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Stand der Technik
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Bei hochpoligen Steckverbindern, in deren Steckverbindergehäuse bzw. Kontaktgehäuse Kontaktelemente eingesteckt werden, werden für die Abdichtung des Steckverbinders gegen Medieneintritt entlang der Kabel oft Mattendichtungen mit Dichtlamellen verwendet, die für jedes Kontaktelement eine einzelne Öffnung enthalten. Das Kontaktelement weist üblicherweise einen Kontaktkörper auf und eine Kabelhalterung mit einem Halteabschnitt. In dem Halteabschnitt ist beispielsweise ein Litzencrimpbereich und eventuell auch noch ein Isolationscrimpbereich vorgesehen, in denen ein Kabel an dem Kontaktelement festgelegt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei Bestücken des Kontaktelements in den Steckverbinder zuerst der Kontaktkörper des Kontaktelements durch die Mattendichtung geschoben wird, dann der Litzencrimpbereich und gegebenenfalls der Isolationscrimpbereich, bis zuletzt die Kabelisolation von der Dichtgeometrie der Öffnung umschlossen wird und die Dichtwirkung eintritt. Dabei ist entscheidend, dass die Dichtlamellen der Mattendichtung durch das Kontaktelement beim Hindurchschieben nicht beschädigt werden, um die Dichtwirkung nicht zu verschlechtern.
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Um eine derartige Beschädigung zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Kontaktkörper so zu gestalten, dass er eine möglichst glatte und gut verrundete Außenkontur aufweist. Der Haltebereich, z.B. ein Crimpbereich, ist in seiner Formgebung jedoch häufig durch die Anforderungen des Befestigungsprozesses, z.B. eines Crimpprozesses stark eingeschränkt und kann nur in geringem Maß derart in seiner Gestalt optimiert werden, dass eine Beschädigung der Dichtlamellen der Mattendichtung zuverlässig verhindert wird.
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Es kann dabei in unerwünschter Weise vorkommen, dass scharfkantige Bereiche des Kontaktelements oder ein z.B. zwischen dem Kontaktkörper und dem Litzencrimpbereich auftretender starker Litzenhochstand (engl.: "bushing") zu Beschädigungen der Dichtlamellen beim Hindurchstecken des Kontaktelements durch die Dichtmatte führen. Die Reduzierung eines Litzenüberstandes in dem Bereich zwischen Kontaktkörper und Litzencrimpbereich derart, dass die Litzenenden vollständig vom Litzencrimpbereich umschlossen werden ist nicht erwünscht, da der Litzenüberstand genutzt wird, um zu kontrollieren, ob die Litzen radial umlaufend korrekt befestigt sind.
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Es kann daher ein Bedarf bestehen, ein Kontaktelement bereitzustellen, bei dem auf einfache und kostengünstige Art und Weise zuverlässig eine Beschädigung der Dichtlamellen einer Mattendichtung beim Hindurchschieben des Kontakelements durch die Mattendichtung verhindert wird.
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Vorteile der Erfindung
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Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kontaktelement vorgeschlagen, das es ermöglicht, Beschädigungen an einer Dichtmatte beim Hindurchstecken des Kontaktelements durch die Dichtmatte zuverlässig zu verhindern.
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Dies wird dadurch bewirkt, dass das Kontaktelement einen sich entlang einer Längsachse erstreckenden Kontaktkörper und eine mit dem Kontaktkörper verbundene Kabelhalterung aufweist, wobei sich die Kabelhalterung entlang der Längsachse erstreckt, und wobei die Kabelhalterung wenigstens einen Halteabschnitt zum Festlegen eines Kabels an der Kabelhalterung aufweist. Das Kontaktelement weist außerdem ein Schutzelement auf. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Schutzelement entlang der Längsachse von einer ersten Position in eine zweite Position verlagerbar ist, wobei das Schutzelement in der zweiten Position die Kabelhalterung überdeckt.
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Gegenüber dem Stand der Technik weist das Kontaktelement den Vorteil auf, dass in der ersten Position des Schutzelements der Halteabschnitt, beispielsweise ein Litzencrimpabschnitt und gegebenenfalls ein Isoliercrimpabschnitt der Kabelhalterung des Kontaktelements frei zugänglich ist und dadurch das Befestigen des Kabels am Kontaktelement einfach und zuverlässig möglich ist. Durch Verschieben des Schutzelements in die zweite Position wird dann die Kabelhalterung überdeckt. Dadurch wird vorteilhaft genau der Bereich überdeckt, in dem es beispielsweise zu einem Litzenüberstand kommen kann oder sich scharfkantige Stellen z.B. durch umgebogene Crimplaschen bilden können. Beim Hindurchschieben des Kontaktelements mit dem Schutzelement in der zweiten Position durch eine Dichtmatte ist somit vorteilhaft lediglich eine bevorzugt glatte und einheitliche Außenwandung des Kontaktelements exponiert. Litzenüberstand und scharfe Kanten sind unter der Überdeckung verdeckt und können die Dichtlamellen der Dichtmatte somit nicht mehr beschädigen.
