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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steckverbinderteil mit einem Kontaktelementträger und mit mehreren, in dem Kontaktelementträger mediendicht gehaltenen Kontaktelementen, die an ihrem einen Ende einen ersten Steckkontakt zum Kontaktieren mit einem komplementären, in einem Gegensteckverbinderteil gehaltenen Kontaktelement aufweisen und ihr anderer Endabschnitt als zweiter Steckkontakt ausgebildet ist, an dem ein komplementärer, mit einem Kabel verbundener Steckkontakt eines Kabelverbinders anschließbar ist, wobei der Kontaktelementträger durch einen in einem Hülsenkörper angeordneten Boden gebildet ist, aus dessen Kontaktelementaufnahmen die Kontaktelemente zumindest mit ihren zweiten Steckkontakten wenigstens mit einem zum Fügen derselben mit einem komplementären Steckkontakt eines Kabelverbinders ausreichenden Abschnitt hinausragend gehalten sind. Beschrieben ist des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines solchen elektrischen Steckverbinderteils.
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Elektrische Steckverbinderteile werden zum Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen beispielsweise einem Aggregat, einem Aktor oder dergleichen und einem daran anzuschließenden Anschlusskabel benötigt. Ein typisches Anbindungsgebiet derartiger Steckverbinderteile befindet sich im Automotive-Bereich. Jedes Kabelbaumende ist mit einem oder mehreren mehrpoligen Steckverbinderteilen ausgerüstet, damit ein elektrischer Anschluss an das zu kontaktierende Aggregat bei der Montage unter Gewährleistung einer dauerhaft sicheren elektrischen Verbindung mit entsprechenden Gegensteckverbinderteilen hergestellt werden kann. Bekannt sind derartige Steckverbinderteile beispielsweise aus
DE 30 23 232 A1 . Diese vorbekannten Steckverbinderteile verfügen über ein Stift- oder Buchsenteil als Kontaktelement, je nachdem ob das Kontaktelement einen Stiftkontakt oder einen Buchsenkontakt ist. Diese Kontaktelemente sind rotationssymmetrische Körper, die aufgrund der höheren möglichen Präzision durch spanende Bearbeitung, und zwar durch einen Drehprozess hergestellt werden.
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An seiner dem eigentlichen Steckkontakt gegenüberliegenden Ende verfügen die aus diesem Dokument vorbekannten Kontaktelemente über einen Zapfen, auf den ein hülsenförmiger Ansatz eines Kabelverbinders als Leiteranschlussteil aufgeschoben ist. Der Kabelverbinder ist ein Stanzbiegeteil, an welches das daran angeschlossene Kabel in einem nicht isolierten Abschnitt desselben durch Crimpen, typischerweise mit einem so genannten B-Crimp angeschlossen ist. Als vorteilhaft wird bei einer Ausgestaltung eines elektrischen Steckverbinderteils mit derartigen Kontaktelementen angesehen, dass die Kontaktelemente selbst mit höherer Präzision im Führungs- und Kontaktierungsbereich hergestellt werden können, wobei jedoch die kostengünstigen Kabelanschlussmöglichkeiten eines Stanzbiegeteils erhalten bleiben. Diese Kontaktelemente sind mit den auf die rückwärtigen Zapfen aufgesetzten Kabelverbindern in einer Nebeneinanderanordnung in eine Kontaktkammer eines Isolierkörpers eingesetzt. Diese Kontaktelemente werden seitlich in die jeweiligen Kontaktkammern und somit in einer quer zur Längserstreckung der Kontaktelemente verlaufenden Richtung eingeführt. Der Isolierkörper bildet das Gehäuse des Steckverbinderteils. Der rückwärtige Abschluss des Kontaktelementes ist mit dem daran angeschlossenen Kabelverbinder in dem Isolierkörper aufgenommen. Rückwärtig sind aus diesem die Kabel herausgeführt.
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Elektrische Steckverbinderteile werden auch zum Anschließen von Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen an die externe Steuerung und Stromversorgung der in einem solchen Getriebe enthaltenen elektrischen Aktoren und Sensoren eingesetzt. Typischerweise sind derartige Steckverbinderteile in der Getriebegehäusewandung festgesetzt. Von Besonderheit bei derartigen elektrischen Steckverbinderteilen ist, dass diese gegenüber dem im Getriebe befindlichen Getriebeöl als flüssiges Medium mediendicht sein müssen. Diesen Anforderungen genügen die aus
DE 30 23 232 A1 bekannten elektrischen Steckverbinderteile nicht. Zum Herstellen der erforderlichen Dichtigkeit werden bei elektrischen Steckverbinderteilen, die zum Kontaktieren von Automatikgetrieben bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, die Kontaktelemente in Kontaktelementträger mit einer der Anzahl der aufzunehmenden Kontaktelemente entsprechenden Anzahl an Kontaktelementaufnahmen eingepresst. Die Mantelfläche der Kontaktelemente trägt zu diesem Zweck umlaufenden Verklammerungsstrukturen nach Art von widerhakenförmigen Rippen. Der Kontaktelementträger eines solchen Steckverbinderteils ist aus Kunststoff hergestellt, dessen elastische Eigenschaften für den Einpressvorgang der Kontaktelemente und den gewünschten Presssitz genutzt werden. Jedes in einer solchen Kontaktelementaufnahme des Kontaktelementträgers eingepresstes Kontaktelement ist durch einen Presssitz darin gehalten. Ein solcher Presssitz gewährleistet die benötigte Mediendichtigkeit gegenüber dem im Getriebe befindlichen Getriebeöl.
