DE102019127439A1

DE102019127439A1 - Verbindungselementsystem

Info

Publication number: DE102019127439A1
Application number: DE102019127439.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Pfeiffer-Wagner; Philipp Friedl
Original assignee: Psz Electronic GmbH
Current assignee: Psz Electronic GmbH
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an den Verbindungsstecker angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern, umfassend zumindest eine Positionierungshilfe zum Positionieren des Leiterendes innerhalb eines ersten Gehäuses, wobei die Positionierungshilfe zumindest eine Druckfläche aufweist, mit welcher das Ende des elektrischen Leiters und/oder Verbindungssteckers bündig in die Steckhalterung zurückgeschoben ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselementsystem zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an dem Verbindungsstück angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern, eine Positionierungshilfe zum Positionieren zumindest eines elektrischen Leiters innerhalb eines Gehäuses sowie ein Verbindungselement zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an dem Verbindungsstück angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 10 und 11.,
Zum Beispiel kann es sich bei dem Verbindungselement um ein Einsteckelement eines Ladekabels oder eines sonstigen Kabels handeln, welches an eine Steckdose oder einen anderen elektrischen Leiter anzuschließen ist.
Das hier vorgeschlagene Verbindungselementsystem zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass es im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik nicht nur kostengünstig, sondern auch einfach herzustellen ist.
Das hier vorgeschlagene Verbindungselementsystem umfasst zumindest ein Verbindungssteckergehäuse, welches ein erstes Gehäuse aufweist, innerhalb welchem zumindest eine Steckerhalterung angeordnet oder durch das Gehäuse selbst ausgebildet ist, wobei das Verbindungssteckergehäuse ein zweites Gehäuse aufweist, welches entlang einer Einsteckrichtung dem ersten Gehäuse gegenüberliegt.
Vorzugsweise sind das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse miteinander permanent verbunden, sodass diese nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Verbindungssteckergehäuse um ein einstückig ausgeformtes Kunststoffteil, welches in seiner einstückigen Form das erste und das zweite Gehäuse ausbildet. Das Verbindungssteckergehäuse kann daher frei von Schrauben, Ösen, Unterbrechungen oder sonstigen zweiteiligen Ausformungen sein. Insbesondere kann es sich bei einem Verbindungssteckergehäuse um ein solches Gehäuse handeln, welches in einem einzigen Kunststoffformschritt hergestellt wurde.
Zudem umfasst das Verbindungssteckergehäuse einen elektrischen Leiter, der entlang der Einsteckrichtung durch das zweite Gehäuse hindurch in das erste Gehäuse geführt.
Dabei kann die Einsteckrichtung eine Symmetrieachse bilden, sodass das Verbindungssteckergehäuse zumindest teilweise rotationssymmetrisch um die Einsteckrichtung ausgeformt ist. Jedenfalls sind entlang der Einsteckrichtung das zweite Gehäuse und das erste Gehäuse hintereinander angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Leiterende des elektrischen Leiters in der Steckhalterung positioniert, sodass das Leiterende, vorzugsweise bündig, mit einem von außen, insbesondere freien, einsehbaren Ende der Steckhalterung abschließt.
Mit anderen Worten wird der elektrische Leiter von hinten, also über das zweite Gehäuse in das erste Gehäuse geführt, sodass nach diesem Schritt das in dem ersten Gehäuse positionierte Leiterende von außen kontaktierbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine ausgehärtete Klebemasse in das zweite Gehäuse eingeführt und dort auch ausgehärtet.
Insbesondere kann die ausgehärtete Klebemasse derart in dem zweiten Gehäuse angeordnet sein, dass der elektrische Leiter durch die Klebemasse in dem Gehäuse fest verankert ist, wobei das erste Gehäuse im Wesentlichen frei von der Klebemasse bleibt
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verbindungselementsystem zumindest eine Positionierungshilfe zum Positionieren des Leiterendes innerhalb des ersten Gehäuses, wobei die Positionierungshilfe zumindest eine Druckfläche aufweist, mit welcher das Ende des elektrischen Leiters und/oder Verbindungssteckers bündig in die Steckhalterung zurückgeschoben ist.
Vorzugsweist ist das erste Gehäuse im Wesentlichen frei von der Klebemasse bleibt. Vorzugsweise ist daher lediglich das zweite Gehäuse zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig mit der Klebemasse ausgefüllt.
Nach dem Aushärteschritt ist zumindest entlang der Einsteckrichtung das Ende des elektrischen Leiters fest positioniert und daher nicht mehr zerstörungsfrei von dem Verbindungssteckergehäuse lösbar.

Grundsätzlich kommen als Materialien für das Verbindungssteckergehäuse die folgenden nicht abschließend aufgezählten Materialien in Frage:

