DE102014117804B4

DE102014117804B4 - Feldkonfektionierbarer gestanzter Schneidklemmkontakt und Verfahren zum Herstellen einer Schneidklemmkontaktverbindung

Info

Publication number: DE102014117804B4
Application number: DE102014117804.1A
Authority: DE
Inventors: Pascal Wölffle
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: DE102014117804A1; EP3029774A1

Abstract

Schneidklemmkontaktelement (1), welches als gerolltes Stanz-Biegeteil aus einem Metallblech hergestellt ist, zum Kontaktieren mindestens eines, eine äußere Isolierung (41) und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisenden Kabels (40) mit den folgenden Merkmalen:
a. das Kontaktelement (1) weist am anschlussseitigen Ende eine, wenigstens einseitig offene Aufnahmekammer (10) zur Aufnahme des Kabels (40) auf,
b. die Aufnahmekammer (10) besitzt in ihrer die Aufnahmekammer (10) umgebenden Kammerwand (11) eine erste und eine zweite fensterartige Öffnung (12a, 12b), wobei die zweite Öffnung (12b) diametral gegenüber der ersten Öffnung (12a) ausgebildet ist;
c. wobei sich nur ein Federelement (20) in Einführrichtung (E) von einem Randbereich (13a) der ersten Öffnung (12a), nicht aber der zweiten Öffnung (12b) in die Aufnahmekammer (10) hinein erstreckt und dieses als ein zungenartiges Federelement mit einer Schneide (23) zum Durchtrennen der Kabelisolierung (41) an seinem stirnseitigen Ende (20b) ausgebildet ist und mit einer Auflaufschräge (20a) ausgebildet ist, so dass ein in die Aufnahmekammer (10) eingeschobenes Kabel (40) entlang der Auflaufschräge (20a) geführt und gleichzeitig federkraftbeaufschlagt von dem Federelement (20) an die gegenüberliegende Kammerinnenwand (10a) gedrückt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schneidklemmkontaktelement zum Kontaktieren mindestens eines, eine äußere Isolierung aufweisendes und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisendes Kabel gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Verfahren zum Herstellen einer Schneidklemmverbindung.
Die vorliegende Erfindung besitzt daher insbesondere ein Schneidklemmkontaktelement geeignet zur Feldkonfektionierung, bei dem kein spezielles Werkzeug zum Betätigen d. h. zum Befestigen des Kabels am Kontakt wie z. B. einer Schraube, einer Käfigzugfeder oder dergleichen notwendig ist.
Stand der Technik
Kontaktelemente sind in einer großen Anzahl in unterschiedlicher Ausführungsform bekannt. Beispielsweise sei auf die EP 0 398 559 A2 hingewiesen. Üblicherweise werden Kabel, die an einem Kontakt angeschlossen werden sollen, zuvor abisoliert, siehe hierzu DE 31 20 551 A1 .
Es gibt auch alternative Ausführungsformen aus dem Stand der Technik, bei der isolierte Kabel mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung elektrisch an einen zugehörigen Kontakt anschließbar sind. So wurde z. B. in der US 1,898,359 A1 dazu vorgeschlagen, ein kappenartiges Gehäuse verschraubbar auf einem Kontaktträger anzuordnen. Der Kontaktträger nimmt dabei nach außen gerichtete Kontaktstifte und nach innen gerichtete elastische Kontaktfedern auf, die mit den Kontaktstiften in elektrischer Verbindung stehen. Die Kontaktfedern sind in Richtung auf ein Kabel abgewinkelt, welches durch die Kappe geführt und auf einem korrespondierenden Dorn zwischen Kappe und Kontaktträger positioniert wird. Erst beim Anschrauben der Kappe auf den Kontaktträger drückt die Kappe gegen die abgewinkelte Kontaktfeder, die entsprechend die Isolierung des Kabels durchdringen und beim Erreichen des elektrischen leitfähigen Kerns des Kabels den gewünschten Kontakt schaffen. Solche Kontakte werden üblicherweise als Piercing-Kontakte bezeichnet, die insofern eine Schneidfunktion durch den Kabelmantel aufweisen.
Der Stand der Technik von Kontaktelementen ist ferner aus den Druckschriften US 2,291,434 A , US 3,288,914 A , US 4,722,579 A , US 4,199,211 A , US 4,272,149 A , US 3,588,789 A und WO 2008/057243 A2 bekannt.
Die vorliegende Erfindung soll allerdings eine alternative Ausführungsform zu einem Piercing-Kontakt schaffen, da Piercing-Kontakte diverse Nachteile aufweisen, wie unter anderem das Problem, dass die Kontaktkraft eines Kontaktes nicht über den Kabelmantel erfolgen soll.
Aus der US2,739,291 A wird eine alternative Lösung vorgeschlagen, bei der die Kabel jedoch abgequetscht werden. Es ist offensichtlich, dass ein solches Prinzip, insbesondere im industriellen Maßstab und bei der Feldkonfektionierung keine ausreichende Zuverlässigkeit aufweist.
Es ist darüber hinaus notwendig, ein Kontaktelement bereitzustellen, das bei der Feldkonfektionierung auch im Bereich hochpoliger Steckverbinder Anwendung finden kann. Das beutetet, die Verwendung bei Steckverbindern, bei der eine Vielzahl solcher Kontakte in einen Kontaktträger eingesetzt werden, nachdem diese jeweils an ein Kabel angeschlossen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und ein einfach konfektionierbares Kontaktelement bereitzustellen, das insbesondere feldkonfektionierbar ist und insgesamt einfach in der Handhabung.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Schneidklemmkontaktelement mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontaktelement dergestalt bereitzustellen, dass als ein Stanzformteil ausgebildet ist, vorzugsweise ein gerollter Kontakt, der über eine schneidende Federzunge verfügt, die eine Erstreckungsrichtung entgegen der Einsteckrichtung eines Kabels aufweist und an dessen Ende eine Schneide angebracht ist, um ein Kabel zu durchtrennen.
Erfindungsgemäß wird demnach ein Schneidklemmkontakt zum Kontaktieren mindestens eines, eine äußere Isolierung und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisenden Kabels mit den folgenden Merkmalen bereitgestellt:

