DE102005041892A1

DE102005041892A1 - Elektrischer Verbinder

Info

Publication number: DE102005041892A1
Application number: DE200510041892
Authority: DE
Inventors: Andreas Heise; Stefan Kammann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2005-09-03
Filing date: 2005-09-03
Publication date: 2007-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder (1, 3) mit einem Stiftträger (1), welcher vorspringende elektrisch leitende Stifte (4) besitzt, und einen Aufnahmeträger (3), welcher den Stiften zugeordnete Aufnehmer (8) besitzt. DOLLAR A Nachteilig bei den bekannten Verbindern der genannten Gattung ist es, dass regelmäßig der Stecker an dem Kabel befestigt werden muss, unabhängig davon, ob er nun mit Stiften (4) oder mit Aufnehmern (8) bestückt ist. Dabei werden die einzelnen elektrischen Leitungen (9) des Kabels, beispielsweise Litzen, mit den Stiften (4) beziehungsweise Aufnehmern (8) einzeln verbunden. Erst danach kann das Gehäuse des Steckers verschlossen oder der Stecker mit dem Kabel vergossen werden. Die bekannten Stecker sind somit aufwendig und beanspruchen viel Platz. DOLLAR A Die Erfindung beseitigt die bekannten Mängel dadurch, dass die Stifte (4) nicht in leere zugeordnete, hülsenförmige Aufnehmer (8) bei dem Verbinden eintauchen, sondern dass die Aufnehmer (8) bereits mit den elektrischen Leitungen (9) des Kabels (3) gefüllt sind. Die Aufnehmer bilden dabei elastische Schläuche (8), wie sie von der Isolation von Leitungen bekannt sind. Diese Schläuche werden als Leitungen bevorzugt ein Material umschließen, welches das Eindringen der Stifte in dieses Material hinreichend leicht ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige Verbinder sind als elektrische Steckverbindung bekannt. Dabei werden beim Zusammenfügen der beiden Träger die Stifte in die elektrisch leitenden Aufnehmer eingefügt und treten mit diesen in elektrischen Kontakt. Die Stifte sind in der Regel in dem beweglichen Stecker angeordnet während die Aufnehmer in Form von die Stifte aufnehmenden Hülsen gehäusefest angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, dass im nicht zusammengesteckten Zustand die Stifte keine Spannungen führen, wie dies beispielsweise bei Netzsteckern der Fall ist.

Es sind aber auch Verbinder mit Stiften und Aufnehmern bekannt, bei denen die Stifte ortsfest beziehungsweise gehäusefest angeordnet sind und die Aufnehmer in dem beweglichen Stecker untergebracht sind. Ein Beispiel hierfür sind die seriellen Anschlüsse von Computern.

Nachteilig bei den bekannten Verbindern der genannten Gattung ist es, dass regelmäßig der Stecker an dem Kabel befestigt werden muss, unabhängig davon ob er nun mit Stiften oder mit Aufnehmern bestückt ist. Dabei werden die einzelnen elektrischen Leitungen eines Kabels, beispielsweise Litzen, mit den Stiften beziehungsweise Aufnehmern einzeln verbunden. Erst danach kann das Gehäuse des Steckers verschlossen oder der Mantel des Steckers mit dem Kabel vergossen werden. Die Herstellung des Steckers verursacht somit einigen Aufwand. Hinzu kommt, dass aufgrund des mechanischen Aufbaus der Stecker durchgehend einen größeren Querschnitt als das Kabel besitzt. Dies ist in vielen Fällen dann hinderlich, wenn der für den Stecker zur Verfügung stehende Raum sehr knapp bemessen ist. Dies ist beispielsweise beim Anschluss eines Kabels an eine elektronische Schaltung der Fall oder dann, wenn der für mehrere Verbinder, die mit einem elektrischen Bauteil verbunden werden sollen, zur Verfügung stehende Raum sehr knapp bemessen ist.

Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einem Verbinder, der sich aus der nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ergebenden Gattung ergibt, und es besteht die Aufgabe, einen elektrischen Verbinder zu schaffen, welcher einfach aufgebaut ist, wenig Platz benötigt, für eine zuverlässige elektrische Verbindung sorgt und für eine geringe Steckzyklenzahl ausgelegt ist oder bei welchem der Aufnehmer sogar nach jedem Steckvorgang getauscht werden soll.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, dass die Stifte nicht in leere zugeordnete, hülsenförmige Aufnehmer bei dem Verbinden eintauchen, sondern das die Aufnehmer bereits mit den elektrischen Leitungen des Kabels gefüllt sind bzw. im wesentlichen daraus bestehen. Die Aufnehmer bilden dabei elastische Schläuche oder Umhüllungen, wie sie von der Isolation von Leitungen bekannt sind. Diese Schläuche werden als Leitungen bevorzugt ein Material umschließen, welches das Eindringen der Stifte in dieses Material hinreichend leicht ermöglicht. Hierbei ist beispielsweise ein weiches, elektrisch gut leitendes Material geeignet, bevorzugt wird man aber eine durch ein Bündel von sehr feinen Drähten gebildete Litze verwenden.