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Bei derartigen Steckverbinderteilen sind die Kontaktelemente selbst Drehteile, an die ein Kabelverbinder, an den das Kabel typischerweise durch Crimpen angeschlossen ist, befestigt ist. Zum Herstellen eines solchen elektrischen Steckverbinderteils werden in einem ersten Schritt die Kontaktelemente mit den mit jeweils zumindest einem Kabel verbundenen Kabelverbindern verbunden, sodass an dem Ende eines jeden Kabels ein Kontaktelement angeschlossen ist. In einem nächsten Schritt werden von der Außenseite des Steckverbinderteils, also: von derjenigen Seite, an der ein komplementäres Steckverbinderteil angeschlossen wird, die Kabel durch die Kontaktelementaufnahmen des Kontaktelementträgers hindurchgefädelt, bis die Kabelkontakte in die Kontaktelementaufnahmen hineinragen. Zum anschließenden Einpressen der Kontaktelemente in die Kontaktelementaufnahmen des Kontaktelementrägers wird ein Einpresswerkzeug verwendet, mit dem die Kontaktelemente in ihre Einpressposition in das Kontaktelementträger eingepresst werden. Bekannt ist ein solches elektrisches Steckverbinderteil beispielsweise aus
EP 1 155 475 B1 .
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DE 10 2007 042 589 A1 offenbart eine Einrichtung zur kraftstoffdichten Durchführung von elektrischen Kontaktelementen durch eine Wandung. Bei dieser sind Kontaktelemente in einen Hülsenboden eingebracht. Zur Herstellung der Dichtigkeit wird ein Tannenbaumprofil genutzt.
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US 2017/0133811 A1 offenbart einen Stecker für ein Kamerasignal, in dessen Kontaktelementträger Kontaktelemente rückseitig eingebracht werden. Anzuschließende Kabel werden in Hülsen der Kontaktelemente verlötet.
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DE 197 10 428 A1 betrifft einen Steckverbinder. Bei diesem Stand der Technik weist das Kontaktelement einen konischen Bund mit einer Prägung auf. Diese liegt an der Innenwandung einer Kontaktelementaufnahme an.
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US 5,421,748 B offenbart eine Steckverbindung mit Steckerstiften, die abschnittsweise um ihren Umfang hervorstehende Rippen aufweisen, die an einem Abstützabschnitt angeordnet sind.
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DE 10 2013 220 284 A1 offenbart, dass zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem Steckerstift und einer Leitung ein Laserschweißverfahren eingesetzt werden kann.
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Auch wenn mit der vorbeschriebenen Technologie elektrische Steckverbinderteile beispielsweise für Getriebegehäusekontaktierungen mediendicht und den übrigen Anforderungen genügend hergestellt werden können, wird das Herstellungs- bzw. Montageverfahren als umständlich angesehen, auch vor dem Hintergrund, dass bei modernen Automatikgetrieben die Anzahl der zu kontaktierenden Leiter damit die Anzahl der zu montierenden Kontaktelemente sehr viel größer ist als bei den früheren, einfacher konzipierten Automatikgetrieben.
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Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Steckverbinderteil der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass der Herstellungs- bzw. Montageprozess der Einzelteile mit diesem zum Ausbilden des fertigen Steckverbinderteils auf einfachere Weise möglich ist, insbesondere ohne ein Durchfädeln des gesamten, an ein Kontaktelement angeschlossenen Kabels durch eine Kontaktelementaufnahme notwendig zu machen.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes elektrisches Steckverbinderteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Ein solches elektrisches Steckverbinderteil ermöglicht ein Herstellungs- bzw. Montageverfahren desselben mit folgenden Schritten,
- - in einem ersten vorbereitenden Schritt: Einpressen der Kontaktelemente in die Kontaktelementaufnahmen des Kontaktelementträgers,
- - in einem weiteren, vorbereitenden Schritt: Anschließen der zu den zweiten Steckkontakten komplementären Steckkontakte von Kabelverbindern an die Kabel,
- - nach den vorbereitenden Schritten: Verbinden der zu den zweiten Steckkontakten der Kontaktelemente komplementären Steckkontakte der Kabelverbinder mit den zweiten Steckkontakten und
- - anschließend stoffschlüssiges Fügen der beiden miteinander verbundenen Steckkontakte.
