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Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement, insbesondere einen Steckverbinder mit einem Kontaktelement mit neuartiger Schneidklemmzone, genauer ein Kontaktelement, bei dem ein elektrischer Leiter einer ummantelten Leitung mittels der Schneidklemm-Technologie verbunden wird, wobei der ummantelte elektrische Leiter in einen Ausschnitt des Kontaktelementes eingedrückt und dabei die Ummantelung aufgeschnitten wird, so dass der elektrische Leiter mit dem Material des Kontaktelementes, das den Ausschnitt bildet, in Berührung kommt und somit elektrisch kontaktiert wird, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1
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Kontaktelemente, bei denen ein elektrischer Leiter einer ummantelten Leitung mittels der Schneidklemm-Technologie verbunden wird, sind bekannt. Der ummantelte elektrische Leiter wird in einen V-förmigen Ausschnitt des Kontaktelementes eingedrückt. Dabei wird die Ummantelung aufgeschnitten, so dass der elektrische Leiter mit dem Material des Kontaktelementes, das den V-förmigen Ausschnitt bildet, in Berührung kommt und somit elektrisch kontaktiert wird. Der V-förmige Ausschnitt kann danach in nachteiliger Weise keinen dauerhaften Druck auf den elektrischen Leiter aufbauen und halten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kontaktelement für einen Steckverbinder und einen Steckverbinder zur Aufnahme eines solchen Kontaktelementes bereitzustellen, das gegenüber den bekannten Kontaktelementen, bei denen ein ummantelter elektrischer Leiter in einem V-förmigen Ausschnitt des Kontaktelementes eingedrückt wird, verbessert ist.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, dass parallel zu der Leitung zwei gegenüberliegende und senkrecht zueinander verlaufende U-förmige Kontaktierungsbereiche vorgesehen sind. Optional kann an der Oberkante, von der aus die elektrische Leitung in den Schneidklemmbereich eingedrückt wird, zumindest eine Vorschneidekante, vorzugsweise vier Vorschneidekanten, vorgesehen werden. Der ummantelte elektrische Leiter wird von dem nach oben offenen Kontaktierungsbereich in das Kontaktelement eingedrückt und dabei die Ummantelung entfernt, so dass die seitlichen Bereiche des nunmehr freigelegten elektrischen Leiters an die U-förmigen Kontaktierungsbereiche zur Anlage kommen.
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Weiterhin wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Kontaktelement mit dem elektrischen Leiter verbunden, d.h. elektrisch kontaktiert wird und anschließend in ein Gehäuse eines Steckverbinders eingesetzt wird. Alternativ dazu ist es denkbar, dass das Kontaktelement zunächst ohne elektrische Leitung in das Gehäuse, insbesondere ein erstes Gehäuseteil, eingesetzt wird und danach das Gehäuse, insbesondere ein weiteres Gehäuseteil, betätigt wird, wobei mit dieser Betätigung die elektrische Leitung in das Kontaktelement eingedrückt und dabei dessen elektrischer Leiter mit den U-förmigen Kontaktierungsbereich elektrisch kontaktiert wird. Anstelle des Eindrückens der elektrischen Leitung in das Kontaktelement mittels des Gehäuses oder eines dessen Gehäuseteiles ist es auch denkbar, ein separates Teil für diesen Vorgang zu verwenden.
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In den 1 bis 6 sind verschiedene Ausführungsbeispiele (Varianten) des Kontaktelementes nach der Erfindung gezeigt und beschrieben. Grundsätzlich weist das Kontaktelement einen Kontaktierungsbereich (auch als Kontaktkasten bezeichnet) auf, mit dem es mit einem Gegenkontaktelement (nicht dargestellt) zusammengesteckt und damit kontaktiert wird. Dem Kontaktierungsbereich (Kontaktkasten), der anwendungsgemäß ausgestaltet sein kann (zum Beispiel als Stift- oder Buchsenkontakt) schließt sich eine Schneidklemmzone nach der Erfindung an. Die Ausgestaltung dieser Schneidklemmzone ist in den 1 bis 6 in verschiedenen Varianten dargestellt. Grundsätzlich ist immer ein Kontaktierungsbereich vorhanden, der den U-förmigen Kontaktierungsbereich aufweist. Dieser Kontaktierungsbereich kann einfach, aber auch mehrfach (zum Beispiel zweimal, dreimal oder auch mehrmals) vorhanden sein. Zusätzlich zu dieser neuartigen Schneidklemmzone kann auch zumindest eine klassische (bekannte) Schneidklemmzone mit einem V-förmigen Ausschnitt vorhanden sein. Optional kann die bekannte und/oder die neuartige Schneidklemmzone auch nach entsprechender Abwandlung als Zugentlastung eingesetzt werden.
