-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf das Gebiet von Kontakten zum Kontaktieren eines
elektrischen Leiters, und insbesondere, bezieht sie sich auf ein
Halteelement zum Halten eines Leiteranschlussteiles eines elektrischen
Leiters in einer Aufnahmekammer eines Kontaktelements.
-
Mehrere solche Kontakte werden beispielsweise
zum Bilden eines Steckverbinders in ein isolierendes Gehäuse eingesetzt.
Die Anordnung der Kontakte soll so wenig Raum wie möglich einnehmen
und es ist daher eine platzsparende Verbindungstechnik der Kontakte
mit den zu kontaktierenden Leitern erforderlich. In der Technik
werden dazu eine Reihe von Anschlussprinzipien verwendet, die beispielsweise
Lötverbindungen,
Crimpverbindungen oder Schraubanschlüsse umfassen.
-
Insbesondere beim Austausch eines
durch den Kontakt kontaktierten Leiters ist es wünschenswert, dass sich der
Leiter leicht aus dem Kontakt lösen
lässt und
ein neuer Leiter wieder ohne großen Aufwand darin eingesetzt
werden kann. Eine Lötverbindung
ist daher nachteilig, weil sie ein Lötwerkzeug erfordert und relativ
zeit- und arbeitsaufwendig ist. Für Crimpanschlüsse ist
ebenso ein spezielles Werkzeug nötig,
das den Abmessungen des Kontaktes angepasst sein muss. Zudem kann
ein Crimpkontaktelement nur einmal verwendet werden. Schraubanschlüsse erfordern
in der Regel einen höheren Raumbedarf
und eine spezielle Ausgestaltung des Kontaktes bzw. Kontaktelementes.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung,
mit wenig Aufwand eine lösbare
Verbindung zwischen einem Kontakt, insbesondere zum Einsatz in einem Steckverbinder,
und einem elektrischen Leiter zu schaffen. Insbesondere sollte die
Verbindung einerseits kein spezielles Werkzeug erfordert, andererseits
einen geringen Platzbedarf haben und einen guten elektrischen Kontakt
und einen sicheren Halt des Leiters im Kontaktelement realisieren.
Es ist besonders wünschenswert,
dass durch die Verbindung auch die Nutzung von bereits vorhandenen
Kontaktelementen zum Kontaktieren des elektrischen Leiters ermöglicht wird
und dadurch auch die Konstruktion von Steckverbindern, in denen
diese Kontaktelemente verwendet werden, nicht oder nur unwesentlich
abgeändert
werden muss.
-
Diese Aufgabe wird durch das Vorsehen
eines Halteelements zum Halten eines Leiteranschlussteils eines
elektrischen Leiters in einer Aufnahmekammer eines als Rastkontakt
geformten Kontaktelements gelöst,
das an dem Kontaktelement anbringbar ist und einen durch eine Innenfläche einer das
Kontaktelement aufnehmenden Kontaktkammer betätigbaren Federteil mit einem
durch eine Öffnung des
Kontaktelements in die Aufnahmekammer greifenden Klemmteil zum Klemmen
des Leiteranschlussteils in der Aufnahmekammer aufweist. Ein bereits
vorhandenes Kontaktelement kann so vorteilhaft nachträglich mit
dem Halteelement ausgerüstet werden.