- Das Kontaktelement weist am anschlussseitigen Ende eine, wenigstens einseitig offene Aufnahmekammer zur Aufnahme des Kabels auf und
- die Aufnahmekammer besitzt in ihrer die Aufnahmekammer umgebenden Kammerwand ein, vorzugsweise zwei fensterartige Öffnungen und
- ein Federelement erstreckt sich in Einführrichtung von einem Randbereich der einen Öffnung in die Aufnahmekammer hinein.

Anders ausgedrückt wird das Federelement aus der Aufnahmekammerwand ausgestanzt und beim Herstellungsprozess, d. h. beim Rollen des als Stanz- Biegeteil ausgebildeten Schneidklemmkontaktelementes das Federelement in das Innere der Aufnahmekammer gebogen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Schneidklemmkontaktelement als gerolltes Stanz- Biegeteil aus einem Metallblech hergestellt.
Der Herstellungsvorgang kann dahingehend erfolgen, dass ein im Wesentlichen flaches Blech hergestellt wird, aus dem das besagte Federelement an der dafür bestimmten Stelle frei gestanzt wird, der Kontakt alsdann in eine gerollte Endgeometrie gebracht wird und das Federelement in die Aufnahmekammer hineingebogen wird.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Schneidklemmkontaktelement daher als Federelement ein zungenartiges Federelement mit einer Auflaufschräge auf, so dass ein in die Aufnahmekammer eingeschobenes Kabel entlang der Auflaufschräge geführt und gleichzeitig federkraftbeaufschlagt von dem Federelement an die gegenüberliegende Kammerinnenwand gedrückt wird. Auf diese Weise lässt sich ein solcher Kontakt auch in einem in einen Kontaktträger eingesteckten Zustand konfektionieren, da er von hinten zugänglich auf einfache Weise mit einem Kabel bestückt werden kann.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Federelement im Bereich der Aufnahmekammer eine Lasche und eine der Form der Lasche korrespondierende Aussparung in der Aufnahmekammerwand auf, wodurch die Lasche in die Aussparung eingreifend gebracht werden kann, um das Schneidklemmkontaktelement in einer stabilen Form zu halten.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Öffnung diametral gegenüber der zuvor genannten ersten Öffnung ausgebildet ist.
In einer besonders vorteilhaften und effektiven Ausführungsform der Erfindung weist das Federelement an seinem stirnseitigen Ende eine Schneide oder mit einer Schneidefläche ausgebildete Kante zum Durchtrennen der Kabelisolierung des Kabels auf. Die Schneidfläche kann entsprechend dem Anstellwinkel des Federelementes unter einem gleichen Winkel am stirnseitigen Ende des Federelementes ausgebildet sein. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass bei einem Anstellwinkel von z. B. 30°, welches das Federelement gegenüber der Kammerinnenwand aufweist, die Schneide ebenfalls einen Winkel von 30° gegenüber der Längserstreckung des Federelementes aufweist. Hierdurch wird gewährleistet, dass ein besonders guter Schneideffekt beim Zurückziehen des Kabels aus der Aufnahmekammer erzielt wird und die Schneide in gewünschter Weise die Kabelisolierung des Kabels auftrennt.