Werkstoffgruppe	Modifikation	SHORE D
ABS		75 - 93
	ABS + 30 M.-% GF	62-68
	ABS / TPE	46
	ABS / TPU	58-68
ASA		75
ETFE		60-78
EVA		17-45
PA 11	PA 11 + 23 M.-% GF	70
PA 12	PA 12 (normfeucht)	75 - 78
	PA 12 + 30 M.-% GF (normfeucht)	75
PA 612		73
PA 6	PA 6 (normfeucht)	52-77
	PA 6 + 30 M.-% GF	48 - 80
	PA 6 + 30 M.-% GF (trocken)	84
PA 66	PA 66 + 30 M.-% GF	77 - 82
	PA 66 + 30 M.-% GB	81
	PA 66 + 30 M.-% MX	75 - 82
PAEK		86-90
	PAEK + 30 M.-% GF	90
PBI		99
PBT		79 - 86
	PBT + 30 M.-% GF	53 - 85
	PBT + 30 M.-% GX	54
PC		51 - 85
	PC + 30 M.-% GF	65 - 72
	PC + 30 M.-% GX	70
PCTFE		76 - 80
PE-HD		56 - 69
PE-LD		39 - 83
PE-LLD		38-60
PE-MD		45 - 60
PE-UHMW		60 - 65
PEEK		83 - 88
PEI		88-90
PEK		87
	PEK + 30 M.-% GF	90
PET	PET + 30 M.-% GF	63 - 65
PMMA		52 - 85
	PMMA + 30 M.-% GF	55
POM		52 - 83
PP		59-77
	PP + 30 M.-% GF	62-80
	PP + 30 M.-% CD	74-75
	PP + 30 M.-% MF	60-74
	PP + 30 M.-% P	65
	PP + 30 M.-% CaCO₃	55-70
	PP / EPDM	40
PS		78 - 80
PTFE		50-90
PUR		20 - 84
PVC-U		74 - 94
	PVC-U / NBR	58-74
PVC-P		42-77
PVC-C		82
PVDF		46 - 79
SAN		45 - 85
SMMA		72 - 82
TPC		28 - 82
TPE		48 - 78
	TPE / PTFE	56
TPE-E	TPE-E + 30 M.-% GF	55
TPO		16-70
TPS		60
TPU	TPU + 30 M.-% GF	74-80
TPV		40-51

wobei gilt:

GF:

Glasfasern

GB:

Glaskugeln

MF:

Mineralfasern

MX:

nicht spezifizierte Mineralfüllung

GX:

nicht spezifizierte Glasfüllung

CD:

Kohlenstoffmehl

P:

nicht spezifiziertes Füllmehl

Auch kann das Verbindungssteckergehäuse mit den folgenden nicht abschließend aufgezählten und nicht abschließend aufgeführten 3D-Druckverfahren gefertigt sein.
Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling)
Alternativbezeichnungen: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)
Das Verfahren bezeichnet schichtweises Auftragen (Extrusion) eines Materials durch eine heiße Düse. Das Verbrauchsmaterial befindet sich in Form eines langen Drahts (sog. Filament) auf einer Rolle und wird durch die Fördereinheit in einen Druckkopf geschoben, dort eingeschmolzen und auf einem Druckbett ausgebracht. Druckkopf und/oder Druckbett sind dabei in 3 Richtungen beweglich. So können Kunststoffschichten schrittweise aufeinander aufgebracht werden.
Das SLS Verfahren (Selektives Lasersintern)
Im Unterschied zum Sinterverfahren, bei dem Stoffe in Pulverform unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden werden, geschieht dies beim SLS-Verfahren selektiv durch einen Laser (alternativ auch Elektronenstrahl oder Infrarotstrahl). Es wird also nur ein bestimmter Teil des Pulvers miteinander verschmolzen.
Dazu wird stets eine dünne Pulverschicht von der Beschichtungseinheit auf dem Druckbett ausgebracht. Der Laser (oder andere Energiequelle) wird nun punktgenau auf einzelne Stellen der Pulverschicht ausgerichtet, um die erste Schicht der Druckdaten auszubilden. Hierbei wird das Pulver an- oder aufgeschmolzen und verfestigt sich anschließend wieder durch geringfügiges Abkühlen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver bleibt um die gesinterten Bereiche herum liegen und dient als Stützmaterial. Nachdem eine Schicht verfestigt ist, senkt sich das Druckbett um den Bruchteil eines Millimeters ab. Die Beschichtungseinheit fährt nun über das Druckbett und bringt die nächste Pulverschicht aus. Anschließend wird die zweite Schicht der Druckdaten durch den Laser (oder eine andere Energiequelle) gesintert. So entsteht schichtweise ein dreidimensionales Objekt.
Three-Dimensional Printing (3DP)
Das 3DP-Verfahren funktioniert sehr ähnlich wie das selektive Lasersintern, doch anstelle einer gerichteten Energiequelle verfährt ein Druckkopf über das Pulver. Dieser gibt winzige Tröpfchen von Bindemittel auf die zugrunde liegenden Pulverschichten ab, die so miteinander verbunden werden. Ansonsten ist dieses Verfahren dem SLS-Verfahren gleich.
Stereolithographie (SLA)
Anstelle eines Kunststoffdrahts oder Druckmaterials in Pulverform kommen beim Stereolithographie-Verfahren flüssige Harze, sog. Photopolymere, zum Einsatz. Sie werden schichtweise durch UV-Strahlung verhärtet und erzeugen so dreidimensionale Objekte. Dafür wird die Bauplattform im Harzbecken schrittweise abgesenkt. Es gibt auch Varianten (sog. Polyjet-Verfahren) ohne ein ganzes Becken mit flüssigem Harz. Dafür wird ein Epoxydharz tröpfchenweise aus einer Düse aufgebracht und durch einen UV-Laser sofort ausgehärtet.
Laminated Object Manufacturing (LOM)
Alternativbezeichnung: Layer Laminated Manufacturing (LLM)
Das Verfahren basiert weder auf chemischen Reaktionen, noch auf einem thermischen Prozess. Es wird dabei mit einem trennenden Werkzeug (z.B. einem Messer oder Kohlendioxidlaser) eine Folie oder Platte (z.B. Papier) an der Kontur geschnitten und schichtweise aufeinander geklebt. So entsteht durch Absenken der Bauplattform ein Schichtobjekt aus geklebten, übereinanderliegenden Folien.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst Verbindungselementsystem zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an den Verbindungsstecker angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern, die folgenden Bauteile