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Die erste Position kann in Durchsteckrichtung des Kontaktelements durch eine Dichtmatte betrachtet vor der zweiten Position angeordnet sein. In anderen Worten ist die erste Position so angeordnet, dass bei einem Einstecken des Kontaktelements durch die Dichtmatte zuerst die erste Position die Dichtmatte erreicht und erst danach die zweite Position die Dichtmatte erreicht.
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Vorteilhaft an dem vorgeschlagenen Kontaktelement ist ferner, dass mittels der Bewegung des Schutzelement entlang der Längsachse die Schutzfunkton in einem einfachen Montageschritt erfolgen kann, der z.B. keinen weiteren Verpressvorgang, keinen thermischen Vorgang und auch kein zusätzlich nach dem Kabelbefestigungsvorgang anzubringendes bzw. zu montierendes Bauelement beinhaltet. Vielmehr kann das Kontaktelement bereits im noch nicht mit dem Kabel verbundenen Zustand, also direkt nach seiner Herstellung, das Schutzelement aufweisen, das dann lediglich z.B. nach der Befestigung des Kabels in die zweite Position geschoben werden muss. Dies bewirkt vorteilhaft einen schnellen Montageschritt. Darüber hinaus kann beispielsweise nach der Kabelmontage manuell oder automatisiert festgestellt werden, ob das Schutzelement in die zweite Position versetzt wurde und somit das Kontaktelement in einen Zustand versetzt wurde, welcher ein beschädigungsfreies Hindurchstecken durch die Dichtmatte ermöglicht. Dabei ist lediglich die Position des Schutzelements zu überprüfen und es muss z.B. nicht geprüft werden, ob einzelne Litzen hervorstehen – dies ist in der zweiten Position des Schutzelements automatisch nicht mehr möglich.
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Zudem sind durch das vorgeschlagene Kontaktelement vorteilhaft keine neuen Techniken zur Befestigung des Kabels notwendig, es können also bekannte Verfahren angewendet werden.
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Weiterhin vorteilhaft können durch das vorgeschlagene Kontaktelement aufwändige Qualitätskontrollen eingespart werden, die einen übermäßigen Litzenüberstand entdecken sollen. Somit lässt sich das Befestigen der Kabel auch an Lieferanten wie z.B. einen Kabelkonfektionär verlagern, ohne dass aufwändig Prozesswissen oder eine aufwändige Qualitätskontrolle bei diesem Lieferanten implementiert werden müssen.
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Das Kontaktelement kann beispielsweise als ein Stanz-Biegeteil hergestellt sein. Bevorzugt weist das Kontaktelement beispielsweise metallische Bereiche auf, die gut stromleitend sind.
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Das Schutzelement ist bevorzugt aus Metall gebildet und bewirkt auf diese Weise in der zweiten Position auch eine elektromagnetische Schirmwirkung bezüglich der über das Kontaktelement übertragenen elektrischen Signale. Das Schutzelement kann jedoch auch aus einem beliebigen anderen Material wie zum Beispiel Kunststoff oder Glas gebildet sein oder aus Kompositwerkstoffen gebildet sein.
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Dadurch, dass das Schutzelement zumindest in der ersten Position an dem Kontaktkörper gelagert ist, wird vorteilhaft bewirkt, dass das Vorhandensein des Schutzelements nach der Herstellung des Kontaktelements auf einfache Art und Weise überprüft werden kann. Darüber hinaus bietet der Kontaktkörper einen stabilen Halt für das Schutzelement beim Transport, bei der Montage und auch beim Verschieben des Schutzelements in die zweite Position. Weiterhin kann dadurch auch vorteilhaft sichergestellt sein, dass die Kabelhalterung und der Halteabschnitt in der ersten Position des Schutzelements frei zugänglich sind und die Befestigung des Kabels nicht durch das Schutzelement beeinträchtigt wird.
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Dadurch, dass das Schutzelement in der zweiten Position die Kabelhalterung zumindest in einem Bereich zwischen dem Kontaktkörper und dem Halteabschnitt überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt, wird vorteilhaft bewirkt, dass in diesem Bereich nach einem Befestigungsprozess angeordnete distale Litzen-Enden eines Kabels nicht mehr quer zur Längsachse über eine Außenwandung des Kontaktelements überstehen, sondern vom Schutzelement überdeckt werden. Dadurch wird beim Hindurchstecken des Kontaktelements durch eine Dichtmatte eine Beschädigung der Dichtmatte zuverlässig verhindert.
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Beim Befestigen des Kabels kann es sich um ein Vercrimpen des Kabels handeln, wobei die distalen abisolierten Litzenenden des Kabels beispielsweise zwischen dem Kontaktkörper und dem Halteabschnitt zu liegen kommen können. Es kann sich aber auch um einen Schweißprozess, insbesondere um einen Ultraschallschweißprozess oder einen Widerstandsschweißprozess handeln. Auch ist es möglich, einen Lötprozess zu verwenden oder einen Klebeprozess, bei dem ein elektrisch leitfähiger Teil des Kabels in dem Halteabschnitt angelötet wird oder angeklebt wird. In diesem Fall können die im Bereich des Halteabschnitts scharfkantigen bzw. starren Elemente z.B. erkaltetes Lot oder Litzenreste quer zur Längsachse des Kontaktelements sein, die nach außen abragen. Diese können beim Einführen des Kontaktelements entlang der Längsachse durch eine enge Öffnung die Innenwandungen der Öffnungen beschädigen. Durch die Überdeckung des Bereichs zwischen dem Halteabschnitt und dem Kontaktkörper mit dem Schutzelement in der zweiten Position wird dieses Risiko beseitigt oder zumindest stark reduziert. Außerdem wird dadurch vorteilhaft das Risiko für Monteure minimiert, dass diese an Fingern, Händen oder anderen Stellen durch derartige Litzenüberstände oder scharfkantige Elemente verletzt werden.
