DE102010014981A1

DE102010014981A1 - Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels, insbesondere Steckverbindungsteil

Info

Publication number: DE102010014981A1
Application number: DE102010014981A
Authority: DE
Inventors: Erich Frank
Original assignee: Pfisterer Kontaktsysteme GmbH
Current assignee: Pfisterer Kontaktsysteme GmbH
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20
Also published as: CA2796074C; US9225082B2; WO2011128078A1; CA2796074A1; EP2559105A1; EP2559105B1; US20130029539A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (11) zum elektrischen Verbinden eines Kabels, insbesondere Steckverbindungsteil (2), mit einem Gehäuse (48), in dem ein Verbindungselement (78) angeordnet ist, das mechanisch fest mit einem Innenleiter (53) des Kabels verbindbar ist, wobei die Vorrichtung (11) weiterhin mindestens ein Fixierelement (81, 85, 87) aufweist, mittels dem das Verbindungselement (78) und damit der Innenleiter (53) des Kabels beim Auftreten einer Zugkraft durch Formschluss unverrückbar in dem Gehäuse (48) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels, insbesondere ein Steckverbindungsteil.
Bei elektrischen Steckverbindern wird ein Steckerelement und ein Buchsenelement zusammengesteckt, wobei die Kontaktorgane des Steckerelements und des Buchsenelements in elektrischen Kontakt miteinander kommen und über Kontaktorgane der elektrische Strom geführt wird. Um beim Auftreten einer Zugkraft auf das Kabel eine Verschlechterung der elektrischen Kontakteigenschaften zu verhindern, ist es bekannt, die Vorrichtung mit dem Mantel des Kabels zu verklemmen, um auf diese Weise die Zugkräfte aufzunehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, die gegenüber den bekannten Vorrichtungen noch weiter verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist, insbesondere auch beim Auftreten von Zugkräften oder Vibrationen eine dauerhafte elektrische Verbindung mit geringem Übergangswiderstand gewährleistet.
Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.
In einer Ausführungsart weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf, in dem ein Verbindungselement angeordnet ist, das mechanisch fest und in der Regel auch elektrisch leitfähig mit einer Seele des Kabels verbindbar ist, vorzugsweise mit dem Innenleiter des Kabels. Die Vorrichtung weist weiterhin mindestens ein Fixierelement auf, mittels dem das Verbindungselement und damit die Seele des Kabels beim Auftreten einer Zugkraft durch Formschluss unverrückbar in dem Gehäuse fixiert ist. Durch den Formschluss ist es nicht erforderlich, die Fixierkräfte durch eine Klemmung, d. h. durch Haftreibungskräfte, aufzubringen, sondern die Fixierung erfolgt unabhängig von Reibkräften durch die Formgestaltung der Elemente. Dadurch ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil, dass die im Laufe einer Alterung und/oder Temperaturänderung auftretenden Kriecheigenschaften nicht kompensiert werden müssen. Weiterhin ist von Vorteil, dass auf den Kabelmantel keine Klemmkräfte ausgeübt werden müssen, die zu einer unerwünschten Veränderung der elektrischen Eigenschaften führen können. In einer Ausführungsart ist mindestens ein Teil der Fixierelemente aus Kunststoff hergestellt.
In einer Ausführungsart ist das Verbindungselement mindestens abschnittsweise hülsenförmig. Das Verbindungselement kann durch Klemmen, insbesondere Pressen, mit der Seele des Kabels mechanisch fest verbindbar sein. Die Seele des Kabels kann dabei als einteiliger massiver Leiter, als mehrteiliger, jeweils massiver Leiter, oder als Litze ausgebildet sein und den elektrischen Strom des Kabels führen.
Die Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Seele des Kabels kann unmittelbar erfolgen, d. h. unter unmittelbarer Anlage des Verbindungselements an der Seele des Kabels, oder mittelbar, beispielsweise durch Zwischenlage eines elektrischen Verbindungselements, das wiederum vorzugsweise einstückig auch das elektrische Kontaktorgan für die elektrische Verbindung der Vorrichtung mit einem weiteren Steckverbindungsteil bereitstellen kann.
In einer Ausführungsart weist das Verbindungselement eine in Richtung der Zugkraft einen Formschluss bildende Anlagefläche für die Anlage des Fixierelements auf. Die Anlagefläche kann beispielsweise durch eine sich in radialer Richtung nach innen oder nach außen erstreckende Fläche gebildet sein, beispielsweise durch eine mindestens abschnittsweise flanschartige Verbreiterung des Verbindungselements. Die flanschartige Verbreiterung kann dabei einen geschlossenen Ring bilden, oder in Umfangsrichtung nur abschnittsweise vorgesehen sein.
In einer Ausführungsart weist das Fixierelement eine in Richtung der Zugkraft einen Formschluss bildende Anlagefläche für die Anlage des Fixierelements an dem Gehäuse auf. Das Fixierelement kann beispielsweise als schräg oder insbesondere quer zur Richtung der Zugkraft verlaufender Riegel ausgebildet sein, der in eine quer zur Zugkraft sich erstreckende Öffnung im Gehäuse einsteckbar ist und dadurch unmittelbar eine Fixierung des Verbindungselements bereitstellt.
In einer Ausführungsart ist die Position der formschlüssigen Anlage des Fixierelements in Richtung der Zugkraft und damit in axialer Richtung der Vorrichtung beabstandet von der Position der formschlüssigen Anlage des Fixierelements an dem Verbindungselement. Beispielsweise kann die formschlüssige Anlage des Fixierelements an dem Verbindungselement nahe einem Kontaktorgan der Vorrichtung liegen, insbesondere nahe der Verbindung des Verbindungselements mit der Seele des Kabels, wohingegen die formschlüssige Anlage des Fixierelements an dem Gehäuse demgegenüber zurückversetzt ist, insbesondere an einem dem Kontaktorgan fernen Ende des Gehäuses der Vorrichtung.
In einer Ausführungsart ist das Fixierelement mehrteilig und die Teile sind in Richtung der Zugkraft hintereinander angeordnet. Die mehreren Teile sind in Richtung der Zugkraft unmittelbar oder mittelbar unter formschlüssiger Zwischenlage eines weiteren Elements in formschlüssiger Anlage aneinander. Beispielsweise kann als weiteres Element eine Anschlussleitung für einen Schirm des Kabels zwischen zwei in Richtung der Zugkraft hintereinander angeordneten oder benachbarten Teile des Fixierelements hindurch geführt sein. Dadurch kann der Kabelschirm radial nach außen geführt werden und beispielsweise in elektrisch kontaktgebende Anlage an einen metallischen Gehäuseteil der Vorrichtung gebracht werden. Die Teile des Fixierelements können jeweils hülsenförmig ausgebildet sein und das Kabel in ihrem Inneren aufnehmen. Mindestens ein Teil des Fixierelements kann dabei als schräg und insbesondere quer zur Richtung der Zugkraft einsteckbarer Riegel ausgebildet sein.
In einer Ausführungsart weist die Vorrichtung ein elastisch verformbares Federelement auf, mit dem das Verbindungselement innerhalb des Gehäuses in Richtung auf die formschlüssige Anlage an das Fixierelement vorgespannt ist. Dadurch ist eine spielfreie Montage des Verbindungselements in der Vorrichtung gewährleistet. In einer Richtung ist das Verbindungselement durch die formschlüssige Anlage an dem Fixierelement arretiert, in der entgegen gesetzten Richtung kann das Verbindungselement gegen die rückstellende Kraft des Federelements verschiebbar sein.