Dabei ist es entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 nicht zwingend notwendig, dass die Schläuche voneinander getrennt und beabstandet in dem Kabel verlaufen. Es ist auch möglich, dass die äußeren Wände der einzelnen Schläuche miteinander einstückig verbunden sind oder ineinander übergehen. Praktisch wird man dies so gestalten, dass die elektrischen Drähte beziehungsweise Litzen voneinander räumlich getrennt in dem Kabel vergossen sind. Die den Litzen zugewandten Innenflächen der Kabel-Isolation kann man somit als Innenwände der den Drähten zugeordneten Schläuche verstehen. Im Kern kommt es nur darauf an, dass dafür Sorge getragen ist, dass die Stifte eine elektrische Verbindung mit den zugeordneten Drähten beziehungsweise Litzen bilden können.

Um das Eindringen der Stifte in die zugehörigen Litzen beziehungsweise den zugehörigen Leitungsdraht zu erleichtern, wird in Weiterbildung der Erfindung die Verwendung der Merkmale nach Anspruch 3 empfohlen. Durch die zugespitzten Stifte lässt es sich relativ leicht erreichen, dass diese beim Einstecken des Kabels in den Stiftträger in die Litzen des Kabels eindringen können. Dieser Vorgang lässt sich noch dadurch unterstützen, dass die Stifte aus einem gehärteten Material sind.

Für die elektrische Verbindung mehrerer Litzen mit den zuge hörigen Stiften ist es wichtig, dass auch tatsächlich die zueinander gehörenden Litzen-Stift-Paare ineinander gefügt werden. Um sicherzustellen, dass das Kabel nicht in falscher Drehlage in den Stiftträger eingeschoben wird, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Es können also durch die gleichartige unsymmetrische Anordnung von Stiften und Litzen die Stifte nur in einer vorgegebenen Drehlage des Kabels in die zugehörigen Litzen eingeschoben werden. Wählt man die Litzen entsprechend weich und das Material des Kabels entsprechend zäh ist es somit unmöglich den Stecker in falscher Drehlage in den Stiftträger einzusetzen.

Eine noch wirkungsvollere Sicherung gegen fehlerhaftes Zusammenfügen von Stiftträger und Aufnehmerträger ist durch die Merkmalskombination nach Anspruch 5 gegeben. In diesem Falle wird ein spezieller Stift und ein diesem Stift zugeordneter Aufnehmer zum Zweck der Verdrehsicherung reserviert. Der Aufnehmer besteht dabei z.B. aus einem leeren Schlauch ohne elektrische Leitung. Vorzugsweise haben der Stift und der Schlauch auch einen gegenüber den restlichen Stiften und Schläuchen abweichenden Durchmesser, insbesondere einen jeweils größeren Durchmesser bzw. der dem Schlauch zugeordnete Pin ist nicht spitz.

Eine weitere wirkungsvolle Möglichkeit, das Zusammenfügen der beiden Träger in falscher Drehlage auszuschließen, beschreibt in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6. Dabei wird der Schlauch als eine sich längs der Oberfläche des Kabels erstreckende Nut ausgestaltet. Man kann sich somit diese Nut als in Längsrichtung des Kabels aufgeschnittenen Schlauch vorstellen. Der zugehörige Stift hat eine entsprechende Lage und Form, so dass er beim Zusammenfügen der beiden Träger in die Nut eingreift.

Es kann aber auch eine andere Ausgestaltung für den Schlauch gewählt werden, indem man ihn so ausformt, dass er in Längsrichtung des Kabels über dessen Oberfläche vorsteht und sich als längs des Kabels verlaufender Wulst erstreckt. Der Schlauch braucht dabei nicht hohl zu sein, sondern kann voll aus dem Material ausgeformt sein. An der Seitenwand des Stiftträgers ist dann eine entsprechende, in Längsrichtung vorlaufende Ausnehmung vorgesehen, so dass die beiden Träger nur dann zusammengefügt werden können, wenn sie die richtige Drehlage zueinander haben.

Eine weitere Möglichkeit die Drehlage der beiden Träger zueinander festzulegen beschreibt in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 7.