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Mit anderen Worten ist an dem Steckverbinder in einem Bereich, in dem die Litzen eines anzuschlagenden Kabels typischerweise enden oder in dem erkaltetes Lot eines Anlötprozesses vorkommen kann, das Schutzelement in der zweiten Position vorgesehen. Dieses bewahrt aufgrund seiner strukturellen Ausgestaltung und Anordnung die Enden der Litzen davor, nach außen gebogen zu werden bzw. es macht nach außen gebogene Litzenenden durch die Überdeckung in der zweiten Position ungefährlich. Somit wird verhindert, dass diese Enden der Litzen seitlich über den Kontaktkörper des Steckverbinders überstehen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kontaktkörper an einem der Kabelhalterung zugewandten Ende wenigstens ein Verriegelungselement aufweist und dass das Schutzelement ein zu dem Verriegelungselement korrespondierendes Gegenverriegelungselement aufweist, wobei das Verriegelungselement mit dem Gegenverriegelungselement in der zweiten Position des Schutzelements mechanisch derart zusammenwirkt, insbesondere formschlüssig zusammenwirkt, dass das Schutzelement am Kontaktkörper in Richtung der Längsachse festgelegt ist.
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Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das Schutzelement in seiner ersten Position axial bzw. in Richtung der Längsachse einfach verlagerbar, z.B. verschiebbar ist und dass es in seiner zweiten Position nicht ohne ein Lösen von Verriegelungselement und Gegenverriegelungselement aus der zweiten Position axial verlagert werden kann. Dadurch ist das Schutzelement gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben z.B. während des Hindurchsteckens durch eine Dichtmatte bzw. durch eine enge Öffnung gesichert.
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Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass während des Hindurchsteckens durch eine Dichtmatte oder eine enge Öffnung scharfkantige Elemente oder entgegen der Hindurchsteckrichtung weisende distale Enden von Litzen von der Überdeckung des Schutzelements freigelegt werden und so beispielsweise die Dichtlamellen oder die Öffnungsinnenwand beschädigen können.
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Generell kann dadurch ein zu weites Verlagern des Schutzelements über die zweite Position hinaus verhindert werden Ein derartiger Rastmechanismus aus Verriegelungselement und Gegenverriegelungselement kann zudem im verriegelten Zustand vorteilhaft eine im Wesentlichen spaltfreie Anlage von Schutzelement und Kontaktkörper gewährleisten, wodurch eine besonders glatte, gemeinsame Außenkontur von Kontaktkörper und Schutzelement bewirkt wird.
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Bei dem Verriegelungselement und dem Gegenverriegelungselement kann es sich beispielsweise um eine Rastnase und eine Rastkerbe handeln oder auch um andere zueinander komplementäre Strukturen wie z.B. eine pilzartige Ausnehmung in dem Kontaktkörper bzw. dem Schutzelement und einen pilzartig von einer Wandung des Schutzelements bzw. des Kontaktkörpers abragenden Überstand. Bevorzugt sind das Verriegelungselement und das Gegenverriegelungselement im verriegelten Zustand formschlüssig miteinander verbunden. Es ist möglich, das Verriegelungselement und das Gegenverriegelungselement so auszubilden, dass sie auch wieder voneinander gelöst werden können, um z.B. das Schutzelement aus Wartungsgründen wieder in die erste Position zu verlagern.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Schutzelement mantelförmig ausgebildet ist und eine Stoßfuge aufweist und mit offener Stoßfuge in der ersten Position den Kontaktkörper umschließt und in der zweiten Position die Kabelhalterung bei im Wesentlichen geschlossener Stoßfuge radial umlaufend umschließt.
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In anderen Worten kann der Kontaktkörper im Auslieferungszustand von einem hülsenförmig ausgebildeten Schutzelement bzw. einer Schutzhülse eng umschlossen ausgebildet sein. Das Schutzelement steht dann unter einer mechanischen Spannung, da es beispielsweise durch Aufweitung einer Form, deren Querschnitt derjenigen des Kontaktkörpers entspricht, erzeugt wurde. Um dies möglich zu machen, kann das Schutzelement entlang der Längsachse geschlitzt sein, also eine Stoßfuge aufweisen, so dass sie in einfacher Weise aufgeweitet werden kann. Ein solches mantelförmiges bzw. hülsenförmig ausgebildetes Schutzelement kann nach Beendigung des Befestigungsvorgangs des Kabels, z.B. eines Crimpvorgangs, nach hinten, also in seine zweite Position, in Richtung des Haltebereichs, geschoben bzw. verlagert werden. Sobald das Schutzelement und der Kontaktkörper keine Überdeckung mehr haben, wird das Schutzelement seine ursprüngliche Form annehmen, indem die Stoßfuge sich nun weitgehend bzw. vollständig schließt. Auf diese Weise weist das Kontaktelement mit in die zweite Position verlagertem Schutzelement eine Außenkontur ohne scharfe Kanten, ohne abstehend Drahtenden bzw. Litzenenden, etc. auf. In Folge dessen ist ein Hindurchstecken des Kontaktelements durch die Dichtlamellen der Dichtmatte oder auch andere enge Öffnungen möglich, ohne die Dichtlamellen der Mattendichtung oder die Innenwände der engen Öffnungen zu verletzen. Diese glatte Außenkontur ist auch bei nochmaliger Demontage des Kontaktelements vorhanden, und bewirkt dann z.B. auch beim Herausziehen des Kontaktelements aus der Dichtmatte bzw. aus der engen Öffnung, dass die Dichtlamellen bzw. die Innenwände der engen Öffnung nicht beschädigt werden.