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In einem nachfolgenden Schritt kann der Raum in dem Kontaktelementträger, in den die Kontaktelementaufnahmen mit ihren zweiten Steckkontakten mit den Kabelverbindern gefügt sind, mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse verfüllt werden. Dieses verbessert die Isolierung zwischen den Kontaktstellen und kann, je nach Auslegung der Vergussmasse die Steifigkeit und Dichtigkeit des Systems verbessern. Als Vergussmassen kommen beispielsweise thermoplastische Heißschmelzen auf Polyamidbasis in Frage, ebenso wie Harze oder ein- oder zweikomponentige Massen aus Polyurethan und Epoxidharz sowie Silikonkautschuk oder andere Klebe- und Vergussmaterialien. Anstelle des Vorsehens einer Vergussmasse können die Kontaktstellen auch mit einem elektrischen Separator gegeneinander isoliert werden. Bei einem solchen Isolator handelt es sich typischerweise um ein Kunststoffteil. Dieses Kunststoffteil ist ein Bauteil mit Bohrungen zur Aufnahme der Kontaktstellen mit den Kabelverbindern. Dieser wird typischerweise nach der Kontaktierung und dem Fügen der Kabelverbinder mit den zweiten Steckkontakten der Kontaktelemente in den von dem elektrischen Steckverbinderteil bereitgestellten rückseitigen Raum eingeführt.
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Bei diesem elektrischen Steckverbinderteil ist der Kontaktelementträger durch einen in einer Hülse angeordneten Boden gebildet. In dem Boden sind die Kontaktelementaufnahmen beabstandet zueinander angeordnet. Von Besonderheit bei diesem Steckverbinderteil ist, dass die in dem Kontaktelementträger gehaltenen Kontaktelemente mit ihren zweiten Steckkontakten, also: mit denjenigen Steckkontakten, an denen ein Kabelverbinder anschließbar ist, von der Oberfläche des Bodens vorstehen und somit aus der jeweiligen Kontaktelementaufnahme hinausragen. Die zweiten Steckkontakte stehen entweder mit ihrer gesamten Länge oder mit einem Abschnitt über der Oberfläche des Bodens vor, der hinreichend groß ist, damit ein darauf mit einem komplementären Steckkontakt aufgesetzter Kabelverbinder mit dem zweiten Steckkontakt des Kontaktelementes stoffschlüssig gefügt werden kann. Dieses Vorstehen der zweiten Steckkontakte von der Oberfläche des Bodens erlaubt, dass die Kontaktelemente in den Kontaktelementträger des Steckverbinderteils mediendicht eingepresst werden können, und zwar im Unterschied zu der Vorgehensweise im Stand der Technik ohne daran befindliche Kabel. Die daran anzuschließenden Kabel werden bei dem mit diesem Steckverbinderteil möglichen Herstellungsverfahren erst an die Kontaktelemente angeschlossen, wenn diese in die Kontaktelementaufnahmen des Kontaktelementträgers eingepresst sind. Von Vorteil ist hierbei, dass die Kontaktelemente somit grundsätzlich, und zwar je nach Ausbildung der umfänglichen Verklammerungsstrukturen im Verankerungsabschnitt von beiden Seiten des Kontaktelementträgers in die Kontaktelementaufnahmen eingepresst werden können. Vorteilhaft ist bei diesem Konzept auch, dass ein solches, an einen Konfektionär geliefertes Steckverbinderteil ein Anschluss der elektrischen Kabel mit ihren Kabelverbindern in einem sehr viel höheren Maße flexibel bezüglich der Fertigung des gesamten Fahrzeugkabelbaums gehandhabt werden kann. Dieses eröffnet auch die Möglichkeit, dass die an die Kontaktelemente anzuschließenden Kabel nicht unbedingt in ein- und demselben Montageschritt an die jeweiligen Steckkontakte angeschlossen werden müssen, sondern diese an die Kontaktelemente angeschlossen werden, wenn das oder die jeweiligen Kabel in der Reihe der Gesamtfertigung benötigt bzw. angeschlossen werden sollen.