Vielfach sind elektrische Verbinder mechanisch stärker belastet, beispielsweise wenn die Verbindung durch Schütteln oder Schläge beaufschlagt wird. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn die Verbindung in dem Motorraum eines Fahrzeugs oder aber an einer Waschmaschine oder ähnlichem angeordnet ist. Insbesondere dann, wenn die Stifte nach ihrem freien Ende zu konisch zulaufen, muss sichergestellt werden, dass sie bei mechanischer Beanspruchung nicht aus den Aufnehmern herausrutschen. Hierzu schlägt die Merkmalskombination nach Anspruch 8 eine Zugentlastung vor, die diese Gefahr beseitigt. Im Prinzip besagt Anspruch 8, dass der Aufnehmerträger beziehungsweise das Kabel im Bereich seines freien Endes mit einem in radiale Richtung weisenden Vorsprung versehen ist, der von einem rastenden Haken an dem Stiftträger hintergriffen wird. Selbstverständlich können Vorsprung und Rastfeder hinsichtlich der beiden Träger auch vertauscht angeordnet werden, so dass das Kabel mit einem rastenden Haken versehen ist, welcher hinter einen Vorsprung am Aufnehmerträger greift.

Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 kann statt des oder der Rasthaken auch eine Befestigungsmutter vorgesehen sein, die den Vorsprung hintergreift und dann mit dem gegenüberliegenden Träger verschraubt wird.

Der erfindungsgemäße Verbinder lässt sich auch dann anwenden, wenn das Kabel ein Koaxialkabel ist, soweit die erfindungsgemäßen Merkmale nach Anspruch 10 angewendet werden. Dabei ist ein mittiger Leiter vorgesehen, der die Signale überträgt, und eine Reihe von Leitern ist kreisförmig um den zentralen Leiter des Kabels verteilt, welche die Abschirmung für das Kabel bilden.

Für eine gute Kontaktgabe ist es auch wichtig, dass die Kontaktflächen zwischen, den Litzen und den zugehörigen Stiften nicht korrodieren, z. B. dadurch, dass Schmutz und salzige Flüssigkeit entlang der Kontaktflächen zwischen Stifte und Litzen kriecht, oder diese durch Sauerstoffeinwirkungen oxidieren. Um dies zu verhindern, dienen die Merkmale nach Anspruch 11, die für eine Abdichtung der Kontaktflächen gegenüber der Umgebung sorgen.

Entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 12 kann in Weiter bildung der Erfindung in dem Stiftträger ein Dichtring vorgesehen seien, der sich an der vorzugsweise zylinderförmigen seitlichen Begrenzungswand des Stiftträgers abstützt.

Anspruch 13 zeigt in Weiterbildung der Erfindung einen zu Zwecken der Dichtung oder als Zugentlassung dienenden umlaufenden Vorsprung, der als einfache Tülle am Umfang des Kabels befestigt werden kann. Entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 14 kann darüber hinaus der umlaufende Vorsprung noch mit vorstehenden Rasthaken versehen sein, wobei die Bedeutung der Rasthaken weiter oben schon näher erläutert wurde.

Entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 14 können die Rasthaken aber auch an einer Konsole des ortsfesten Trägers befestigt sein.