In einer Ausführungsart ist das Federelement in Anlage an einem Zwischenelement. Das Zwischenelement ist durch die Rückstellkraft des Federelements in Anlage an dem Verbindungselement gehalten. Das Zwischenelement kann aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt sein, wodurch eine elektrische Isolation des Verbindungselements gegenüber dem Gehäuse gewährleistet ist.
In einer Ausführungsart ist das Zwischenelement mindestens abschnittsweise hülsenförmig. Das Zwischenelement kann einen radial nach außen abstehenden Absatz aufweisen, insbesondere eine flanschartige Verbreiterung, mit dem das Zwischenelement in Anlage an dem Federelement ist. Das Zwischenelement kann einen radial nach innen abstehenden Absatz aufweisen, insbesondere einen ringförmigen Absatz, mit dem das Zwischenelement in Anlage an dem Verbindungselement ist.
Die Vorrichtung kann ein Anschlagmittel aufweisen, durch das gewährleistet ist, dass das Federelement nur maximal mit 30% auf Pressung beansprucht wird. Dadurch wird eine mechanische Überlast für das Federelement verhindert.
In einer Ausführungsart bildet das Zwischenelement einen Berührschutz für ein elektrisches Kontaktorgan der Vorrichtung. Hierzu kann das Zwischenelement in Steckrichtung der Vorrichtung hülsenförmig über das Kontaktorgan vorstehen. Alternativ oder ergänzend kann sich das Zwischenelement auch in der entgegengesetzten Richtung länger erstrecken als das Verbindungselement.
In einer Ausführungsart ist die Vorrichtung für elektrische Spannungen im Bereich von mehr als 12 V und weniger als 2400 V ausgelegt, insbesondere mehr als 24 V und weniger als 1000 V und vorzugsweise bis zu einer Betriebsspannung von 700 V. In einer Ausführungsart wird die Vorrichtung in der Fahrzeugtechnik eingesetzt, insbesondere bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen, oder bei elektrischen Kraftmaschinen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungssystems,
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungssystems,
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungssystems,
4 zeigt eine Seitenansicht des Steckverbindungssystems der 3,
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Steckverbindungssystems in einem teilweise getrennten Zustand,
6 zeigt in perspektivischer Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Rastmittel,
7 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Rastelemente,
8 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch das Gehäuse des ersten Steckverbindungsteils,
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Leitung mit der am Leiterende abgesetzten Isolation,
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Leitung mit einer alternativen Ausführungsform eines Schirmelements,
11 zeigt eine Ansicht von oben auf das erste Teil des Schirmelements,
12 zeigt eine Seitenansicht auf einen Schnitt durch das erste Teil des Schirmelements,
13 zeigt einen Schnitt durch ein zweites Teil des Schirmelements,
14 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gehäuses des ersten Steckverbindungsteils,
15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des zweiten Steckverbindungsteils im Bereich des Pilotkontakts,
16 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch das Gehäuse des ersten Steckverbindungsteils,
17 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungselements,
18 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungselements,
19 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbindungselements für einen Winkelstecker, und
20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steckverbindungselements für einen Winkelstecker.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungssystems 1 mit einem ersten Steckverbindungsteil 2 und einem zweiten Steckverbindungsteil 4 im noch nicht zusammengesteckten Zustand. Das erste Steckverbindungsteil 2 ist als dreipoliger Stecker ausgebildet, mit dem drei jeweils einpolige elektrische Leitungen 6, die jeweils als Kabel mit einem Kabelmantel ausgebildet sind, elektrisch mit dem zweiten Steckverbindungsteil 4 verbindbar sind. Hierzu sind in einem Gehäuse 48 beispielsweise die in den 17 und 18 dargestellten buchsenförmigen Kontaktorgane angeordnet, die beim Zusammenstecken des ersten und zweiten Steckverbindungsteils 2, 4 mit vorzugsweise zylindrischen Kontaktstiften 22 im zweiten Steckverbindungsteil 4 in elektrischen Kontakt bringbar sind.
Das zweite Steckverbindungsteil 4 ist im Ausführungsbeispiel an einer Gehäusewand 8 eines Aggregats angeordnet, beispielsweise an einer Lichtmaschine oder an einem Elektromotor. Das erste und zweite Steckverbindungsteil 2, 4 weisen jeweils drei Lastkontakte 12, 14, 16 auf, die einer elektrischen Verbindung der elektrischen Leitungen 6 dienen, und einen Pilotkontakt 18 von dem in der 1 nur der zugehörige Pilotkontakt des zweiten Steckverbindungsteils 4 teilweise sichtbar ist.
Die beiden Steckverbindungsteile 2, 4 weisen außerdem Komponenten 20 für eine Führung des ersten Steckverbindungsteils 2 beim Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbindungsteil 4 auf, wobei auf Seiten des zweiten Steckverbindungsteils 4 als Führungskomponente ein mindestens abschnittsweise zylindrischer Zapfen 24 angeordnet ist, der an seinem dem ersten Steckverbindungsteil 2 zugewandten Ende verjüngt ist, insbesondere abgerundet ist und/oder eine Kegelfläche aufweist.
Zwischen den Komponenten 20 für die Führung und dem Pilotkontakt 18 weisen die beiden Steckverbindungsteile 2, 4 Komponenten für eine Verriegelung des ersten Steckverbindungsteils 2 am zweiten Steckverbindungsteil 4 auf, die im Ausführungsbeispiel auf der Seite des ersten Steckverbindungsteils 2 eine Verbindungsschraube 26 aufweist und auf Seiten des zweiten Steckverbindungsteils 4 eine Gewindebohrung 28. Das zweite Steckverbindungsteil 4 ist mittels einer Anschlussleiste 30 an der Gehäusewand 8 vorzugsweise lösbar festlegbar, im Ausführungsbeispiel angeschraubt.
Im ersten Ausführungsbeispiel der 1 weist das erste Steckverbindungsteil 2 eine parallel zur Steckrichtung verlaufende Leitungsführung auf. Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steckverbindungssystems 1, bei dem das erste Steckverbindungsteil 102 eine abgewinkelt zur Steckrichtung verlaufende Leitungsführung der elektrischen Leitungen 6 aufweist, insbesondere eine um 90° abgewinkelte Leitungsführung. Das zweite Steckverbindungsteil 4 ist dabei identisch zu dem zweiten Steckverbindungsteil 4 des ersten Ausführungsbeispiels der 1 aufgebaut, insbesondere ist sowohl ein erstes Steckverbindungsteil 2 mit parallel zur Steckrichtung verlaufender Leitungsführung, wie in der 1 dargestellt, als auch ein erstes Steckverbindungsteil 102 mit abgewinkelt zur Steckrichtung verlaufender Leitungsführung mit demselben zweiten Steckverbindungsteil 4 zusammensteckbar.
Die Komponenten einer ersten Komponentengruppe mit Komponenten für den Pilotkontakt 18, und die Komponenten für die drei Lastkontakte 12, 14, 16 sind unabhängig von einer durch die Anzahl der Lastkontakte 12, 14, 16 bestimmten Polzahl des ersten Steckverbindungsteils 102, insbesondere ist der Pilotkontakt 18 stets identisch ausgebildet, unabhängig davon, ob es sich um eine ein-, zwei- oder n-polige Steckverbindung handelt; entsprechendes gilt für die Lastkontakte 12, 14, 16 in der geraden Ausführung und die Lastkontakte 212, 214 in der gewinkelten Ausführung (3). Auch die Komponenten 20 für eine Führung beim Zusammenstecken und die Komponenten 26 für die Festlegung des ersten Steckverbindungsteils 2 an dem zweiten Steckverbindungsteil 4 sind unabhängig von der Anzahl der Pole ausgebildet.