- Zumindest ein Verbindungssteckergehäuses, welches ein erstes Gehäuse aufweist, innerhalb welchem zumindest eine Steckerhalterung angeordnet oder durch das Gehäuse selbst ausgebildet ist, wobei das Verbindungssteckergehäuse ein zweites Gehäuse aufweist, welches entlang einer Einsteckrichtung dem ersten Gehäuse gegenüberliegt, wobei
- ein elektrischer Leiter entlang der Einsteckrichtung durch das zweite Gehäuse hindurch in das erste Gehäuse geführt ist, und weiter wobei
- ein Leiterende des elektrischen Leiters in der Steckhalterung positioniert ist, sodass das Leiterende, vorzugsweise bündig, mit einem von außen, insbesondere frei, einsehbaren Ende der Steckhalterung abschließt,
- zumindest eine ausgehärtete Klebemasse, welche in das zweite Gehäuse eingeführt und dort auch ausgehärtet ist,
- wobei die ausgehärtete Klebemasse derart in dem zweiten Gehäuse angeordnet ist, dass der elektrische Leiter durch die Klebemasse in dem Gehäuse fest verankert ist, wobei das erste Gehäuse im Wesentlichen frei von der Klebemasse bleibt, und zudem umfassend zumindest eine Positionierungshilfe zum Positionieren des Leiterendes innerhalb des ersten Gehäuses, wobei die Positionierungshilfe zumindest eine Druckfläche aufweist, mit welcher das Ende des elektrischen Leiters und/oder Verbindungssteckers bündig in die Steckhalterung zurückgeschoben ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird vor dem Positionieren des Leiterendes in der Steckhalterung das Leiterende entisoliert, wobei auf einem dann frei gelegten Ende des Leiterendes ein Verbindungsstecker mit dessen Fixierbereich aufgeschoben ist.
Unter „entisoliert“ wird insbesondere, zumindest ein teilweises Entfernen der Kunststoffummantelung elektrischen Teilleitung, zum Beispiel einer Ader des elektrischen Leiters, verstanden. Beispielsweise kann die Entisolierungslänge 5mm, 7mm oder mehr mm umfassen.
Bei dem Verbindungsstecker kann es sich zunächst um jedwedes Steckelement handeln, welches zumindest einen Fixierbereich umfasst, sodass über den Fixierbereich der Verbindungsstecker mechanisch fest, vorzugsweise unlösbar, an dem Leiterende angeordnet werden kann. Unter einem Fixierbereich kann ein Bereich verstanden werden, welcher derart ausgebildet ist, dass das dann frei gelegte Leiterende, d. h. die Ader selbst, in den Fixierbereich hineingeschoben wird und der Fixierbereich daher eine Art Klemme ausbildet. Möglich ist jedoch auch, dass der Fixierbereich auch ein Bereich ist, an dem ein zusätzliches Haftungselement angebracht werden muss, um das freigelegte Ende des Leiterendes an dem Fixierbereich fixieren zu können. Vorzugsweise ist das freigelegte Ende des Leiterendes lösbar und insbesondere zerstörungsfrei von dem Fixierbereich wieder lösbar.
Denkbar ist jedoch auch eine unlösbare Verbindung. Hierzu kommt in Frage, dass das freigelegte Ende an dem Fixierbereich aufgelötet oder sonst wie mit einem Verbindungsverfahren verbunden wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Verbindungsstecker entlang der Einsteckrichtung bündig in die Steckhalterung eingefügt.
Ein Ende der Steckhalterung, welches das erste Gehäuse abschließt oder innerhalb des ersten Gehäuses angeordnet ist, ist daher in diesem Fall vorzugsweise längenmäßig abschließend mit dem Verbindungsstecker angeordnet. Durch diese bündige Anordnung wird insbesondere vermieden, dass das Leiterende, insbesondere der Verbindungsstecker nicht aus dem ersten Gehäuse herausragt. Vielmehr kann durch die bündige Anordnung erreicht sein, zumindest entlang der Einsteckrichtung, dass der Verbindungsstecker fest in dem ersten Gehäuse positioniert ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Verbindungsstecker entlang der Einsteckrichtung gesehen, einen Bodenbereich sowie zwei den Bodenbereich in der Querrichtung berandende Ösenbereiche auf, sodass ein zu einer Seite hin offener Kontaktbereich erzeugt ist, um den Verbindungsstecker an eine Stromquelle oder einen Verbraucher elektrisch leitend anzuschließen, wobei das Leiterende in dem Fixierbereich des Verbindungssteckers angebracht ist, sodass über den Verbindungsstecker eine elektrisch leitende Verbindung mit dem elektrischen Leiter und einer Stromquelle oder einem Verbraucher herstellbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Steckhalterung entlang der Einsteckrichtung gesehen zumindest eine Ausbuchtung in Richtung weg von der Einsteckrichtung auf, wobei der Verbindungsstecker derart in die Steckhalterung eingeführt ist, dass der zu einer Seite hin offene Kontaktbereich zu der Ausbuchtung hin zeigt, sodass die Ausbuchtung eine Positionierungsmarkierung für die Ausrichtung des Verbindungssteckers relativ zu dem Gehäuse, und insbesondere innerhalb des ersten Gehäuses, dient.
