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Die
Erfindung betrifft eine Anschlusseinrichtung für elektrische Leiter in einem
Steckergehäuse mit
in separaten Kammern in Reihen und Spalten angeordneten Buchsen-
und/oder Stiftkontakten.
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Eine
derartige Abschlusseinrichtung wird speziell bei elektrischen Leitern
benötigt,
die als Litzenleitern ausgebildet sind.
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Aus
der
DE 101 45 324
C1 ist ein elektrisches Anschlusselement zur Kontaktierung
von Litzenleitern bekannt, dessen Anschlussende eine sägezahnähnliche
Struktur aufweist, auf die eine mittels eines Keiles aufgeweitete,
federnde Hülse
aufschiebbar ist.
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Nachteilig
wirkte sich dabei die Anzahl der zur Funktion erforderlichen Einzelteile
aus, die mit der erfindungsgemäßen Anmeldung
wesentlich reduziert wurde.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anschlusseinrichtung
der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass der Anschluss
von Litzenleitern mit wenigen und einfachen Bauteilen werkzeuglos
erfolgt, wobei ein möglichst großer Bereich
bezüglich
der zu kontaktierenden Drahtquerschnitte erfasst wird.
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gen
der Spitze, mindestens eine Klemmschulter ausgebildet ist, dass
in den Kammern jeweils ein axial verschiebbares Schlittenelement
mit einer Durchgangsbohrung zur Einführung der Litzenleiter angeordnet
ist, dass an dem Schlittenelement eine Klemmhülse in axialer Ausrichtung
zu der Durchgangsbohrung lagefixiert ist, und dass die Klemmhülse zusammen
mit dem Schlittenelement auf den Anschlussbereich der Stift- oder
Buchsenkontakte aufschiebbar und wieder abziehbar ist, wobei auf
die zwischen der Klemmhülse
und der Klemmschulter eingefügten
Litzenleiter eine radiale, fixierende Kraft der Klemmhülse einwirkt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2–8 angegeben.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass mit diesem Steckergehäuse
ein für
Litzenleiter werkzeugloses Anschlusssystem zur Verfügung steht,
bei dem die Litzenleiter mittels einer federnden Hülse auf
den Anschlussbereichen als Stifte und Buchsen ausgebildeter elektrischer
Steckkontakte fixierbar sind.
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Dabei
ist vorgesehen einen Querschnittsbereich von 0,3–1,5 mm2 für die Litzenleiter
mittel einer montagefreundlichen Klemmvorrichtung abzudecken. Aufgrund
eines identischen Rastermaßes
mit ähnlichen
Steckergehäusen,
jedoch anderen Anschlussarten, wie z. B. mit Schraubanschlüssen, ist ein
problemloser Austausch möglich.
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Dazu
sind in dem Steckergehäuse
eine Anzahl von Kammern in Reihen und Spalten angeordnet, in denen
jeweils eine Klemmvorrichtung für
einen Litzenleiter vorgesehen ist.
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Die
Klemmvorrichtung wird als Anschlusseinrichtung für elektrische Litzenleiter
aus einem axial verschiebbaren Schlittenelement gebildet, das zusammen
mit einer Klemmhülse
auf den Anschlussbereich eines als Stift oder Buchse ausgebildeten
elektrischen Kontaktelementes aufschiebbar ist. Dabei ist speziell
für Litzenleiter
Voraussetzung, dass deren Zuführung
in einen Kontaktierungsbereich kraftlos erfolgt, um ein Verdrehen
oder Verbie gen einzelner Kupferadern bis zum Erreichen eines Anschlagpunktes
möglichst
zu verhindern.
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Das
bedeutet, dass während
des „Montagezustandes" die Zuführung der
Litzenleiter in den Anschlussbereich mit dem Kontaktelement, stets
bis zum Anschlagpunkt der Litzen an das Kontaktelement durchgängig offen
gestaltet sein muss.
