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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder zum Anschluss eines Kabels mit einem Gehäuse und mindestens einem im Gehäuse angeordneten Schneidklemmkontakt, dessen Schlitz zur Festlegung eines Kabels im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung des Steckverbinders verläuft.
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Steckverbinder dienen zum Verbinden und Trennen von elektrisch leitenden Kabeln und oder elektronischen Komponenten, wobei jedes Kabel eine außen liegende elektrische Isolierung und einen innen liegenden elektrischen Leiter aufweist. Die lösbare Verbindung der Steckverbinder-Teile wird häufig durch einen Formschluss hergestellt.
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Innerhalb eines Steckverbinders werden zum Anschluss des elektrischen Leiters des Kabels an die leitenden Strukturen im Steckverbinder häufig Schneidklemmkontakte eingesetzt, welche den Vorteil aufweisen, dass das anzuschließende Kabel nicht vor Einsetzen in den Steckverbinder abisoliert werden muss. Bei einem Schneidklemmkontakt wird das Kabel in einem Schlitz festgelegt, wobei der Schlitz von außen in das Kabel einschneidet. Hierdurch wird sowohl ein elektrischer Kontakt mit dem elektrischen Leiter des Kabels als auch eine mechanische Fixierung des Kabels erreicht.
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Bei derartigen Steckverbindern mit Schneidklemmkontakt, insbesondere wenn der Schlitz des Schneidklemmkontakts im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung verläuft, besteht häufig das Problem, dass bei hoher Zugbelastung an dem Kabel die Schneidklemmverbindung geschädigt werden kann und dann eine ordnungsgemäße Funktion des Steckverbinders nicht mehr gewährleistet ist.
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Die Aufgabenstellung besteht demnach darin, einen Steckverbinder mit Schneidklemmkontakt zu schaffen, der ein Ausreißen des Kabels an dem Schneidklemmkontakt vermeidet.
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Die obige Aufgabe wird durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Insbesondere weist das Gehäuse erfindungsgemäß zu jedem Schneidklemmkontakt eine durchgehende Öffnung auf, welche mindestens eine Anlagekante und/oder eine Anlagefläche ausbildet, die zur Aufnahme einer in und/oder gegen die Steckrichtung an dem Kabel wirkenden Zugkraft dient. Vorzugsweise bildet die durchgehende Öffnung eine Anlagekante und/oder Anlagefläche zur Aufnahme einer in Steckrichtung und eine Anlagekante und/oder Anlagefläche zur Aufnahme einer gegen die Steckrichtung an dem Kabel wirkenden Zugkraft aus.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die Ausreißkraft, welche am Kabel in oder gegen Steckrichtung angreifen kann, deutlich erhöht wird, da die Kraft auf das Gehäuse abgeleitet wird. Die direkte Integration der Anlagekante und/oder Anlagefläche in das Steckverbindergehäuse führt zudem zu einem vergleichsweise einfachen Aufbau des Steckverbinders, da keine zusätzlichen Teile erforderlich sind. Weiter wird das Montageverfahren, d. h. das Verfahren zum Einsetzen des Kabels in den Steckverbinder, durch die Neuerung nicht grundsätzlich verändert.
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Besonders bevorzugt ist nach der Montage des Steckverbinders ein Kabel in einem Klemmabschnitt des mindestens einen Schneidklemmkontakts angeordnet und durch die durchgehende Öffnung hindurchgeführt. Weiter bevorzugt ist, wenn der Schlitz des Schneidklemmkontakts oder die parallel zu den Schneidflanken des Schneidklemmkontakts verlaufende Achse parallel zur Steckrichtung des Steckverbinders verläuft.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Querschnitt der durchgehenden Öffnung kreisförmig, oval, eckig oder als Langloch ausgebildet. Eine derart geformte durchgehende Öffnung lässt sich einfach und kostengünstig herstellen. Weitere Öffnungsformen sind ebenfalls denkbar.