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In den 4 bis 7 ist als Ausführungsbeispiel ein Steckverbinder gezeigt, in den zumindest ein neuartiges Kontaktelement nach der Erfindung eingesetzt ist. In den 7 und 8 ist erkennbar, dass eine Vielzahl der neuartigen Kontaktelemente, die schon mit entsprechenden elektrischen Leitungen versehen worden sind, vorhanden sind. Diese Kontaktelemente werden in ein entsprechend gestaltetes Gehäuse eingesetzt und danach durch entsprechende Führungselemente (vier Stück bei dem 180° Abgang (linke Darstellung der 7) beziehungsweise zwei Führungselemente und zwei entsprechende Umlenkelemente (7, rechte Darstellung) festgelegt. Die vorstehend beschriebenen Führungselemente können auch dazu ausgestaltet sein, die elektrischen Leitungen in die Kontaktelemente einzudrücken, wenn vorher die Kontaktelemente und die entsprechenden Enden der elektrischen Leitungen in das Gehäuse eingesetzt, aber noch nicht zusammengebracht worden sind.
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9 zeigt einen Schnitt durch den Steckverbinder gemäß der 7 und 8. Hier ist erkennbar, dass die Führungselemente (Riegel 2, 7) die Kontaktelemente (Kontakte 5), die mittels der neuartigen Schneidklemm-Technologie an dem Ende der Leitung 1 angeordnet und elektrisch verbunden worden sind, in dem Gehäuse des Steckverbinders halten.
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Die vorstehende Beschreibung der Erfindung bzw. der einzelnen Varianten ihrer Ausführungen wird durch die folgende Beschreibung, die sich an den Patentansprüchen orientiert, ergänzt.
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel (Variante 1) nach der Erfindung dargestellt, das durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet ist.
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Dieses Ausführungsbeispiel betrifft ein Kontaktelement 10, bei dem ein elektrischer Leiter einer ummantelten Leitung 16 mittels der Schneidklemm-Technologie verbunden wird, wobei der ummantelte elektrische Leiter in einen Ausschnitt des Kontaktelementes 10 eingedrückt und dabei die Ummantelung aufgeschnitten wird, so dass der elektrische Leiter mit dem Material des Kontaktelementes 10, das den Ausschnitt bildet, in Berührung kommt und somit elektrisch kontaktiert wird, wobei parallel zu der Leitung 16 als Aussparung von zwei parallel zueinander angeordnete Seitenflächen 21 des Kontaktelementes 10 gebildete zwei gegenüberliegende und senkrecht zueinander verlaufende U-förmige Kontaktierungsbereiche vorgesehen sind, wobei der ummantelte elektrische Leiter von dem nach oben offenen Kontaktierungsbereich in das Kontaktelement 10 eingedrückt und dabei die Ummantelung entfernt wird, so dass die seitlichen Bereiche des nunmehr freigelegten elektrischen Leiters an die U-förmigen Kontaktierungsbereiche zur Anlage kommen und elektrisch unter Druck kontaktiert werden.
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In 1 ist in mehreren Ansichten eine Kontaktelement 10 dargestellt, das einen Kontaktkasten 11 und eine sich daran anschließende Schneidklemmzone 12 umfasst. Der Kontaktkasten 11 ist nur schematisch angedeutet und dazu geeignet und ausgebildet, dass das Kontaktelement 10 mit einem nicht dargestellten Gegenkontaktelement zusammengebracht, vorzugsweise zusammengesteckt werden kann.
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Das Kontaktelement 10 wird beispielsweise in einem Stanz-Biege- und/oder einem Stanz-Roll-Verfahren aus einem flächigen elektrisch leitfähigen Material hergestellt. Für dieses Herstellungsverfahren wird beispielsweise eine Fahne F benötigt, die jedoch nach Fertigstellung des Kontaktelementes 10 nicht mehr benötigt und von dem Kontaktelement 10 entfernt wird. Allerdings ist es teilweise in den Figuren noch dargestellt.