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Dabei
wird bei der Montage der abisolierte Teil eines Litzenleiters in
eine durch das Schlittenelement hindurchführende Bohrung einschließlich einer am
Schlitten fixierten Klemmhülse
geführt.
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Dann
wird das Schlittenelement in Steckrichtung des Litzenleiters axial
in das Steckergehäuse
hinein verschoben.
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Dabei
ist von Vorteil, dass an den beiden nach außen weisenden Eckbereichen
der Schlittenelemente in Schieberichtung angeformte Wulste vorgesehen
sind, die aufgrund eines gewissen Übermaßes gegenüber der sie aufnehmenden Kammer,
ein unbeabsichtigtes Abgleiten eines Schlittenelementes in Richtung
eines Kontaktelementes verhindern.
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Mit
zunehmender Endstellung des Schlittenelementes wird die federnd
ausgebildete Klemmhülse über den
vorzugsweise kegelförmig
ausgebildeten Kontaktierungs- oder Anschlussbereich der Stift- oder
Buchsenkontakte mit dem ihn umgebenden Litzenleiter geschoben.
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Weiterhin
kann der Anschlussbereich pyramiden- bis polygon- wie auch pfeilförmig mit
mindestens einer Klemmschulter ausgebildet sein.
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Dabei
gewährleistet
die vorteilhaft mit einem mäanderförmigen,
durchgehenden Längsschlitz
versehene Klemmhülse
eine stets der Anzahl und Größe der Litzen
angepasste, einschnürende
Kraft auf eine durch die Basis des Kegels ausgebildete Klemmschulter
am Anschlussbereich der Stift- oder Buchsenkontakte.
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Mit
Einsatz eines schmalen, flachen Gegenstandes, z. B. auch einem Schraubendreher,
in einen dazu vorgesehenen Schräge
an der Außenseite
einer jeden Kammer, die in eine Ausnehmung im Schlittenelement hineinreicht,
kann jedes Schlittenelement wieder aus der jeweiligen Kammer herausgehebelt
werden, womit der Litzenleiter auch wieder freigegeben wird.
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reicht,
kann jedes Schlittenelement wieder aus der jeweiligen Kammer herausgehebelt
werden, womit der Litzenleiter auch wieder freigegeben wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Steckerhälfte
mit einem Gehäuse für Stiftkontakte
in einer Schnittdarstellung, mit Sicht auf den Steckbereich,
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2 eine
Steckerhälfte
mit einem Gehäuse für Stiftkontakte
in einer Schnittdarstellung, mit Sicht auf den Anschlussbereich,
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3 eine
Steckerhälfte
mit einem Gehäuse für Buchsenkontakte
in einer Schnittdarstellung,
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4 eine
Klemmhülse
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5 einen
Stiftkontakt,
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6 einen
Buchsenkontakt,
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7 eine
perspektivische Darstellung eines Schlittenelementes, und
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8 die Funktionsweise der Anschlusseinrichtung
mit Litzenleitern.
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9 eine
Anschlussvariante bei einem Stiftkontakt,
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10 eine
Anschlussvariante bei einem Buchsenkontakt, und
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11 eine
Variante der Klemmhülse.
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In
der 1 ist eine Steckerhälfte 1 bestehend aus
einem Gehäuse 10 mit
darin angeordneten Stiftkontakten 50 in einer perspektivischen
und geschnittenen Darstellung gezeigt.
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Dabei
weist das Gehäuse 10 einen
kragenförmigen
Steckbereich 4 auf, in den die Stiftkontakte 50 mit
ihrer Steckseite 51 hineinragen sowie einen Anschlussbereich 5,
der zum Anschluss von Litzenleitern vorgesehen ist.
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Der
Anschlussbereich 5 weist eine Anzahl von einzelnen Kammern 11 auf,
in denen in Reihen und Spalten nebeneinander axial verschiebbare Schlittenelemente 20 angeordnet
sind.