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Die stoffschlüssige Verbindung zwischen einem solchen Steckkontaktpaar, bestehend aus dem zweiten Steckkontakt des Kontaktelementes und einem daran angeschlossenen Steckkontakt des Kabelverbinders, wird mittels eines Lasers vorgenommen werden. Um eine bestimmungsgemäße stoffschlüssige Verbindung herzustellen, ist es nicht erforderlich, dass die miteinander zu fügenden Steckkontakte voll umfänglich miteinander gefügt werden. Eine stoffschlüssige Verbindung über ein gewisses Umfangswinkelsegment wird als ausreichend angesehen, beispielsweise nur 270 Grad oder weniger. Eine hinreichende stoffschlüssige Verbindung wird auch bereits erreicht, wenn sich die stoffschlüssige Verbindung etwa 90 Grad erstreckt. Durchaus möglich ist auch die Durchführung eines Schweißverfahrens, bei dem die stoffschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung gesehen in mehreren Winkelsegmenten vorgenommen wird. Vorteilhaft bei dem Einsatz eines Lasers zum Durchführen der Fügeverbindung ist, dass die Außenseite des außenliegenden Steckkontaktes nicht körperlich berührt werden muss und somit das Schweißen berührungslos erfolgt. Aus diesem Grunde braucht zwischen benachbarten Kontaktelementaufnahmen bzw. darin eingepressten Kontaktelementen und deren zweiten Steckkontakten kein übermäßig großer Abstand gehalten zu werden. Die Beabstandung der Kontaktelemente voneinander kann somit dem derzeit üblichen entsprechen. Zum Herstellen der gewünschten Fügeverbindung wird der Laserstrahl typischerweise winkelig auf die Außenseite des außenliegenden Steckkontaktes eines solchen Steckkontaktpaares gerichtet. Dieses ist bereits aus dem Grunde erforderlich, dass der Laserstrahl in die Hülse des Steckverbinderteils hineinzurichten ist. Eine solche winkelige Beaufschlagung der Fügepartner kann auch dann eingesetzt werden, wenn der Abstand von zwei benachbarten Steckkontaktpaaren gering ist. Von Vorteil des Fügens mittels Lasers mit einem Winkel, der kleiner als 45 Grad, etwa 20 bis 25 Grad sein kann, ist, dass die Gefahr eines Durchbrennens des außenliegenden Steckkontaktes vermieden ist, und zwar deshalb, da der Laserstrahl in einer Richtung auf das Material trifft, in dem dieses eine hinreichende Materialstärke aufweist, und zwar in Längserstreckung. Dieses stellt somit quasi eine Schweißmaterialvorgabe dar. Somit kann der außenliegende Steckkontakt, wenn es sich bei diesem um eine Steckbuchse oder Steckhülse handelt, auch mit einer relativ geringen Materialstärke hergestellt sein, ohne die Gefahr eines Durchbrennens beim Laserschweißen befürchten zu müssen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Steckkontakt des Kontaktelementes als Stiftkontakt und der komplementäre Steckkontakt des Kabelverbinders als Hülse ausgebildet ist. In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass der zweite Steckkontakt zum Verriegeln einer darauf aufgeschobenen Kontakthülse des Kabelverbinders, welche Kontakthülse mit einer Raste ausgerüstet ist, eine Rastvertiefung aufweist, beispielsweise ausgeführt als umlaufende Nut. Bei einer solchen Ausgestaltung des zweiten Steckkontaktes des Kontaktelementes und der komplementären Ausbildung des Steckkontaktes eines Kabelverbinders mit einer Raste wird eine definierte Montagestellung zwischen Kabelverbinder und Kontaktelement erreicht. Beim Montieren erhält ein Monteur beim Einschnappen der Raste in die Rastvertiefung eine haptische Rückmeldung, dass der Kabelverbinder mit dem daran angeschlossenen Kabel bestimmungsgemäß an einen im Kontaktelementträger gehaltenen Kontaktelement angeschlossen ist.
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Der Verankerungsabschnitt der Kontaktelemente trägt außenseitig Verklammerungsstrukturen, etwa umlaufende asymmetrische Rippen, mit denen eine Verklammerung mit der Innenwandung der Kontaktelementaufnahmen des Kontaktelementträgers nach Einpressen derselben erfolgt. Vorzugsweise verfügen die Kontaktelemente über zumindest einen Einpressanschlag, und zwar derjenigen Seite, von der ein Einpresswerkzeug zum Einpressen der Kontaktelemente in den Kontaktelementträger angesetzt wird. Durchaus möglich ist auch eine Ausgestaltung von Kontaktelementen, die zwei Einpressanschläge aufweisen, was sodann die Möglichkeit eröffnet, ein solches Kontaktelement von beiden Seiten in die Kontaktelementaufnahmen des Kontaktelementträgers einpressen zu können. Dieses kann mitunter für eine Montage hilfreich sein, auch in einer Ausgestaltung, bei der eine erste Gruppe von Kontaktelementen von der einen Seite und eine zweite Gruppe von Kontaktelementen von der gegenüberliegenden Seite in den Kontaktelementträger eingepresst werden. Dieses ist gerade bei einer größeren Anzahl an in einen Kontaktelementträger einzupressenden Kontaktelementen vor allem dann sinnvoll, wenn die Kontaktelemente nur mit relativ geringen Abstand zueinander angeordnet sind. Wenn die Verklammerungsstrukturen eine asymmetrische Querschnittsfläche aufweisen und somit in der einen Richtung nach Art von Widerhaken wirken, ist die Einpressrichtung bei der Ausrichtung der Asymmetrie der Verklammerungsstrukturen zu berücksichtigen. Ein solcher Einpressanschlag verläuft in einer Ebene quer zur Längsachse des Kontaktelementes. Der Einpressanschlag selbst kann nach Art eines Absatzes somit insgesamt in einer Ebene befindlich ausgeführt sein. Durchaus möglich ist auch die Ausbildung eines solchen Einpressanschlages mit einer Neigung, sodass ein solcher Anschlag eine kegelstumpfförmige Mantelfläche aufweist.