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Dadurch, dass in der zweiten Position des Schutzelements eine Schutzelements-Außenwandung des Schutzelements bündig an eine Kontaktkörper-Außenwandung anschließt, wird vorteilhaft eine besonders glatte, gratfreie und spaltfreie Außenkontur des Schutzelements bzw. des aus Kontaktkörper und Schutzelement gebildeten Abschnitts des Schutzelements bereitgestellt. Dadurch wird das Risiko einer Beschädigung der Dichtmatte besonders stark reduziert.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Kontaktkörper ein Rastelement aufweist, das elastisch nach außen federn kann und geeignet ist, in einem Kontaktgehäuse zu verrasten. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das Kontaktelement zuverlässig und sicher in einem Steckverbinder verrasten kann, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen aus dem Steckverbinder unterbunden wird. Auch wird durch ein derartiges Verrasten vorteilhaft bewirkt, dass das Kontaktelement nur wenig Spiel in entlang der Längsachse aufweist und so ein Scheuern des Kontaktelements an den Dichtlamellen minimiert wird.
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Das Rastelement kann beispielsweise durch wenigstens eine sich entgegen einer Einsteckrichtung des Kontaktelements erstreckende Rastlanze gebildet sein, die quer zur Einsteckrichtung nach außen mit einem freien Ende vom Kontaktkörper abragt.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Rastelement in der ersten Position des Schutzelements vom Schutzelement überdeckt ist und quer zur Längsachse zum Kontaktkörper hin vorgespannt ist und dass das Rastelement in der zweiten Position des Schutzelements vom Schutzelement freigegeben ist und vom Kontaktkörper nach außen abragt.
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In anderen Worten kann das Rastelement, beispielsweise eine Rastlanze, im Auslieferungszustand am Kontaktkörper von dem Schutzelement niedergehalten sein und schnappt erst dann auf, wenn das Schutzelement nach hinten in seine zweite Position verlagert bzw. geschoben wird. Das Zurückschieben bzw. Verlagern des Schutzelements kann z.B. bei einem Kabelkonfektionär erfolgen. Bei nicht erfolgtem Zurückschieben des Schutzelements ist der Außendurchmesser der Kontaktelements im Bereich des Kontaktkörpers größer als der Außendurchmesser des Kontaktkörpers alleine, da das Schutzelement am Kontaktkörper anliegt. Daher kann das Kontaktelement aufgrund seines größeren Außendurchmessers nicht bestückt werden, oder falls dies aufgrund der maßlichen Situation trotzdem möglich ist, nicht in einem Kontaktgehäuse eines Steckverbinders verrasten, in welches das Kontaktelement montiert werden soll. Denn das Rastelement ist solange vom Schutzelement umschlossen, wie dieses sich in der ersten Position befindet. Damit wird es vorteilhaft möglich, neben einer optischen Überprüfung der Position des Schutzelements, zu detektieren, ob das Schutzelement tatsächlich beim Bestückvorgang des Kontaktelements in den Steckverbinder in der bestimmungsgemäßen zweiten Position war. Verrastet das Kontaktelement nicht, so ist das Schutzelement nicht in die zweite Position verschoben worden. Messerkontakte zur Verrastung in Kupplungssteckverbindern oder andere gecrimpte Kontakte können analog gestaltet werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Kontaktelement-Kabel-Anordnung vorgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- – Bereitstellen eines Kabels,
- – Bereitstellen eines Kontaktelements, wobei das Kontaktelement einen sich entlang einer Längsachse erstreckenden Kontaktkörper aufweist und wobei das Kontaktelement eine mit dem Kontaktkörper verbundene Kabelhalterung aufweist, die sich entlang der Längsachse erstreckt, wobei die Kabelhalterung wenigstens einen Halteabschnitt zum Festlegen des Kabels an der Kabelhalterung aufweist, wobei das Kontaktelement ein Schutzelement aufweist,
- – Befestigung des Kabels, insbesondere von Litzen eines abisolierten Abschnitts des Kabels, an dem Halteabschnitt der Kabelhalterung,
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Dabei wird nach dem Schritt des Befestigens des Kabels das Schutzelement entlang der Längsachse von einer ersten Position in eine zweite Position verlagert, so dass das Schutzelement in der zweiten Position die Kabelhalterung überdeckt und insbesondere die Litzen des abisolierten Abschnitts des Kabels überdeckt.