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In
der gleichen Anordnung sind die Stiftkontakte 50 in dem
Gehäuse 10 positioniert.
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Dazu
weisen die Stiftkontakte 50 jeweils einen Bund 57 auf,
mit dem sie in einem entsprechend geformten Haltebereich 13 etwa
mittig des Gehäuses 10 unterhalb
der Kammern 11 eingefügt
und mittels Rastelementen 15 verrastet sind.
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Dabei
ragt die stiftförmige
Steckseite 51 der Stiftkontakte durch Öffnungen 12 unterhalb
des Haltebereiches 13 in den Steckbereich 4 hinein,
während
der Anschlussbereich 52 mit einer Kegelspitze 53 und
einer Klemmschulter 54 ausgebildet, in die Kammer 11 hineinreicht.
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In
jeder der Kammern 11 ist ein axial verschiebbares Schlittenelement 20 eingefügt, wobei das
Schlittenelement hier in einer „Montagestellung" zum Teil aus dem
Gehäuse 10 herausragend
gezeigt ist.
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Das
Schlittenelement weist prinzipiell einen Rundkörper 22 auf, an dem
außen
eine quadratische Form bildend, vier Eckbereiche 23 angeformt
sind, von denen zwei nebeneinander liegende Eckbereiche in eine
Schlittenführung 21 übergehen.
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An
dieser Seite sind die beiden außenliegenden
Eckbereiche 23 bereichsweise mit einem in Schieberichtung
angeformten Wulst 33 versehen, der aufgrund eines leichten
Aufmaßes
gegenüber
der aufnehmenden Kammer 11, ein unbeabsichtigtes Absinken
des Schlittenelementes 20, bei nicht montierten Litzenleitern,
verhindert.
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Weiterhin
ist an der Schlittenführung 21 ein Anschlag 29 vorgesehen,
der beim Verschieben des Schlittenelementes an den für die Arretierung
des Stiftkontaktes 50 vorgesehenen Anschlag 16 des
außenliegenden
Rastelementes 17 anschlägt.
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Ein
Herausfallen des Schlittenelementes 20 aus einer der Kammern 11 des
Gehäuses
wird mittels gegenseitig verrastender Rastkanten 18, 28 an
der nach außen
weisenden Seite der Schlittenführung 21 und
an der entsprechenden Seite der Kammern 11 verhindert.
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Dazu
ist an der nach außen
weisenden Schlittenführung 21 eine
erhabene, schmale Führungsschiene 32 angeformt,
die in eine Nut 19 an der Gehäusewand eingreift.
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Im
Zentrum des Schlittenelementes 20 ist eine Durchgangsbohrung 24 mit
einem sich trichterförmig
verengenden Ausgang 25 vorgesehen.
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Unterhalb
des trichterförmigen
Ausganges 25 ist eine Klemmhülse 40 angeordnet,
und zwar so, dass die Klemmhülse
in einer ihrem Durchmesser angepassten, gabelförmigen Halterung 26 einsetzbar ist
und gleichzeitig mittels eines rechtwinklig von der Klemmhülse abgekanteter
Halteringes 42 in einem oberhalb der Halterung vorgesehen
Schlitz 27 des Schlittenelementes fixierbar ist.
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Die
eigentliche Anschlusseinrichtung wird demnach aus dem Schlittenelement 20,
der Klemmhülse 40 und
dem hier kegelförmigen
Anschlussbereich 52 des Stiftkontaktes 50 gebildet.
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Für die Montage
dieser Anschlusseinrichtung ist zunächst der Stiftkontakt 50 in
den Haltebereich 13 des Gehäuses 10 einzusetzen
und mittels der Rastelemente 17 zu fixieren. Anschließend ist
die Klemmhülse 40 mit
dem Schlittenelement 20 zu verbinden und zusammen in eine
der Kammern 11 einzuschieben, bis die Rastkanten 18 und 28 von
Gehäuse
und Schlittenelement aneinander liegen.
