DE102006013347B4

DE102006013347B4 - Steckverbinderanordnung

Info

Publication number: DE102006013347B4
Application number: DE102006013347.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mohs
Original assignee: Kostal Kontakt Systeme GmbH
Current assignee: KOSTAL KONTAKT SYSTEME GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2022-12-22
Anticipated expiration: 2026-03-24
Also published as: DE102006013347A1; WO2007110178A2; WO2007110178A3

Abstract

Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder (1) und einem Gegensteckelement,wobei der Steckverbinder (1) ein Crimpblech (9) aufweist oder einstückig ausbildet, und einen durch Crimpen befestigten Leiter (5) aufweist,wobei eine Ausnehmung (7) durch einen Durchbruch innerhalb des Crimpblechs (9) oder durch einen Zwischenraum (11) zwischen zwei umgebogenen Crimplaschen (12) des Crimpblechs (9) gebildet ist,und wobei das Gegensteckelement als Kontaktstift (13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,dass ein durch den Crimpvorgang verdichteter Abschnitt (6) des Leiters (5) durch die Ausnehmung (7) des Steckverbinders (1) hindurchgepreßt ist,und eine Kontaktierungsstelle ausbildet, die von dem Kontaktstift (13) des Gegensteckelements direkt kontaktiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder und einem Gegensteckelement, wobei der Steckverbinder ein Crimpblech aufweist oder einstückig ausbildet, und einen durch Crimpen befestigten Leiter aufweist, wobei eine Ausnehmung durch einen Durchbruch innerhalb des Crimpblechs oder durch einen Zwischenraum zwischen zwei umgebogenen Crimplaschen des Crimpblechs gebildet ist, und wobei das Gegensteckelement als Kontaktstift ausgebildet ist.
Eine derartige Steckverbinderanordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 015 344 A1 bekannt.
Steckverbinder weisen im Allgemeinen einen Anschlußbereich auf, in dem ein Leiter, beispielsweise eine Litzenleitung, durch Crimpen, Schweißen, Löten, Schneidklemmen o. ä. elektrisch und mechanisch mit dem Steckverbinder verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Kontaktbereich vorhanden, mit dem der Steckverbinder elektrisch und mechanisch mit einem Gegensteckverbinder, einem Kontaktstift o. ä. verbunden ist. Es ergeben sich somit zwei elektrische Übergangsstellen an dem Steckverbinder. Bei einem entsprechend aufgebauten Gegensteckverbinder ergeben sich folglich für jede Kontaktierung insgesamt drei elektrische Übergangsbereiche. In jedem dieser Übergangsbereiche können die Übergangswiderstände ansteigen bis hin zu einem möglichen Kontaktverlust der Steckverbindung.
Zur Verringerung der Übergangsstellen wird in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2004 001 363 U1 vorgeschlagen, daß ein elektrischer Leiter einen verdichteten Abschnitt aufweist, der zu einem Steckkontakt geformt ist. Die Ausformung eines flexiblen Leiters zu einem stabilen Steckkontakt ist werkzeugtechnisch anspruchsvoll und damit relativ aufwendig.
Die DE 20 2004 001 363 U1 schlägt des Weiteren eine stoffschlüssige und elektrisch leitende Verbindung eines separat hergestellten Steckkontakts mit einem flexiblen Leiter vor. Die Verbindung kann dabei insbesondere durch Schweißen oder Löten hergestellt sein.
Aus der Druckschriften GB 1 537 493 A , US 3 594 702 A und GB 1 168 403 A ist jeweils ein Steckverbinder mit einem durch Crimpen befestigten Leiter bekannt, wobei ein durch den Crimpvorgang verdichteter Abschnitt des Leiters in eine Ausnehmung im Grundkörper des Steckverbinders hineingepreßt ist. Der in die Ausnehmung hineingepresste Abschnitt des Leiters bildet dadurch eine Kontaktierungsstelle mit dem Grundkörper des Steckverbinders aus, nicht jedoch zu einem Kontaktelement eines anfügbaren Gegensteckverbinders.
Es stellte sich die Aufgabe, eine Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder zu schaffen, der auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Anschlußmöglichkeit mit besonders guten elektrischen Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das aus einer Ausnehmung des Steckverbinders herausgepreßte Leitermaterial, welches während des Crimpens verdichtet wird, bildet hier eine Kontaktierungsstelle aus, die von einem Gegensteckverbinder direkt kontaktiert wird.
Durch diese direkte Kontaktierung entfällt vorteilhafterweise ein üblicherweise vorhandener elektrischer Übergangsbereich, der die elektrischen Eigenschaften des Steckverbinders verschlechtern könnte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.
Es zeigen