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In 2 ist das Kontaktelement 10 ebenfalls in verschiedenen Ansichten dargestellt, wobei es in dem Bereich der Schneidklemmzone 12 eine klassische (bekannte) Schneidklemmzone 13 und eine neue Schneidklemmzone 14 nach der Erfindung aufweist. Diese Ausführungsform mit den beiden Schneidklemmzonen 13, 14 ist beispielhaft und es ist denkbar, dass die klassische Schneidklemmzone 13 entfallen kann, wohingegen nur eine Schneidklemmzone 14 nach der Erfindung vorhanden ist. Außerdem ist in 2 erkennbar, dass das Kontaktelement 10 eine geeignete Zugentlastung 15 aufweist, die mit einer Leitungsisolation einer Leitung 16 in Wirkverbindung gebracht wird. Dadurch wird vermieden, dass Zug- und/oder Druckkräfte, die von außen auf die Leitung 16 einwirken, auch auf die Schneidklemmzone 12 einwirken können. Auch in 2 ist die Fahne F noch dargestellt, die bei dem fertigen Kontaktelement 10 jedoch entfernt ist.
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in 3 ist die neue Schneidklemmzone 14 in verschiedenen Ansichten und mit verschiedenen wesentlichen erfindungsgemäßen Details gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind 2 x 2 Kontaktierungsflächen 17 vorhanden. Diese Kontaktierungsflächen 17 können, müssen aber nicht mit Vorschneidkanten 18 für die Leitungsisolation der Leitung 16 versehen sein.
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Es ist denkbar, dass die Schneidklemmzone 14 nur zwei einander zugewandte bogenförmige Kontaktierungsflächen 17 aufweist, wobei auch mehr als die gezeigten vier Kontaktierungsflächen 17 vorhanden sein können. Bei Betrachtung der 3, rechts oben, ist erkennbar, dass das Kontaktelement Aussparungen 19 aufweist.
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Das bedeutet, dass das Kontaktelement 10 eine Basis 20 aufweist, die beispielsweise in etwa wannenförmig gestaltet ist. Von dieser Basis aus erstrecken sich zwei Seitenflächen 21, die insbesondere planparallel auf Abstand zueinander ausgerichtet sind. An dem oberen Ende 22 der Seitenfläche 21 sind wiederum Aussparungen 19 vorhanden. Diese Aussparungen 19 (unten und/oben innerhalb des Kontaktelementes 10) dienen der Justierung und Verbesserung der Federkennlinie und der Kräfte.
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Wesentlich für diese Variante, die den 1 bis 3 gezeigt ist, ist es, dass eine galvanische Oberflächenbeschichtung von blanken Stanzkanten, wie sie bei einer klassischen (bekannten) Schneidklemmzone unbedingt erforderlich ist, nicht benötigt wird. Darüber hinaus wird vor der Einschneidung des Isolationsbereiches (Ummantelung bzw. Außenmantel) der Leitung diese über die Vorschneidkanten, vorzugsweise vier Vorschneidkanten 18, vorgeschnitten. Außerdem kommt in vorteilhafter Weise dazu, dass die Kontaktierungsflächen keine blanke Stanzkante hat und somit eine nachträgliche Oberflächenbehandlung (wie zum Beispiel eine Galvanisierung) nicht benötigt wird. Weiterhin entsteht durch das gebogene bzw. geprägte Design der Schneidklemmzone in Form der U-förmigen Geometrie eine sehr stabile und gleichzeitig dennoch federnde Kontaktierung, die die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kontaktelementes 10 deutlich verbessert. Weiterhin besteht durch die vorstehend genannten Aussparungen eine Justierung der Federkennlinie und Kräfte derart, dass diese mit unterschiedlichen Kombinationen einer bekannten (klassischen) Schneidklemme oder Zugentlastung über eine Isolationsklemme kombiniert werden kann. Das Kontaktelement 10 kann beispielsweise als Stift-, Buchsenkontakt oder dergleichen ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Das Design der Schneidklemmzone in Form der U-förmigen Geometrie vereint somit die beiden Eigenschaften, dass nämlich aufgrund der federnden Kontaktierung äußere Einwirkungen auf diese Geometrie infolge von zum Beispiel Temperaturschwankungen, Vibrationen, Zug- undloder Druckbelastungen auf den elektrischen Leiter und der gleichen ausgeglichen werden können, gleichzeitig aber auch eine ausreichend große Kontaktfläche gegeben ist.
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In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel (Variante 2) nach der Erfindung in mehreren Ansichten dargestellt, das durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet ist.
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Dieses Ausführungsbeispiel betrifft ein Kontaktelement 10, bei dem ein elektrischer Leiter einer ummantelten Leitung 16 mittels der Schneidklemm-Technologie verbunden wird, wobei der ummantelte elektrische Leiter in einen Ausschnitt des Kontaktelementes 10 eingedrückt und dabei die Ummantelung aufgeschnitten wird, so dass der elektrische Leiter mit dem Material des Kontaktelementes 10, das den Ausschnitt bildet, in Berührung kommt und somit elektrisch kontaktiert wird, wobei das Kontaktelement 10 zwei parallel zueinander angeordnete Seitenflächen 21 aufweist, wobei von zumindest einem Ende einer jeden Seitenfläche 21 jeweils eine Abwinklung 24 mit einer Aussparung 25 für den elektrischen Leiter ausgeht.