Das Halteelement wird platzsparend und effektiv durch die Kontaktkammerinnenfläche eines das
Kontaktelement aufnehmenden Isolierkörpers gegen den Leiteranschlussteil
geklemmt und hält
diesen im Kontaktelement fest, ohne zusätzliches Werkzeug für die kontaktierende
Verbindung zu erfordern. Beim Herausnehmen des Kontaktes bzw. des
Kontaktelements aus der Kontaktkammer wird die Klemmung des Leiteranschlussteils
wieder frei gegeben. Der Austausch eines elektrischen Leiters ist
dadurch wesentlich vereinfacht und das Halteelement kann zusammen
mit dem Kontaktelement mehrmals wieder verwendet werden.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung kann das Halteelement zusätzlich zum zuvor beschriebenen
Klemmen auch Schneidmittel aufweisen, die sich in eine Isolierummantelung
des Leiters zum Kontaktieren des Leiters beim Klemmen durch das
Halteelement schneiden. Dadurch kann auf einfache und sichere Weise
auch ein Leiteranschlussteil mit Isolierummantelung durch das Halteelement
der Erfindung kontaktiert werden.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen
zusammen mit der angefügten
Zeichnung, wobei die Zeichnung zeigt:
-
1 eine
schematische Ansicht eines Kontakts zum Kontaktieren eines elektrischen
Leiters gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
2 eine
schematische Ansicht des Kontakts der 1 eingesetzt
in eine Kontaktkammer eines Isolierkörpers;
-
3 eine
vergrößerte Seitenansicht
des Halteelements des Kontakts der 1;
-
4 eine
vergrößerte Vorderansicht
des Halteelements des Kontakts der 1;
-
5 eine
vergrößerte Vorderansicht
eines alternativen Ausführungsbeispiels
eines Halteelements.
-
In 1 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Kontaktes 1 gezeigt, der zum Kontaktieren eines elektrischen
Leiters 3 dient. Der elektrische Leiter 3 weist
eine Isolierummantelung 5 um eine sich aus einer Vielzahl
von Drähten
zusammensetzenden Litze 7 herum auf. An einem Ende des
elektrischen Leiters ist die Isolierummantelung 5 von der
Litze 7 entfernt und ein Anschlussteil 9 des elektrischen
Leiters 3 ausgebildet. Der Anschlussteil 9 wird
durch den Kontakt 1 auf die in der Folge beschriebene Weise
kontaktiert.
-
Der Kontakt 1 weist ein
Kontaktelement 11 mit einem Kontaktteil 13 und
einem den Anschlussteil 9 aufnehmenden Aufnahmeteil 15 auf.
Der schematisch dargestellte Kontaktteil 13 ist als Stiftkontaktteil ausgebildet,
der mit einem nicht gezeigten Gegenkontaktteil eines nicht gezeigten
Gegenkontaktelements zum Bilden einer Steckverbindung zusammenarbeitet.
Wie allgemein bekannt ist, könnte
der Kontaktteil 13 auch anders ausgebildet sein, beispielsweise
als ein Buchsenkontaktteil.
-
Der Aufnahmeteil 15 zum
Aufnehmen des Anschlussteils 9 des elektrischen Leiters 3 weist
eine allgemein zylindrische Außenwand 17 und
eine Endwand 19 auf, die zusammen eine Aufnahmekammer bzw.
eine Aufnahmebohrung 21 und eine Aufnahmeöffnung 23 definieren.
Die Endwand 19 grenzt an den Kontaktteil 13 des
Kontaktelements 11 an. Eine durch die Außenwand 17 definierte
Innenseitenfläche 25 der
Aufnahmekammer 21 ist im Wesentlichen zylindrisch. Durch
die Außenwand 17 wird
an der Aufnahmeöffnung 23 eine
kreisförmige
Kante 27 definiert. Ferner ist in der Außenwand 17,
und zwar ungefähr in
der Mitte ihrer Längserstreckung,
eine Öffnung 29 ausgebildet,
die die Form eines in Umfangsrichtung der Außenwand 17 verlaufenden
Schlitzes hat.
-
Das Kontaktelement 11 des
bevorzugten Ausführungsbeispiels
ist derart ausgebildet, daß es lösbar in
einem Isolierkörper 31,
beispielsweise eines Steckverbinders, angeordnet werden kann. Wie
bekannt ist, kann eine solche lösbare
Verbindung durch Verrasten des Kontaktelements 11 im Isolierkörper oder
andere geeignete lösbare
Halterungen für
das Kontaktelement 11 im Isolierkörper realisiert werden. Beispielsweise
kann das Kontaktelement 11 mit nicht gezeigten Rast- oder
Haltemitteln versehen sein, die mit nicht gezeigten Gegenrast- oder
Haltemitteln im Isolierkörper
für einen
sicheren Halt des Kontaktelements darin zusammenarbeiten. Das Kontaktelement 11 kann
ein Rastkontaktelement sein, z.B. ein Lötkontakt oder Crimpkontakt,
bei dem die Aufnahmekammer 21 durch die Anschlussbohrung
des Rastkontaktelements gebildet wird.