Diese Ausgestaltung vermeidet daher ein ungewolltes Verdrehen des Verbindungssteckers relativ zu dem Gehäuse, sodass der Verbindungsstecker stets korrekt innerhalb des Gehäuses positioniert ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird vor dem Einführen der flüssigen, zähflüssigen oder pastösen Klebemasse in das zweite Gehäuse, in das erste Gehäuse eine Positionierungshilfe, vorzugsweise lösbar, eingeführt und/oder zurückgedrängt, wobei die Positionierungshilfe derart ausgebildet ist, dass durch Einschieben der Positionierungshilfe in das erste Gehäuse der elektrische Leiter und/oder der Verbindungsstecker bündig in die Steckhalterung eingeführt wird, insbesondere sofern vor dem Einführen der Positionierungshilfe ein Ende des elektrischen Leiters, das heißt ein Leiterende und/oder der Verbindungsstecker aus der Steckhalterung herausgeragt hat. Insofern wird das Ende des elektrischen Leiters und/oder Verbindungssteckers wieder zurück in die Steckhalterung gedrängt, und zwar vorzugsweise allein durch Druckkraft der Positionierungshilfe.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Positionierungshilfe zumindest eine Druckfläche auf, mit welcher das Ende des elektrischen Leiters und/oder Verbindungsstecker bündig in die Steckhalterung zurückgeschoben wird und/oder dort positioniert wird. Zum Beispiel ist die Druckfläche als Ausnehmung oder als Hervorhebung (insbesondere zum Beispiel in Form einer Stufe) entlang einer ansonsten vorzugsweise flachen Basisfläche ausgebildet ist, sodass ein mechanischer Kontakt zwischen der Positionierungshilfe und dem Ende des elektrischen Leiters und/oder dem Verbindungsstecker vorzugsweise nur über die Druckfläche hergestellt wird.
Die Höhenerstreckung der Druckfläche (entweder als Ausnehmung oder aber als Hervorhebung) beträgt zumindest 1 mm bevorzugt mehr als 1,5mm, sodass ein Druckkontakt mit dem Verbindungsstecker besonders einfach und stabil hergestellt werden kann. Zur korrekten Orientierung der Positionierungshilfe innerhalb des ersten Gehäuses kann eine Außenmarkierung an der Positionierungshilfe und eine weitere Markierung, zum Beispiel in Form eines Gehäusezahns, an dem ersten Gehäuse dienen.
Zum Beispiel handelt es sich bei der Positionierungshilfe um ein scheibenförmig flach ausgebildetes, vorzugsweise in einer Draufansicht rundliches Teil, welches von oben oder von der Seite her gesehen auf zumindest einer Seite eine Ausnehmung oder eine Hervorhebung als die obig beanspruchte Druckfläche aufweist. Zum Beispiel ist die Positionierungshilfe aus einem Hartgummi oder einem Metall, insbesondere in einstückiger Art und Weise gefertigt. Denkbar ist jedoch auch, dass zumindest eine Druckfläche von der ansonsten flachen Basisfläche entfernbar ist. Dies ist insbesondere dann vorstellbar, wenn diese Druckfläche in Form der Hervorhebung ausgeführt ist. Die Hervorhebung kann in zumindest einer Ausführungsform als Stufe in der Basisfläche ausgebildet sein. Vorstellbaren Querschnittsfläche der Druckfläche in einer Draufansicht aus der Einsteckrichtung sind rechteckförmige, runde oder elliptische Flächen. Jedenfalls ist die Druckfläche durch die Positionierungshilfe selbst gebildet.
Denkbar ist zudem, dass die Positionierungshilfe mit einem Zylindersegmentbasisblock gebildet ist, auf welchen, vorzugsweise lösbar, ein kreisförmiges Scheibenelement aufgebracht, wobei dann dieses Scheibenelement die Ausnehmung oder Hervorhebung, also die zumindest eine Druckfläche, ausbildet und aufweist. Je nach Bedarf kann daher dieses Scheibenelement für verschiede innere Querschnitte und Positionierungen der Steckkontakte in dem ersten Gehäuse verwendet werden. In diesem Fall ist die Positionierungshilfe nicht einstückig ausgebildet. Vorzugsweise weist das Scheibenelement jedoch eine einstückige Ausformung auf. Weiter vorzugsweise ist ein Shore D Härtegrad größer als ein Shore D Härtegrad des Zylindersegmentbasisblocks. Ist das Scheibenelement auf dem Zylindersegmentbasisblock angeordnet ergibt sich vorzugsweise wiederrum der obig bereits angesprochene Zylinder.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Druckfläche versetzt zu Symmetrieachse der Positionierungshilfe angeordnet.
Die Positionierungshilfe kann presspassend, jedoch lösbar in das erste Gehäuse eingeführt, vorzugsweise eingepresst werden. Einmal in das erste Gehäuse eingepresst ist die Positionierungshilfe selbsthaltend in dem ersten Gehäuse angebracht. Hierzu weist die Positionierungshilfe vorzugsweise den gleichen Querschnitt auf wie das erste Gehäuse. Ist das erste Gehäuse Zylindermantelförmig ausgebildet, so weist die Positionierungshilfe zumindest ebenso einen runden Querschnitt auf, vorzugsweise mit einer entlang der Einsteckrichtung im Vergleich zur Druckfläche relevanten Längserstreckung (der Zylindermantelhöhe). Beispielsweise ist die Positionierungshilfe zylindermantelförmig ausgebildet.