1 eine erste Ausführung eines Nullkraftsteckverbinders in verschiedenen Kontaktierungsphasen,
2 eine erste Ausführung eines Crimpbleches vor dem Crimpvorgang,
3 eine Ausführung eines Crimpbleches mit verschiedenen Crimpabschnitten vor und nach dem Crimpvorgang,
4 eine zweite Ausführung eines Nullkraftsteckverbinders in verschiedenen Kontaktierungsphasen,
5 eine zweite Ausführung eines Crimpbleches vor und nach dem Crimpvorgang.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder dargestellt, der als sogenannter Nullkraftsteckverbinder ausgeführt ist. Als Nullkraftsteckverbinder bezeichnet man Steckverbinder, die nahezu ohne Kraftaufwand mit einem Gegenstecker oder Gegenkontakt verbindbar sind, da die zwischen den Steckverbinderteilen erforderliche Kontaktkraft erst nach deren Zusammenfügen, und zwar zumeist durch ein verschiebbares Arretierungselement aufgebracht wird.
Die 1a bis 1d zeigen jeweils eine Kontaktierungsphase beim Zusammenfügen des Steckverbinders (1) mit einem Kontaktstift (13).
Der Steckverbinder (1) besteht aus einem hülsenförmigen Isolierstück (2), mit dem ein metallener Grundkörper (3) verbunden ist. Der Grundkörper (3) ist aus einem gestanzten Blech geformt und mittels zweier um das Isolierstück (2) herumgebogener Ärmchen (16) mit dem Isolierstück (2) verbunden.
Der Grundkörper (3) bildet an einem dem Isolierstück (2) gegenüberliegenden Abschnitt einen Kontaktbereich (17) aus, der zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zu einem Gegensteckelement, hier ausgebildet als Kontaktstift (13), vorgesehen ist.
Durch das Isolierstück (2) hindurchgeführt ist die Isolierhülle (14) eines Leiters, der als Litzenleiter (5) ausgeführt sein kann. Die Einzeldrähte des Litzenleiters (5) sind im Kontaktbereich (17) des Steckverbinders (1) mit dem Grundkörper (3) vercrimpt.
In noch näher zu erläuternder Weise bilden die Einzeldrähte des Litzenleiters (5) einen Kontakt (6) aus, der an der Außenseite des Grundkörpers (3) anliegt und eine elektrische Verbindung zu dem Kontaktstift (13) herstellt.
Das Verbinden des Steckverbinders (1) mit dem Kontaktstift (13) sei anhand der 1a bis 1d erläutert.
1a zeigt einen Steckverbinder (1), bestehend aus Isolierstück (2), Grundkörper (3) und Litzenleitung (5), deren gecrimpte Einzeldrähte auf einer Außenfläche des Grundkörpers (3) einen Kontakt (6) bilden.
In der 1b ist über den Grundkörper (3) des Steckverbinders (1) eine federnde Spannhülse (4) geführt, die im Schnitt dargestellt ist. Die Spannhülse (4) ist nur locker mit dem Steckverbinder (1) verbunden und gegenüber dem Grundkörper (3) verschieblich angeordnet. An ihrer Außenwand besitzt die Spannhülse (4) zwei Einkerbungen (15a, 15b), die sich in Richtung auf den Grundkörper (3) erstrecken.
1c zeigt einen zwischen dem Grundkörper (3) und der Spannhülse (4) eingefügten Kontaktstift (13). Der Abstand zwischen der Spannhülse (4) und dem Grundkörper (3) ist so weit dimensioniert, daß der Kontaktstift (13) ohne einen besonderen Kraftaufwand darin eingeschoben werden kann. Der Kontaktstift (13) kommt hierbei einerseits an dem Kontakt (6) und andererseits an einer Innenwand der Spannhülse (4) zur Anlage.
Die zur Herstellung einer gut leitenden elektrischen Verbindung erforderliche Kontaktkraft wird durch ein Verschieben der Spannhülse (4) entlang des Grundkörpers (3) in Richtung des Kontaktbereichs (17) aufgebracht. In der Darstellung der 1d befindet sich die Spannhülse (4) in ihrer Endlage. Die erste Einkerbung (15a) der Spannhülse (4) kommt dem Kontakt (6) gegenüber an dem Kontaktstift (13) zur Anlage und preßt so den Kontaktstift (13) gegen den Kontakt (6). Gegen die dem Kontakt (6) gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (3) preßt die zweite Einkerbung (15b) und verstärkt damit die Kraft, die die erste Einkerbung (15a) auf den Kontaktstift (13) ausübt. 1d zeigt den Endzustand beim Verbinden des Steckverbinders (1) mit dem Kontaktstift (13).