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Der Verankerungsabschnitt der Kontaktelemente befindet sich zwischen dem ersten Steckkontakt und dem zweiten Steckkontakt der Kontaktelemente. Der Durchmesser des Verankerungsabschnittes ist größer als derjenige der angrenzenden Steckkontakte. Durch das den Verankerungsabschnitt bildende Material erfolgt in Folge der massiven Ausbildung eines solchen Kontaktelementes eine Verteilung der durch den Fügeprozess in den zweiten Steckkontakt eingebrachten Wärme. Eine übermäßige Erwärmung des Verankerungsabschnittes und damit des daran angrenzenden Kunststoffmaterials des Kontaktelementträgers ist bei kurzzeitigen Fügeprozessen nicht zu befürchten. Auch um den Wärmeeintrag gering zu halten, wird ein Laserschweißen zum Fügen der miteinander verbundenen Steckkontakte als Vorteilhaft angesehen.
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Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine schematisierte perspektivische Ansicht eines nur zum Teil bestückten elektrischen Steckverbinderteils,
- 2: einen Querschnitt durch einen Teil des Steckverbinderteils der 1,
- 3: eine perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Kontaktelementes mit einem daran mittels eines Kabelverbinders anzuschließenden Kabel,
- 4: eine Ansicht eines Kontaktelementes in einer anderen Ausgestaltung für ein elektrisches Steckverbinderteil, wie in 1 gezeigt, und
- 5: eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelementes für ein elektrisches Steckverbinderteil, wie in 1 gezeigt, in noch einer anderen Ausgestaltung.
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Ein elektrisches Steckverbinderteil 1 ist zur Kontaktierung der in einem Automatikgetriebe eines Fahrzeuges enthaltenen Aktoren und Sensoren vorgesehen. Das in 1 gezeigte Steckverbinderteil ist ausgelegt, in nicht näher dargestellter Art und Weise an dem Gehäuse eines Getriebes festgelegt zu werden. Die Perspektive, mit der das Steckverbinderteil in 1 gezeigt ist, ist auf seine Rückseite - derjenigen Seite, an der die Kabel zugeführt sind - gerichtet. Ein komplementäres Gegensteckverbinderteil zum Kontaktieren des Steckverbinderteils 1 ist an die in 1 nicht erkennbare Unterseite anzuschließen. Das Steckverbinderteil 1 umfasst einen Hülsenkörper 2, an dessen Außenseite Führungs- bzw. Verriegelungsstrukturen zum Anschließen eines komplementären Steckverbinderteils vorhanden sind. Durch den Hülsenkörper 2 wird ein Hohlraum mit zylindrischer Mantelfläche eingefasst. An den Hülsenkörper 2 ist innenseitig ein Boden 3 angeformt, der den Hülsenkörper 2 in einen vorderen und einen hinteren Teil trennt. Der hintere Teil des Hülsenkörpers 2 ist in 1 erkennbar. Der Boden 3 bildet bei dem Steckverbinderteil 1 den Kontaktelementträger. In den Boden sind eine Mehrzahl an Kontaktelementaufnahmen 4 eingebracht. Diese durchgreifen den Boden 3 (siehe auch 2). Die Kontaktelementaufnahmen 4 dienen zur Aufnahme von jeweils einem Kontaktelement 5, welches jeweils mit einem Presssitz in dem Boden 3 gehalten ist. Dadurch wird die Mediendichtigkeit gegenüber dem im Inneren des Getriebes befindlichen Getriebeöl sichergestellt. Der Hülsenkörper 2 und der Boden 3 bilden somit einen Kontaktträger.