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Das Kontaktelement 10 dieser Ausführungsvariante weist wiederum eine Basis 20 auf, von der zwei planparallel zueinander beabstandete Seitenflächen 21 ausgehen und sich nach oben erstrecken. Das Kontaktelement 10 gemäß dieser Ausführungsvariante weist als Kontaktierungsflächen für den elektrischen Leiter der Leitung 16 Kontaktierungsflächen 23 in Form von Doppelschneidklemmen auf. Diese sind viermal vorhanden, es können aber auch weniger oder mehr als vier dieser Kontaktierungsflächen vorhanden sein. Das Ende einer jeweiligen Seitenfläche 21 weist eine Abwinklung 24 auf, die mit einer Ausnehmung 25 versehen ist. Die Ausnehmung 25 kann beispielsweise die Form aufweisen, die in 4, linke Darstellung, gezeigt ist. Es können aber auch andere geometrische Formen für die Ausnehmung 25 zur Anwendung kommen. Wie insbesondere der Darstellung in 4, unten rechts, entnommen werden kann, sind insgesamt vier Abwinklungen 24 vorhanden, die ausgehend von den Seitenkanten der beiden Seitenflächen 21 sich erstrecken und ebenfalls planparallel, insbesondere dicht beieinander, ausgeführt sind.
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Wesentlich und wichtig bei dieser Variante ist es, dass die beiden Abwinklungen 24 jeweils einer Seitenfläche 21 dicht planparallel zueinander angeordnet sind. Die beiden planparallel auf Abstand zueinander angeordneten Seitenflächen 21 bilden zusammen mit den beiden dicht planparallel zueinander angeordneten Abwinklungen 24 mit ihren jeweiligen Ausnehmungen 25 (auch zusammen mit der Basis 25) einen Kasten, in den der elektrische Leiter eingelegt wird und bei diesem Einlegevorgang mit dem Kontaktelement 10 durch den Schneidklemm-Vorgang elektrisch kontaktiert und auch mechanisch in seiner Lage fixiert wird. Wenn dies erfolgt ist, ist der elektrische Leiter grundsätzlich dauerhaft elektrisch kontaktiert und in seiner Lage in dem Kasten des Kontaktelementes 10 fixiert, wobei jedoch im Betrieb des Kontaktelementes 10 bzw. des Steckverbinders, in den ein solches Kontaktelement 10 eingesetzt ist, äußere Einwirkungen wie Temperaturschwankungen, Vibrationen, Zug- undloder Druckbelastungen auf den elektrischen Leiter und dergleichen vorkommen. Hierbei hat die Gestaltung des Kontaktelementes 10 gemäß der in 4 dargestellten Variante 2 den Vorteil, dass durch die beiden dicht planparallel zueinander angeordneten Abwinklungen 24 einer jeweiligen Seitenfläche 21 die Stabilität der Kontaktflächen erhöht wird. Denn durch die beiden dicht planparallel zueinander angeordneten Abwinklungen 24, die sich an jeweils einer ihrer Seitenfläche 21 abstützen und von dieser ausgehen, wird verhindert, dass der Kasten aufgehen kann, d. h., es wird wirksam verhindert, dass die beiden Seitenflächen 21 sich infolge des eingelegten elektrischen Leiters nach außen (bei Betrachtung der Darstellung in 4 rechts unten die obere Seitenfläche 21 nach oben und die untere Seitenflächen 21 nach unten) aufweiten können. Diese Geometrie der beiden dicht planparallel zueinander angeordneten Abwinklungen 24 verhindert eine solche Aufweitung und verstärkt daher den Kasten. Dadurch wird die Langzeitstabilität der elektrischen Kontaktierung deutlich verbessert, da eine stabile mechanische Lagerung des elektrischen Leiters innerhalb des Kontaktelementes 10 realisiert ist. Dadurch, dass der elektrische Leiter in den beiden Ausnehmungen 25 der beiden Abwinklungen 24 eingelegt und kontaktiert ist, erhöht sich insgesamt auch die Kontaktfläche zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kontaktelement 10, sodass dadurch ebenfalls die Langzeitstabilität der Schneidklemm-Kontaktierung deutlich verbessert ist.
