 10 vorgesehen. Das Trägerelement 7 kann in unterschiedlicher Art und Weise dargestellt werden, wie es beispielsweise in den folgenden 2 bis 6 ausgeführt ist.
In 2 ist das Trägerelement 7 einer Schnittstelle 2 derart ausgestaltet, dass er in seiner äußeren Form eine trapezförmige Kontur 8 aufweist, so dass die Steckrichtung schon bereits zu Beginn der Steckerzuführung bekannt ist. Zudem können aufgrund der entsprechenden trapezförmigen Ausgestaltung entsprechend viele Kontaktelemente 6 angeordnet werden.
Das Trägerelement 7 in 2 und 3 weisen das gleiche Rastermaß auf, die Rasterplätze 12 und 13 bieten jedoch Aufnahmemöglichkeiten für verschiedene Kontaktelemente 6. Im Falle des Trägerelements 7 in 2 können z.B. 1,2 mm Flachstecker angeordnet werden, im Fall des Trägerelements 7 aus 3 z.B. 1,5 mm Flachstecker (im gleichen Rastermaß).
Die 4 bis 6 zeigen anders gestaltete Ausführungsbeispiele mit dem Ziel, darzustellen, dass weitere Rastermaße realisierbar sind und die Kontaktelemente 6 auf unterschiedliche Art und Weise und in unterschiedlichen Größen darstellbar sind, wobei immer bei allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß 2 bis 6 die Außenkontur 8 der Schnittstelle 2 und damit auch die nicht in den Figuren gezeigte Außengeometrie 9 des Kabelbaumsteckers 1 unverändert bleiben.
Aufgrund dieser Tatsache, dass die Außenkontur unverändert bleibt, können auf sehr kostengünstige Art und Weise die entsprechenden Kontaktelemente, die auf dem Kontaktträger angeordnet sind, ausgetauscht werden, ohne dass die entsprechende Außenkontur des Kabelbaumsteckers und der Schnittstelle ausgetauscht werden müssen.

Claims

Serie von Kabelbaumsteckern zur Herstellung elektrischer Verbindungen, wobei ein Kabelbaumstecker im Wesentlichen aus – einem Gehäuse (3), – einem in dem Gehäuse (3) angeordneten Kontaktträger (4) und – mindestens einem in dem Kontaktträger (4) angeordneten Kontaktelement (5) zur Herstellung der Verbindung mit einem weiteren Kontaktelement (6) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass Kabelbaumstecker (1) einer Serie die gleiche Außenkontur (9) des Gehäuses (3) aufweisen und die Gehäuse (3) mit unterschiedlich bestückbaren Kontaktträgern (4) versehbar sind.
Serie von Kabelbaumsteckern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (9) der Gehäuse (3) im Querschnitt senkrecht zur Steckrichtung nur eine Symmetrieachse besitzt.
Serie von Kabelbaumsteckern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Außenkontur (9) der Kabelbaumstecker (1) zumindest im Steckbereich trapezförmig gestaltet ist.
Serie von Kabelbaumsteckern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (4) in das Gehäuse (3) einclipsbar ist.
Serie von Kabelbaumsteckern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Kabelbaumstecker (1) einer Serie Kontaktträger (4) mit dem gleichen Rastermaß zur Anordnung unterschiedlicher Kontaktelemente (5) die gleiche Größe aufweisen.
Serie von Kabelbaumsteckern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträger (4) mit Kontaktelementen (5) verschiedener Größe und verschiedener Ausführung bestückbar sind.
Serie von Schnittstellen zur Herstellung elektrischer Verbindungen, wobei eine Schnittstelle im Wesentlichen aus – einem Schnittstellenkragen, der in das Gehäuse eines Kabelbaumsteckers eingereift, – einem im Schnittstellenkragen angeordneten Trägerelement und – mindestens einem an dem Trägerelement angeordneten Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittstellen (2) einer Serie die gleiche Außenkontur (8) des Schnittstellenkragens aufweisen und mit unterschiedlich bestückbaren Trägerelementen (7) versehbar sind.
Serie von Schnittstellen gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (8) des Schnittstellenkragens, im Querschnitt senkrecht zur Steckrichtung nur eine Symmetrieachse besitzt.
Serie von Schnittstellen gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (8) der Schnittstellen (2) einer Serie zumindest im Steckbereich trapezförmig gestaltet ist.
Serie von Schnittstellen gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittstellen (2) einer Serie Trägerelemente (7) mit dem gleichen Rastermaß zur Anordnung der unterschiedlichen Kontaktelemente (6) aufweisen.
Serie von Schnittstellen gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (7) der Schnittstellen (2) mit verschieden dimensionierten Kontaktelementen (6) bestückbar sind.
Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung aus einem Kabelbaumstecker und einer Schnittstelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kabelbaumstecker (1) aus einer Serie gemäß mindestens einem der Ansprüche 1–6 und eine Schnittstelle (2) aus einer Serie gemäß mindestens einem der Ansprüche 7–11 verwendet werden.