Vielfach sind die Leiter in einem Kabel verdrillt. Soweit die Verdrillung derart beschaffen ist, dass unabhängig von der Lage des Querschnitts die relative Lage der Leitungen zueinander sich nicht ändert, macht dies keine besonderen Probleme, da durch entsprechendes Drehen der Kabel die Aufnehmer beziehungsweise Litzen immer in die gegenüber den zugehörigen Stiften richtige Lage gebracht werden können. Vielfach ist es aber so, dass nur an bestimmten Punkten des Kabels die Lage der Leitungen im Querschnitt derart ist, dass sie von den zugehörigen Stiften kontaktiert werden können. In diesem Falle empfiehlt sich die Verwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 15. Dabei werden an dem Kabel Markierungen angebracht, die einen Hinweis darauf geben, dass an diesen Stellen des Kabels die Lage der Aufnehmer be ziehungsweise Leitungen derart ist, dass sie der Lage der zugehörigen Stifte entspricht, so dass eine korrekte elektrische Verbindung geschaffen werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, einen der beiden Träger, also den Stiftträger 1 oder den Aufnehmerträger 3, ortsfest mit einem elektrischen Gerät zu verbinden, welches dann durch den anderen Träger mit anderen Schaltungsteilen (z. B. dem Stromnetz) verbunden werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
1 bis 3 die Anwendung eines Drehschutzes bei dem erfindungsgemäßen Verbinder,
4 bis 6 die Anwendung des Prinzips der Erfindung auf ein Koaxialkabel,
7 bis 12 verschiedene Möglichkeiten einer Zugentlastung für den erfindungsgemäßen Verbinder,
13 bis 15 die Anwendung eines Verdrehschutzes bei dem erfindungsgemäßen Verbinder,
16 bis 19 die Anwendung von Dichtungen bei dem erfindungsgemäßen Verbinder,
20 die Anbringung von Markierungen an dem Kabel für mögliche Ablängpositionen und
20 und 21 Möglichkeiten für das nachträgliche Anbringen oder die Reparatur von Zugentlastungen an dem Verbinder.
Unter "elektrischer Verbinder" wird nachfolgend eine Einrichtung verstanden, die zum Verbinden mehrerer Anschlusspunkte zweier elektrischer Anschlüsse dient. Die Anschlüsse werden in der Regel als Stecker bezeichnet, wobei der eine Stecker mit Stiften versehen ist, welche von dem anderen Stecker in zugeordneten Hülsen (Buchsen) aufgenommen werden können. Verallgemeinernd wird nachfolgend bei einem Stifte tragenden Stecker von einem Stiftträger gesprochen, während der Stecker mit den aufnehmenden Hülsen (Buchsen) als Aufnehmerträger bezeichnet wird. Die die Stifte aufnehmenden Hülsen werden im Folgenden in der Regel als Aufnehmer bezeichnet.
In 3 ist ein Stiftträger 1 skizziert, welcher eine umlaufende Seitenwand 2 besitzt. Die Seitenwand 2 kann mit dem Gehäuse eines Gerätes vergossen sein, welches über den Stiftträger 1 an ein Kabel 3 (siehe 1) angeschlossen werden soll. Am Boden 6 des Stiftträgers 1 sind fünf Stifte 4 verankert, von denen vier an ihren Enden die Form von Lanzen 5 besitzen. Der fünfte Stift, welcher am Boden 6 des Stiftträgers 1 verankert ist, ist ein dicker Stift 7.
In 2 ist der Stiftträger 1 in der Draufsicht skizziert während er in 3 in geschnittener Seitenansicht dargestellt wurde.
1 zeigt in Draufsicht das freie Ende des Kabels 3. In dem Inneren des Kabels sind fünf Schläuche 8 geführt, von denen vier längs des Kabels verlaufende Litzen 9 umschließen. Der Aufbau von dem als Aufnehmerträger dienenden Kabel 3 und dem Stiftträger 1 ist nun so gewählt, dass das freie Ende des Kabels 3 wie ein mit Aufnehmern versehener Stecker wirken kann. Es ist also möglich das freie Ende des Kabels 1 in das durch die Seitenwand 2 begrenzte Gehäuse des Stift trägers 1 einzuführen. Bei ordnungsgemäßer Drehstellung von Kabel 3 und Stiftträger 1 können die Lanzen 5 in die Litzen 9 der Schläuche 8 eindringen und schaffen so eine gute elektrische Verbindung zwischen den Litzen 9 und den Stiften 4. Die Schläuche 8 bilden die übliche Isolation für die Litzen 9, die mit dem Material des Kabels 3 umspritzt (vergossen) sind und so von außen geschützt und auf Abstand gehalten werden. Damit gelingt es der vorliegenden Erfindung, dass das freie Ende eines Kabels wie ein üblicher Stecker bedient werden kann, wobei nicht nur Kosten sondern insbesondere Bauraum erheblich eingespart wird.