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Mit anderen Worten wird das Schutzelement, das beispielsweise mantelförmig ausgebildet ist und/oder die Gestalt einer Hülse aufweist, nach dem Befestigen des Kabels entgegen der Einsteckrichtung des Kontaktelements nach hinten zurückgeschoben und verhüllt bzw. überdeckt dann in der zweiten Position gegebenenfalls hinter dem Kontaktkörper vorliegende scharfkantige Elemente bzw. Litzenenden. Der Schritt des Zurückschiebens des Schutzelements erfolgt beispielsweise bei einem Kabelkonfektionär zwischen dem Befestigen und elektrischen Verbinden des Kabels am Kontaktelement und einem Schritt des Bestückens des Kontaktelements in einen Steckverbinder. Der Schritt des Zurückschiebens kann dabei manuell durch einen Monteur oder automatisch erfolgen, beispielsweise in einer Verarbeitungsstation eines Befestigungsautomaten oder in einem vom Befestigungsautomaten separaten Zurückschiebeautomaten. Bei dem Befestigungsautomaten kann es sich z.B. um einen Crimpautomaten oder um eine Lötstation oder um eine Klebestation handeln.
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Gegenüber dem Stand der Technik wird durch das Verfahren vorteilhaft bewirkt, dass bei einem nachfolgender Bestückvorgang eines Steckverbinders mit der Kontaktelement-Kabel-Anordnung mit großer Sicherheit eine Dichtmatte, durch welche das Kontaktelement z.B. geschoben werden muss, nicht durch abstehende Litzen oder scharfkantige Elemente beschädigt wird. Außerdem ist die Verlagerung des Schutzelements mit einem besonders einfachen und kostengünstigen Gerät bewerkstelligbar, im Gegensatz zu einem Verpress-Gerät. Weiterhin ist eine auf den Verlagerungsschritt folgende Qualitätskontrolle auf einfache Weise optisch durchführbar: es genügt, die Verlagerung des Schutzelements in die zweite Position zu prüfen, um das Kontaktelement freizugeben. Eine Kontrolle einzelner Litzen, Abstandsmessungen freier Litzen von einer Außenkontur des Kontaktkörpers oder die Qualität einer Litzenenden-Verpressung sind nicht erforderlich. Dadurch kann vorteilhaft die Herstellung der Kontaktelement-Kabel-Anordnung problemlos bei einem Lieferanten bzw. Kabelkonfektionär durchgeführt werden, ohne dass umfangreiche Qualitätssicherungsschritte bzw. ein Prozesswissens-Transfer bereitgestellt werden müssen.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Schutzelement in der ersten Position den Kontaktkörper umschließt, insbesondere mit einer mantelförmigen Gestalt und dass das Schutzelement über eine Kontaktkörper-Außenwandung des Kontaktkörpers gleitend in seine zweite Position verlagerbar ist. Durch diese Weiterbildung ist es besonders einfach möglich, das Schutzelement in seine zweite Position zu verschieben. Der Kontaktkörper wirkt dabei wie eine Art Führungsschiene für das Schutzelement. Durch das gleitende Verschieben auf der vorzugsweise glatten Außenwandung des Kontaktkörpers lässt sich das Schutzelement mit geringem Kraftaufwand und zuverlässig in Richtung der Längsachse geführt in seine zweite Position verlagern.
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Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements mit einem Schutzelement in einer ersten Position gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements gemäß 1 mit dem in eine zweite Position verlagerten Schutzelement;
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3a einen Querschnitt eines Kontaktelements mit einem Schutzelement in einer ersten Position gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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3b einen Querschnitt eines Kontaktelements gemäß 3a mit dem in eine zweite Position verlagerten Schutzelement.
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Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
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In den 1 und 2 ist ein Kontaktelement 100 dargestellt, das beispielsweise in einem Stanz-Biegeprozess aus einem dünnen Blech hergestellt wird. Das Kontaktelement 100 weist einen sich entlang einer Längsachse 150 erstreckenden Kontaktkörper 200 auf. Der Kontaktkörper 200 kann hohlzylindrisch, beispielsweise in Form eines hohlen Kreiszylinders, ausgebildet sein, der eine Wand 210 mit einer Innenwand 212 und einer Außenwand 214 aufweist. Der Kontaktkörper besteht z.B. aus einem elektrisch leitfähigen Material, vorzugsweise aus einem Metall. Der Kontaktkörper 200 kann jedoch auch eine elliptische oder rechteckige Gestalt in einem Querschnitt quer zur Längsachse 150 aufweisen oder allgemein einen vieleckigen Querschnitt.
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Das Kontaktelement 100 weist weiterhin eine mit dem Kontaktkörper 200 verbundene Kabelhalterung 400 auf, die sich entlang der Längsachse 150 erstreckt. Die Kabelhalterung 400 kann über einen Halsabschnitt 450 bzw. Halsbereich 450 mit dem Kontaktkörper verbunden sein.
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Die Kabelhalterung 400 und der Halsabschnitt 450 sind vorzugsweise aus Metall oder einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet.