1e zeigt das Crimpblech (9), welches zum Verbinden des Grundkörpers (3) mit der Litzenleitung (5) dient. Dieses Crimpblech (9) ist vorteilhaft einstückig durch einen Abschnitt des Grundkörpers (3) ausgebildet.
Das Crimpblech (9) ist in der 3 noch einmal vergrößert dargestellt. Das Crimpblech (9) weist drei Crimpabschnitte (10a, 10b, 10c) mit jeweils zwei angeformten Crimplaschen (12) auf, wobei im mittleren Crimpabschnitt (10b) zwischen den Crimplaschen (12) ein Durchbruch (7) in das Crimpblech (9) eingebracht ist.
Mit dem Crimpblech (9), das in der 3c vor dem Crimpvorgang dargestellt ist, soll eine aus einer Vielzahl von Einzeldrähten bestehende Litzenleitung (5) verbunden werden. Das hierzu verwendbare, grundsätzlich bekannte Crimpprinzip für die Crimpbereiche 10a und 10c sei anhand der 2 dargestellt.
Die Einzeldrähte (18) der Litzenleitung (5) sind zwischen zwei, leicht aufeinander zu gebogene Crimplaschen (12) gelegt. Beim Crimpvorgang werden die freien Enden der Crimplaschen (12) abgebogen und in Richtung auf das Crimpblech (9) gepreßt.
Den Endzustand des Crimpvorgangs zeigt im Schnitt die 3a. Die Einzeldrähte der Litzenleitung (5) sind nach dem Crimpvorgang miteinander verpreßt und liegen zwischenraumfrei an einander und den Innenwänden des Crimpblechs (9) an. Hierdurch ist eine gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Litzenleitung (5) und dem Crimpblech (9) gewährleistet.
Der Crimpprozeß im mittleren Crimpbereich (10b) erfolgt auf eine vergleichbare Weise, wobei ein Teil des hochverdichteten Litzenmaterials durch den Durchbruch (7) im Crimpblech (9) hindurchgepreßt wird. Hierdurch ergibt sich auf der Außenseite des Crimpblechs (9) eine aus dem Litzenmaterial bestehende Erhebung (19), die in der 1 als Kontakt (6) dargestellt ist.
Aus der 1d ist ersichtlich, daß der Kontaktstift (13) direkt den durch das verdichtete Litzenmaterial gebildeten Kontakt (6) kontaktiert, ohne daß der Stromfluß zuvor über den Grundkörper (3) geleitet wird. Durch den Wegfall des Übergangsbereichs von der Litzenleitung (5) zum Grundkörper (3), dessen Stromleitung über die Spannhülse (4) zum Kontaktstift (13) hier nur von nebensächlicher Bedeutung ist, ergeben sich besonders vorteilhafte elektrischen Eigenschaften und zwar insbesondere eine hohe Kontaktsicherheit und besonders geringe Übergangswiderstände.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Steckverbinders (1) ist in den 4 und 5 dargestellt, wobei hier gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Da diese Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Ausführung in Aufbau und Funktion weitgehend entspricht, beschränkt sich die nachfolgende Erläuterung allein auf die unterscheidenden Merkmale.
Das Crimpblech (9) weist hier keine eingebrachte Ausnehmung in Form eines Durchbruchs auf; stattdessen wird eine Ausnehmung durch die Crimplaschen (12) des mittleren Crimpbereichs (10b) während des Crimpprozesses gebildet.
Gemäß der 5c, weisen die Crimplaschen (12) des mittleren Crimpbereichs (10b) an ihren Endabschnitten jeweils einen Zwischenraum (11) auf. Die beiden Zwischenräume (11) bilden nach dem Crimpvorgang zusammen eine Ausnehmung, aus der, entsprechend der Schnittzeichnung 5b entlang der Zwischenräume (11) , das verdichtete Litzenmaterial herausgepreßt wird, und analog zur 3b eine Erhebung (19) bzw. einen in der 4d ersichtlichen Kontakt (6) bildet, an dem der Kontaktstift (13) zur Anlage kommt.
Bei dem in der 4 dargestellten Steckverbinder (1) kann daher, im Gegensatz zu dem Steckverbinder gemäß der 1, die Kontaktierung des Kontaktstifts (13) auf der Crimpseite des Grundkörpers (3) erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: Steckverbinder
2: Isolierstück
3: Grundkörper
4: Spannhülse
5: Leiter
6: Kontakt (verdichteter Abschnitt)
7: Durchbruch (Ausnehmung)
9: Crimpblech
10a, 10b, 10c: Crimpabschnitte
11: Zwischenräume
12: Crimplaschen
13: Kontaktstift
14: Isolierhülle
15a, 15b: Einkerbungen
16: Ärmchen
17: Kontaktbereich
18: Einzeldrähte
19: Erhebung