Die obig genannte Basisfläche ist bevorzugt eine der Zylinderdeckflächen. Zum Beispiel bildet zumindest eine der Steckhalterungen einen inneren Anschlag für die Positionierungshilfe aus. Ist diese daher bis zu diesem inneren Gehäuseanschlag des ersten Gehäuses, ragt die Positionierungshilfe noch aus dem ersten Gehäuse hervor. Dies ist deshalb vorteilhaft, da dann die Positionierungshilfe wieder händisch und werkzeugfrei gegriffen werden kann, um die Positionierungshilfe wieder aus dem ersten Gehäuse entfernen zu können.
Zum Beispiel handelt es sich bei der Positionierungshilfe um ein scheibenförmig flach ausgebildetes, vorzugsweise rundliches Teil, welches von oben gesehen auf zumindest einer Seite eine Ausnehmung oder eine Hervorhebung als die obig beanspruchte Druckfläche aufweist. Zum Beispiel ist die Positionierungshilfe aus einem Hartgummi oder einem Metall, insbesondere in einstückiger Art und Weise gefertigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bleibt während des Einführens einer flüssigen, zähflüssigen oder pastösen Klebemasse in das zweite Gehäuse die Positionierungshilfe in dem ersten Gehäuse positioniert, und wird erst nach dem zumindest teilweisen Aushärten der Klebemasse von dem (ersten) Gehäuse, insbesondere zerstörungsfrei von dem ersten Gehäuse wieder entfernt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem elektrischen Leiter um einen mehradrigen elektrischen Leiter, wobei jedes Ende einer Ader des elektrischen Leiters mit dem Verbindungsstecker versehen wird, und für jede Ader eine separate Steckhalterung in dem Gehäuse ausgebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist um eine Symmetrieachse des Gehäuses aus Richtung der Einsteckrichtung gesehen, die zumindest zwei, vorzugsweise drei Steckhalterungen in Umfangsrichtung, vorzugsweise äquidistant zueinander angeordnet.
Zum Beispiel sind von der Symmetrieachse aus gesehen, die Steckhalterungen in einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Positionierungshilfe zum Positionieren zumindest eines elektrischen Leiters innerhalb eines Gehäuses, insbesondere innerhalb eines Kunststoffgehäuses, umfassend zumindest eine Druckfläche, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist ein Ende eines elektrischen Leiters und/oder Verbindungssteckers bündig in eine Steckhalterung innerhalb des Gehäuses zurückzuschieben, wobei die Druckfläche als Ausnehmung oder als Hervorhebung in entlang einer ansonsten flachen Basisfläche ausgebildet ist, sodass ein mechanischer Kontakt zwischen der Positionierungshilfe und dem Ende des elektrischen Leiters und/oder dem Verbindungsstecker, vorzugsweise nur, über die Druckfläche herstellbar ist.
Zum Beispiel handelt es sich bei der Positionierungshilfe um ein scheibenförmig flach ausgebildetes, vorzugsweise in einer Draufansicht rundliches Teil, welches von oben oder von der Seite her gesehen auf zumindest einer Seite eine Ausnehmung oder eine Hervorhebung als die obig beanspruchte Druckfläche aufweist. Zum Beispiel ist die Positionierungshilfe aus einem Hartgummi oder einem Metall, insbesondere in einstückiger Art und Weise gefertigt. Denkbar ist jedoch auch, dass zumindest eine Druckfläche von der ansonsten flachen Basisfläche entfernbar ist. Dies ist insbesondere dann vorstellbar, wenn diese Druckfläche in Form der Hervorhebung ausgeführt ist. Die Hervorhebung kann in zumindest einer Ausführungsform als Stufe in der Basisfläche ausgebildet sein. Vorstellbaren Querschnittsfläche der Druckfläche in einer Draufansicht aus der Einsteckrichtung sind rechteckförmige, runde oder elliptische Flächen. Jedenfalls ist die Druckfläche durch die Positionierungshilfe selbst gebildet.
Denkbar ist zudem, dass die Positionierungshilfe mit einem Zylindersegmentbasisblock gebildet ist, auf welchen, vorzugsweise lösbar, ein kreisförmiges Scheibenelement aufgebracht, wobei dann dieses Scheibenelement die Ausnehmung oder Hervorhebung, also die zumindest eine Druckfläche, ausbildet und aufweist. Je nach Bedarf kann daher dieses Scheibenelement für verschiede innere Querschnitte und Positionierungen der Steckkontakte in dem ersten Gehäuse verwendet werden. In diesem Fall ist die Positionierungshilfe nicht einstückig ausgebildet. Vorzugsweise weist das Scheibenelement jedoch eine einstückige Ausformung auf. Weiter vorzugsweise ist ein Shore D Härtegrad größer als ein Shore D Härtegrad des Zylindersegmentbasisblocks. Ist das Scheibenelement auf dem Zylindersegmentbasisblock angeordnet ergibt sich vorzugsweise wiederrum der obig bereits angesprochene Zylinder.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Druckfläche versetzt zu Symmetrieachse der Positionierungshilfe angeordnet.