-
Im Isolierkörper 31 ist eine Kontaktkammer 33 ausgebildet,
in die der Kontakt 1 eingebracht wird. Insbesondere umgibt
eine Innenfläche 35 den
Aufnahmeteil 15 des Kontaktelements 11 zumindest
teilweise bei in den Isolierkörper 31 eingesetzten
Kontakt 1.
-
Wie in der Folge beschrieben wird,
arbeitet die Innenfläche 35 der
Kontaktkammer 33 des Isolierkörpers mit einem am Kontaktelement
angebrachten, vorzugsweise metallischen bzw. elektrisch leitenden Halteelement 41 zusammen,
das bei in die Kontaktkammer 33 eingesetzten Kontakt 1 den
Anschlussteil 9 in der Aufnahmekammer 21 des Kontaktelements hält.
-
Das Halteelement 41 des
Kontakts 1 ist als Federklemme ausgebildet und weist Verbindungsmittel 43 für das Anbringen
des Halteelements 41 am Kontaktelement 11, einen
mit der Innenfläche 35 der Kontaktkammer 33 zusammen
arbeitenden Federteil 45 und einen den Anschlussteil 9 in
der Aufnahmekammer 21 festklemmenden Klemmteil 47 auf.
-
Die Verbindungsmittel 43 arbeiten
mit der Kante 27 der Aufnahmeöffnung 23 zusammen,
um das Halteelement 41 am Kontaktelement 11 anzubringen.
Insbesondere sind die Verbindungsmittel 43 als Einhänghaken 49 mit
einem ersten Innenschenkel 51 und einem zweiten Außenschenkel 53 ausgebildet,
die über
die Kante 27 auf die Außenwand 17 des Kontaktelement 11 aufgeschoben
werden und so das Halteelement 41 locker am Kontaktelement
halten. Der Einhänghaken 49 kann
auch so ausgebildet sein, dass die beiden Schenkel 51 und 53 die
Außenwand 17 zwischen
ihnen einklemmen und das Halteelement 41 so darauf halten,
dass es nicht vom Kontaktelement 11 abfällt. Beispielsweise könnte der
Einhänghaken 49 auch
nicht gezeigte Rastmittel aufweisen, die geeignet mit der Außenwand 17 des
Aufnahmeteils 15 des Kontaktelements 11 verrasten.
-
Wie in den 1 und 3 ersichtlich
ist, erstreckt sich vom Außenschenkel 53 aus
ein Federarm 55 des Federteils 45. Der Federarm 55 ist
im Wesentlichen als geradlinige Verlängerung des Außenschenkels 53 ausgebildet.
In anderen Worten wird der Federarm 55 unter anderem auch
durch den Außenschenkel 53 des
Einhänghakens 49 vorgesehen. Der
Federteil 45 weist weiter sich an den Federarm 55 anschließende Betätigungsmittel 57 auf,
die mit der Innenoberfläche 35 der
Kontaktkammer 33 in Eingriff kommen zur Betätigung des
Halteelements bzw. der Federklemme 41, wie in der Folge
noch beschrieben wird. Insbesondere weisen die Betätigungsmittel 57 eine
nach außen
vorstehende Kuppe 59 auf.