Das Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungsteils 2 weist eine der durch die Anzahl der Lastkontakte 12, 14, 16 bestimmten Polzahl entsprechende Anzahl von Aufnahmekammern für die Komponenten der Lastkontakte 12, 14, 16 auf. Die innerhalb des Gehäuses 48 angeordneten Komponenten der Lastkontakte 12, 14, 16 sind identisch aufgebaut. Die Komponenten 20 für die Führung beim Zusammenstecken, sowie die Komponenten des Pilotkontaktes 18 und der Festlegung 26 sind zwischen dem in den 1 und 2 links angeordneten ersten Lastkontakt 12 und dem mittleren Lastkontakt 14 angeordnet. In einer Ausführungsart ist diese Anordnung auch bei zwei- oder mehrpoligen Steckverbindungen beibehalten, insbesondere ist die Anordnung der Komponenten 20 für die Führung, des Pilotkontaktes 18 und des Verbindungsmittels 26 unabhängig von der Anzahl der Pole des Steckverbindungssystems 1 immer zwischen zwei benachbarten Lastkontakten 12, 14 angeordnet.
Das zweite Steckverbindungsteil 4 weist einen den Kontaktstift 22 in Axialrichtung überragenden hülsenförmigen Abschnitt 32 auf, der einer weiteren Führung des ersten Steckverbindungsteils 2, 102 beim Zusammenstecken mit dem zweiten Steckverbindungsteil 4 dienen kann. Der hülsenförmige Abschnitt 32 weist eine sich in Steckrichtung erstreckende Öffnung 34 auf, die in Richtung des ersten Steckverbindungsteils 2, 102 offen ist und im Ausführungsbeispiel durch einen Schlitz gebildet ist. Im zusammengesteckten Zustand ragt das erste Steckverbindungsteil 2, 102 mit seinem Gehäuse 48 über ein dem zweiten Steckverbindungsteil 4 zugewandtes Ende 36 der Öffnung 34 hinaus. Daran schließt sich ein ringförmiger und vorzugsweise zylindrischer oder kegelförmiger Abschnitt 38 an, an den im zusammengesteckten Zustand ein Dichtmittel in Anlage bringbar ist und dadurch die Kontaktorgane des Steckverbindungssystems 1 abdichtet. Auf seiner Innenseite weist der hülsenförmige Abschnitt 32 vorzugsweise einstückig ausgebildete Führungsmittel 40 auf, die sich im Ausführungsbeispiel in Axialrichtung erstrecken und als Stege ausgebildet sind, und durch die beim Zusammenstecken eine weitere Führung und/oder Verpolungssicherheit gewährleistet ist. In einer Ausführungsart können die Führungsmittel bzw. Stege sowie die zugehörigen Aussparungen eine kundenspezifisch wählbare Codierung des Steckverbindungssystems 1 bilden.
Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungssystems 201 mit einem zweipoligen ersten Steckverbindungsteil 202 und einem zweipoligen zweiten Steckverbindungsteil 204, wobei es sich bei dem ersten Steckverbindungsteil 202 um einen Winkelstecker handelt, bei dem die Leitungsführung rechtwinklig zur Steckrichtung verläuft.
Die 4 zeigt eine Seitenansicht des Steckverbindungssystems 201 der 3. Die 5 zeigt in einer gegenüber den 3 und 4 vergrößerten Darstellung eine perspektivische Ansicht des Steckverbindungssystems 201 in einem teilweise getrennten Zustand.
Das erste Steckverbindungsteil 202 weist ein bügelförmiges Betätigungselement 242 auf, mit dem die beiden Steckverbindungsteile 202, 204 aus dem in den 3 und 4 vollständig zusammengesteckten Zustand in einen in der 5 dargestellten Zustand überführbar sind, in dem der Pilotkontakt 218 entweder bereits getrennt ist, oder jedenfalls bei einer vollständigen Überführung des Betätigungselements 242 in eine gegenüber der Darstellung in den 3 und 4 um 90° gedrehten Position getrennt ist, die Lastkontakte 212, 214 aber noch elektrisch verbunden sind. Das Betätigungselement 242 ist um einen vorzugsweise einstückig von dem ersten Steckverbindungsteil 202 ausgebildeten Achszapfen 244 schwenkbar, woraufhin eine in dem Betätigungselement 242 beispielsweise durch eine Nut eingebrachte Steuerkurve 246 derart entlang einem an dem zweiten Steckverbindungsteil 204 angeordneten Führungszapfen 250 bewegt wird, dass das erste Steckverbindungsteil 202 von dem zweiten Steckverbindungsteil 204 abhebt.
Wenn das Betätigungselement 242 eine gegenüber der Position in der 3 um 90° gedrehte Position einnimmt, ist der Pilotkontakt 218 des ersten Steckverbindungselements 202 nicht mehr in elektrischer Verbindung mit dem Pilotkontakt des zweiten Steckverbindungselements 204, wohingegen die Lastkontakte 212, 214 des ersten Steckverbindungselements 202 noch in elektrischer Verbindung mit den Lastkontakten des zweiten Steckverbindungselements 204 sind.
Das Betätigungselement 242 kann in seiner in den 3 und 4 dargestellten ersten Endposition und/oder in einer demgegenüber um 90° gedrehten zweiten Endposition lösbar rastbar sein. Durch die Hebelwirkung des Betätigungselements 242 ist sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Steckverbindungsteil 202, 204 nur eine geringe Betätigungskraft erforderlich. Dies ist insbesondere bei hohen Temperaturen und/oder schmutzenden Umgebungsbedingungen vorteilhaft.
Das erste Steckverbindungsteil 202 und das zweite Steckverbindungsteil 204 weisen miteinander korrespondierende Rastmittel 252, 254 auf, wobei im Ausführungsbeispiel das Rastmittel 252 des ersten Steckverbindungsteils 202 durch eine Aussparung in einer Gehäusewand gebildet ist, in welche das zugehörige Rastmittel 254 des zweiten Steckverbindungsteils 204 beim Aufstecken eingreift und dabei mit der Öffnung verrastet. Hierzu weist das Rastmittel 254 des zweiten Steckverbindungsteils 204 eine Anlaufschräge auf, mittels welcher das Rastmittel 254 beim Zusammenstecken ausgelenkt wird und zurückschnappt, sobald das Rastmittel 254 in die Öffnung im ersten Steckverbindungsteil 202 eingreift.
Nach einem Überführen des ersten Steckverbindungsteils 202 aus der in den 3 und 4 dargestellten Position in die in der 5 dargestellte Position oder darüber hinaus in eine Position, in welcher das Betätigungselement 242 um 90° geschwenkt wurde, ist das Rastmittel 254 des zweiten Steckverbindungsteil 204 in Anlage an dem Rand der das Rastmittel 252 bildenden Öffnung des ersten Steckverbindungsteils 202. Dadurch ist ein vollständiges Abziehen des ersten Steckverbindungsteils 202 verhindert. Erst nachdem, beispielsweise mittels eines Schraubendrehers oder eines sonstigen geeigneten Werkzeugs, das beispielsweise in die Öffnung einführbar und anschließend drehbar ist, das Rastmittel 254 außer Eingriff mit dem Rastmittel 252 gebracht wird, kann das erste Steckverbindungsteil 202 vollständig abgezogen werden.
Dadurch, dass zunächst das Betätigungselement 242 betätigt werden muss, und dadurch der Pilotkontakt 218 getrennt wird, während die Lastkontakte 212, 214 noch in Verbindung sind, und anschließend die Rastmittel 252, 254 beispielsweise mittels eines Werkzeuges, alternativ auch werkzeuglos von Hand, außer Eingriff gebracht werden müssen, bevor das erste Steckverbindungsteil 202 vollständig abgezogen werden kann, ergibt sich in der Praxis eine Zeitverzögerung von beispielsweise mindestens 0,5 oder 1 Sekunde. Dies ermöglicht einer übergeordneten Steuerung die Lastkontakte 212, 214 stromlos zu schalten, nachdem durch das Trennen des Pilotkontaktes 218 signalisiert wird, dass die Verbindung getrennt werden soll.