Durch die Litzenadern, welche an die Stifte angedrückt werden, ist auch eine besonders hohe Vibrationsfestigkeit der Verbindung gegeben.
Um die richtige Drehlage des Kabels 3 gegenüber dem Stiftträger 1 zu erzwingen, ist der Isolationsschlauch 10 ohne Litzen, so dass bei richtiger Drehlage der dicke Stift 7 in den Isolationsschlauch 10 ohne Schwierigkeiten eindringen kann. Ist die Drehlage des Kabels 3 gegenüber dem Stiftträger 1 falsch gewählt, so stößt das Kabelmaterial oder eine Litze gegen den vorstehenden dicken Stift 7 an und die Lanzen 5 können somit die Litzen in den anderen Schläuchen 8 nicht kontaktieren.
Die 4 bis 6 zeigen eine mögliche Verbindung zwischen Stiftträger 1 und Kabel 3 mittels der vorliegenden Erfindung, wobei das Kabel in diesen Fall ein Koaxialkabel ist. Der Stiftträger 1 beispielsweise besitzt fünf Stifte 4, deren Enden Lanzen 5 bilden, wobei einer der Stifte zentral angeordnet ist während die anderen kreisförmig um den zent ralen Stift angeordnet sind. Die Abstände sind nun so gewählt, dass der zentrale Stift beim Einstecken des Kabels 3 in den Stiftträger 1 in die Litzen 9 des Schlauches 8 eindringt, während die restlichen Stifte 4 mit ihren Lanzen 5 in das als Abschirmung dienende Drahtgewebe 11 eintauchen. Wie der Betrachter erkennt spielt in diesen Fall die Drehlage des Kabels 3 gegenüber dem Stiftträger 1 keine Rolle. Nach dem beschriebenen Prinzip können aber auch Koaxialkabel mit mehreren Innenleitern und mehreren getrennt voneinander aufgebauten Abschirmungen durch den erfindungsgemäßen Verbinder kontaktiert werden.
Wie bereits weiter oben erläutert kann im Rahmen der Erfindung generell auf einen oder mehrere Schläuche verzichtet werden und die Leiter können direkt mit dem Kabelmaterial vergossen sein. Die an die Litzen angrenzenden Flächen des Kabelmaterials lassen sich dann als Innenflächen von Schläuchen auffassen, die miteinander einstückig umspritzt (vergossen) sind.
Wird die Verbindung zwischen dem Stiftträger 1 und dem als Aufnehmerträger dienenden Kabel 3 mechanisch belastet, beispielsweise durch Schütteln oder Schläge, so muss sichergestellt werden, dass das Kabel 3 nicht aus dem Stiftträger 1 herausgleiten kann. Hierzu wird das Kabel 3 in dem Stiftträger 1 arretiert. Die Arretierung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. 7 zeigt ein erstes Beispiel hierzu, wobei eine lösbare Arretierung vorgesehen ist. Hierzu besitzt das freie Ende des Kabels 3 einen sich in radialer Richtung erstreckenden vorzugsweise umlaufenden Vorsprung 12, der beispielsweise als angespritzte Tülle ausgestaltet sein kann. Wie in 7 angedeutet ist weiterhin der Stiftträger 1 an seinen Wänden mit elastischen Widerhaken 13 versehen. Wird das Kabel in Längsrichtung des Kabels in den Stiftträger 1 eingeschoben, so spreizt der Vorsprung 12 die Widerhaken 13 auseinander, die hinter dem Vorsprung 12 einrasten und diesen hintergreifen. Durch Aufbiegen der Widerhaken 13 ist ein Lösen dieser arretierten Verbindung möglich. Die Widerhaken 13 besitzen gleichzeitig eine Einlauf-Schräge um das einzuführende Kabel 3 zu zentrieren.
8 zeigt eine ähnliche Möglichkeit der Arretierung des Kabels 3 gegenüber dem Stiftträger 1, wobei die mit der Seitenwand des Gehäuses des Stiftträgers 1 beziehungsweise dem Gehäuse der elektrischen Baugruppe verbundenen Widerhaken 13 derart steif ausgeführt sind, dass die erzielte Arretierung nicht mehr lösbar ist. Diese Art der Arretierung kann derart ausgeführt sein, dass ein Lösen nur durch die Zerstörung des Kabels 3 oder der gesamten den Stiftträger 1 tragenden Baueinheit möglich ist.
Weitere Beispiele für die Arretierung des Kabels 3 gegenüber dem Stiftträger 1 zeigen die 9 und 10. In 9 ist der Vorsprung 12 wiederum eine auf das Kabel 3 aufgespritzte Tülle. Im Unterschied zu der 7 beziehungsweise 8 ist die Seitenwand 2 des Stiftträgers 1 mit einem Außengewinde 14 versehen. Auf das Kabel 3 ist ein Drehverschluss 16 in Form einer Mutter mit Innengewinde 15 aufgefädelt, die an ihrem dem Stiftträger 1 abgewandten Ende einen nach innen weisenden Vorsprung besitzt, welcher den radial nach außen weisenden Vorsprung 12 der angespritzten Tülle erfasst und somit die Tülle 12 zusammen mit dem Kabel gegen die Stifte 4 zieht. Auf diese Weise wird das Kabel 3 zentriert in den Stiftträger 1 eingefügt und dort an einer von dem Stiftträger 1 weg weisenden Bewegung gehindert. Der Drehverschluss 16 (beziehungsweise Rastverschluss, Bajonett-Verschluss) kann sowohl lösbar als auch unlösbar ausgeführt werden, so dass er verschließbar oder aber nur zerstörend lösbar ist. 10 zeigt die Ausgestaltung nach 9 im verbundenen Zustand.