-
Der Klemmteil 47 ist in
der Form eines Klemmvorsprungs bzw. Klemmarms 61 am in 3 unteren Ende des Halteelements 41 bzw.
dessen Federteils 45 ausgebildet. Bezugnehmend auf 1, erstreckt sich der Klemmvorsprung 61 bei
auf das Kontaktelement 11 aufgesetzten Halteelement 41 vom äußeren Ende
des Federteils 45 aus in Richtung auf die Außenwand 17 hin,
und insbesondere in die Öffnung 29 hinein.
Der mittlere Abstand der Öffnung 29 von
der Kante 27 entspricht daher der Länge des Federteils 45 bzw.
des Federarms 55, an dessen Ende der Klemmvorsprung 61 in
die Öffnung 29 hineinragt.
-
Wie deutlich in 3 dargestellt, ist am Innenschenkel 51 ein
weiterer Vorsprung 63 ausgebildet, der zum Bewegen des
Federteils 45 weg von der Außenwand 17 beim Einsetzen
bzw. Einschieben des Anschlussteils 9 des elektrischen
Leiters 3 in die Aufnahmekammer 21 dient. Der
Vorsprung 63 ragt wie der Klemmvorsprung 61 nach "innen", d.h. in die Aufnahmekammer 21 hinein.
Wie in der Folge noch beschrieben wird, hilft der Vorsprung 63 zusätzlich beim
Festklemmen des Anschlussteils 9 im Aufnahmeteil 15 des
Kontaktelements 11.
-
Aus 4 ist
ersichtlich, dass im bevorzugten Ausführungsbeispiel das Halteelement 41 einstückig aus
einem flachen Metallstreifen geformt ist. Das Halteelement 41 ist
sozusagen ein Blattfederelement, das integral den Einhänghaken 49,
die Betätigungsmittel 57,
den Klemmvorsprung 61 und den Vorsprung 63 ausgebildet
hat. In die Richtung der Breite des Federblattstreifens ist vorzugsweise
das Halteelement 41 der Kontur der Außenwand 17 des Kontaktelements 11 angepaßt. Genauer
gesagt ist in Querrichtung das Halteelement 41 gebogen
und der Krümmung
der zylindrischen Außenwand 17 angepaßt, so dass
es in diese eingehängt
werden kann.
-
Für
ein Verbinden bzw. Halten des elektrischen Leiters 3 im
Kontakt 1 wird zunächst
das Halteelement 41 am Kontaktelement 11 durch
Einhängen
des Einhängehakens 49 über die
Kante 27 des Aufnahmeteils 15 angebracht. Ohne
den in den Aufnahmeteil 15 eingebrachten Anschlussteil 9 des
Leiters 3 liegen dann im Wesentlichen der Innenschenkel 51 und
der Außenschenkel 53 an
der Außenwand 17 an.
Diese Stellung der Federklemme bzw. des Halteelements 41 würde in etwa
der Stellung des Halteelements 51 in der 2 entsprechen, in der der Klemmvorsprung 61 durch
die Öffnung 29 verhältnismäßig weit
in die Aufnahmekammer 21 hineinreicht.
-
Beim Einschieben bzw. Einbringen
des Anschlussteils 9 in die Aufnahmekammer 21 des
Kontaktelements 11 drückt
der Anschlussteil 9 zuerst den Vorsprung 63 weg
in Richtung auf die Außenwand 17,
wodurch der Einhänghaken 49 des
Halteelements 41 sozusagen verkippt wird und der Außenschenkel 53 bzw.
der Federarm 55 des Federteils 45 weg von der
Außenwand 17 in
eine sogenannte Aktivierungsposition bewegt werden. Dadurch wird
auch der Klemmvorsprung 61 nach außen aus der Öffnung 29 heraus
bewegt und letztendlich durch den vollends eingeschobenen Anschlussteil 9 aus
der Aufnahmekammer 21 verdrängt.
-
In dieser Aktivierungsposition ist
der Klemmvorsprung 61 nun so orientiert, dass er beim Einschieben
in die Kontaktkammer 33 des Isolierkörpers 11 durch die
Innenfläche 35 nach
innen gedrückt wird.
