DE102010011371A1 - Steckverbinder - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Steckverbinder, umfassend ein Kontaktträgerelement (10), wobei in dem Kontaktträgerelement (10) ein Kontaktelement (16) zur Aufnahme einer Litze (12) eines Kabels angeordnet ist, wobei das Kontaktelement (16) in dem Kontaktträgerelement (10) fixiert ist, wobei bei Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement (16), welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung, die Fixierung lösbar ist und das Kontaktelement (16) beweglich in dem Kontaktträgerelement (10) gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Kontaktträgerelement, innerhalb welchem ein oder mehrere Kontaktelemente zur Aufnahme einer oder mehrerer Litzen eines Kabels zur Herstellung einer Kontaktierung anordbar sind.
  • Derartige Steckverbinder weisen üblicherweise ein aus einem nicht-leitenden Material hergestelltes Kontaktträgerelement auf, welches beispielsweise drei oder fünf oder mehr Kontaktelemente zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kabel bzw. mit den Litzen eines Kabels aufnehmen kann. Üblicherweise sind die Kontaktelemente mit dem Kontaktträgerelement fest verbunden, so dass ein Verschieben durch von außen einwirkende Kräfte des Kontaktelements nicht möglich ist. Wird die von außen einwirkende Kraft zu groß, so kann das Kontaktelement bzw. die Verbindung mit dem Kontaktträgerelement zerstört werden. Eine derartig große, von außen einwirkende Kraft kann beispielsweise dadurch entstehen, wenn das Kabel aus einem massiven Leiter ausgebildet ist, welcher bei der Verlegung des Kabels in die gewünschte Position gebogen werden muss. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn das als massiver Leiter ausgebildete Kabel bereits in dem Steckverbinder bzw. in dem Kontaktelement des Steckverbinders angeordnet ist und das Kabel gebogen wird, so dass hohe Kräfte auf das Kabel und damit auf das Kontaktelement bzw. auf das Kontaktträgerelement wirken und dadurch die Kontaktierung im Steckverbinder unerwünscht unterbrochen werden kann. Beim Biegen eines derartigen massiven Kabels bzw. Leiters kann es zu einem Verschieben der einzelnen Litzen innerhalb des Kabels kommen, wobei sich die Litzen dabei unterschiedlich stark zueinander verschieben können. Bei einer derartigen Verschiebung kann beispielsweise eine Litze eine derartig große Kraft auf das Kontaktelement, in welchem die Litze zur Kontaktierung angeordnet ist, aufbringen, dass die Kontaktierung unterbrochen wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Steckverbinder zur Verfügung zu stellen, bei welchem auch bei Aufbringung einer relativ großen Kraft auf das in dem Steckverbinder angeordnete Kabel eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden kann.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Steckverbinder weist ein Kontaktträgerelement auf, wobei in dem Kontaktträgerelement ein Kontaktelement zur Aufnahme einer Litze eines Kabels angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß das Kontaktelement in dem Kontaktträgerelement fixiert ist, wobei bei Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement, welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung, die Fixierung lösbar ist und das Kontaktelement beweglich in dem Kontaktträgerelement gelagert ist.
  • In dem Kontaktträgerelement sind vorzugsweise mehr als ein Kontaktelement vorgesehen, wobei jede einzelne Litze des Kabels in jeweils einem Kontaktelement in dem Kontaktträgerelement angeordnet ist. Die Litzen bzw. das Kabel ist dabei vorzugsweise als besonders starre Litzen bzw. Kabel ausgebildet. Erfindungsgemäß kann das Kontaktelement in dem Kontaktträgerelement zwei verschiedene Zustände aufweisen. In dem ersten Zustand ist das Kontaktelement fest in dem Kontaktträgerelement fixiert, so dass es nicht innerhalb des Kontaktträgerelements bewegt werden kann. In diesem Zustand erfolgt vorzugsweise beispielsweise das Einführender Litze in das Kontaktelement, so dass während des Anschlusses der Litze an dem Steckverbinder keine Verschiebung des Kontaktelements möglich ist, um eine möglichst sichere Verbindung bzw. einen möglichst sicheren Anschluss herstellen zu können. In dem ersten, fixierten Zustand ist das Kontaktelement vorzugsweise in einer Mittelstellung entlang der Längsachse des Kontaktträgerelements angeordnet. Mittelstellung bedeutet hierbei, dass hinter und vor dem Kontaktelement in Längsrichtung des Kontaktträgerelements Bewegungsraum für das Kontaktelement frei ist, so dass das Kontaktelement in axialer Richtung in eine Position rechts und links von der Mittelstellung verschiebbar ist. In dem zweiten Zustand ist das Kontaktelement nicht ortsfest in dem Kontaktträgerelement fixiert, sondern kann innerhalb des Kontaktträgerelements bewegt werden. Zur Überführung des Kontaktelements von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ist eine Kraft notwendig, welche auf das Kontaktelement