In 11 ist wiederum ein Beispiel für eine mögliche Arretierung des Kabels 3 in dem Stiftträger 1 beschrieben. Dabei wurde in diesem Fall auf den Drehverschluss 16 verzichtet und dieser durch federnde Krallen 18 ersetzt, die an dem Vorsprung 12 befestigt sind und in Bewegungsrichtung des Kabels 3 weisen. Wird das Kabel 3 mit der Tülle in den Stiftträger 1 eingeschoben, gleiten die Krallen 18 mit ihrer Eingangsschräge über den äußeren Rand einer Konsole 19 an der Seitenwand 2 des Stiftträgers 1 und rasten danach hinter der Konsole an dieser ein. Die Krallen 18 bilden mit der Konsole 19 an Gehäuse 2 des Stiftträgers 1 eine unlösbare Arretierung. Das Kabel kann durch Zerstörung der Tülle zwar entfernt werden, es ist dann aber als defekt erkennbar und kann nicht erneut montiert werden. Zur Montage ist somit ein neues oder repariertes Kabel notwendig. 12 zeigt wiederum die Anordnung nach 11 im miteinander verbundenen Zustand. Ein defektes Kabel kann somit einfach vom Fachmann ausgetauscht werden, wobei das Gerät wiederverwendet werden kann.
Die 13 bis 15 zeigen beispielhaft Möglichkeiten für einen Verdrehschutz, der dafür sorgen soll, dass das Kabel in richtiger Drehlage in den Stiftträger 1 eingeführt wird und es so zur ordnungsgemäßen Kontaktgabe zwischen den Stiften 4 und den Litzen 9 kommt. Das Beispiel nach 13 entspricht dem in 1 beschriebenen Beispiel. Ein in das Kabel eingebrachter leerer Schlauch 10 bildet den Aufnehmer für den dicken Stift 7 (siehe 3). Der dicke Stift 7 beziehungsweise dicke Pin der Gegenstelle lässt sich nur in den Schlauch 10 einstecken, da ein Einführen in die anderen Schläuche durch die dort vorhandenen Litzen verhindert wird. Da über den dicken Stift 7 keine elektrischen Signale übertragen werden können, kann dieser auch aus einem elektrisch nichtleitenden Material zum Beispiel Kunststoff bestehen.
14 zeigt eine in den Kabelmantel eingebrachte Nut, die mit einer entsprechenden Nase in dem Gehäuse beziehungsweise der Seitenwand 2 des Stiftträgers 1 korreliert. Diese Nut kann man als Teil eines leeren Schlauches verstehen. Der in 14 angedeutete Schlauch 10 kann aber auch aus vollem Material gebildet sein, so dass sich auf der Oberfläche des Kabels 3 eine etwa halbkreisförmige Wulst ergibt, die sich längs des Schlauches erstreckt. Auch eine derartige Konfiguration ist als Verdrehschutz geeignet, wenn sie mit einer entsprechenden Ausnehmung an der Seitenwand des Stiftträgers 1 zusammenwirkt.
15 zeigt wiederum eine andere Möglichkeit des Verdrehschutzes, in dem die Kontur des Querschnitts des Kabels 3 unsymmetrisch ist. In diesen Fall kann das Kabel 3 nur in einer bestimmten Lage in den Stiftträger 1 eingeführt werden. Hierdurch ergibt sich eine verdrehsichere Form des Kabels (z.B. dreieckig, trapezförmig oder rund mit abgeflach ter Kante oder ähnliches).
Die 16 bis 19 beschreiben Möglichkeiten der Abdichtung der elektrischen Verbindung zwischen dem Stiftträger 1 und dem Kabel 3. Um den erfindungsgemäßen Verbinder auch in einer aggressiven Umgebung erfolgreich verwenden zu können, ist es notwendig ihn hinreichend abzudichten. In 16 wird der Außenmantel 20 des Kabels beim Einschieben durch eine trichterförmige Geometrie 19 der Seitenwand 2 des Stiftträgers 1 verändert. Dabei kann zum Boden des Stiftträgers 1 hin diese Geometrie in eine Dichtlippe 21 auslaufen. Die Stifte 4 bilden dagegen hinsichtlich des Kabels ein zusätzliches Volumen. Durch diese beiden Mechanismen wird örtlich das Kabel komprimiert und es entsteht eine dichtende Fläche zwischen Kabel und Gehäuse. Dieses Verfahren kann mit der oben beschriebenen Arretierung kombiniert werden. Das Kabel wird erst bei genügend weitem Einschieben arretiert, so dass eine Abdichtung gewährleistet ist. 17 zeigt die in 16 dargestellte Konfiguration im zusammengebauten abgedichteten Zustand.