Auch beim Zusammenstecken ergibt sich die Möglichkeit, dass zunächst durch das Aufstecken des ersten Steckverbindungsteils 202 eine Verbindung der Lastkontakte 212, 214 hergestellt wird, und erst durch das anschließende Schwenken des Betätigungselements 242 auch der Pilotkontakt 218 geschlossen wird, woraufhin eine übergeordnete Steuerleitung die Lastleitungen unter Strom setzen kann. Somit kann sowohl das Stecken als auch das Lösen der elektrischen Verbindung der Lastkontakte 212, 214 stromlos erfolgen, wodurch die elektrischen Kontakte geschont werden und eine dauerhaft zuverlässige elektrische Verbindung bereitgestellt werden kann.
Die 6 zeigt in perspektivischer Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Rastmittel 252, 254 in einem Zustand, in dem das erste Steckverbindungsteil 202 vollständig mit dem zweiten Steckverbindungsteil 204 zusammengesteckt sind und sowohl die Lastkontakte 212, 214 als auch der Pilotkontakt 218 geschlossen sind. Die 7 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Rastelemente 252, 254 in einem Zustand, in dem das erste Steckverbindungsteil 202 so weit vom zweiten Steckverbindungsteil 204 gelöst ist, dass der Pilotkontakt 218 getrennt ist, die Lastkontakte 212, 214 aber noch verbunden sind.
Das Rastelement 252 des ersten Steckverbindungsteils weist einen ersten Öffnungsabschnitt 256 auf, der geringfügig größer ist als ein erster Abschnitt 258 des zweiten Rastelements 254, aber kleiner als ein zweiter Abschnitt 260 des zweiten Rastelements 254. Dadurch kommt in der in der 7 dargestellten Position der zweite Abschnitt 260 in Anlage an das Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungsteils 2 und sperrt ein vollständiges Abziehen des ersten Steckverbindungsteils 202 vom zweiten Steckverbindungsteil 204. Erst durch ein Auslenken des zweiten Rastelements 254, beispielsweise mittels eines Werkzeuges, wird der zweite Abschnitt 260 in Deckung mit einem zweiten, gegenüber dem ersten Öffnungsabschnitt größeren zweiten Öffnungsabschnitt 262 des ersten Rastelements 254 gebracht, der geringfügig größer ist als der zweite Abschnitt 260 des zweiten Rastelements 254, so dass das erste Steckverbindungsteils 202 von dem zweiten Steckverbindungsteil 204 abgenommen werden kann.
Die 8 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch das Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungsteils 2 in einem Bereich, in dem die in einer Ansicht dargestellte elektrische Leitung 6 mit dem ersten Steckverbindungsteil 2 verbunden ist. Bei der Leitung 6 handelt es sich um ein Kabel mit einem Innenleiter 53, der von einer Isolation 55 umgeben ist, auf die außen ein metallisch leitfähiger Kabelschirm 57 aufgebracht ist. An seinem durch ein hülsenförmiges Verbindungselement 78 verdeckten Ende ist der Innenleiter 53 mit einem nachstehend noch beschriebenen elektrischen Steckverbindungselement 10 (17, 18) elektrisch und mechanisch verbunden.
Das Steckverbindungsteil 2, das eine Vorrichtung 11 zum elektrischen Verbinden des Kabelschirms 57 der elektrischen Leitung 6 mit dem Gehäuse 48 ist, weist weiterhin ein im dargestellten Ausführungsbeispiel dreiteiliges Fixierelement 81, 85, 87 auf, mittels dem das Verbindungselement 78 und damit der Innenleiter 53 beim Auftreten einer Zugkraft auf der Leitung 6 durch Formschluss unverrückbar in dem Gehäuse 48 fixiert ist. Das Verbindungselement 78 ist mindestens abschnittsweise hülsenförmig und durch Klemmen mit dem Innenleiter 53 mechanisch fest verbunden, insbesondere mit dem Innenleiter 53 verpresst. Das Verpressen erfolgt dabei unter Zwischenlage von zwei Kontaktblechen 72, 74, die auch das Kontaktorgan des Steckverbindungselements 10 einstückig ausbilden.
Das Verbindungselement 78 weist an mindestens einem Ende eine flanschartige Verbreiterung 84 auf, die eine in Richtung der Zugkraft einen Formschluss bildende und vorzugsweise kreisringförmige Anlagefläche 79 für ein erstes Teil 81 des Fixierelements bildet. Das erste Teil 81 des Fixierelements ist dabei hülsenförmig und umgreift das Verbindungselement 78 und erstreckt sich in Richtung zu einem von dem Kontaktelement des Steckverbindungselements 10 weg weisenden Ende über das Verbindungselement 78 hinaus. An seinem stirnseitigen Ende ist das erste Teil 81 des Fixierelements unter Zwischenlage einer sich radial nach außen erstreckenden Anschlussleitung 83 für den Kabelschirm 57 in Anlage an einem zweiten Teil 85 des Fixierelements, das ebenfalls hülsenförmig ausgebildet ist und die Leitung 6 in sich aufnimmt. An seinem dem ersten Teil 81 gegenüberliegenden Ende weist das zweite Teil 85 eine Anlagefläche für ein drittes Teil 87 des Fixierelements auf, das in Richtung der Zugkraft einen Formschluss mit dem Gehäuse 48 bildet.
Das dritte Teil 87 des Fixierelements ist im Ausführungsbeispiel klammerförmig ausgebildet, wobei die zugehörige Klammer in eine dafür vorgesehene Öffnung 89 (1) in das Gehäuse 48 in einer Richtung schräg und insbesondere quer zur Steckrichtung oder zur Längsrichtung der Leitung 6 einsteckbar ist und dadurch das Fixierelement in dem Gehäuse 48 verriegelt. Beim Auftreten einer Zugkraft auf dem Kabel 6 wird diese Zugkraft über den Innenleiter 53 auf das Verbindungselement 78 übertragen, das in formschlüssiger Anlage an dem ersten Teil 81 des Fixierelements, dieser wiederum in formschlüssiger Anlage an dem zweiten Teil 85, und dieser wiederum in formschlüssiger Anlage an dem dritten Teil 87 ist, wobei der dritte Teil 87 in formschlüssiger Anlage an dem Gehäuse 48 ist. Dadurch ist eine feste Verbindung zwischen der Leitung 6 und dem Gehäuse 48 bereitgestellt, die lediglich auf formschlüssiger Anlage beruht und unabhängig von Reibungskräften ist.
Die Vorrichtung 11 ist Bestandteil einer jedem Pol zugeordneten Aufnahmekammer für jeweils einen Lastkontakt 12, 14, 16, 212, 214 in jeder Ausführungsform des Gehäuses 48 des ersten Steckverbindungsteils 2. Die Vorrichtung 11 kann bis auf die Ausbildung der Kontaktorgane sowohl für gerade Steckverbinder als auch für gewinkelte Steckverbinder gleich ausgebildet sein.