Die Innenfläche 35 kommt
dann mit der Betätigungskuppe 59 in
Eingriff und drückt
den Federteil 45 in Richtung auf die Außenwand 17 des Kontaktelements
gegen die Federkraft des Federarms 55. Dabei wird der Klemmvorsprung 61 durch
die Öffnung 29 der
Außenwand 17 in
die Aufnahmekammer 21 hinein bewegt und gegen den Anschlussteil 9 gedrückt und
klemmt diesen gegen die Innenseitenfläche 25 der Aufnahmekammer 21 fest.
-
Durch das Drücken des Federarms 55 in Richtung
auf die Außenwand 17 wird
auch der Innenschenkel 51 des Einhänghakens 49 nach innen
in die Aufnahmekammer 21 hinein gedrückt. Dadurch entsteht eine
zusätzliche
Klemmwirkung durch den Vorsprung 63 an den Anschlussteil 9,
und zwar im Bereich der Kante 27 an der Aufnahmeöffnung 23.
In anderen Worten wird der Anschlussteil 9 sowohl durch
den Klemmvorsprung 61 als auch durch den Vorsprung 63 klemmend
in der Aufnahmekammer 21 des Kontaktelements gehalten.
-
Beim Ziehen am elektrischen Leiter 3 bzw. an
der Litze 7 wird der Klemmvorsprung 61 in der Öffnung 29 des
Kontaktelements 11 gehalten und verhindert somit das Herausziehen
des Anschlussteils 9 aus dem Kontaktelement.
-
Der Durchmesser der Innenfläche 35 der Kontaktkammer 33 ist
so bemessen, dass beim Einbringen des Kontaktes 1 ein ausreichender
Druck durch die Innenfläche 35 auf
den Federteil 45 ausgeübt
wird.
-
Wie zuvor erwähnt, sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel
Rast- oder Haltemittel vorgesehen, die das Kontaktelement 11 im
Isolierkörper 31 lösbar halten.
Die Federkraft des Halteelements 41 kann auch bei geeignetem
Spiel zwischen der Außenwand 17 des
Aufnahmeteils 15 des Kontaktelements 11 und der
Innenfläche 35 der
Kontaktkammer 33 des Isolierkörpers 31 den Halt
durch Verklemmen des Kontaktes 1 im Isolierkörper 31 erhöhen.
-
Im zuvor beschriebenen, bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist das Halteelement 41 mittels eines Einhänghakens 49 am
Kontaktelement 11 angebracht. Dem Fachmann ist allerdings
klar, dass auch andere geeignete Mittel in Erwägung gezogen werden, um das
Halteelement an ein bereits bestehendes Löt- bzw. Crimpkontaktelement
anzubringen, beispielsweise durch Schrauben, Löten, Schweißen oder Nieten, oder eine
geeignete Verrastung.
-
Wenn der Kontakt 1 aus der
Kontaktkammer 33 des Isolierkörpers 31 herausgenommen
bzw. gelöst
wird, wird auch die Klemmung des Anschlussteils 9 durch
das Halteelement 41 gelöst,
da sich das Halteelement 41 aufgrund der Federkraft wieder
in die Stellung der 1 zurückbewegt.
Der Leiter 3, bzw. dessen Anschlussteil 9, kann
daher leicht vom Kontakt 1 bzw. aus dem Kontaktelement 11 gelöst und durch
einen neuen Leiter ersetzt werden. Insbesondere wird durch das Vorsehen
des Halteelements 41 eine adäquate und sichere Halterung
und Kontaktierung des elektrischen Leiters durch den Kontakt 1 gewährleistet
und eine Verbindung durch Löten
oder Crimpen mit eigens dafür
notwendigen Crimpwerkzeug ist hinfällig. Das Halteelement 41 bzw.
die Federklemme kann einfach an die Größe eines bereits vorhandenen
Kontaktelements angepasst werden.