In 18 erfolgt die Abdichtung mittels eines umlaufenden Dichtringes 22, der in etwa die Funktionen der Dichtlippe 21 in den 16, 17 übernimmt. Dieses Verfahren kann mit der oben beschriebenen Arretierung kombiniert werden. Das Kabel wird erst dann arretiert, wenn es genügend weit in den Stiftträger 1 eingeschoben ist, so dass eine Abdichtung gewährleistet ist.
Die Konfiguration gemäß 19 ist der nach 16 ähnlich, nur dass an das Kabel 3 eine Tülle als radialer Vor sprung 12 angespritzt ist und dass statt der Dichtlippe 21 hinsichtlich der Abdichtung ein umlaufender Dichtring 22 vorgesehen ist. Eine Einführungsschräge 23 zentriert das Kabel 3 beim Einführen, wobei eine umlaufende Kante 24 der Einführungsschräge 23 fest an dem Außenmantel des Kabels 3 eingreift und sich die Wirkung der Arretierung ergibt, wie dies im Zusammenhang mit 8 bereits beschrieben wurde.
20 zeigt wie eine gute elektrische Kontaktgabe bei dem erfindungsgemäßen Verbinder auch beim Ablängen eines Kabels sichergestellt werden kann. Laufen die Schläuche und die darin befindlichen Litzen innerhalb des Kabels streng parallel so gibt es hinsichtlich des Ablängens eines Kabels keine Probleme, da das Bild des Querschnittes über die Länge des Kabels immer das gleiche bleibt. Anders ist es, wenn beispielsweise zwei Drähte parallel verlaufen, während zwei andere sich dazu parallel aber miteinander verdrillt erstrecken, wie dies beispielhaft in 20 gezeigt ist. Ein Kabel mit verdrillten Innenleitern kann in der Art markiert werden, dass die geeigneten Positionen 26 des Ablängens klar erkennbar sind. So kann das Kabel an diesen Positionen bei ordnungsgemäßer Kontaktgabe abgelängt werden und in die Gehäusebuchse beziehungsweise den Stiftträger eingeführt werden. Bei einer gleichmäßigen Verdrillung aller Innenleiter können zum Beispiel ein mitlaufender Schlauch oder eine mitlaufende Nut eine gesicherte Eindringposition der Kontaktstifte in das flexible Kabel bei einem Ablängen sicherstellen.
Die 21 und 22 beschreiben schließlich Möglichkeiten der Herstellung oder Reparatur des mit einer Tülle versehe nen Kabels 3. Dabei wird in 21 eine Reparatur-Tülle 25 bis zu einer markierten Stelle 27 auf das Kabel aufgeschoben. Dort werden Kabel und Tülle fest miteinander verbunden (zum Beispiel verklemmt, geklebt, geschweißt oder vulkanisiert). Auf diese Weise können in entsprechenden Fachbetrieben Kabel in passenden Längen hergestellt oder repariert werden.
Zusammenfassend lässt sich die Erfindung kurz wie folgt beschreiben.
Ein Kabel ist an einer elektronischen Schaltung oder Baugruppe üblicherweise über eine Steckverbindung angeschlossen oder fest verbunden. Durch die Erfindung wird eine für spezielle Fälle optimierte Lösung beschrieben:
Das stumpfe Ende eines Kabels wird verdrehsicher in eine dafür vorgesehene Hülse des Gehäuses eingeführt. In dieser Hülse befinden sich (z.B. nadelförmige) Stifte, die die einzelnen Litzen kontaktieren, und so einen Stromfluss bzw. elektrischen Kontakt ermöglichen. Es wird so eine äußerst kompakte Anschlusstechnik realisiert. Der Einsatz von mehreren Innenleitern oder z.B. eines Koaxialkabels ist möglich.
Eine Arretierung verhindert das Lösen des Kabels. Diese Arretierung kann z.B. mit Hilfe einer an das Kabel angespritzten Tülle erfolgen. Die Kabel können vorkonfektioniert geliefert werden oder die Tülle wird nachträglich mit dem Kabel verbunden.
Die Arretierung kann in der Art vorgenommen werden, dass gleichzeitig eine Abdichtung gegen Wassereintritt gewähr leistet ist. Eine Abdichtung ist auch alternativ möglich. Die Verbindung kann sowohl lösbar als auch unlösbar ausgeführt werden.
Da die Verbindung nicht zum wiederholten stecken/lösen konzipiert ist, ist ein zerstörungsfreies Lösen vorzugsweise zu verhindern z.B. durch Verrastmechanismen.
Wird die Verbindungstechnik für Produkte mit hohen Spannungen (z.B. 230V) verwendet, soll die Verbindung durch den Endkunden nicht lösbar gestaltet werden (Schutz vor hoher Geräte-Netzversorgungsspannung). Die Erfindung erlaubt eine einfache Montage von mit länderspezifischen Anschlusssteckern versehenen Kabeln in gleichartige elektrische Maschinen (z. B. Waschmaschine für Deutschland oder Italien).