Die Vorrichtung 11 weist außerdem ein Zwischenelement 91 auf, das aus einem Kunststoff hergestellt sein kann. Das Zwischenelement 91 kann auch als Isolierhülse bezeichnet werden. Das Zwischenelement 91 umfasst das Verbindungselement 78 mindestens abschnittsweise und ragt in Richtung auf das Kontaktorgan des Steckverbindungselements 10 über das Verbindungselement 78 hinaus. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Zwischenelement 91 einstückig einen hülsenförmigen Führungsabschnitt 75, der beim Zusammenstecken des ersten und zweiten Steckverbindungsteils 2, 4 in Anlage an den hülsenförmigen Abschnitt 32 (1) des zweiten Steckverbindungsteils 4 kommt und geführt wird.
Die Vorrichtung 11 weist ein Federelement 93 auf, mit dem das Verbindungselement 78 im Gehäuse 48 in Richtung auf die formschlüssige Anlage an dem Fixierelement vorgespannt ist, im Ausführungsbeispiel ist es in Richtung auf das erste Teil 81 des Fixierelements vorgespannt. Das Federelement 93 ist dabei einerseits in Anlage an einem radial nach außen abstehenden Absatz des Zwischenelements 91 und andererseits in Anlage an einem radial nach innen vorstehenden Absatz des Gehäuses 48. Durch Anschlagmittel ist gewährleistet, dass das Federelement 93 nur bis zu einem vorgebbaren Wert auf Druck beansprucht werden kann, beispielsweise bis zu 30% Pressung.
Das erste Teil 81 des Fixierelements weist in einem Abschnitt zwischen der formschlüssigen Anlage an dem Verbindungselement 78 und der formschlüssigen Anlage an dem zweiten Teil 85 bzw. der Anschlussleitung 83 für den Kabelschirm 57 ein Rastmittel 95 auf, mit dem das erste Teil 81 bei der Montage der Vorrichtung 11 mit dem Zwischenelement 91 verrastbar ist. Das Rastmittel 95 ist im Ausführungsbeispiel durch einen Abschnitt mit größerer radialer Abmessung gebildet, der in eine entsprechend geformte Aussparung in dem Zwischenelement 91 verrastend eingreifen kann. Das Zwischenelement 91 kann an seinem von dem Kontaktorgan des Steckverbindungselements 10 wegweisenden Ende einen geschlitzten Abschnitt aufweisen, und an dessen Ende kann eine Anlaufschräge 97 angeordnet sein zum Einrasten des ersten Teils 81.
Das zweite Teil 85 des Fixierelements ragt an seinem dem Kontaktorgan des Steckverbindungselements 10 wegweisenden Ende über das Ende des Gehäuses 48 hinaus, wodurch eine Führung der elektrischen Leitung 6 gegeben ist. Innenseitig ist nahe diesem axialen Ende zwischen dem zweiten Teil 85 und der Leitung 6 ein Dichtelement 99 angeordnet, das in Axialrichtung mehrere Dichtflächen ausbildet und im Ausführungsbeispiel die Querschnittsform eines Wellschlauches aufweist. Durch das Dichtelement 99 ist auch eine Führung der Leitung 6 in dem Gehäuse 48 bereitgestellt. Im Bereich des Dichtelements 99 ist radial außen das dritte Teil 87 des Fixierelements durch ein weiteres Dichtelement 77 in Anlage an der Innenfläche des Gehäuses 48; das dritte Teil 87 kann auch als Verriegelung bezeichnet werden.
Die 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Leitung 6 mit der am Leiterende abgesetzten Isolation 55 und dem dadurch frei liegenden Innenleiter 53. Im Bereich der Isolation 55 ist der Kabelschirm 57 (8) von einem im Wesentlichen ringförmigen Schirmelement 59 elektrisch kontaktiert. Das Schirmelement 59 kann aus einem flachen und durch Stanzen hergestellten Blechteil gebildet sein und weist im geformten Zustand einen ringförmigen Abschnitt auf, mit dem das Schirmelement 59 in Anlage an die anzuschließende Leitung 6 bringbar ist. Außerdem weist das Schirmelement 59 in Umfangsrichtung vorzugsweise gleich verteilt radial abstehende Kontaktzungen 61 auf, die in Anlage an das Gehäuse 48 bringbar sind und dadurch das Gehäuse 48 elektrisch kontaktieren. Das Schirmelement 59 weist in Richtung des Innenleiters 53 sich erstreckende und in Umfangsrichtung vorzugsweise gleich verteilt angeordnete Schlitze 63 auf, durch welche die im Schirmelement 59 auftretenden Wirbelströme reduziert sind.
Die 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Leitung 6 mit einer alternativen Ausführungsform eines Schirmelements 159, das mehrteilig ausgebildet ist. Ein erstes Teil 131 des Schirmelements 159 kann als Stanz-/Biegeteil ausgebildet sein und einen durchgehenden axialen Schlitz 133 aufweisen, durch den das erste Teil 131 federelastisch verformbar ist; das erste Teil 131 kann auch als Schirmkontakt bezeichnet werden. Die 11 zeigt eine Ansicht von oben auf das erste Teil 131 und die 12 eine Seitenansicht auf einen Schnitt durch das erste Teil 131. Das erste Teil 131 bildet ein Kontaktelement für den Kabelschirm 57 der Leitung 6. Die 13 zeigt einen Schnitt durch ein zweites Teil 135 des Schirmelements 159, mit dem der Kabelschirm 57 elektrisch kontaktierbar ist und insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kabelschirm 57 und dem ersten Teil 131 herstellbar ist; das zweite Teil 135 kann auch als Schirmcrimp bezeichnet werden.
Die 14 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gehäuses 148 des ersten Steckverbindungsteils 2. Soweit gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 8 übereinstimmende Merkmale bezeichnet sind, werden Bezugszeichen verwendet, die um den Betrag 100 gegenüber den in der 8 verwendeten Bezugszeichen erhöht sind. In dem Ausführungsbeispiel der 14 ist ein Schirmelement 159 eingesetzt, wie es in den 10 bis 13 dargestellt ist. Das Schirmelement 159 umfasst ein drittes Teil 137, mit dem der Kabelschirm 157 der Leitung 106 mechanisch fixiert ist, insbesondere gecrimpt ist; das dritte Teil 137 kann auch als Stützcrimp bezeichnet werden. Das dritte Teil 137 umschließt sowohl den Kabelschirm 157 auf der Isolation 155 als auch den Kabelaußenmantel der Leitung 106 fest. Der Abschnitt des dritten Teils 137, der die Isolation 155 bzw. den Kabelschirm 157 umschließt, ist von dem Abschnitt des dritten Teils 137, der den Kabelaußenmantel umschließt, axial beabstandet. Das Ausführungsbeispiel des Gehäuses 148 der 14 ist wie das Ausführungsbeispiel der 8 innen kegelförmig. Im Unterschied zu der 8 ist beim Gehäuse 148 der 14 auch die Außenform kegelförmig, da die Wandstärke annähernd gleichbleibend ist.
Über den Abschnitt, welcher die Isolation 155 und den Kabelschirm 157 umschließt, ist das überstehende und auf eine passende Länge gekürzte Ende des Kabelschirms 157 umgeschlagen und wird von dem zweiten Teil 135 des Schirmelements 159 umschlossen. Das zweite Teil 135 ist derart geformt, dass sein äußerer Rand fast bis zur Innenfläche des Gehäuses 148 reicht. Zur Versteifung des stirnseitigen Endes des zweiten Teils 135 weist dieses ein Versteifungsmittel 139 auf, das im Ausführungsbeispiel durch eine ringförmige Vertiefung gebildet ist. Außenseitig weist das zweite Teil 135 einen vorzugsweise umlaufenden und sich rechtwinklig zur Längsachse erstreckenden Randabschnitt 141 auf, der im Ausführungsbeispiel von den axialen Enden des zweiten Teils 135 zurückversetzt ist, wobei der Abstand zu dem einen axialen Ende kleiner ist als zu dem gegenüberliegenden anderen axialen Ende.