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Die Kabelhalterung 400 weist wenigstens einen Halteabschnitt 410 zum Festlegen eines Kabels 500 an der Kabelhalterung 400 auf. Dabei weist das Kabel einen isolierten Bereich 502 auf, in dem das Kabel eine Kabelisolierung 510 aufweist und einen abisolierten Bereich 504, an welchem einzelne Litzen 520 oder Drähte 520 mit ihren distalen Enden 522 aus der Kabelisolierung 510 hervorragen.
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Die Kabelhalterung 400 kann als Crimpabschnitt 402 ausgebildet sein, bei der z.B. der Halteabschnitt 410 als Drahtcrimpbereich 412 zum Festlegen abisolierter Drähte 520 oder Litzen 520 des Kabels 500 durch Verpressen am Halteabschnitt 410 ausgebildet ist. Dazu weist der Drahtcrimpbereich 412 wenigstens eine Drahtcrimplasche 414 auf, die zur Bildung eines Litzencrimps dient. Der Halteabschnitt 410 kann weiterhin einen Kabelcrimpabschnitt 420 aufweisen, der zum Festlegen der Kabelisolierung 510 des Kabels 500 am Halteabschnitt 410 des Kontaktelements 100 dient. Hierzu ist am Kabelcrimpabschnitt 420 wenigstens eine Kabelcrimplasche 422 ausgebildet, durch die die Kabelisolierung 510 am Halteabschnitt 510 festgepresst werden kann. Durch einen derartigen Isolationscrimp wird eine Zugentlastung des Litzencrimps im Drahtcrimpbereich 412 bewirkt. In anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Kabel 500 elektrisch und mechanisch mit dem Kontaktelement 100 beispielsweise durch eine Lötung oder eine Klebung festgelegt werden. Bei dem Festlegen der Litzen 520 des Kabels am Halteabschnitt 410 kann es vorkommen, dass die distale Enden 522 der Litzen 520 nicht von den Kabelcrimplaschen 414 erfasst werden und z.B. im Halsabschnitt 450 zwischen dem Halteabschnitt 410 und dem Kontaktkörper 200 zu liegen kommen. Es ist auch möglich, dass diese distalen Enden 522 der Litzen 520 quer zur Längsachse 150 nach außen abstehen. Diese würden bei einem Einstecken des Kontaktelements 100 entlang der Längsachse 150 durch eine (hier nicht dargestellte) Dichtmatte potenziell Dichtlamellen der Dichtmatte beschädigen.
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Um bei der Montage des Kontakelements 200 im Kotaktgehäuse eines Steckverbinders eine derartige Beschädigung oder auch eine Verletzung von Fingern, Händen oder Gliedmaßen von Monteuren an scharfkantigen Stellen oder abragenden Litzen 520 derartiger Kontaktelemente 100 zu verhindern, weist das Kontaktelement 100 ein Schutzelement 300 auf. Das Schutzelement 300 ist dabei derart ausgebildet, dass es entlang der Längsachse 150 von einer in 1 dargestellten ersten Position (P1) in eine in 2 dargestellten zweite Position (P2) verlagerbar ist und in der zweiten Position (P2) die Kabelhalterung 400 überdeckt.
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In 1 befindet sich das Schutzelement 300 in seiner ersten Position (P1). In diesem Zustand wird das Kontaktelement 100 vor der Montage des Kabels 500 am Kontaktelement 100 bereitgestellt. Es ist zu erkennen, dass das Schutzelement 300 eine mantelförmige bzw. hülsenförmige Gestalt mit einer Wandung 310 aufweist. Die Wandung 310 ist mit einer glatten, im Wesentlichen gratfreien Außenwandung 314 gestaltet. Das Schutzelement 300 ist derart ausgebildet, dass es mit seiner Innenwandung 312 die z.B. glatte und im Wesentlichen gratfreie Außenwandung 214 des Kontaktkörpers 200 eng umschließt und unter einer mechanischen Vorspannung steht. Dazu weist das Schutzelement 300 entlang der Längsachse 150 beispielsweise eine Stoßfuge 350 bzw. einen Schlitz 350 auf. In diesem Zustand ist das Schutzelement 300 mit relativ geringem Kraftaufwand entlang der Längsachse 150 nach hinten, d.h. in Richtung des Halteabschnitts 410, gleitend verschiebbar. Gleichzeitig sind in der ersten Position (P1) des Schutzelements 300 der Halteabschnitt 410 und der Kabelcrimpabschnitt 420 frei liegend gut zugänglich. Mit anderen Worten behindert das Schutzelement 300 in seiner ersten Position (P1) eine Befestigung des Kabels 500 an der Kabelhalterung 400 nicht: die Kabelhalterung 400 ist frei zugänglich.
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In 2 ist das Kontaktelement 100 im fertig montierten Zustand dargestellt. Hierzu wurde zunächst das Kabel 500 elektrisch und mechanisch an dem Kontaktelement 100 festgelegt, z.B. durch einen Crimpvorgang oder einen Lötvorgang oder einen Klebevorgang. Anschließend ist das Schutzelement 300 über die als eine Art Führungselement bzw. Führungsschiene wirkende Außenwandung 214 des Kontaktkörpers gleitend in seine zweite Position (P2) verlagert worden. Zum Beispiel durch manuelles Verschieben oder durch eine Maschine. In der zweiten Position (P2) überdeckt das Schutzelement 300 mit seiner Wandung 310 den Halsabschnitt 450 und in der dargestellten Ausführungsform auch den Halteabschnitt 410 bzw. Drahtcrimpabschnitt 412 vollständig.