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Diese
Position – in
der das Schlittenelement 20 noch aus dem Gehäuse 10 herausragt – stellt
die „Bestückungsposition" dar, in der ein
abisolierter Litzenleiter 8 in die zentral im Schlittenelement 20 eingeformte
Durchgangsbohrung 24 bis in die darunter befindliche Klemmhülse 40 und über den
kegelförmigen
Anschlussbereich 52 bis an den Bund 57 des Stiftkontaktes 50 einschiebbar
ist.
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Der
hier noch oberhalb des Gehäuses
sichtbare Teil des Schlittenelementes weist eine seitlich geneigte,
V-förmige
Ausnehmung 30 auf, in die ein entsprechend flaches Werkzeugteil,
wie z. B. ein Schraubendreher, einsetzbar ist, um ein eingeschobenes
Schlittenelement wieder herauszuhebeln. Für den Einsatz des Werkzeuges
ist an der Innenseite der Gehäusewandfläche in jeder
Kammer eine Schräge 17 vorgesehen.
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Ansonsten
ist an der Oberfläche
des Schlittenelementes 20 eine Nut 31 vorgesehen,
in die ein Werkzeug zum Eindrücken
des Schlittenelementes 20 in das Gehäuse 10 einfügbar ist.
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Beim
Eindrücken
des Schlittenelementes 20 bis in seine Endposition, wobei
der Anschlag 29 am Ende der Schlittenführung 21 gegen den
Anschlag 16 des Rastelementes 15 stößt, wird
die Klemmhülse 40 über den
kegelförmigen
Anschlussbereich 52 geschoben, so dass die darin eingefügten Litzen
zwischen der Innenwand der Klemmhülse und der durch die Kegelbasis
gebildete Klemmschulter 54 fixiert sind.
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In
der 2 ist die Steckerhälfte 1 in einer perspektivischen
Schnittdarstellung mit einer Sicht auch auf den Anschlussbereich 5 gezeigt.
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Dabei
ist die hier linke bzw. vordere Schlittenelementreihe bereits in
das Gehäuse 10 eingeschoben
gezeigt, während
die rechte bzw. hintere Schlittenelementreihe noch aus dem Gehäuse hervorragt.
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Weiterhin
ist das vordere linke Schlittenelement 20 in einer geschnittenen
Darstellung gezeigt, so dass deutlich erkennbar ist, dass für das Einfädeln eines
Litzenleiters der sich verengende Trichterausgang 25 des
Schlittenelementes einen kleineren Durchmesser aufweist, als die
darunter angeordnete Klemmhülse 40.
Damit wird verhindert, dass vereinzelte Drähte eines Litzenleiters sich
eventuell im Bereich der abgekanteten Halterung 42 der
Klemmhülse
verklemmen.
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In
dem hier bereits abgesenkt gezeigten Schlittenelement 20 ist
das aufeinandertreffen des Anschlages 29 der Schlittenführung 21 auf
das Rastelement 15 erkennbar. Bei eingefügten Litzenleitern verbleibt
das Schlittenelement in dieser Position, da die Klemmhülse durch
die Aufweitung ihres Durchmessers der dazwischen liegenden Litzen
auf der Klemmschulter 54 festgehalten wird.
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Während bei
nicht eingeschobenen Litzenleiter die an den Eckbereichen 23 des
Schlittenelementes 20 angeformten Wulste 33 ein
unbeabsichtigtes Abgleiten in Richtung des Stiftkontaktes verhindern.
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Die 3 zeigt
die Steckerhälfte 2 mit
einem Steckergehäuse 10' in einer Schnittdarstellung
mit mindestens einem darin angeordneten Buchsenkontakt 60.
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Aus
der hier gezeigten Sicht ist erkennbar, dass das Steckergehäuse zwar
grundsätzlich ähnlich dem
des Stiftkontakte aufnehmenden Gehäuses auf gebaut ist, jedoch
ist zur Aufnahme der Buchsenkontakte eine etwas veränderte Konstruktion
erfordert.