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In dem Boden 3 sind die Kontaktelemente 5 in jeweils einer Kontaktelementaufnahme 4 so gehalten, dass wie aus 2 ersichtlich, jedes Kontaktelement 5 mit einem rückwärtigen Endabschnitt aus der Kontaktelementaufnahme 4 herausragt. Die Kontaktelemente 5 umfassen einen ersten Steckkontakt 6, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 als Stiftkontakt ausgebildet ist. Der erste Steckkontakt ist derjenige eines Kontaktelementes 5, der mit dem komplementären Steckkontakt eines in einem Gegensteckverbinderteil enthaltenen Kontaktelementes zusammengeführt wird. Der andere Endabschnitt des Kontaktelementes 5 ist als zweiter Steckkontakt 7 ausgeführt und dient zum Anschließen eines hierzu komplementären Steckkontaktes eines Kabelverbinders 8. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der zweite Steckkontakt 7 ebenfalls als Kontaktstift ausgeführt. Demzufolge ist der hierzu komplementäre Steckkontakt des Kabelverbinders 8 eine Kontakthülse 9 (siehe auch 3). Zwischen dem ersten Steckkontakt 6 und dem zweiten Steckkontakt 7 des bzw. der Kontaktelemente 5 befindet sich ein Verankerungsabschnitt 10. Dieser ist im Durchmesser größer als der Durchmesser des Kontaktstiftes des ersten Steckkontaktes 6 sowie des Kontaktstiftes des zweiten Steckkontaktes 7. Das Kontaktelement 5 ist ein durch spanende Bearbeitung, und zwar durch Drehen hergestelltes massives Teil. Die äußere Mantelfläche 10.1 des Verankerungsabschnittes 10 trägt mehrere, umfänglich davon abragende Verklammerungsstrukturen 11, die als umlaufende asymmetrisch ausgeführte Rippen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel realisiert sind, wobei die stärker geneigte Seite in Einsteigrichtung weist. Die Asymmetrie der Verklammerungsstrukturen 11 dient dem Zweck, dass das Kontaktelement 5 in einer Richtung in eine Kontaktelementaufnahme 4 des durch den Boden 3 gebildeten Kontaktelementträgers eingepresst werden kann, jedoch in entgegengesetzter Richtung an einem Herausziehen durch die dann Widerhaken ähnlich wirkenden Verklammerungsstrukturen 11 gehindert ist. Durch den mit einem größeren Durchmesser ausgeführten Verankerungsabschnitt 10 ist jeweils ein Absatz 12, 13 zu den benachbarten Steckkontakten 6 bzw 7 gebildet. Bei dem in den 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Kontaktelemente 5 von der Vorderseite des Steckverbinderteils 1 in jeweils eine Kontaktelementaufnahme 4 des Bodens 3 eingepresst. Bei diesem Vorgang dient der Anschlag 12 als Einpressanschlag, an dem ein Einpresswerkzeug zum Einpressen eines Kontaktelementes 5 in eine Kontaktelementaufnahme 4 angreift. In einer Ausgestaltung, bei denen die Verklammerungsstrukturen gegensinnig zu der in 3 gezeigten Ausrichtung ausgeführt sind, ist das Kontaktelement mit seinem anderen Anschlag in eine Kontaktelementaufnahme einzusetzen.
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Bei dem Kabelverbinder 8 (siehe auch 3) handelt es sich um ein Stanzbiegeteil. Kabelverbinder 8 dieser Art sind hinlänglich bekannt. Der in den Figuren gezeigte Kabelverbinder 8 verfügt über eine durch zwei Arme gebildete Kabelschelle 14, an der das an den Kabelverbinder 8 angeschlossene Kabel 15 an der Außenseite seiner Isolierung zur Zugentlastung gehalten ist. Der Kabelverbinder 8 verfügt des Weiteren über einen Crimpabschnitt 16, mit dem, wie aus 3 ersichtlich, der elektrische Leiter des Kabels 15 in Form eines B-Crimp gehalten und angeschlossen ist. Angeformt an den Crimpabschnitt 16 ist die Kontakthülse 9, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Steckkontakt des Kabelverbinders 8 ist.