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Durch die mechanische Vorspannung des Schutzelements 300 verringert sich der Durchmesser des Schutzelements 300, sobald es nach hinten über das in Richtung des Halteabschnitts 410 weisende Ende des Kontaktkörpers 200 geschoben wurde. Dadurch schließt sich auch die Stoßfuge 350 bzw. der Schlitz 350. In der zweiten Position (P2) des Schutzelements 300 ist das Schutzelement 300 vollständig hinter den Kontaktkörper 200 verlagert. Die Außenwandung 214 des Kontaktkörpers 200 schließt in diesem Zustand radial umlaufend und in axialer Richtung im Wesentliche bündig und im Wesentlichen spaltfrei an die Außenwandung 314 des Schutzelements 300 an. Insgesamt ist so eine glatte und gratfreie Außenkontur geschaffen, durch welche die Beschädigungsgefahr für enganliegende Dichtlamellen einer Dichtmatte beim Hindurchschieben des derart ausgebildeten Kontaktelements 100 minimiert ist. Der Halteabschnitt 410 ist somit im Prinzip im Innern einer nach außen glatten Hülse verborgen.
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Für die Funktion des Schutzelements 300 ist es jedoch ausreichend, wenn das Schutzelement 300 in seiner zweiten Position (P2) zumindest denjenigen Abschnitt des Kontaktelements 100 überdeckt, in dem Litzen 520 quer zur Längsachse 150 überstehen können.
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Es reicht für die Funktion auch aus, wenn das Schutzelement 300 den Halsabschnitt 450 bzw. den Halteabschnitt 410 nicht vollständig umlaufend umschließt, sondern beispielsweise nur entlang eines radialen Umfangs in einem Bereich von 90° bis 270°. Auch ist es nicht notwendig, dass die Außenwandung 214 des Kontaktkörpers 200 als solche als Führungsschiene dient. Es ist auch möglich, dass das Schutzelement 300 auf einem an dem Kontaktkörper 200 angeordneten Führungselement, z.B. einer Schiene, gelagert ist und entlang dieses Führungselements von der ersten Position (P1) in die zweite Position (P2) verlagert werden kann.
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In den 1 und 2 ist an dem in Richtung des Halteabschnitts 400 weisenden Ende des Kontaktkörpers 200 ein in axialer Richtung abragendes Verriegelungselement 230 ausgebildet. Dieses Verriegelungselement 230 weist in der dargestellten Ausführungsform die Gestalt einer pilzartigen Rastnase 232 auf, die eine punktuelle Verlängerung der Wandung 210 des Kontaktkörpers 200 darstellt. Im Schutzelement 300 ist ein zu dem Verriegelungselement 230 komplementäres Gegenverriegelungselement 330 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform weist das Gegenverriegelungselement 330 die Gestalt einer pilzförmigen Rastausnehmung in der Wand 310 des Schutzelements 300 auf.
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Generell kann das Verriegelungselement als eine Rastnase 232 ausgebildet sein und das Gegenverriegelungselement 330 als eine Rastkerbe 332. Oder es ist umgekehrt möglich, dass das Verriegelungselement 230 als eine Rastkerbe 332 ausgebildet ist und das Gegenverriegelungselement 330 als eine Rastnase 232.
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Das Verriegelungselement 230 kann in der zweiten Position (P2) des Schutzelements 300 mit dem Gegenverriegelungselement 330 eine beispielsweise formschlüssige Verbindung eingehen und auf diese Weise ein weiteres Verschieben bzw. ein Zurückschieben des Schutzelements 300 in Richtung der Längsachse 150 nach hinten bzw. nach vorne verhindern. Dadurch ist auch bei stärkeren Haftreibungskräften oder Gleitreibungskräften, die beispielsweise beim Hindurchschieben des Kontaktelements 100 durch enge Öffnungen z.B. in einer Dichtmatte entlang der Längsachse 150 auf das Schutzelement 300 wirken, gewährleistet, dass das Schutzelement 300 in der zweiten Position (P2) verbleibt und die von ihm verborgenen scharfkantigen Elemente (z.B. Crimplaschen 414) bzw. distalen Enden 522 der Litzen 520 nicht freigelegt werden.
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Bei dem Verriegelungselement 230 und dem Gegenverriegelungselement 330 kann es sich beispielsweise auch um eine radial angeordnete Nut auf der Außenseite der Wandung 210 des Kontaktkörpers 200 und eine radial umlaufende Feder auf der Innenseite der Wandung 310 des Schutzelements 300 handeln.