In einer weiteren Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass am Steckbereich des Schneidklemmkontaktelementes ferner zwei Federarme nach Außen hervorstehen. Die Federarme dienen zum Eingriff oder als Haltearme in einem Kontaktträger. Auf Grund der besonders einfachen und konstruktiven Ausgestaltung des Schneidklemmkontaktelementes als ein aus einem Blech gerollter Kontakt, kann auf diese Weise ebenfalls in einem Arbeitsgang eine Haltefunktion des Schneidklemmkontaktelementes in einem Kontaktträger bereitgestellt werden, in dem lediglich die beiden Federarme nach Außen gegenüber der Außenkontur des Schneidklemmkontaktelementes ausgebildet werden.
Es kann in einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Federelement des Schneidklemmkontaktelementes als ein rahmenförmiges Element mit einer fensterartigen Öffnung ausgebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass ggf. ein zweites Kabel mit einem anderen Kabelquerschnitt zunächst durch die fensterartige Öffnung im rahmenförmigen Element eingesteckt wird und/oder alternativ ein Kabel mit einem anderen Kabelquerschnitt in der zuvor beschriebenen Art und Weise in den Aufnahmeraum des Schneidklemmkontaktelementes eingeführt wird.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schneidklemmkontaktverbindung zwischen einem isolierten Kabel mit einem Kabelmantel und einem wie zuvor beschriebenen Schneidklemmkontaktelement, wobei das Kabel in einem ersten Schritt zunächst in die Aufnahmekammer eingeführt wird, bis es zumindest mit einem Abschnitt, vorzugsweise einem endseitigen Abschnitt entlang der Kammerinnenwand soweit in die Aufnahmekammer eingeführt wird, dass das in die Aufnahmekammer eingeschobene Kabel so entlang der Auflaufschräge am Federelement zunächst entlang geführt und gleichzeitig Federkraftbeaufschlagt von dem Federelement an die gegenüberliegende Kammerinnenwand gedrückt wird und anschließend durch eine Zugbewegung am Kabel (entgegen der bisherigen Einsteckrichtung) der Kabelmantel von dem Federelement aufgetrennt wird und es zu einem elektrischen Kontakt mit dem leitenden Kern und dem Schneidklemmkontaktelement kommt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die stirnseitige Schneide den Kabelmantel beim Zug am Kabel so durchtrennt, dass ein Teil des auf- und ab getrennten Kabelmantels in den V-förmigen Zwischenraum zwischen dem Federelement und der Kammerinnenwand betätigt wird. Hierdurch wird eine besonders feste und gute Verbindung zwischen dem Kabel und dem Schneidklemmkontaktelement erzielt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes;
2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes, wie in 1 dargestellt.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die 1 und 2 gemeinsam beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche technische und funktionale Merkmale hinweisen.
Die Figuren zeigen ein beispielhaftes Schneidklemmkontaktelement 1 zum Kontaktieren mindestens eines, eine äußere Isolierung (Kabelmantel) 41 und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisenden Kabels 40.
Wie zu erkennen ist, weist das Kontaktelement 1 einen Steckbereich 3 auf, wobei am Steckbereich 3 zwei Federarme 4a, 4b nach Außen auskragend vom Schneidklemmkontaktelement 1 hervorstehen.
Das Schneidklemmkontaktelement 1 weist ferner am anschlussseitigen Ende eine einseitig offene Aufnahmekammer 10 zur Aufnahme des besagten Kabels 40 auf.