Auf dem äußeren Rand stützt sich das zweite Teil 185 des Fixierelements in axialer Richtung formschlüssig ab; das zweite Teil 185 kann auch als Dichthülse bezeichnet werden. An dem stirnseitigen Ende des zweiten Teils 135 des Schirmelements 159 stützt sich das erste Teil 181 des Fixierelements in axialer Richtung formschlüssig ab, wobei die Abstützung des ersten Teils 181 radial innen liegt gegenüber der Abstützung des zweiten Teils 185 des Fixierelements; das erste Teil 181 kann auch als Distanzhülse bezeichnet werden. Im Ausführungsbeispiel ist das zweite Teil 135 rotationssymmetrisch zu seiner Längsachse. Durch das Umschlagen des Kabelschirms 157 weist dieser einen definierten Abstand vom Hauptkontakt auf.
Zwischen dem Randabschnitt 141 des zweiten Teils 135 und dem Gehäuse 148 ist das erste Teil 131 des Schirmelements 159 angeordnet. Es besteht im Ausführungsbeispiel aus einer geschlitzten Hülse, die im unverformten Zustand eine von der Zylinderform abweichende Form aufweist, insbesondere kegelförmig ist. An oder nahe einem axialen Ende weist das erste Teil 131 auf seiner Außenfläche vorzugsweise durch Prägen einstückig gebildete und in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichverteilt angeordnete Kontaktzungen 161 oder Kontaktnasen auf, mit denen das Gehäuse 148 elektrisch kontaktierbar ist. An oder nahe dem gegenüberliegenden Ende weist das erste Teil 131 auf seiner Innenseite vorzugsweise durch Prägen einstückig gebildete und in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichverteilt angeordnete zweite Kontaktzungen 143 oder Kontaktnasen auf, mit denen das zweite Teil 135 des Schirmelements 159 elektrisch kontaktierbar ist.
In dem in der 14 dargestellten eingebauten Zustand ist das erste Teil 131 in etwa in eine zylindrische Form gebracht, da bei der Montage das Kabel der Leitung 106 mit den darauf montierten Teilen in das Gehäuse 148 eingeschoben wird. Durch die Rückstellkraft des ersten Teils 131 ist dieses in sicherer elektrischen Anlage einerseits an der Innenfläche des Gehäuses 148 und andererseits an dem zweiten Teil 135 des Schirmelements 159. Am Ende des ersten Teils 131 sind vorzugsweise einstückig ausgebildete Anschlagmittel zur Anlage an dem zweiten Teil 135 angeordnet, insbesondere zur Anlage an dem Randabschnitt 141 des zweiten Teils 135, durch welche sichergestellt ist, dass das erste Teil 131 axial in einer definierten Position in dem Gehäuse 148 ist, insbesondere in einer definierten Position gegenüber dem zweiten Teil 135 und damit gegenüber der Leitung 106. Die Anschlagmittel können durch die zweiten Kontaktzungen 143 gebildet sein.
Durch die Anordnung von jeweils drei Kontaktzungen 161 bzw. drei zweiten Kontaktzungen 143 ist eine definierte Anlage des ersten Teils 131 sowohl radial nach außen an dem Gehäuse 148 als auch radial nach innen gewährleistet. Zu jeder radial äußeren Kontaktzunge 161 ist eine radial innere zweite Kontaktzunge 143 angeordnet, wobei die Verbindungslinie zwischen einander zugeordneten Kontaktzungen 161, 143 parallel zur Längsachse der Leitung 106 verläuft, um eine entsprechende Stromflussrichtung für den Kabelschirmstrom zu gewährleisten. Durch den geringen Abstand des hülsenförmigen ersten Teils 131 vom Gehäuse 148 ist eine gute kapazitive Kopplung des Schirmkontaktes gewährleistet.
Der Außendurchmesser des zweiten Teils 135 im Bereich des Randabschnitts 141 ist nur geringfügig geringer als die lichte Weite des Gehäuses 148 abzüglich der Dicke des ersten Teils 131, so dass sich in diesem Bereich ein Spiel von weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1,2 mm und vorzugsweise weniger als 0,8 mm ergibt; im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand etwa 0,5 mm. Bei einer Radialbewegung der Leitung 106, insbesondere des Kabels mit den auf ihm befestigten Teilen, d. h. auch mit dem zweiten Teil 135, bewegt sich das erste Teil 131 an jener axialen Position, an welcher das erste Teil 131 das zweite Teil 135 elektrisch kontaktiert, ebenfalls, wobei die Bewegung durch die Anlage des ersten Teils 131 an der Innenseite des Gehäuses 148 einen Anschlag erfährt.
An seinem gegenüberliegenden Ende erfährt das erste Teil 131 dagegen keine Bewegung in Radialrichtung, denn das erste Teil 131 wird durch die Anlage der Kontaktzungen 161 innerhalb des Gehäuses 148 zentriert. Dadurch kommt es zu einer Schwenkbewegung des ersten Teils 131, die den Vorteil hat, dass dadurch eine Relativbewegung an den Kontaktstellen erfolgt, wodurch sich die Kontaktflächen reinigen. Der Endabschnitt des ersten Teils 131, mit welchem das erste Teil 131 in Verbindung mit dem zweiten Teil 135 ist, ist gegenüber dem angrenzenden Abschnitt um einen Winkel von mehr als 0,2° und weniger als 6°, insbesondere mehr als 0,5° und weniger als 4° und vorzugsweise mehr als 0,5° und weniger als 2,5° nach innen gebogen, damit dieser Endabschnitt bei einer Schwenkbewegung des ersten Teils 131 keine Biegebeanspruchung erfährt, die beim Auftreten von Vibrationen nachteilig wäre. Die Länge des abgebogenen Abschnitts ist kleiner als 30% der Länge des ersten Teils 131, insbesondere kleiner als 20% und vorzugsweise kleiner als 15%. Im Ausführungsbeispiel ist die Länge des abgebogenen Abschnitts bis auf +/–25% gleich der Länge der zweiten Kontaktzungen 143.
Die 15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des zweiten Steckverbindungsteils 4 im Bereich des Pilotkontakts 18. Ein elektrisch leitfähiger, lose aufgelegter hülsenförmiger Abschnitt 64 an der Steckeinheit für den Pilotkontakt 18 weist an seinem der Anschlussleiste 30 zugewandten Ende eine flanschartige Verbreiterung 66 auf, auf welche eine von der Anschlussleiste 30 vorzugsweise einstückig ausgebildete Kontaktnase 65 in kontaktgebende Anlage bringbar ist, wobei die Kontaktnase 65 federelastisch gegenüber der Anschlussleiste 30 auslenkbar sein kann und den hülsenförmigen Abschnitt 64 an die Gehäusewand 8 fixiert und die Schirmanbindung sicherstellt. In einer Ausführungsart sind die Kontaktnasen 65 Niederhalter für die leitfähige und am Ende umgebogene Hülse mit flanschartiger Verbreiterung 66, welche die Schirmanbindung auf das Potential des Aggregats legt.
Die 16 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch das Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungsteils 2 und die Gehäusewand 8 des Aggregats mit dem zweiten Steckverbindungselement 4 im zusammengesteckten Zustand. Zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 32 des zweiten Steckverbindungselements 4 und dem Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungselements 2 ist eine Dichtung 69 angeordnet, insbesondere in Anlage an dem ringförmigen Abschnitt 38 (1) des hülsenförmigen Abschnitts 32 einerseits und dem Gehäuse 48 andererseits. Der Führungsabschnitt 75 des ersten Steckverbindungselements 2 steht in Richtung auf das zweite Steckverbindungselement 4 über die Kontaktorgane des ersten Steckverbindungselements 2 hinaus, so dass diese berührsicher in dem ersten Steckverbindungselement 2 angeordnet sind. Ein von der Anschlussleiste 30 vorzugsweise einstückig ausgebildeter Dom 67 ist in kontaktgebender Anlage an dem Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungselements 2. In einer Ausführungsart bildet die Anschlussleiste 30 im Bereich des Durchtritts der Lastkontakte 12, 14, 16 dadurch eine formschlüssige Gegenhaltung für das Gehäuse 48.