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Der Schlitz des Schneidklemmkontakts wird in Bezug auf die vorliegende Erfindung auch als Klemmabschnitt bezeichnet. Mindestens über einen überwiegenden Teil seiner Länge in Steckrichtung weist der Schlitz des Klemmabschnitt zwischen den Flanken des Schneidklemmkontakts eine Breite auf, die kleiner als der Durchmesser des elektrischen Leiters im Kabel ist. In dem Klemmabschnitt erfolgt einerseits die mechanische Fixierung des Kabels und andererseits die elektrische Verbindung des elektrischen Leiters mit den elektrisch leitenden Strukturen des Steckverbinders. Räumlich gesehen neben (in den angefügten Figuren oberhalb) dem Schneidklemmkontakt und dessen Klemmabschnitt ist ein Einführabschnitt vorgesehen, welcher demgegenüber eine größere Schlitzbreite, die in etwa der Breite, vorzugsweise mindestens, der Breite des Kabels einschließlich Isolierung (Ausdehnung des Querschnitts des Kabels quer zur Steckrichtung) entspricht. In den Einführabschnitt wird das Kabel während der Montage eingeführt, bevor das Kabel in den Klemmabschnitt gedrückt und dort festgelegt wird. Der Klemmabschnitt umfasst auch einen eventuell vorhandenen Übergangsbereich zwischen dem Einführabschnitt und dem Teil des Klemmabschnitts, in dem die Schlitzbreite kleiner als der Durchmesser des elektrischer Leiters ist, wobei sich in dem Übergangsabschnitt die Breite des Schlitzes stetig verringert.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird als Durchmesser D des Kabels die Ausdehnung des Querschnitts des Kabels in Steckrichtung definiert. Dies ist insbesondere für Kabelformen von Bedeutung, welche nicht kreisförmig, sondern zum Beispiel rechteckig oder quadratisch sind.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung besitzt eine in Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante und/oder Anlagefläche der durchgehenden Öffnung mindestens einen Abstand zu dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende des Klemmabschnitts des Schneidklemmkontakts, welcher größer als die Hälfte des Durchmessers des in dem Steckverbinder anzuordnenden Kabels (entspricht dem Radius des Kabels, wenn dieses einen kreisförmigen Querschnitt aufweist) ist. Hierdurch wird eine sichere Schneidklemmkontaktierung erreicht. In diesem Fall muss bei einem solchen Abstand, der zwischen 1/2 × D und D liegt, die Länge Lü des Übergangsbereichs des Klemmabschnitts gegenüber der Länge des Teils des Klemmabschnitts Lk, dessen Schlitzbreite kleiner als der Durchmesser des elektrischen Leiters ist, sehr klein (Lü <= 0,1 × Lk). Alternativ kann der Übergangsbereich nicht vorgesehen sein.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine entgegen der Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante und/oder Anlagefläche der durchgehenden Öffnung mit einem entgegen Steckrichtung gemessene Abstand zu dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende des Klemmabschnitts des Schneidklemmkontakts angeordnet, welcher größer als der Durchmesser des in dem Steckverbinder anzuordnenden Kabels ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass das Kabel bei der Montage des Steckverbinders ohne Winkel über dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende des Klemmabschnitts angeordnet werden kann. Dies bedeutet, dass das Kabel gerade und quer zur Steckrichtung in den Steckverbinder eingeführt werden kann. Dies vereinfacht die Montage des Steckverbinders erheblich.
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Besonders bevorzugt beträgt der entgegen Steckrichtung gemessene Abstand der entgegen der Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante und/oder Anlagefläche der durchgehenden Öffnung zu dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende des Klemmabschnitts des Schlitzes in diesem Fall höchstens (maximal) das 1,5-fache des Durchmessers des in dem Steckverbinder anzuordnenden Kabels. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein großer Teil der an dem Kabel entgegen der Steckrichtung wirkenden Zugkraft in das Gehäuse eingeleitet.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die entgegen der Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante und/oder Anlagefläche der durchgehenden Öffnung mit einem entgegen der Steckrichtung gemessenen Abstand zu dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende des Klemmabschnitts des Schneidklemmkontakts angeordnet, welcher kleiner als der Durchmesser des in dem Steckverbinder anzuordnenden Kabels ist. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass eine besonders effektive Zugentlastung entgegen der Steckrichtung gewährleistet ist. Weiter von Vorteil ist, dass die Bauhöhe des Gehäuses reduziert werden kann. Allerdings wird in diesem Fall die Montage des Steckverbinders erschwert, da das Kabel schräg in das Gehäuse des Steckverbinders und in den Einführabschnitt des Schlitzes eingeführt werden muss.