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In den 3a und 3b ist eine weitere Ausführungsform des Kontaktelements 100 dargestellt. Hierbei ist an dem Kontaktkörper 200 noch ein Rastelement 270 angeordnet, welches z.B. in Form einer Rastlanze ausgebildet ist. Dieses Rastelement 270 weist beispielsweise ein freies Ende 272 auf, das dem Halteabschnitts 410 zugewandt ist. Das Rastelement ist elastisch derart vorgespannt, dass es nach außen von dem Kontaktkörper abragt. Es kann hinter einem Hinterschnitt eines Steckverbindergehäuses in der Art eines Widerhakens verrasten, wenn das Kontaktelement 100 in das Steckverbindergehäuse eingesteckt wird. Auf diese Weise kann das Kontaktelement 100 in einem Steckverbindergehäuse in axialer Richtung, d.h. in der Richtung der Längsachse 150, entgegen der Einsteckrichtung festgelegt werden. Das Kontaktelement 100 kann auch derart ausgebildet sein, dass das Rastelements 270 entlang der Längsachse 150 betrachtet vorne und hinten an den Kontaktkörper 200 angrenzt, in anderen Worten also vom Kontaktkörper 200 umschlossen ist.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Rastelement 270 in der ersten Position (P1) von dem z.B. mantelförmig ausgebildeten Schutzelement 300 überdeckt bzw. ummantelt. Dadurch wird es entgegen seiner elastischen Vorspannung in Richtung der Wandung 210 des Kontaktkörpers 200 gedrückt. Dies hat auch den Vorteil, dass derart ausgebildete Kontaktelemente 100 in diesem Zustand als Schüttgut ausgeliefert werden können, ohne dass sich die nach außen abragenden Rastelemente 270 ineinander verhaken und so beschädigt werden oder dass nach außen abragende Rastelemente 270 beim Transport die Kabelisolierung 510 des Kabels 500 beschädigen. Es kann auch Ausführungsbeispiele geben, in denen eine Oberfläche des Kontaktkörpers mit einer Beschichtung z.B. aus Edelmetall wie z.B. Gold oder Silber, oder einem Korrosionsschutz versehen ist. Hier wird dann vorteilhaft verhindert, dass diese Oberflächenbeschichtung des Kontaktkörpers 200 durch das Aneinanderreiben der Kontaktelemente 100 beschädigt wird: das Schutzelement schützt also im Zustand unmittelbar nach der Herstellung den Kontaktkörper 200 bzw. dessen Außenwandung 210 bzw. eine Oberflächenbeschichtung der Außenwandung 210 vor Beschädigungen.
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In 3b ist das Schutzelement 300 in seine zweite Position (P2) verlagert dargestellt. Es ist zu erkennen, dass das Rastelement 270 entsprechend seiner mechanischen Vorspannung widerhakenförmig nach außen von dem Kontaktkörper abragt, da das Schutzelement 300 in der dargestellten Position das freie Ende 272 des Rastelements 270 nicht mehr umschließt bzw. überdeckt.
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In anderen Ausführungsformen des Kontaktelements 100 ist es auch möglich, dass statt des Rastelements 270 eine Rastöffnung vorgesehen ist, in die ein Steckverbinder-Rastelement eingreift. Derartige Kontaktelement-Steckverbinder-Kombinationen sind auch unter dem Begriff „Clean Body-Kontakte“ bekannt. In derartigen Ausführungsformen überdeckt das Schutzelement 300 in der ersten Position (P1) die Rastöffnung des Kontaktelements 100, so dass eine Verrastung des Steckverbinders mit dem Kontaktelement 100 in der ersten Position (P1) des Schutzelements 300 ebenfalls nicht möglich ist.
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Sowohl bei der Überdeckung eines Rastelements 270 durch das Schutzelement 300 als auch beim Überdecken einer Rastöffnung durch das Schutzelement 300 wird eine Kontrollmöglichkeit beim Bestücken des Kontaktelements 100 in ein Steckverbindergehäuse geboten, ob das Schutzelement in die zweite Position (P2) verschoben war. Nur im in die zweite Position (P2) verschobenen Zustand kann nämlich das Kontaktelement 100 in dem Steckverbindergehäuse verrasten. Dadurch ist es möglich, zu erkennen, ob es zu einer potenziellen Beschädigung der Dichtmatte gekommen ist.
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Es ist in der 3b ebenfalls gut zu erkennen, dass das Schutzelement 300 die distalen Enden 522 der Litzen ebenso überdeckt wie eventuell scharfkantige Bereiche der Drahtcrimplaschen 414. Da das Schutzelement 300 zudem bevorzugt einen geringfügig größeren Außendurchmesser aufweist als die Kabelisolierung 510 und sich die Kabelcrimplaschen 422 in die Kabelisolierung 510 einpressen weist das derart gestaltete Kontaktelement 100 eine im Wesentlichen gratfreie und glatte Außenkontur auf, die das Beschädigungspotenzial von Dichtlamellen beim Hindurchschieben durch eine Dichtmatte minimiert.
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Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „aufweisend“ oder ähnliche nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
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Derartig gestaltete Kontaktelemente 100 eignen sich zur Verwendung in Steckverbindern in Gestalt von Buchsenkontakten, insbesondere hochpoligen Buchsenkontakten mit Dichtmatten. Auch können Messerkontakte zur Verrastung in Kupplungssteckverbindern in gleicher Weise gestaltet werden. Generell ist die vorgeschlagene Gestaltung für alle Kontaktelemente mit angecrimpten oder angelöteten oder angeklebten Kabeln bzw. Litzen bzw. Drähten geeignet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011078093 A1 [0002]