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Zum Herstellen des elektrischen Steckverbinderteils 1, bei dem der Übersicht halber in den durch den Boden 3 gebildeten Kontaktelementträger nur ein Kontaktelement 5 eingesetzt ist, werden in einem ersten vorbereitenden Schritt die Kontaktelemente 5 von der in 1 nicht erkennbaren Frontseite in die Kontaktelementaufnahmen 4 des als Kontaktelementträger dienenden Bodens 3 eingepresst. Dieses wird mit einem Einpresswerkzeug vorgenommen, mit dem mehrere oder auch alle Kontaktelemente 5 in einem einzigen Einpressvorgang in die Kontaktelementaufnahmen 4 eingedrückt werden. Der aus Kunststoff hergestellte Hülsenkörper 2 mit seinem Boden 3 erlaubt ein Einpressen der Verankerungsabschnitte 10 mit ihren Verklammerungsstrukturen 11. Diesbezüglich gibt das die Kontaktelementaufnahmen 4 einfassende Material etwas nach. Die anschließende Relaxation führt zu einem Presssitz an der Mantelfläche 10.1 des Verankerungsabschnittes 10. Der Durchmesser der Kontaktelementaufnahmen 4 vor Einpressen eines Kontaktelementes 5 ist etwas geringer als der Außendurchmesser des Verankerungsabschnittes 10 in einem zylindrischen Abschnitt in einem Bereich ohne Verklammerungsstruktur 11. Aufgrund der bereits in 2 beschriebenen Anordnung des Kontaktelementes 5 innerhalb des Hülsenkörpers 2 ragt der zweite Steckkontakt 7 jeweils aus der Kontaktelementaufnahme 4 hervor. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ragt zudem ein Abschnitt des Verankerungsabschnittes 10 aus den Kontaktelementaufnahmen 4 hervor. In jedem Fall ist der zweite Steckkontakt 7 von der Oberfläche 17 des Bodens 3 beabstandet und somit frei zugänglich. Die Oberfläche 17 des Bodens 3 ist, wie auch aus 1 erkennbar ist, im Bereich der Kontaktelementaufnahmenausgänge eben. Dieser vorbereitende Schritt wird typischerweise von dem Hersteller des elektrischen Steckverbinderteils vorgenommen, der sodann an einen Konfektionär das bereits mit den elektrischen Kontaktelementen bestückte Steckverbinderteil liefert. Es versteht sich, dass in jeder Kontaktelementaufnahme 4 ein Kontaktelement 5 eingepresst ist.
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In einem weiteren vorbereitenden Schritt werden die Kabelverbinder 8 an die anzuschließenden Kabel 15 angebracht. Die mit einem zu dem zweiten Steckkontakt 7 eines Kontaktelementes 5 komplementären Steckkontakt, hier: der Kontakthülse 9, ausgerüsteten Kabel 15 werden sodann auf den zweiten Steckkontakt 7 des dem jeweiligen Kabel 15 zugeordneten Kontaktelementes 5 aufgesetzt, wie in 3 durch den Blockpfeil angedeutet. In 3 ist dieser Montageschritt ohne den zugehörigen Hülsenkörper 2 gezeugt. Tatsächlich sitzt das in 3 gezeigte Kontaktelement 5 in einem Kontaktelementträger 4 des Bodens 3, wie in 2 gezeigt. Der in 2 gezeigte Schnitt durch das Steckverbinderteil 1 zeigt die auf den zweiten Steckkontakt 7 aufgesetzte Kontakthülse 9 des Kabelverbinders 8 mit dem daran angeschlossenen Kabel 15. Die zunächst nur zusammengesteckten Steckkontakte 7, 9 werden in einem nachfolgenden Schritt stoffschlüssig gefügt. Eingesetzt wird hierzu ein Laser, dessen Laserstrahl 18 in einem Winkel gegenüber der Längsachse des Kontaktelementes 5 auf die äußere Mantelfläche des außenliegenden Steckkontaktes, hier: der Kontakthülse 9 des Kabelverbinders 8, gerichtet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Laserstrahl 18 mit einem Winkel von etwa 20 Grad auf die Mantelfläche der Kontakthülse 9 des Kabelverbinders 8 gerichtet. Der Laserstrahl 8 wird über ein gewisses Umfangssegment geführt, damit sich die stoffschlüssige Verbindung ebenfalls über ein gewisses Umfangssegment erstreckt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ragt der Verankerungsabschnitt 10 mit einem Abschnitt aus der Kontaktelementaufnahme 4 heraus. Durch die Schweißung in den zweiten Steckkontakt 7 eingebrachte Wärme kann über die freiliegende Fläche abstrahlen, wodurch der Wärmeeintrag in den Boden 3 minimiert wird.
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Der von dem Hülsenkörper 2 eingefasste Hohlraum des hinteren Teils des Steckverbinderteils 1 wird, nachdem alle zweiten Steckkontakte der in den Kontaktelementaufnahmen 4 befindlichen Kontaktelemente 5 mit Kabelverbindern 8 kontaktiert und gefügt worden sind, mit einer Vergussmasse verfüllt. Die Vergussmasse hat elektrisch isolierende Eigenschaften und verbessert die elektrische Isolierung der benachbarten Kontaktstellen. Infolge dieser elektrischen Isolierung können grundsätzlich die Kontaktelementaufnahmen 4 einen geringeren Abstand zueinander aufweisen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Vergussmasse ein thermoplastisches Material auf Polyamidbasis ist. Hierdurch wird nicht nur eine elektrische Isolierung der benachbarten Kontaktstellen realisiert, sondern zugleich wird hierdurch das Steckverbinderteil 1 versteift. Bei Anwendung einer solchen Vergussmasse kann sodann der Hülsenkörper 2 in diesem Bereich einfacher bauend und mit weniger geometrischen Versteifungsstrukturen ausgeführt sein.