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Ein besonders bevorzugter Steckverbinder, bei dem eine besonders hohe Zugentlastung erfolgt, jedoch das Kabel schräg eingeführt werden muss, zeichnet sich dadurch aus, dass die entgegen der Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante und/oder Anlagefläche der durchgehenden Öffnung im Bereich des Klemmabschnitts des Schneidklemmkontakts, d. h. in den nachfolgend erläuterten Figuren unterhalb des entgegen der Steckrichtung angeordneten Endes des Klemmabschnitts, liegt, wenn die Öffnung und der Schneidklemmkontakt senkrecht (quer) zur Steckrichtung betrachtet werden. In diesem Fall besitzt die entgegen der Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante und/oder Anlagefläche einen in Steckrichtung messbaren Abstand zu dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende des Klemmabschnitts. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein solcher in Steckrichtung messbarer Abstand als negativer Abstand bei Messung entgegen der Steckrichtung definiert. Die Länge der durchgehenden Öffnung, d. h. der Abstand zwischen der Anlagekante und/oder Anlagefläche, die zur Zugentlastung in Steckrichtung dient, und der Anlagekante und/oder Anlagefläche, welche zur Zugentlastung entgegen der Steckrichtung dient, sollte in oder gegen Steckrichtung gemessen insgesamt jedoch mindestens (minimal) dem Durchmesser des in dem Steckverbinder anzuordnenden Kabels betragen, so dass das Kabel in die Öffnung eingeführt werden kann. Je weiter in Steckrichtung die Anlagekante und/oder Anlagefläche der durchgehenden Öffnung, welche als Zugentlastung entgegen der Steckrichtung wirkt, positioniert ist, desto größer wird die Zugentlastung auf das Kabel entgegen der Steckrichtung. Allerdings vergrößert sich der Winkel für die Positionierung des Kabels während des Montageprozesses.
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In einer bevorzugten Anwendungsform ist der Steckverbinder als Endsteckverbinder, zum Beispiel als Leiterplattenverbinder, ausgebildet. Besonders bevorzugt weist der Leiterplattenverbinder mindestens ein an dem in Steckrichtung liegende Ende des Steckverbinders angeordnetes Pressfitkontaktelement oder lötbares Element auf, welches vorzugsweise als Lötstift ausgebildet ist. Alternativ kann die Erfindung auch in einem Durchgangssteckverbinder eingesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Es zeigen schematisch:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer perspektivischen Ansicht von der Seite,
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2 das Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einer Ansicht von vorne, teilweise geschnitten,
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3 einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß 1 entlang der Linie A1 (siehe 2),
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4 einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß 1 entlang der Linie A (siehe 2) und
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5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer perspektivischen Ansicht von der Seite, teilweise geschnitten dargestellt.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders, welcher als Endsteckverbinder ausgestaltet ist. Der Steckverbinder weist ein Gehäuse 3 auf, an dessen Ende in Steckrichtung (siehe Pfeil 10) ein Steckbereich 7 angeordnet ist, mit welchem eine formschlüssige Verbindung mit einer entsprechenden Buchse (nicht dargestellt) hergestellt werden kann.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4 sind drei Kabel 6 mit kreisförmigem Querschnitt vorgesehen, wobei jedes Kabel in einem Schneidklemmkontakt angeordnet ist. Jeder Schneidklemmkontakt weist einen Klemmabschnitt 2b auf. In den Figuren oberhalb des Schneidklemmkontakts ist ein Einführabschnitt 2a vorgesehen.
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Zu jedem Schneidklemmkontakt weist das Gehäuse 3 eine durchgehende Öffnung 4 auf, welche seitlich am Gehäuse angeordnet und als Langloch ausgebildet ist. Die Achse des Langlochs verläuft parallel zur Steckrichtung.
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Zur Montage wird das Kabel 6 zunächst in den Einführabschnitt 2a eingeführt (siehe in 2 links dargestellter Schneidklemmkontakt) und anschließend in dem Klemmabschnitt 2b festgeklemmt (siehe in 2 mittig dargestellter Schneidklemmkontakt) wird. Entsprechend ist die Breite des Schlitzes im Einführabschnitt 2a größer als die Breite des Kabels 6 und die Breite des Schlitzes zwischen den Flanken des Klemmabschnitts 2b überwiegend kleiner als die Breite des innen liegenden elektrischen Leiters des Kabels 6. In dem Klemmabschnitt 2b ist die Isolierung des Kabels 6 durch die Flanken des Schneidklemmkontakts durchschnitten und eine elektrische Verbindung des elektrischen Leiters des Kabels 6 mit dem Schneidklemmkontakt hergestellt.