-
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der gegen den Anschlussteil 9 geklemmt Klemmevorsprung 61 im
wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung A (siehe 1) orientiert. Er könnte aber
auch derart ausgebildet sein, dass er im Klemmzustand in die Einschubrichtung
A orientiert ist. Der Widerstand des Klemmvorsprungs 61 gegen
eine Verformung wirkt dann einem Zug am Leiter 3 aus dem
Kontakt 1 heraus entgegen.
-
In 5 ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel
eines Haltelements 141 gemäß der Erfindung gezeigt, das
mit dem Kontaktelement 11 des vorangegangenen Ausführungsbeispiels
verwendet werden kann. Der Aufbau des Halteelements 141 ist
dem des Halteelements 41 des ersten Ausführungsbeispiels
sehr ähnlich
und äquivalente
Elemente wie die Verbindungsmittel 43 und der Federarm 55 sind
daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Unterschied
zum Halteelement 141 ist das Halteelement 141 als
Schneidklemme ausgebildet, die beim Halten eines Leiters (nicht
gezeigt) durch dessen Isolierummantelung schneidet und ihn dadurch
elektrisch kontaktiert.
-
Im in 5 gezeigten
Ausführungsbeispiel weisen
Federmittel 145 des Halteelements 141 am Ende
eines analog zum Federarm des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildeten
Federarm 55 Schneidklemmmittel in der Form eines Schneidklemmvorsprungs 161 auf.
Der Schneidklemmvorsprung 161 ist durch zwei Schneidklemmschenkel 167 und 169 ausgebildet,
die in der Mitte des Schneidklemmvorsprungs 161 einen Schlitz
oder Spalt 171 definieren. Kanten 173 und 175 des
Schlitzes 171 sind als Schneiden geformt, die beim Drücken des
Federteils 145 gegen den Leiter durch dessen Isolierummantelung
schneiden und beispielsweise eine Litze des Leiters elektrisch kontaktieren.
-
Das Halteelement 141 wird
wie das Halteelement 41 durch die Verbindungsmittel 43 über die Kante 27 des
Kontaktelements 11 aufgebracht. Beim Einschieben des elektrischen
Leiters wird das Halteelement 141 in die Aktivierungsposition
gebracht, in der sein Federteil 145 beim Einsetzen des
Kontaktelements 11 in die Kontaktkammer 33 durch
die Öffnung 29 gedrückt wird.
Dabei wird der Schneidklemmvorsprung 161 mit dem Federteil 145 durch
die Innenfläche 35 der
Kontaktkammer 33 nach innen gedrückt und die im Wesentlichen
parallel zu einer Klemmrichtung ausgerichteten Kanten 173 und 175 schneiden
sich in die Isolierummantelung des Leiters. Die Kanten 173 und 175 sind
derart ausgebildet, dass die Litze durch die Kanten 173, 175 kontaktiert und
in den Schlitz 171 geklemmt wird. Zusätzlich wird der Leiter durch
die Federkraft des Federteils 145 zwischen dem Schneidklemmevorsprung 153 und der
Innenoberfläche 25 der
Außenwand 17 des
Kontaktelements geklemmt und im Kontakt 1 gehalten.
-
Aus der vorangegangenen Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
ergeben sich für
den Fachmann Änderungen
und Modifikationen. Beispielsweise könnte das Halteelement andere
Aktivierungsmittel aufweisen, die beim Einschub eines Leiteranschlussteils
in das Kontaktelement mit darauf angeordnetem Halteelement den Federteil
in eine „aktivierte" Position bringen.
Wie erwähnt,
können auch
die Verbindungsmittel anders als im beschriebenen Ausführungsbeispiel
ausgebildet sein und beispielsweise eine Verrastung mit dem Kontaktelement aufweisen.
Ferner ist es durchaus denkbar, auch den Vorsprung 63 mit
Schneidmitteln zu versehen, die sich in eine Isolierummantelung
des Leiters schneiden. Solche Änderungen
und Modifikationen im Bereich des Fachwissens sollen von den angefügten Ansprüchen mit
umfasst sein.