Claims

Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder (1) und einem Gegensteckelement, wobei der Steckverbinder (1) ein Crimpblech (9) aufweist oder einstückig ausbildet, und einen durch Crimpen befestigten Leiter (5) aufweist, wobei eine Ausnehmung (7) durch einen Durchbruch innerhalb des Crimpblechs (9) oder durch einen Zwischenraum (11) zwischen zwei umgebogenen Crimplaschen (12) des Crimpblechs (9) gebildet ist, und wobei das Gegensteckelement als Kontaktstift (13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch den Crimpvorgang verdichteter Abschnitt (6) des Leiters (5) durch die Ausnehmung (7) des Steckverbinders (1) hindurchgepreßt ist, und eine Kontaktierungsstelle ausbildet, die von dem Kontaktstift (13) des Gegensteckelements direkt kontaktiert wird.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5) ein Litzenleiter ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5) ein Massivdrahtleiter ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Crimpblech (9) mehrere Crimpabschnitte (10a, 10b, 10c) aufweist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (1) ein Nullkraftsteckverbinder ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (1) mittels einer verschiebbaren Spannhülse (4) mit dem Kontaktstift (13) verriegelbar ist.
Steckverbinderanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (4) Einkerbungen (15a, 15b) aufweist, die nach dem Verriegeln auf der Höhe der Kontaktierungsstelle anliegen.