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Jede Öffnung 4 weist eine erste Anlagekante 5a auf, welche eine Zugkraft in das Gehäuse 3 einleitet, die entgegengesetzt zur Steckrichtung am Kabel 6 wirkt. Jede Öffnung 4 des Gehäuses 3 weist außerdem eine zweite Anlagekante 5b auf, welche eine Zugkraft aufnimmt, die in Steckrichtung am Kabel 6 wirkt. Im Fall einer dicken Gehäusewand wird die Zugkraft in oder gegen Steckrichtung auch auf eine entsprechende, sich an die erste oder zweite Anlagekante 5a, 5b anschließende Anlagefläche übertragen, wobei die Anlagefläche eine Innenfläche der durchgehenden Öffnung ausbildet.
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In dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die durchgehende Öffnung 4 derart gestaltet, dass die erste Anlagekante 5a mit einem Abstand Y von einem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende 9 (siehe 2 und 5) des Klemmabschnitts 2b angeordnet ist, wobei Y > D (D = Durchmesser des Kabels 6, siehe 2). Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einführung des Kabels 6 in den Schneidklemmkontakt bei der Montage besonders einfach, da das Kabel 6 gerade und quer zur Steckrichtung eingeführt werden kann (siehe 3).
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Die Öffnung 4 ist außerdem derart gestaltet, dass die zweite Anlagekante 5b mit einem Abstand X von dem entgegen der Steckrichtung liegenden Ende 9 des Klemmabschnitts 2b angeordnet ist, wobei X > D (siehe 4). Hierdurch wird eine zuverlässige Festlegung des Kabels 6 in dem Klemmabschnitt 2b des Schneidklemmkontakts erreicht. Vorzugsweise wird die zweite Anlagekante 5b so positioniert, dass X > 0,5 × D.
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Für die Zugentlastung entgegen Steckrichtung ist der Abstand Z (siehe 4) von Bedeutung. Abstand Z ergibt sich aus der Relation Z = X + Y – D. Je größer der Abstand Z wird, desto geringer wird die Zugentlastung für das Kabel 6 entgegen der Steckrichtung. Insbesondere sollte daher die Öffnung 4 derart ausgebildet sein, dass Y <= 1,5 × D ist. Für die Zugentlastung ist es von Vorteil, wenn der Abstand Z möglichst klein ist. Demgegenüber wird bei kleinem Abstand Z jedoch die Montage erschwert, da in dem Fall Y < D das Kabel 6 während der Montage schräg durch die durchgehende Öffnung 4 zum Einführabschnitt 2a eingeführt werden muss.
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In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die entgegen der Steckrichtung zur Zugentlastung dienende Anlagekante 5a der durchgehenden Öffnung 4 auch im Bereich des Klemmabschnitts 2b des Schneidklemmkontakts liegen, d. h. in den Figuren unterhalb des entgegen der Steckrichtung liegenden Endes 9 des Klemmabschnitts 2b. Entgegen der Steckrichtung gemessen hat der Abstand Y in diesem Fall einen negativen Wert. In diesem Fall (Y negativ) sollte die Relation X + Y nicht kleiner als D werden, da sonst die Einführung des Kabels in die Öffnung 4 nicht möglich oder erschwert ist.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steckverbinders dargestellt. Der Steckverbinder ist hier als Leiterplattenverbinder gestaltet und weist an seinem in Steckrichtung liegenden Ende zwei Pressfitkontaktelemente 8 auf.
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Die in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Steckverbinder weisen durch ihre an dem Schneidklemmkontakt im Gehäuse angeordneten durchgehenden Öffnungen eine Zugentlastung auf, welche zur Erhöhung der Ausreißkraft an einem in dem Schneidklemmkontakt angeordneten Kabel führt.
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Bezugszeichenliste
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- 2a
- Einführabschnitt des Schneidklemmkontakts
- 2b
- Klemmabschnitt des Schneidklemmkontakts
- 3
- Gehäuse
- 4
- durchgehende Öffnung
- 5a
- erste Anlagekante
- 5b
- zweite Anlagekante
- 6
- Kabel
- 7
- Steckbereich
- 8
- Pressfitkontaktelement
- 9
- Ende des Klemmabschnitts 2b, das entgegen Steckrichtung liegt
- 10
- Pfeil, welcher die Steckrichtung anzeigt
- D
- Durchmesser des Kabels 6
- X
- Abstand
- Y
- Abstand
- Z
- Abstand