aufgebracht werden muss, welche größer ist als die Haltekraft, welche das Kontaktelement ortsfest in dem Kontaktträgerelement fixiert. Eine derartige Kraft kann beispielsweise dadurch aufgebracht werden, indem das Kabel, welches in dem Steckverbinder angeordnet ist, gebogen wird, wodurch eine Verschiebebewegung der einzelnen Litzen des Kabels erzeugt wird. Wirkt eine derartige Kraft auf das Kontaktelement, welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung, wird die Fixierung gelöst, so dass das Kontaktelement nicht mehr fixiert in dem Kontaktträgerelement angeordnet ist, sondern beweglich in dem Kontaktträgerelement gelagert ist. In diesem Zustand kann das Kontaktelement entsprechend der auf das Kontaktelement wirkenden Kraft innerhalb des Kontaktträgerelements bewegt werden. Dadurch können die beim Biegen des Kabels entstehenden Längendifferenzen zwischen den einzelnen Litzen ausgeglichen werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Kontaktierung der Litzen in dem Steckverbinder unterbrochen bzw. beschädigt wird. Dadurch ist es möglich, eine besonders sichere Kontaktierung zu gewährleisten, welche auch dann noch gewährleistet werden kann, wenn das bereits in dem Steckverbinder angeordnete Kabel durch Aufbringung hoher Kräfte gebogen werden muss.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Kontaktelement eine Leiteranschlussklemme zur Aufnahme der Litze und einen Steckkontakt auf, wobei bei Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement, welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung, die Leiteranschlussklemme beweglich in dem Kontaktträgerelement gelagert ist. Somit besteht das Kontaktelement vorzugsweise aus einer Leiteranschlussklemme und einem Steckkontakt, wobei die Leiteranschlussklemme beispielsweise fest mit dem Steckkontakt verbunden sein kann. Die Leiteranschlussklemme dient dazu, eine Litze des Kabels aufzunehmen, um die Kontaktierung herzustellen. Ist die Leiteranschlussklemme beispielsweise fest mit dem Steckkontakt verbunden, so ist bei einer Lösung der Fixierung sowohl die Leiteranschlussklemme als auch der Steckkontakt beweglich in dem Kontaktträgerelement gelagert, wobei die Leiteranschlussklemme und der Steckkontakt eine voneinander abhängige, gleichartige Bewegung ausüben können. Ist die Leiteranschlussklemme fest mit dem Steckkontakt verbunden, kann in dem zweiten, beweglich gelagerten Zustand eine schwimmende Lagerung der Leiteranschlussklemme vorgesehen sein, wobei eine Bewegung der Leiteranschlussklemme und damit des Steckkontakts in axialer Richtung entlang der Längsachse des Kontaktelements möglich ist, um die beim Biegen des Kabels entstehenden Längendifferenzen zwischen den einzelnen Litzen ausgleichen zu können.
  • Dabei kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass zwischen der Leiteranschlussklemme und dem Steckkontakt ein flexibles, elektrisch leitendes Verbindungselement vorgesehen ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Steckverbinders ist vorzugsweise lediglich die Leiteranschlussklemme beweglich in dem Kontaktelement gelagert, wohingegen der Steckkontakt auch in dem zweiten Zustand ortsfest in dem Kontaktelement angeordnet ist. Bei einer Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement, welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung erfolgt daher eine Bewegung der Leiteranschlussklemme relativ zu dem Steckkontakt. Mittels des flexiblen, elektrisch leitenden Verbindungselements erfolgt eine elektrische Verbindung der in die Leiteranschlussklemme eingeführten Litze mit dem Steckkontakt. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, dass die Leiteranschlussklemme des Kontaktelements sowohl einen Winkelversatz als auch einen Höhenversatz der in das Kontaktelement bzw. die Leiteranschlussklemme eingeführten Litze ausgleichen kann. Dadurch ist eine fliegende Lagerung der Leiteranschlussklemme möglich. Das Verbindungselement kann die Kräfte bei Schrägstellung der Litze aufnehmen. Dadurch ist es möglich, dass ein konstanter Druck und ein konstanter Übergangswiderstand in dem Kontaktelement realisierbar ist, da die Leiteranschlussklemme die entsprechende Position der Litze annehmen kann. Bei einer derartigen Ausgestaltung mit einem flexiblen, elektrisch leitenden Verbindungselement zwischen der Leiteranschlussklemme und dem Steckkontakt ist somit nicht nur ein axialer Längenausgleich möglich, sondern zudem auch ein durch die Längenverschiebung hervorgerufener Winkelversatz und/oder Höhenversatz der in die Leiteranschlussklemme eingeführten Litze. Das Verbindungselement ist dabei vorzugsweise fest an der Leiteranschlussklemme mit einem ersten Ende und mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende fest an dem Steckkontakt angeordnet, wobei die Befestigung an der Leiteranschlussklemme und dem Steckkontakt beispielsweise durch Schweißen, wie beispielsweise Widerstandsschweißen, Löten und/oder Nieten erfolgen kann.