Die 17 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungselements 10 für den Einsatz in dem vorstehend beschriebenen ersten Steckverbindungsteil 2. Das Steckverbindungselement 10 weist zwei durch geformte elektrisch leitfähige Blechstreifen gebildete Kontaktbleche 72, 74 auf, die jeweils einen Anschlussabschnitt 76 aufweisen, der in der Darstellung der 17 durch das hülsenförmige Verbindungselement 78 verdeckt ist, für den elektrischen Anschluss des Steckverbindungselements 10 an die elektrische Leitung 6. Weiterhin weisen die Kontaktbleche 72, 74 einen Kontaktabschnitt 82 auf, für ein lösbares elektrisches Verbinden des Steckverbindungselements 10 mit einem Kontaktorgan des zweiten Steckverbindungselements 4. Weiterhin weisen die Kontaktbleche 72, 74 einen zwischen dem Anschlussabschnitt 76 und dem Kontaktabschnitt 82 angeordneten Ausgleichsabschnitt 80 für eine elastische Auslenkung des Kontaktabschnitts 82 gegenüber dem Anschlussabschnitt 76 auf.
Im Bereich des Anschlussabschnitts 76 sind die beiden Kontaktbleche 72, 74 teilkreisförmig gebogen, insbesondere jeweils annähernd halbkreisförmig, und werden von der Hülse 78 in der dargestellten Position fixiert. Das Verbindungselement 78 weist an seinem dem Kontaktabschnitt 82 zugewandten Ende ein durch eine flanschartige Verbreiterung gebildetes Stützelement 84 auf, mittels welcher sich das Verbindungselement 78 an einem Gegenelement abstützen kann. Wie vorstehend beschrieben kann damit das Verbindungselement und damit die Leitung 6 bei Auftreten einer Zugkraft durch Formschluss in dem Gehäuse 48 des ersten Steckverbindungselements 2 fixiert werden; Zugkräfte oder beispielsweise Vibrationen werden dadurch nicht an den Kontaktabschnitt 82 weitergeleitet, wodurch die elektrische Verbindung besonders zuverlässig ist.
Die in dem Anschlussabschnitt 76 einzuführende anzuschließende Leitung 6 wird durch Crimpen der Hülse 78, insbesondere durch das Anformen eines Sechskants, dauerhaft sicher mit dem Steckverbindungselement 10 verbunden. Das Stützelement 84 bewirkt, dass die beim Crimpen auftretenden Kräfte und/oder Verformungen von dem Ausgleichsabschnitt 80 ferngehalten werden. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn dem Stützelement 84 noch ein erster verbreitender Abschnitt 73 vorgelagert ist, so dass das Verbindungselement 78 eine zwei- oder auch mehrstufige Verbreiterung aufweist.
In dem Ausgleichsabschnitt 80 sind die beiden Kontaktbleche 72, 74 jeweils mäanderförmig gebogen, wobei ausgehend von dem Anschlussabschnitt 76 zunächst das erste Kontaktblech 72 eine U-förmige Schlaufe bildet und in axialer Richtung anschließend das zweite Kontaktblech 74 eine im Wesentlichen gleich dimensionierte U-förmige Schlaufe bildet. Anschließend erstrecken sich die beiden Kontaktbleche 72, 74 weiter in den Kontaktabschnitt 82 hinein. An den Biegestellen der mäanderförmigen Schlaufen weisen die beiden Kontaktbleche 72, 74 jeweils mindestens eine Aussparung 86 auf, durch welche die Streifenbreite des Kontaktblechs 72, 74 reduziert ist und dadurch die Biegesteifigkeit herabgesetzt ist. In den beiden parallelen Schenkeln 88 der mäanderförmigen Schlaufe weisen die beiden Kontaktbleche 72, 74 Werkzeugangriffsflächen 90 auf, die im Ausführungsbeispiel durch Löcher gebildet sind, mittels denen die Kontaktbleche 72, 74 beim Biegen der Schlaufen fixiert werden können; alternativ oder ergänzend können die Löcher auch dafür vorgesehen sein, die Biegesteifigkeit herabzusetzen. Außerdem weisen die Kontaktbleche 72, 74 im Bereich der parallel verlaufenden Schenkel 88 Anschlagmittel 92 auf, die im Ausführungsbeispiel durch von den Kontaktblechen 72, 74 einstückig ausgebildete und um 90° abgebogene Nasen gebildet sind.
Im Kontaktabschnitt 82 sind die beiden Kontaktbleche 72, 74 V-förmig gebogen und schließen dabei einen Winkel zwischen 60 und 150° ein, vorzugsweise zwischen 75 und 120°. Alternativ zur V-Form weisen die Kontaktbleche 72, 74 eine Biegeform auf, die von der Querschnittskontur des Kontaktorgans des zweiten Steckverbindungsteils 4 abweicht, so dass sich ein oder vorzugsweise zwei Linienkontakte je Kontaktblech 72, 74 ergeben. Auf die derart gebogenen Kontaktbleche 72, 74 ist eine Fremdfeder 94 aufgesetzt, mit der die Kontaktbleche 72, 74 in kontaktgebende Anlage an dem Kontaktorgan des zugeordneten zweiten Steckverbindungsteils 4 haltbar sind. Die Fremdfeder 94 weist einen ringförmigen Abschnitt 96 auf, der die maximale Aufweitung der Kontaktbleche 72, 74 im Kontaktabschnitt 82 begrenzt. Von dem ringförmigen Abschnitt 96 stehen in axialer Richtung Federarme 98 ab, die im unverformten Ausgangszustand nach innen abgebogen oder abgeknickt sind und die Kontaktkraft aufbringen. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Federarme 98 auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet.
Um jeweils 90° versetzt zu den Federarmen 98 weist die Fremdfeder 94 Führungsmittel 68 auf, die an oder nahe ihrem freien Ende nach radial innen abgebogen sind und dadurch in einen zwischen den beiden Kontaktblechen 72, 74 gebildeten Spalt eingreifen und dadurch die Fremdfeder 94 beim Aufstecken auf den Kontaktabschnitt 82 führen. Am Übergang von dem Kontaktabschnitt 82 zu dem Ausgleichsabschnitt 80 bilden die beiden Kontaktbleche 72, 74 durch eine radiale Aufweitung ein Anschlagmittel 70 für das Aufschieben der Fremdfeder 94 aus.
Die 18 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Steckverbindungselements 110 für den Einsatz in dem vorstehend beschriebenen ersten Steckverbindungsteil 2. Im Kontaktabschnitt weisen das erste und das zweite Kontaktblech 172, 174 nach außen abstehende Nasen 111, 113 auf, die gemeinsam eine Führung und einen Anschlag für das Aufstecken der Fremdfeder 194 bilden. Der ringförmige Abschnitt 115 der Fremdfeder 194 ist an einem dem zweiten Steckverbindungsteil 4 zugewandten Ende angeordnet. Von dem ringförmigen Abschnitt 115 stehen auf einander gegenüberliegenden Seiten Führungsmittel 117 hervor, die beim Aufstecken der Fremdfeder 194 zwischen die beiden Nasen 111, 113 eingeführt werden. Die Führungsmittel 117 weisen einen abgerundeten oder angeschrägten Endabschnitt auf. Die Führungsmittel 117 bilden alternativ oder ergänzend Abstandshalter, die ein übermäßiges Zusammendrücken der beiden Kontaktbleche 172, 174 verhindern.