Die Positionierungshilfe kann presspassend, jedoch lösbar in das erste Gehäuse eingeführt, vorzugsweise eingepresst werden. Einmal in das erste Gehäuse eingepresst ist die Positionierungshilfe selbsthaltend in dem ersten Gehäuse angebracht. Hierzu weist die Positionierungshilfe vorzugsweise den gleichen Querschnitt auf wie das erste Gehäuse. Ist das erste Gehäuse Zylindermantelförmig ausgebildet, so weist die Positionierungshilfe zumindest ebenso einen runden Querschnitt auf, vorzugsweise mit einer entlang der Einsteckrichtung im Vergleich zur Druckfläche relevanten Längserstreckung (der Zylindermantelhöhe). Beispielsweise ist die Positionierungshilfe zylindermantelförmig ausgebildet.
Die obig genannte Basisfläche ist bevorzugt eine der Zylinderdeckflächen. Zum Beispiel bildet zumindest eine der Steckhalterungen einen inneren Anschlag für die Positionierungshilfe aus. Ist diese daher bis zu diesem inneren Gehäuseanschlag des ersten Gehäuses, ragt die Positionierungshilfe noch aus dem ersten Gehäuse hervor. Dies ist deshalb vorteilhaft, da dann die Positionierungshilfe wieder händisch und werkzeugfrei gegriffen werden kann, um die Positionierungshilfe wieder aus dem ersten Gehäuse entfernen zu können.
Zum Beispiel handelt es sich bei der Positionierungshilfe um ein scheibenförmig flach ausgebildetes, vorzugsweise rundliches Teil, welches von oben gesehen auf zumindest einer Seite eine Ausnehmung oder eine Hervorhebung als die obig beanspruchte Druckfläche aufweist. Zum Beispiel ist die Positionierungshilfe aus einem Hartgummi oder einem Metall, insbesondere in einstückiger Art und Weise gefertigt.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbindungselement zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an den Verbindungsstecker angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern, wobei das Verbindungselement zumindest ein Verbindungssteckergehäuses, welches ein erstes Gehäuse aufweist, innerhalb welchem zumindest eine Steckerhalterung angeordnet oder durch das Gehäuse selbst ausgebildet ist, wobei das Verbindungssteckergehäuse ein zweites Gehäuse aufweist, welches entlang einer Einsteckrichtung dem ersten Gehäuse gegenüberliegt, wobei ein elektrischer Leiter entlang der Einsteckrichtung durch das zweite Gehäuse hindurch in das erste Gehäuse geführt ist, und weiter wobei ein Leiterende des elektrischen Leiters in der Steckhalterung positioniert ist, sodass das Leiterende, vorzugsweise bündig, mit einem von außen, insbesondere frei, einsehbaren Ende der Steckhalterung abschließt, zumindest eine ausgehärtete Klebemasse, welche in das zweite Gehäuse eingeführt und dort auch ausgehärtet ist, wobei die ausgehärtete Klebemasse derart in dem zweiten Gehäuse angeordnet ist, dass der elektrische Leiter durch die Klebemasse in dem Gehäuse fest verankert ist, wobei das erste Gehäuse im Wesentlichen frei von der Klebemasse bleibt.
Alles für das hier beschriebene Verbindungselementsystem offenbarten Merkmale sind auch für das Verbindungselement offenbart und umgekehrt.
Im Folgenden wird die hier beschriebene Erfindung anhand mehrerer Figuren beschrieben.
Insbesondere ist den 1A bis 1H ein, wie obig dargestelltes, Fertigungsverfahren zur Herstellung eines Verbindungselementes gezeigt.
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn manche Elemente übertrieben groß dargestellt sein mögen.
Aus der 1A kann in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verbindungssteckergehäuses 10 erkannt werden, wobei das Verbindungssteckergehäuses 10 ein erste Gehäuse 10A (verdeckt) und ein zweites Gehäuse 10B aufweist, wobei innerhalb des ersten Gehäuses 10A die Steckerhalterungen 10AA angeordnet sind. Ein elektrischer Leiter 20 ist durch das zweite Gehäuse 10B hindurch entlang einer Einsteckrichtung E1 in das erste Gehäuse 10A geführt. Zudem ist eine Orientierungshilfe 70 erkennbar, welche in Form eines äußeren haptisch wahrnehmbaren Gehäusezahns 71 dargestellt ist. Auch ist ein zweiter Gehäusezahn 72 gezeigt, wobei sich beide Gehäusezähne gegenüberliegen. Dies erleichtert die Identifikation und Positionierung der einzelnen Adern innerhalb des Gehäuses 10.
Wie zudem aus der 1A erkannt werden kann, weist das Verbindungssteckergehäuse 10 innerhalb einer Trennwand 80 zwischen den beiden Gehäusen 10A und 10B drei um die Einsteckrichtung E1 radial gleichmäßig herum verteilte beabstandete Öffnungen 91 auf, durch welche hindurch, wie in der 1B gezeigt, einzelne Adern eines elektrischen Leiters 20 hindurchgeführt werden.
Erkannt werden kann nämlich, dass der elektrische Leiter 20 entlang der Einsteckrichtung E1 durch das zweite Gehäuse 10B hindurch in das erste Gehäuse 10A (rückseitig gezeigt und aus den 1A und 1B nicht erkennbar) geführt wird, wobei wie aus der 1C erkannt werden kann, ein Leiterende 20A des elektrischen Leiters 20 in der Steckhalterung in jeweils drei, für die jeweiligen Adern 20A bis 20C des elektrischen Leiters 20 vorgesehene Steckhalterungen 10AA positioniert wird, sodass jede der Leiterenden 21A der einzelnen Adern vorzugsweise bündig (in der 1C nicht bündig gezeigt, hier müssen die einzelnen Leiterenden in das erste Gehäuse 10A noch zurück gedrängt werden) mit einem von außen, insbesondere frei einsehbaren Ende der Steckhalterung 10AA abschließt (s. hierzu 1E).