Wie insbesondere in der Schnittansicht erkennbar ist, weist die Aufnahmekammer 10 in der die Aufnahmekammer 10 umgebenden Kammerwand 11 zwei fensterartige Öffnungen 12a, 12b auf, die im vorliegenden Fall diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
Es ist ferner ersichtlich, dass ein Federelement 20 sich in Einführrichtung E von einem Randbereich 13a der ersten Öffnung 12a in die Aufnahmekammer 10 hinein erstreckt. Das Federelement 20 ist etwa unter einem Anstellwinkel von 30° gegenüber der Innenwand der Aufnahmekammer 10 abgewinkelt.
Wie ferner in der Schnittansicht der 1 ersichtlich, ist das Federelement 20 als ein zungenartiges Federelement ausgebildet und verfügt über eine Auflaufschräge 20a. Die Auflaufschräge 20a ist so ausgebildet, dass ein in die Aufnahmekammer 10 eingeschobenes Kabel 40 entlang dieser Auflaufschräge 20a geführt und gleichzeitig bei Erreichen der gegenüberliegenden Kammerinnenwand 10a vom Federelement 20 federkraftbeaufschlagt gegen diese gedrückt wird. Das Kabel 40 kann dabei ein Stück weit über das Ende des Federelementes 20 hinaus in die Aufnahmekammer 10 eingeführt werden. Bei einem Ruck, d. h. Zug entgegen der Einführrichtung E am Kabel 40 schneidet sich das Federelement 20 in den Kabelmantel ein.
Wie ferner in der 2 ersichtlich, weist die Aufnahmekammer 10 eine Lasche 21 und eine der Form der Lasche 21 korrespondierende Aussparung 22 in der Aufnahmekammerwand 11 auf, wobei die Lasche 21 in die Aussparung 22 haltend eingreift.
Ferner ist in der Schnittansicht gut zu erkennen, dass das Federelement 20 an seinem stirnseitigen Ende 20b mit einer Schneide 23 zum Durchtrennen der Kabelisolierung 41 ausgebildet ist.
Im folgenden wird beispielhaft das Verfahren zum Herstellen einer Schneidklemmkontaktverbindung zwischen einem isolierten Kabel 40 mit einem Kabelmantel 41 und dem gezeigten Schneidklemmkontaktelement 1 erläutert.
Zunächst wird das Kabel 40 in die Aufnahmekammer 10 in Einsteckrichtung E eingeführt, soweit, dass es zumindest mit einem Abschnitt entlang der Kammerinnenwand 10a soweit in die Aufnahmekammer 10 eingeführt ist, dass das in die Aufnahmekammer 10 eingeschobene Kabel 40 zunächst entlang der Auflaufschräge 20a geführt und dann federkraftbeaufschlagt von dem Federelement 20 an die gegenüberliegende Kammerinnenwand 10a gedrückt wird und anschließend durch eine Zugbewegung am Kabel 40 entgegen der Einsteckrichtung E des Kabelmantels 41 von dem Federelement 20 bevorzugt von der Schneide 23 des Federelementes 20 aufgetrennt wird und es so zu einem elektrischen Kontakt mit dem freigelegten leitenden Kern und dem Schneidklemmkontaktelement 1 kommt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
So kann wie bereits zuvor erwähnt, z. B. das Federelement als ein rahmenartiges Federelement mit einer Öffnung ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Schneidklemmkontaktelement / Kontaktelement
3: Steckbereich
4a, 4b: Federarme
10: Aufnahmekammer
10a: Kammerinnenwand
11: Aufnahmekammerwand / Kammerwand
12a, 12b: fensterartige Öffnungen
13a: Randbereich
20: Federelement
20a: Auflaufschräge
20b: stirnseitiges Ende
21: Lasche
22: Aussparung
23: Schneide
40: Kabel
41: Isolierung / Kabelmantel
E: Einführrichtung