Von dem ringförmigen Abschnitt 115 stehen auf einander gegenüberliegenden Seiten Rastmittel 119 hervor, die mit korrespondierenden Rastmitteln 121 der Kontaktbleche 172, 174 zusammenwirken. Im Ausführungsbeispiel weisen die Rastmittel 119 der Fremdfeder 194 eine Öffnung oder Vertiefung auf, in welche die beispielsweise durch Prägen einstückig von den Kontaktblechen 172, 174 ausgebildeten Rastmittel 121, beispielsweise einer Noppe, verrastend eingreifen.
Der ringförmige Abschnitt 115 schließt endseitig im Wesentlichen bündig mit den Kontaktblechen 172, 174 ab. Die Kontaktbleche 172, 174 bilden endseitig eine Einführschräge 125 für den Kontaktstift 22 (1). Jedes der Kontaktbleche 172, 174 weist durch seine Formgebung zwei Linienkontakte 123 für die kontaktgebende Anlage an dem Kontaktstift 22 auf.
Das Verbindungselement 178 weist im Bereich des Anschlussabschnitts, insbesondere an seinem Anschlussabschnitt-seitigen Ende, ein Justiermittel 127 auf, mittels dem die Position des Verbindungselements in Bezug auf die Kontaktbleche 172, 174 einstellbar ist. Das Justiermittel 127 kann durch eine Aussparung gebildet sein, in welche unmittelbar nach dem Einschieben der Kontaktbleche 172, 174 eine korrespondierende Lagefixierung angeprägt wird, so dass das Verbindungselement 178 nur in einer vorgebbaren Winkelposition auf den Kontaktblechen 172, 174 gehalten wird und bei der weiteren Montage ein Verdrehschutz gewährleistet ist.
Die 19 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbindungselements 210 für einen Winkelstecker. Im Unterschied zu dem Steckverbindungselement 10 der 17 ist eines der Kontaktbleche 274 lediglich gekröpft und muss keine vollständige Mäanderschlaufe ausbilden. Das Einstecken eines Kontaktstiftes 22 (1) erfolgt quer zu der durch die Hintereinanderordnung von Anschlussabschnitt 276, Ausgleichsabschnitt 280 und Kontaktabschnitt 282 bestimmten Längsrichtung des Steckverbindungselements 210. Die Fremdfeder 294 ist als Stanz-/Biegeteil hergestellt und auf den Kontaktabschnitt 282 aufgesetzt.
Die 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steckverbindungselements 310 für einen Winkelstecker. Die Fremdfeder 394 weist zwei Schenkel mit jeweils mindestens einem Rastmittel 319 auf, die mit korrespondierenden Rastmitteln 321 der Kontaktbleche 372, 374 zusammenwirken. Im Ausführungsbeispiel weisen die Rastmittel 319 der Fremdfeder 394 eine Öffnung oder Vertiefung auf, in welche die beispielsweise durch Prägen einstückig von den Kontaktblechen 372, 374 ausgebildeten Rastmittel 321 verrastend eingreifen.
Die Kontaktbleche 372, 374 bilden endseitig eine Einführschräge 325 für den Kontaktstift 22 des zweiten Steckverbindungsteils 4. Jedes der Kontaktbleche 372, 374 weist durch seine Formgebung zwei Linienkontakte 323 für die kontaktgebende Anlage an dem Kontaktstift 22 auf.
Mindestens eines der Kontaktbleche 372, 374 weist ein vorzugsweise einstückig ausgebildetes Anschlagmittel 329 auf, mittels dem die Kontaktbleche 372, 374 nur bis zu einem korrespondierenden Anschlag im Verbindungselement 378 einführbarsind; der korrespondierende Anschlag kann durch den Übergang vom Stützelement 384 zum ersten verbreiterten Abschnitt 373 auf der Innenseite des Verbindungselements 378 gebildet sein.
Für alle dargestellten Steckverbindungselemente gilt, dass durch die Bereitstellung von insgesamt vier linienförmigen elektrischen Kontakten eine sichere elektrische Verbindung bereitgestellt wird. Durch die Fremdfeder 94, 194, 294, 394 wird eine kraftschlüssige Anlage an dem korrespondierenden Kontaktorgan des zugeordneten zweiten Steckverbindungsteils 4 gewährleistet. Der Ausgleichsabschnitt 80, 280 gewährleistet eine sichere Anlage des Kontaktabschnitts 82, 282 mit allen vier Kontaktlinien, insbesondere ist ein Ausgleich eines Parallelversatzes oder einer Schräglage des zu kontaktierenden Kontaktorgans gewährleistet. Die hohe Stromtragfähigkeit ist durch die unmittelbare Anlage der eine große Querschnittsfläche aufweisenden Kontaktbleche 72, 74 an dem Kontaktstift 22 bereitgestellt; die erforderliche Flexibilität der Kontaktbleche 72, 74 wird durch den Ausgleichsabschnitt 80, 280 bereitgestellt, der getrennt von der Kontaktstelle und der Verbindung mit der Leitung 6 ausgebildet ist.

Claims

Vorrichtung (11) zum elektrischen Verbinden eines Kabels, insbesondere Steckverbindungsteil (2), mit einem Gehäuse (48), in dem ein Verbindungselement (78) angeordnet ist, das mechanisch fest mit einem Innenleiter (53) des Kabels verbindbar ist, wobei die Vorrichtung (11) weiterhin mindestens ein Fixierelement (81, 85, 87) aufweist, mittels dem das Verbindungselement (78) und damit der Innenleiter (53) des Kabels beim Auftreten einer Zugkraft durch Formschluss unverrückbar in dem Gehäuse (48) fixiert ist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (78) mindestens abschnittsweise hülsenförmig ist und durch Klemmen mit dem Innenleiter (53) des Kabels mechanisch fest verbindbar ist, insbesondere mit dem Innenleiter (53) des Kabels verpressbar ist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (78) eine in Richtung der Zugkraft einen Formschluss bildende Anlagefläche (79) für die Anlage des Fixierelements (81, 85, 87) aufweist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (81, 85, 87) eine in Richtung der Zugkraft einen Formschluss bildende Anlagefläche für die Anlage an dem Gehäuse (48) aufweist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (81, 85, 87) mehrere Teile aufweist, die in Richtung der Zugkraft hintereinander angeordnet sind, wobei die mehreren Teile in Richtung der Zugkraft unmittelbar, oder mittelbar unter formschlüssiger Zwischenlage eines weiteren Elements, in formschlüssiger Anlage aneinander sind.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Richtung der Zugkraft benachbarten Teilen des Fixierelements (81, 85, 87) eine Anschlussleitung (83) für einen Kabelschirm (57) hindurchgeführt ist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11) ein elastisch verformbares Federelement (93) aufweist, mit dem das Verbindungselement (78) innerhalb des Gehäuses (48) in Richtung auf die formschlüssige Anlage an dem Fixierelement (81, 85, 87) vorgespannt ist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (93) in Anlage an einem Zwischenelement (91) ist, und dass das Zwischenelement (91) durch die Rückstellkraft des Federelements (93) in Anlage an dem Verbindungselement (78) gehalten ist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (91) mindestens abschnittsweise hülsenförmig ist.
Vorrichtung (11) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (91) einen Berührschutz für ein Kontaktorgan der Vorrichtung (11) bildet, insbesondere in Axialrichtung hülsenförmig über das Kontaktorgan vorsteht.