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Dabei
ist der Buchsenkontakt 60 mit der zum Teil geschlitzten
Steckseite 61 bis zum Anschlag 14 in den hier
röhrenförmigen Haltebereich 13 eingefügt und mittels
der Rastelemente 17 verrastet.
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Weiterhin
zeigt diese Figur, in der auch die Klemmhülse 40 geschnitten
dargestellt ist, den Anschlussbereich 62, bestehend aus
der kegelförmigen Spitze 63 an
dem Verbindungsstift 66 an den sich die Anschlagfläche 65 der
buchsenförmigen
Steckseite 61 anschließt.
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Dabei
ragt die kegelförmige
Spitze 63 in der „Bestückungsposition" bereits in die Klemmhülse 40 hinein,
während
sich die Klemmschulter 64 noch außerhalb der Klemmhülse befindet.
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Das
untere Ende der Klemmhülse 40 weist eine
nach außen
gerichtete trichterförmige
Aufweitung 44 auf, die beim Absenken der Klemmhülse mit ihrer
Innenwandung eine Haltekraft auf die zwischen Klemmhülse und
Klemmschulter angeordnete Litzenleiter ausübt.
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Aus
dieser Darstellung ist weiterhin leicht erkennbar, dass ein genügend großer Kreisring
zwischen der Klemmhülse
und der Spitze zum Einschieben für
die Litzen eines elektrischen Leiters zur Verfügung steht, so dass die Litzen
ohne Kraftaufwand bis maximal an den Anschlag 65 unterhalb
der Klemmschulter 64 anstoßen können.
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Dabei
ist der Innendurchmesser der Hülse ein
wenig größer gewählt als
der Durchmesser der Klemmschulter am Kegelende des Anschlussbereiches
eines Stift- oder Buchsenkontaktes – aber mindestens so groß, dass
der kleinste vorgesehene Litzenleiter bereits sicher gehalten wird.
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Die
Klemmhülse 40,
gezeigt in der 4, ist als gerollte, federnde
Klemmhülse
gefertigt und weist einen mäanderförmigen Schlitz 41 längs der
Hülsenwand
auf, so dass bei einer radialen Aufweitung eine federnde Wirkung
gesichert ist.
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Eine
der Endseiten ist mit einem nach außen abgekanteten mehrfach durch
Trennschlitze 43 unterbrochenen Haltering 42 versehen,
während
die gegenüberliegende
Seite eine trichterförmige
Aufweitung 44 aufweist.
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Der
in 5 gezeigte Stiftkontakt 50 ist als Drehteil
ausgeführt
und weist eine stiftförmige
Steckseite 51 und einen Anschlussbereich 52 mit
einer kegelförmigen
Spitze 53 auf.
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Zwischen
Steckseite 51 und Anschlussbereich 52 ist ein
zylinderförmiger
Bund 57 angeformt, dessen zur Kegelspitze weisende Kreisringfläche als Anschlagfläche 55 definiert
ist. Die kegelförmige Spitze
ist mittels eines Verbindungsstiftes 56 mit dem Bund 57 einstückig verbunden.
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Die
Kanten der Kegelbasis bilden eine Klemmschulter 54, über die
bei Anschluss eines Litzenleiters die federnde Klemmhülse 40 gestülpt wird, die
eine radial nach innen wirkende Kraft ausübt.
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Der
in 6 dargestellte Buchsenkontakt 60 ist
wie der bereits beschriebene Stiftkontakt 50 mit einer
Steckseite 61 und einem Anschlussbereich 62 versehen.
Die Steckseite ist als teilweise geschlitzte Buchse ausgebildet,
während
der Anschlussbereich 62 mit einer kegelförmigen Spitze 63 versehen
ist, an deren Kegelbasis eine Klemmschulter 64 zur Arretierung
der Litzen mittels der über
dem Anschlussbereich 62 gestülpten Klemmhülse 40 vorgesehen
ist.