Claims

Elektrischer Verbinder (1, 3) mit einem Stiftträger (1), welcher vorspringende elektrisch leitende Stifte (4) besitzt, und einem Aufnehmerträger (3), welcher den Stiften zugeordnete Aufnehmer (8) besitzt, welche beim Zusammenfügen der beiden Träger (1, 3) mit den Stiften (4) in elektrischen Kontakt treten, wobei vorzugsweise die Aufnehmer (8) zumindest Abschnitte der Stifte (4) umschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnehmer durch in einem Kabel geführte Schläuche (8) oder Umhüllungen gebildet sind, welche regelmäßig sich längs des Kabels (3) erstreckende Litzen (9) umschließen.
Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schläuche (8) mit dem Kabel (3) einstückig vereint insbesondere vergossen oder umspritzt sind und dass vorzugsweise Schläuche (8) und Kabel (3) aus dem gleichen Material bestehen.
Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (4) an ihren freien Enden angespitzt sind und vorzugsweise die Form einer Nadel (Lanze) (5) besitzen.
Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines Verdrehschutzes zumindest einer der Stifte (7) und der ihm zugeordnete Aufnehmer (10) in der senkrecht zur Verbindungsrichtung verlaufenden Ebene asymmetrisch angeordnet ist und/oder gegenüber den anderen Stiften (4) bezie hungsweise Aufnehmern (8) eine geänderte Ausgestaltung aufweist.
Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Schutz gegen Verdrehen dienende Aufnehmer (10) ohne Litze ausgestaltet ist und/oder der zugehörige Stift (7) einen größeren Durchmesser aufweist und/oder länger ausgestaltet ist als die der elektrischen Verbindung dienenden Stifte (4).
Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Verdrehschutz dienende Schlauch (10) als sich längs der Oberfläche des Kabels erstreckende, nach außen offene Nut ausgestaltet ist, dem ein entsprechend geformter Stift, insbesondere als Nase ausgeformter Stift am Stiftträger (1) zugeordnet ist.
Verbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (3) einen asymmetrischen Querschnitt besitzt und dass der Stiftträger (1) eine seitliche Begrenzungswand (2) besitzt, deren Kontur des Querschnittes im wesentlichen dem Querschnitt des Kabels entspricht.
Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zugentlastung das Kabel (3) oder der Stiftträger (1) im Bereich seines freien Endes an seiner Außenfläche mit mehreren radial abstehenden einzelnen Vorsprüngen oder einem umlaufenden Vorsprung (12, 19) versehen ist, die von mindestens einem rastenden Haken (13, 18) am Stiftträger (1) beziehungsweise Aufnehmerträger (3) hintergreifbar sind (7, 11).
Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zugentlastung das Kabel (3) oder der Stiftträger (1) im Bereich seines freien Endes an seiner Außenfläche mit mehreren radial abstehenden einzelnen Vorsprüngen oder einem umlaufenden Vorsprung (12) versehen ist, und dass hinter dem/den Vorsprung/Vorsprüngen eine Befestigungsmutter (16) angeordnet ist, die den/die Vorsprung/Vorsprünge hintergreift und auf ein an dem Stiftträger (1) beziehungsweise dem Kabel (3) befestigtes Gewinde (14) schraubbar ist (9).
Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere im wesentlichen mittig im Kabel (3) verlaufende(r), mit Litze(n) (9) versehene(r) Schlauch/Schläuche (8) von vorzugsweise gleichartig aufgebauten Schläuchen umgeben ist/sind, die ungefähr den gleichen radialen Abstand von dem(n) mittigen Schlauch/Schläuchen aufweisen und die vorzugsweise den gleichen Abstand in Umfangsrichtung des Kabels voneinander haben, oder von einem im wesentlichen kreiszylindrischen Drahtgeflecht (11) umgeben ist/sind, und dass der Stiftträger (1) mindestens einen zentralen Stift besitzt, um den kreisförmig weitere Stifte (4) angeordnet sind.
Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des freien Endes des Kabels (3) oder im Bereich des freien Endes einer seitlichen Begrenzungswand (2) des Stiftträgers (1) ein radial nach außen beziehungsweise radial nach innen weisender, in radialer Richtung vorzugsweise elastischer, umlaufender Dichtungsvorsprung (21, 22) vorgesehen ist.
Verbinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Vorsprung ein an der seitlichen Begrenzungswand (2) des Stiftträgers (1) sich radial nach außen abstützender Dichtring (22) ist.
Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Vorsprung (12) auf dem Kabel (3) durch eine auf dem Kabel an definierter Stelle befestigbare Tülle gebildet ist.
Verbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der rastende Haken (18) auf dem Kabel (3) sich auf einer auf dem Kabel an definierter Stelle befestigbaren Tülle befindet.
Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des Kabels (3) in Längsrichtung mit Markierungen (26) versehen ist, wobei die Markierungen nur an Stellen eingebracht sind, an denen hinsichtlich des Querschnittes des Kabels (3) die miteinander verdrillten Schläuche (8) jeweils die gleiche Lage besitzen.
Verbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stiftträger (1) ortsfest einem Gerät zugeordnet ist, welches durch das Zusammen fügen von Aufnehmerträger (3) und Stiftträger (1) elektrisch mit dem Kabel verbunden wird.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfe zur lagerichtigen Montage eine Kennzeichnung z.B. Hilfslinie auf dem Kabel die lagerichtige Montage vereinfacht.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einfache Zusammenstecken und/oder der Korrosionsschutz (Litze/Stift) durch eine Benetzung des Kabelendes mit einem Stoff erfolgt, insbesondere eine Schmierstoff-, Fett- oder Ölbenetzung, wobei hierbei bevorzugt die Kapillarwirkung der Litzenenden genutzt werden kann.