  • Das flexible, elektrisch leitende Verbindungselement ist vorzugsweise aus einem aus einem elastischen Material ausgebildeten Metalldraht hergestellt. Ein derartiger Metalldraht kann beispielsweise ein Kupferdraht sein, welcher eine besonders hohe Elastizität aufweist, um kleinste Verschiebebewegungen der Leiteranschlussklemme, hervorgerufen durch die in der Leiteranschlussklemme eingeführte Litze, ausgleichen kann.
  • Die Fixierung des Kontaktelements ist vorteilhafterweise mittels mindestens eines an dem Kontaktelement angeordneten Rastmittels ausgebildet. Dieses an dem Kontaktelement angeordnete Rastmittel kann zur Fixierung des Kontaktelements in dem ersten Zustand beispielsweise in einer an dem Kontaktträgerelement ausgebildeten Öffnung einhaken, wobei durch Ausübung einer Kraft auf das Rastmittel, welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung in der Öffnung, das Rastmittel aus der Öffnung aushaken kann, um eine Relativverschiebung des Kontaktelements zu dem Kontaktträgerelement erlauben zu können. Das Rastmittel ist vorzugsweise an der Leiteranschlussklemme vorgesehen, wobei vorzugsweise zwei Rastmittel an der Leiteranschlussklemme vorgesehen sind, welche jeweils an sich gegenüberliegenden Seitenflächen der Leiteranschlussklemme ausgebildet sind. Die Rastmittel können dabei beispielsweise wie eine Art Auskragung oder Auswölbung aus der Seitenfläche der Leiteranschlussklemme ausgebildet sein. Ferner ist es auch möglich, die Rastmittel pin- bzw. stiftartig auszubilden. Neben der Ausübung einer Haltekraft können die Rastmittel zudem verhindern, dass das Kontaktelement ungewollt aus dem Kontaktträgerelement herausrutschen kann.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer Draufsicht;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Kontaktelements gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Steckverbinders mit einem Kontaktelement gemäß 2;
  • 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kontaktelements gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Steckverbinders mit einem Kontaktelement gemäß 4.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem aus einem nicht-leitenden Material, beispielsweise einem Kunststoffmaterial, hergestellten Kontaktträgerelement 10, innerhalb welchem mehrere Litzen 12 eines Kabels zur Kontaktierung aufgenommen werden können. Zur Aufnahme jeder einzelnen Litze 12 ist jeweils ein Kontaktelement 16 innerhalb des Kontaktträgerelements 10 angeordnet.
  • Eine mögliche Ausführungsform eines Kontaktelements 16 ist in 2 gezeigt. Das Kontaktelement 16 weist eine Leiteranschlussklemme 18 und einen Steckkontakt 20 auf, wobei die Leiteranschlussklemme 18 in dieser Ausführungsform über eine starre Verbindung 32 mit dem Steckkontakt 20 verbunden ist. Die Leiteranschlussklemme 18 dient zur Aufnahme einer Litze 12 des Kabels. An den Seitenflächen 22 der Leiteranschlussklemme 18 sind Rastmittel 24 in Form von Auskragungen ausgebildet, welche in an dem Kontaktträgerelement 10 ausgebildeten Öffnungen 14, hier nicht gezeigt, einhaken können, um das Kontaktelement 16 in einem ersten Zustand ortsfest in dem Kontaktträgerelement 10 fixieren zu können. Wird eine Kraft auf das Kontaktelement 16 ausgeübt, welche größer ist als die Haltekraft der mittels dieser Rastmittel 24 ausgebildeten Fixierung, kann die Fixierung gelöst werden, indem die Rastmittel 24 aus den Öffnungen aushaken können und das Kontaktelement 16 von dem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt wird, wobei in dem zweiten Zustand eine freibewegliche Lagerung des Kontaktelements 16 innerhalb des Kontaktträgerelements 10 realisiert ist, um beispielsweise durch Verbiegen des Kabels entstehende Längendifferenzen zwischen den einzelnen Litzen 12, welche in den Steckverbinder eingeführt sind, durch eine axiale Verschiebung des Kontaktelements 16 innerhalb des Kontaktträgerelements 10 ausgleichen zu können.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem, wie in 2 gezeigten, Kontaktelement 16, wobei eine Litze 12 in der Leiteranschlussklemme 18 des Kontaktelements 16 kontaktierend angeordnet ist. Durch die starre Verbindung 32 der Leiteranschlussklemme 18 mit dem Steckkontakt 20 erfolgt bei Ausübung einer Kraft größer als die Haltekraft der Fixierung auf das Kontaktelement 16 eine gleichartige Bewegung der Leiteranschlussklemme 18 und des Steckkontakts 20. Bei einer derartigen Ausführungsform ist die Leiteranschlussklemme 18 bzw. das Kontaktelement 16 vorzugsweise schwimmend in dem Kontaktträgerelement 10 gelagert, wobei bei Lösung der Fixierung eine Bewegung des Kontaktelements 16 in axialer Richtung entlang der Längsachse des Kontaktelements 16 innerhalb des Kontaktträgerelements 10 möglich ist.