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In
der 7 ist das Schlittenelement 20 vereinzelt
in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Dabei ist der Rundkörper 22 mit
der Durchgangsbohrung 24 und den angeformten Eckbereichen 23 und der
gleichfalls angeformten Schlittenführung 21 ersichtlich.
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Aus
der Außenfläche der
Schlittenführung ragt
eine keilförmige
Führungsschiene 32 mit
der Rastkante 28 hervor, die in einer entsprechend ausgebildete
Führungsnut 19 in
der Kammer 11 des Steckergehäuses 10, 10' in Steckrichtung
gleitet. Wobei die Rastkante 28 gegen die Rastkante 18 in
der Kammer stößt und damit
ein Herausfallen des Schlittenelementes 20 verhindert.
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Die
Führungsschiene
unterbrechend, ist die V-förmige
Ausnehmung 30 für
den Einsatz eines einfachen Werkzeuges vorgesehen, so dass ein in
der Kammer 11 abgesenktes Schlittenelement wieder heraushebelbar
ist.
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Oberhalb
der Ausnehmung 30 im Anschlussbereich 5 ist eine
Nut 31 vorgesehen, in die das gleiche Werkzeug wie oben
zum Absenken des Schlittenelementes in die Kammer hinein einsetzbar
ist.
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Um
ein Abgleiten eines nicht genutzten Schlittenelementes in seine
Kammer zu verhindern, sind an der zur Ausnehmung 30 weisenden
Seite und über
eine bestimmte Länge,
Wulste 33 auf den Eckbereichen 23 angeformt, die über die
Fläche
des jeweiligen Eckbereiches hinausragen und damit gegen die Innenwand
der Kammer 11 gedrückt
werden.
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In
der 8a, 8b ist in einer Schnittdarstellung
eines Gehäuses 10 für Stiftkontakte
das Zusammenspiel der Anschlusseinrichtung, gebildet aus dem Schlittenelement 20,
der Klemmhülse 40 und dem
Anschlussbereich eines Stiftkontaktes 50 mit einem darin
eingeschobenen Litzenleiter 7 gezeigt. Dazu werden die
Einzeladern 8 des Litzenleiters 7 zunächst auf
eine vorgegebene Länge
abisoliert, die etwas länger
als die Länge
der Klemmhülse 40 sein soll.
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Dann
werden der Litzenleiter 7 in die Durchgangsbohrung 24 des
Schlittenelementes 20 eingeschoben, so dass dessen Ummantelung
etwa bis in den Trichterausgang 25 ragt, wobei die Einzelleiter 8 selber
unterhalb der Klemmhülse 40 mindestens über die
Klemmschulter 54 ragen. Anschließend wird das Schlittenelement 20 in
das Gehäuse 10 eingedrückt, wobei
die Einzelleiter um den Schiebeweg des Schlittens über die
Kegelspitze 53 verschoben werden und mit Sicherheit über der
Klemmschulter des Anschlussbereiches positioniert sind, wobei sie dort
je nach Dicke und Anzahl der Litzen von der sich aufweitenden aber
federnden Klemmhülse 40 fixiert sind.
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In
der 9 ist ein pyramidenförmigen Anschlussbereich 52 mit
vier Klemmschultern 54 hier für einen Stiftkontakten 50 gezeigt,
während
in der 10 einen Buchsenkontakt mit
einem pfeilförmigen
Anschlussbereich 62 und zwei Klemmschultern 64 dargestellt
ist. Eine für
diese Varianten vorgesehene Klemmhülse 40' mit einer hier quadratischen Ausführung und
einem vereinfachten mäanderförmigen Längsschlitz 41 ist
in der 11 gezeigt.
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Darüber hinaus
kann auch eine polygone Form des den Anschlussbereich formenden
Volumenkörpers
vorsehbar sein, der eine dazu entsprechend modifizierte Klemmhülse erfordert.