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Während in dem Ausführungsbeispiel (Variante 2) gemäß 4 dargestellt ist, dass an jedem Ende einer jeden Seitenflächen 21 jeweils eine Abwinklung 24 mit ihrer zugehörigen Ausnehmung 25 vorhanden ist, kann im Sinne einer einfacheren Gestaltung des Kontaktelementes 10 jede Seitenfläche 21 an ihrem jeweiligen Ende auch nur eine Abwinklung 24 aufweisen, wobei dann an dem gleichen Ende der jeweiligen Seitenflächen 21 die beiden dicht planparallel zueinander ausgerichteten Abwinklungen 24 vorhanden sind.
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Das Kontaktelement 10 gemäß der zweiten Ausführungsvariante (Variante 2) weist darüber hinaus eine Auflage für die elektrische Leitung 16 auf. Dargestellt sind zwei Fixierlaschen 28 auf jeder Seitenfläche sowie zwei Leitungsauflagen 29 ebenfalls auf jeder Seitenfläche in diesem Bereich der Auflage für die Leitung. Während in 4 dargestellt ist, dass innerhalb der vier Fixierlaschen 28 vier Leitungsauflagen 29 angeordnet sind, kommen auch andere Ausführungen in Betracht, wie zum Beispiel die äußere Anordnung der Leitungsauflage 29 mit dazwischen angeordneten Fixierlaschen 28. Außerdem können auch mehr oder weniger als gezeigten vier Fixierlaschen 28 beziehungsweise Leitungsauflagen 29 zur Anwendung kommen.
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5 zeigt in verschiedenen Ansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel (Variante 3) des Kontaktelementes 10 nach der Erfindung. Bei dieser Variante ist im Gegensatz zu der Variante 2, die in 4 dargestellt ist, keine bekannte Schneidklemmzone realisiert, sondern die Kontaktierungsbereiche sind gebogen bzw. geprägt, sodass eine Kontaktierung im Bereich für den elektrischen Leiter ohne blanke Stanzkanten erfolgt. Vorteil dieser Variante ist es, dass ein vorbeschichtetes flächiges Material (wie zum Beispiel ein Bandmaterial) zur Herstellung des Kontaktelementes 10 verwendet werden kann. In 5 unten rechts ist dargestellt, dass ausgehend von den Seitenkanten der Seitenfläche 21 geprägte bzw. gebogene Kontaktierungsflächen 30 vorhanden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind diese Kontaktierungsflächen 30 wiederum viermal vorhanden und somit als Doppel-Schneidklemmzone ausgebildet. Die Schneidklemmzone wird durch eine Umbiegung 31 mit einer zugehörigen Ausnehmung 32 von der einen Seitenfläche 21 gebildet. Die zweite Schneidklemmzone wird durch eine entsprechende Umbiegung 33 mit ebenfalls zugehöriger Ausnehmung 34 gebildet. Diese Umlegung kann wiederum mit Vorschneidkanten 18, die beispielsweise geprägt sind, versehen werden.
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In 6 ist in verschiedenen Ansichten eine weitere Ausführungsform der Erfindung (Variante 4) gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird die vorstehend beschriebene Variante 1 mit der ebenfalls vorstehend beschriebenen Variante 3 miteinander kombiniert.
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Die verschiedenen Varianten 1 bis 4 des Kontaktelementes 10, die in den 1 bis 6 dargestellt sind, können jeweils die Auflagebereiche für die elektrische Leitung 16 (Bezugsziffern 28, 29, wie in 4 bzw. 5 dargestellt) aufweisen. Alternativ oder ergänzend dazu können auch andere Anordnungen zum Einsatz kommen, um das Ende der Leitung 16 an dem Kontaktelement 10 festzulegen. Das bedeutet, dass neben einer Schneidklemmzone 12 des Kontaktelementes 10 eine Auflage für die Leitung 16 vorgesehen ist, wobei die Auflage gebildet ist von zumindest einer von der Basis 20 ausgehenden Leitungsauflage 29 und zumindest einer ebenfalls von der Basis 20 ausgehenden Fixierlasche 28.
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Wie teilweise vorstehend schon erwähnt, kann im Bereich einer jeweiligen Aussparung zumindest eine Vorschneidkante 18 vorgesehen sein. Vorzugsweise sind in jeder Schneidklemmzone Vorschneidkanten 18 vorhanden, um die Ummantelung der Leitung 16 zu durchschneiden, wenn die Leitung 16 in die zugehörige Schneidklemmzone eingesetzt, vorzugsweise eingedrückt wird.