In der 1F ist eine in dieser Erfindung gezeigte, nicht zwingend, jedoch vorteilhaft erdachte Positionierungshilfe 50 erkennbar.
Insbesondere kann nämlich aus den 1 erkannt werden, dass vor dem Positionieren des Leiterendes in der Steckhalterung das Leiterende 20A bzw., die einzelnen Adern entisoliert werden, wobei auf einem dann freigelegten Ende 200A jedes Leiterende 20A jeder Ader jeweils ein Verbindungsstecker 30 mit dessen Fixierbereich F10 aufgeschoben wird.
Wie der 1E entnommen wird, wird daher der Verbindungsstecker 30 entlang der Einsteckrichtung E1 bündig in jede der Steckhalterungen 10AA eingeführt.
Der 1E ist des Weiteren entnehmbar, dass jeder der Verbindungsstecker 30 entlang der Einsteckrichtung E1 einen Bodenbereich E10 sowie zwei dem Bodenbereich E10 in der Querrichtung Q1 berandende Ösenbereiche E11 aufweist, sodass ein zu einer Seite hin offener Kontaktbereich K10 erzeugt ist, um den Verbindungsstecker 30 an eine Stromquelle oder einen Verbraucher elektrisch leitend anzuschließen, wobei das jeweilige Leiterende 20A in den Fixierbereich F10 des Verbindungssteckers angebracht ist, sodass über den Verbindungsstecker 30 eine elektrisch leitende Verbindung mit dem elektrischen Leiter 20 und einer Stromquelle oder einem Verbraucher herstellbar ist.
Zur korrekten Orientierung ist aus der 1E weiterhin erkennbar, dass die jeweiligen Steckhalterung 10AA entlang der Einsteckrichtung E1 gesehen, zumindest eine Ausbuchtung A10 in Richtung weg von der Einsteckrichtung E1 aufweist, wobei der Verbindungsstecker 30 derart in die jeweiligen Steckhalterungen 10AA eingeführt wird, dass der zu einer Seite hin offene Kontaktbereich K10 zu der Ausbuchtung A10 hin zeigt, sodass die Ausbuchtung A10 eine Positionierungsmarkierung für die Ausrichtung des Verbindungssteckers 30 relativ zu dem Gehäuse 10A ist.
Die Positionierungshilfe 50 weist jeweils 3 Druckflächen 50A auf, mit welcher die einzelnen Enden der elektrisch leitfähigen Adern des elektrischen Leiters 20 mit Druck beaufschlagt werden, sodass die Positionierungshilfe 50 als eine Art lösbarer Kappenverschluss in das erste Gehäuse 10A eingeführt und dort eingesteckt wird. Automatisch sind daher die einzelnen Enden der einzelnen Adern korrekt in den drei Steckhalterungen 10AA positioniert.
In der 1G ist das Verbindungselementsystem 1000 in einer Seitenansicht gezeigt. Es wird abgebildet wie zumindest teilweise die Positionierungshilfe 50 in das erste Gehäuse 10A eingedrückt wird, um den bündigen Abschluss, wie obig dargestellt, herzustellen.
In der 1H ist gezeigt, wie in einem weiteren Schritt ein Aushärten der Klebemasse 3 gezeigt ist, sodass der elektrische Leiter 20 durch die Klebemasse 3 in dem Gehäuse 10A und ebenso auch in dem Gehäuse 10B verankert ist, wobei das erste Gehäuse 10A im Wesentlichen frei von der Klebemasse bleibt. „Im Wesentlichen“ heißt in diesem Zusammenhang, dass ein Volumen des ersten Gehäuses mit weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% mit der Klebemasse belegt ist, sodass die Klebemasse sich vorzugsweise im Wesentlichen nur in dem zweiten Gehäuse aufhält und nicht durch Öffnungen in der Trennwand in das erste Gehäuse hindurch fließen kann.
In der 1I ist die Positionierungshilfe 50 wieder entfernt, sodass die dort gezeigten freien elektrischen Adern des elektrischen Leiters 20 zusammen mit dem Verbindungsgehäuse mit einem Kunststoffverguss zumindest teilweise umgossen werden, sodass ein dann fertiges Verbindungselement 1 entsteht, bei dem das Verbindungssteckergehäuse 10 vollständig, vorzugsweise formschlüssig nach außen hin abgedichtet ist und somit über das zweite Gehäuse 10B keine Flüssigkeit zu der Klebemasse 3 gelangen kann.
Die Erfindung ist nicht anhand des Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern umfasst vielmehr jede Merkmalskombination, wenn auch entsprechende Merkmalskombinationen nicht explizit unmittelbar der Beschreibung zu entnehmen sind.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungselement
1000: Verbindungselementsystem
3: Klebemasse
10: Verbindungssteckergehäuse
10A: erstes Gehäuse
10B: zweites Gehäuse
10AA: Steckerhalterung
20: elektrischer Leiter
20A: Leiterende
21A: Leiterende
200A: frei gelegtes Ende
30: Verbindungsstecker
50: Positionierungshilfe
50A: Druckfläche
50B: Basisfläche
70: Orientierungshilfe
71: erster Gehäusezahn
72: zweiter Gehäusezahn
80: Trennwand
91: Öffnung
E1: Einsteckrichtung
E10: Bodenbereich
E11: Ösenbereich
F10: Fixierbereich
K10: Kontaktbereich
Q1: Querrichtung
A10: Ausbuchtung