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4 zeigt ein weiteres Kontaktelement 5.1, welches prinzipiell aufgebaut ist wie das Kontaktelement 5 der vorangegangenen 1 bis 3. Das Kontaktelement 5.1 unterscheidet sich von dem Kontaktelement 5 durch die Ausbildung seines zweiten Steckkontaktes 7.1. Der zweite Steckkontakt 7.1 ist ebenfalls als Kontaktstift ausgeführt, weist jedoch im Unterschied zu dem zweiten Steckkontakt 7 des Kontaktelementes 5 eine umlaufende Nut 19 auf. Durch die Nut 19 ist ein Verriegelungskopf 20 gebildet. Durch den Verriegelungskopf 20 ist aus Richtung der Montagebewegung des dem Kabelverbinder zugehörigen Steckkontaktes ein Hinterschnitt gebildet, und zwar durch den Absatz 21. 4 zeigt das Kontaktelement 5.1 mit einem auf seinen zweiten Steckkontakt 7.1 aufgesetzten Kontakthülse 9.1 im Schnitt eines im Übrigen nicht näher dargestellten Kabelverbinders. Die Kontakthülse 9.1 verfügt über eine nach innen ausgestellte Raste 22, die in der in 4 gezeigten Stellung in die Nut 19 des Kontaktelementes 5 eingreift und durch Anschlagen der endseitigen Stirnfläche der Raste 22 an dem Absatz 21 gegenüber einem Abziehen gesichert ist. Die Raste 22 selbst ist elastisch deformierbar, und zwar so weit, dass diese beim Aufschieben der Kontakthülse 9.1 auf den zweiten Steckkontakt 7.1 über seinen Verriegelungskopf 20 hinwegbewegt werden kann. Durch eine solche Verriegelung eines Kabelverbinders mit dem daran angeschlossenen Kabel an einem Kontaktelement 5.1 ist eine definierte Montage gewährleistet. Der Kabelverbinder ist erst dann an dem Kontaktelement 5.1 bestimmungsgemäß angeschlossen, wenn die Raste 22 in die Nut 19 eingesprungen ist. Das Einspringen der Raste 22 kann als haptische Rückmeldung für einen den Montagevorgang vornehmenden Werker dienen. Die Stellung der in die Nut 19 eingesprungenen Raste 22 ermöglicht eine optische Kontrolle der auf die zweiten Steckkontakte 7.1 aufgesetzten Kontakthülsen 9.1 bezüglich ihrer bestimmungsgemäßen Montage. Ist die Raste 22 nicht in die Nut 19 eingesprungen, befindet sich diese im Bereich der übrigen Mantelfläche der Kontakthülse 9.1, was wiederum detektiert werden kann. Auf diese Weise kann vor dem Schritt des stoffschlüssigen Fügens eine Kontrolle vorgenommen werden, ob die Kontakthülsen 9.1 bestimmungsgemäß mechanisch an die in dem Kontaktelementträger gehaltenen Kontaktelemente 5.1 angeschlossen sind.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktelementes 5.2. Das Kontaktelement 5.2 unterscheidet sich von den vorbeschriebenen durch die Auslegung seines zweiten Steckkontaktes 7.2. Bei dem Kontaktelement 5.2 ist der zweite Steckkontakt 7.2 im Unterschied zu den vorbeschriebenen Ausgestaltungen nicht als Stiftkontakt, sondern als Buchsenkontakt ausgeführt. Entsprechend komplementär ist der dem Kabelverbinder zugeordneten Steckkontakt als Kontaktstift konzipiert, der zum Anschließen desselben an das Kontaktelement 5.2 in die Buchsenöffnung 23 eingeführt wird.
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Auch bei den Kontaktelementen 5.1 und 5.2 wird der zuvor erstellte mechanische Verbund zwischen dem jeweiligen zweiten Steckkontakt 7.1, 7.2 und dem Gegensteckkontakt des Kabelverbinders eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise Laserschweißen vorgenommen, und zwar ebenso, wie dieses zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 beschrieben ist.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müsste.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinderteil
- 2
- Hülsenkörper
- 3
- Boden
- 4
- Kontaktelementaufnahme
- 5, 5.1, 5.2
- Kontaktelement
- 6
- Erster Steckkontakt
- 7, 7.1, 7.2
- Zweiter Steckkontakt
- 8
- Kabelverbinder
- 9, 9.1
- Kontakthülse
- 10
- Verankerungsabschnitt
- 10.1
- Mantelfläche
- 11
- Verklammerungsstruktur
- 12
- Absatz
- 13
- Absatz
- 14
- Kabelschelle
- 15
- Kabel
- 16
- Crimpabschnitt
- 17
- Oberfläche
- 18
- Laserstrahl
- 19
- Nut
- 20
- Verriegelungskopf
- 21
- Absatz
- 22
- Raste
- 23
- Buchsenöffnung