  • In 4 ist eine zweite mögliche Ausführungsform des Kontaktelements 16 gezeigt, wobei hierbei die Leiteranschlussklemme 18 nicht starr mit dem Steckkontakt 20 verbunden ist, sondern die Leiteranschlussklemme 18 über ein flexibles, elektrisch leitendes Verbindungselement 26, beispielsweise in Form eines Metalldrahtes, vorzugsweise einem Kupferdraht, mit dem Steckkontakt 20 verbunden ist. Der Steckkontakt 20 ist dabei vorzugsweise ortsfest in dem Kontaktträgerelement 10 angeordnet, wobei bei Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement 16 größer als die Haltekraft der Fixierung eine Bewegung der Leiteranschlussklemme 18 relativ zum Steckkontakt 20 erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, dass das Kontaktelement 16 bzw. die Leiteranschlussklemme 18 des Kontaktelements 16 zum Ausgleich der entstehenden Längendifferenzen zwischen den einzelnen Litzen 12 nicht nur eine rein axiale Bewegung der Litzen 12 ausgleichen kann, sondern gleichzeitig eine Höhenverschiebung als auch eine seitliche Bewegung zum Ausgleich von Winkelversatzen ausführen kann.
  • Ein Kontaktelement 16 gemäß 4 ist in 5 in einem Kontaktträgerelement 10 gezeigt, wobei hierbei eine Litze 12 eines Kabels in der Leiteranschlussklemme 18 des Kontaktelements 16 angeordnet ist. Das Verbindungselement 26 ist mit einem ersten Endabschnitt 28 an der Leiteranschlussklemme 18 und mit einem dem ersten Endabschnitt 28 gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 30 mit dem Steckkontakt 20 verbunden, wobei die Verbindung des Verbindungselements 26 mit der Leiteranschlussklemme 18 und/oder dem Steckkontakt 20 beispielsweise über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung und/oder eine Nietverbindung erfolgen kann. Die Realisierung einer elektrischen Kontaktierung einer in die Leiteranschlussklemme 18 eingeführten Litze 12 mit einem in den Steckkontakt 20 eingeführten Leiter, hier nicht gezeigt, erfolgt bei der in 4 bzw. 5 gezeigten zweiten Ausführungsform des Kontaktelements 16 über das flexible Verbindungselement 26 und bei der in 2 bzw. 3 gezeigten ersten Ausführungsform des Kontaktelements 16 über die starre Verbindung 32 zwischen der Leiteranschlussklemme 18 und dem Steckkontakt 20.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kontaktträgerelement
    12
    Litze
    14
    Öffnung
    16
    Kontaktelement
    18
    Leiteranschlussklemme
    20
    Steckkontakt
    22
    Seitenfläche
    24
    Rastmittel
    26
    Verbindungselement
    28
    Erster Endabschnitt
    30
    Zweiter Endabschnitt
    32
    Starre Verbindung

Claims (5)

  1. Steckverbinder, umfassend ein Kontaktträgerelement (10), wobei in dem Kontaktträgerelement (10) ein Kontaktelement (16) zur Aufnahme einer Litze (12) eines Kabels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (16) in dem Kontaktträgerelement (10) fixiert ist, wobei bei Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement (16), welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung, die Fixierung lösbar ist und das Kontaktelement (16) beweglich in dem Kontaktträgerelement (10) gelagert ist.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (16) eine Leiteranschlussklemme (18) zur Aufnahme der Litze (12) und einen Steckkontakt (20) aufweist, wobei bei Ausübung einer Kraft auf das Kontaktelement (16), welche größer ist als die Haltekraft der Fixierung, die Leiteranschlussklemme (18) beweglich in dem Kontaktträgerelement (10) gelagert ist.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Leiteranschlussklemme (18) und dem Steckkontakt (20) ein flexibles, elektrisch leitendes Verbindungselement (26) vorgesehen ist.
  4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible, elektrisch leitende Verbindungselement (26) ein aus einem elastischen Material ausgebildeter Metalldraht ist.
  5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Kontaktelements (16) mittels mindestens eines an dem Kontaktelement (16) angeordneten Rastmittels (24) ausgebildet ist.
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