Claims

Verbindungselementsystem (1000) zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an den Verbindungsstecker angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern, gekennzeichnet durch die folgenden Bauteile - Zumindest ein Verbindungssteckergehäuses (10), welches ein erstes Gehäuse (10A) aufweist, innerhalb welchem zumindest eine Steckerhalterung (10AA) angeordnet oder durch das Gehäuse (10A) selbst ausgebildet ist, wobei das Verbindungssteckergehäuse (10) ein zweites Gehäuse (10B) aufweist, welches entlang einer Einsteckrichtung (E1) dem ersten Gehäuse (10A) gegenüberliegt, wobei - ein elektrischer Leiter (20) entlang der Einsteckrichtung (E1) durch das zweite Gehäuse (10B) hindurch in das erste Gehäuse (10A) geführt ist, und weiter wobei - ein Leiterende (20A) des elektrischen Leiters (20) in der Steckhalterung (10AA) positioniert ist, sodass das Leiterende (20A), vorzugsweise bündig, mit einem von außen, insbesondere frei, einsehbaren Ende der Steckhalterung (10AA) abschließt, - zumindest eine ausgehärtete Klebemasse (3), welche in das zweite Gehäuse (10B) eingeführt und dort auch ausgehärtet ist, - wobei die ausgehärtete Klebemasse derart in dem zweiten Gehäuse (10B) angeordnet ist, dass der elektrische Leiter (20) durch die Klebemasse (3) in dem Gehäuse (10B) fest verankert ist, wobei das erste Gehäuse (10A) im Wesentlichen frei von der Klebemasse (3) bleibt, und zudem umfassend zumindest eine Positionierungshilfe (50) zum Positionieren des Leiterendes (20A) innerhalb des ersten Gehäuses (10A), wobei die Positionierungshilfe zumindest eine Druckfläche aufweist, mit welcher das Ende des elektrischen Leiters (20A) und/oder Verbindungssteckers (30) bündig in die Steckhalterung (10AA) zurückgeschoben ist.
Verbindungselementsystem (1000) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterende (20A) in der Steckerhalterung (10AA), entisoliert ist, wobei auf einem dann frei gelegten Ende (200A) des Leiterendes (20A) ein Verbindungsstecker (30) mit dessen Fixierbereich (F10) aufgeschoben ist.
Verbindungselementsystem (1000) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (30) entlang der Einsteckrichtung (E1) bündig in die Steckhalterung (10AA) eingefügt ist.
Verbindungselementsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsstecker (30) entlang der Einsteckrichtung (E1) gesehen, einen Bodenbereich (E10), sowie zwei, den Bodenbereich (E10) in einer Querrichtung (Q1) berandende Ösenbereiche (E11) aufweist, sodass ein zu einer Seite hin offener Kontaktbereich (K10) erzeugt ist, um den Verbindungsstecker (30) an eine Stromquelle oder einen Verbraucher elektrisch leitend anzuschließen, wobei das Leiterende (20A) in den Fixierbereich (F10) des Verbindungssteckers (30) angebracht ist, sodass über den Verbindungsstecker (30) eine elektrisch leitende Verbindung mit dem elektrischen Leiter (20) und einer Stromquelle oder einem Verbraucher herstellbar ist.
Verbindungselementsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckhalterung (10AA) entlang der Einsteckrichtung (E1) gesehen, zumindest eine Ausbuchtung (A10) in Richtung weg von der Einsteckrichtung (E1) aufweist, wobei der Verbindungsstecker (30) derart in die Steckhalterung (10AA) eingeführt ist, dass der zu einer Seite hin offene Kontaktbereich (K10) zu der Ausbuchtung (A10) hin zeigt, sodass die Ausbuchtung (A10) eine Positionierungsmarkierung für die Ausrichtung des Verbindungssteckers (30) relativ zu dem Gehäuse (10A) ist.
Verbindungselementsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einführen der flüssigen, zähflüssigen oder pastösen Klebemasse (3) in das zweite Gehäuse (10B), in das erste Gehäuse (10A) eine Positionierungshilfe (50) eingeführt wird, wobei die Positionierungshilfe (50) derart ausgebildet ist, dass durch Einschieben der Positionierungshilfe (50) in das erste Gehäuse (10A) der elektrische Leiter (20) und/oder der Verbindungsstecker (30) bündig in der Steckhalterung (10AA) eingeführt und/oder zurückgedrängt wird, insbesondere sofern vor dem Einführen der Positionierungshilfe (50) ein Ende des elektrischen Leiters (20) und/oder der Verbindungsstecker (30) aus der Steckhalterung (10AA) herausgeragt hat.
Verbindungselementsystem (1000) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche als Ausnehmung oder als Hervorhebung in entlang einer ansonsten flachen Basisfläche (50B) ausgebildet ist, sodass ein mechanischer Kontakt zwischen der Positionierungshilfe (50) und dem Ende des elektrischen Leiters (20A) und/oder dem Verbindungsstecker (30), vorzugsweise nur, über die Druckfläche hergestellt wird.
Verbindungselementsystem (1000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (20) ein mehradriger elektrischer Leiter ist, wobei jedes Ende einer Ader mit dem Verbindungsstecker (30) versehen wird, und für jede Ader eine separate Steckhalterung (10AA) in dem Gehäuse ausgebildet ist.
Verbindungselementsystem (1000) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass um eine Symmetrieachse des Gehäuses aus Richtung der Einsteckrichtung (E1) gesehen, die zumindest zwei, vorzugsweise drei, Steckhalterungen (10AA) in Umfangsrichtung vorzugsweise äquidistant, angeordnet sind.
Positionierungshilfe (1) zum Positionieren zumindest eines elektrischen Leiters innerhalb eines Gehäuses (10), insbesondere innerhalb eines Kunststoffgehäuses (10), umfassend - zumindest eine Druckfläche, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist ein Ende eines elektrischen Leiters (20A) und/oder Verbindungssteckers (30) bündig in eine Steckhalterung (10AA) innerhalb des Gehäuses (10) zurückzuschieben, wobei - die Druckfläche als Ausnehmung oder als Hervorhebung in entlang einer ansonsten flachen Basisfläche (50B) ausgebildet ist, sodass ein mechanischer Kontakt zwischen der Positionierungshilfe (50) und dem Ende des elektrischen Leiters (20A) und/oder dem Verbindungsstecker (30), vorzugsweise nur, über die Druckfläche herstellbar ist.
Verbindungselement (1) zur elektrisch leitfähigen Verbindung einer Stromquelle mit zumindest einem an den Verbindungsstecker angeschlossenen Verbraucher und/oder zwischen einzelnen Verbrauchern, gekennzeichnet durch die folgenden Bauteile - Zumindest ein Verbindungssteckergehäuses (10), welches ein erstes Gehäuse (10A) aufweist, innerhalb welchem zumindest eine Steckerhalterung (10AA) angeordnet oder durch das Gehäuse (10A) selbst ausgebildet ist, wobei das Verbindungssteckergehäuse (10) ein zweites Gehäuse (10B) aufweist, welches entlang einer Einsteckrichtung (E1) dem ersten Gehäuse (10A) gegenüberliegt, wobei - ein elektrischer Leiter (20) entlang der Einsteckrichtung (E1) durch das zweite Gehäuse (10B) hindurch in das erste Gehäuse (10A) geführt ist, und weiter wobei - einLeiterende (20A) des elektrischen Leiters (20) in der Steckhalterung (10AA) positioniert ist, sodass das Leiterende (20A), vorzugsweise bündig, mit einem von außen, insbesondere frei, einsehbaren Ende der Steckhalterung (10AA) abschließt, - zumindest eine ausgehärtete Klebemasse (3), welche in das zweite Gehäuse (10B) eingeführt und dort auch ausgehärtet ist, - wobei die ausgehärtete Klebemasse derart in dem zweiten Gehäuse (10B) angeordnet ist, dass der elektrische Leiter (20) durch die Klebemasse (3) in dem Gehäuse (10B) fest verankert ist, wobei das erste Gehäuse (10A) im Wesentlichen frei von der Klebemasse (3) bleibt.