Claims

Schneidklemmkontaktelement (1), welches als gerolltes Stanz-Biegeteil aus einem Metallblech hergestellt ist, zum Kontaktieren mindestens eines, eine äußere Isolierung (41) und einen elektrisch leitfähigen Kern aufweisenden Kabels (40) mit den folgenden Merkmalen: a. das Kontaktelement (1) weist am anschlussseitigen Ende eine, wenigstens einseitig offene Aufnahmekammer (10) zur Aufnahme des Kabels (40) auf, b. die Aufnahmekammer (10) besitzt in ihrer die Aufnahmekammer (10) umgebenden Kammerwand (11) eine erste und eine zweite fensterartige Öffnung (12a, 12b), wobei die zweite Öffnung (12b) diametral gegenüber der ersten Öffnung (12a) ausgebildet ist; c. wobei sich nur ein Federelement (20) in Einführrichtung (E) von einem Randbereich (13a) der ersten Öffnung (12a), nicht aber der zweiten Öffnung (12b) in die Aufnahmekammer (10) hinein erstreckt und dieses als ein zungenartiges Federelement mit einer Schneide (23) zum Durchtrennen der Kabelisolierung (41) an seinem stirnseitigen Ende (20b) ausgebildet ist und mit einer Auflaufschräge (20a) ausgebildet ist, so dass ein in die Aufnahmekammer (10) eingeschobenes Kabel (40) entlang der Auflaufschräge (20a) geführt und gleichzeitig federkraftbeaufschlagt von dem Federelement (20) an die gegenüberliegende Kammerinnenwand (10a) gedrückt wird.
Schneidklemmkontaktelement (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20) im Bereich der Aufnahmekammer (10) eine Lasche (21) und eine der Form der Lasche (21) korrespondierende Aussparung (22) in der Aufnahmekammerwand (11) aufweist, wobei die Lasche (21) in die Aussparung (22) haltend eingreift.
Schneidklemmkontaktelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Steckbereich (3) des Schneidklemmkontaktelements (1) zwei Federarme (4a, 4b) nach Außen hervorstehen.
Schneidklemmkontaktelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20) als ein rahmenförmiges Element mit einer fensterartigen Öffnung ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Schneidklemmkontaktverbindung zwischen einem isolierten Kabel (40) mit einem Kabelmantel (41) und einem Schneidklemmkontaktelement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kabel (40) in die Aufnahmekammer (10) eingeführt wird bis es zumindest mit einem Abschnitt entlang der Kammerinnenwand (11) soweit in die Aufnahmekammer (10) eingeführt ist, so dass das in die Aufnahmekammer (10) eingeschobene Kabel (40) entlang der Auflaufschräge (20a) geführt und gleichzeitig federkraftbeaufschlagt von dem Federelement (20) an die gegenüberliegenden Kammerinnenwand (10a) gedrückt wird und anschließend durch eine Zugbewegung am Kabel (40) entgegen der Einsteckrichtung (E) der Kabelmantel (41) von dem Federelement (20) aufgetrennt wird und es zu einem elektrischen Kontakt mit dem leitenden Kern und dem Schneidklemmkontaktelement (1) kommt.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die stirnseitige Schneide (23) den Kabelmantel (41) bei Zug am Kabel (40) durchtrennt und ein Teil des auf- oder abgetrennten Kabelmantels (41) in den V-förmigen Zwischenraum zwischen dem Federelement (20) und der Kammerinnenwand (10a) betätigt wird.