DE19533420A1 - Mit Hülse versehener Schneidsteckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneidsteckverbinder, der re­ gelmäßig mit zwei federnden Schenkeln versehen ist, deren Innenkanten Schneiden bilden. Zwischen diese Schneiden wird ein isolierter Verbindungsdraht eingepreßt, so daß die Schneiden nicht nur die Isolation durchschneiden sondern auch in das Leitermaterial eindringen und so einen guten elektri­ schen Kontakt bilden. Derartige Schneidsteckverbinder erlau­ ben eine einfache Verbindungstechnik. Nachteilig kann aller­ dings sein, daß im Laufe der Zeit der Verbindungsdraht sich aus der Schneidverbindung löst.

Dies kann insbesondere dann geschehen, wenn die Verbindung durch schüttelnde Bewegungen beaufschlagt wird, wie dies beispielsweise in einem Kraft­ fahrzeug der Fall sein kann.

Die Erfindung geht daher aus von einem Schneidsteckverbinder der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gat­ tung. Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbindungstechnik eines derartigen Schneidsteckverbinders derart zu verbessern, daß er auch unter extremen mechanischen Bedingungen eine zu­ verlässige Verbindung schafft.

Die Erfindung wird gelöst durch die sich aus dem kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination.

Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, bei einem Schneidsteckverbinder durch eine aufgeschobene Sicherung zu erzwingen, daß der mit den Steckerschenkeln kontaktierende Leiter nicht seine Lage zwischen den Schenkeln verlassen kann sondern in seiner kontaktierten Lage verbleibt. Eine derar­ tige Sicherung kann beispielsweise aus einem Blech bestehen, welches mit seinen Rändern die Außenkanten der Steckerschen­ kel umgreift. Einen sehr einfachen und vorteilhaften Aufbau für die Sicherung stellt die Merkmalskombination nach An­ spruch 2 dar. Danach ist die Sicherung klammerförmig ausge­ staltet und besitzt zwei flache U-förmige Schenkel, die unter Vorspannung an den Seitenflächen des Steckerabschnitts an­ greifen. Hierdurch ist es sehr einfach möglich, die Hülse auf den Steckerabschnitt aufzustecken. Dies wird insbesondere dadurch erleichtert, wenn die U-Schenkel der Hülse an ihren offenen Enden nach außen gekrümmt sind und so eine Einlauf­ schräge bilden, die die Schenkel öffnet, wenn sie über den Steckerabschnitt geschoben werden.

An sich kann die Hülse auch quer zur Längsrichtung zu Siche­ rungszwecken auf den Steckerabschnitt geschoben werden. Er­ heblich zweckmäßiger ist es allerdings, die Merkmalskombina­ tion nach Anspruch 3 anzuwenden, da hier die Steckerschenkel in ihrer Längsrichtung beaufschlagt werden und dadurch weni­ ger leicht beschädigt werden können. Darüber hinaus bietet diese Anordnung noch eine große Anzahl zusätzlicher Möglich­ keiten, wie weiter unten noch beschrieben wird. Bei einer Anordnung der Hülse auf dem Steckerabschnitt entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 3 empfiehlt sich insbesondere die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Durch die Ausnehmung verschließt die Hülse das offene Ende der Aussparung auf dem Steckerabschnitt. Die Ausnehmung dient gleichzeitig zur Zen­ trierung der Hülse auf dem Steckerabschnitt, da die aus der Aussparung herausragende Verbindungsleitung durch die Aus­ nehmung ergriffen und somit die Ausnehmung gegenüber der Aus­ sparung ausgerichtet wird. Eine derartige Konstruktion kann sowohl mit einer einzigen Ausnehmung arbeiten, wenn die bei­ den U-Schenkel unterschiedlich lang sind, es kann aber auch an jedem der beiden Hülsenschenkel jeweils eine Ausnehmung vorgesehen sein. In diesem Falle empfiehlt sich insbesondere die Merkmalskombination nach Anspruch 5, da sich auf diese Weise ein sehr einfacher Aufbau für die Hülse ergibt und die zentrierende Kraft der durch die Steckerschenkel kontaktier­ ten Verbindungsleitung sich verdoppelt.

Eine besonders wichtige Weiterbildung der vorliegenden Erfin­ dung besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 6. Da­ nach ist die Hülse selbst entweder nur für sich allein genom­ men oder aber auch ebenso wie der Steckerabschnitt als Schneidsteckverbinder ausgestaltet. Für den Fall, daß die Steckerschenkel keine Schneide besitzen, wird der Verbin­ dungsdraht nur zwischen die Steckerschenkel eingelegt und die elektrische Kontaktierung geschieht dann durch das Aufschie­ ben der Sicherungshülse. Dabei kann die Hülse entweder einen oder auch zwei U-Schenkel besitzen, die jeweils einen Schneidstecker aufweisen. Die Merkmalskombination nach An­ spruch 7 beschreibt die Möglichkeit, daß zusätzlich zu den Schneidsteckern an der Hülse auch die Steckerschenkel als Schneidstecker ausgebildet sind. Man erhält dann im Endzu­ stand zwei bzw. drei im wesentlichen miteinander fluchtende Schneidstecker und eine entsprechend große Anzahl von Kon­ taktstellen.

Eine andere sehr wichtige Fortbildung der Erfindung besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 8. Durch die Verra­ stung ist es möglich, eine bestimmte Endstellung der Hülse auf dem Steckerabschnitt zu bestimmen, so daß hierdurch auch die Lage des Verbindungsdrahtes zwischen den Schneiden in seiner Endstellung festgelegt ist. Die Kontaktierung wird dabei regelmäßig so vor sich gehen, daß der Verbindungsdraht zwischen die Steckerschenkel (klemmend) eingelegt wird und danach die Hülse bis in ihre Raststellung aufgeschoben wird. Die von der Hülse auf die Verbindungsleitung ausgeübte Kraft schiebt diese tiefer zwischen die Steckerschenkel bis die auf die Verbindungsleitung wirkenden Kräfte ausgeglichen sind. Man erhält somit eine schonend aufgebrachte vielstellige Kon­ taktierung, wobei zudem noch die Schneidkräfte durch die Raststellung vorbestimmt sind.

Besonders sicher wird die Merkmalskombination nach Anspruch 8 dadurch, daß man die Raststellung in eine Zone verlegt, in der der Boden der Hülse gegen das Ende des Steckerabschnitts anschlägt, so daß ein Überrasten unmöglich wird.

Eine andere wichtige Weiterbildung der Erfindung besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 9. Hierdurch wird eine Reihe von fortschrittlichen Möglichkeiten eröffnet, die wei­ ter unten näher beschrieben sind. Besonders vorteilig hin­ sichtlich des zweiten Rastelements ist die Merkmalskombina­ tion nach Anspruch 10. Ein derartiges Rastelement ist einer­ seits durch einen Stanzvorgang sehr einfach in den Stecker­ abschnitt einzubringen. Andererseits kann durch die Lage des zweiten Rastelements auch eine seitliche Zentrierung der Hül­ se gegenüber dem Steckerabschnitt erreicht werden, indem das erste Rastelement in Querrichtung zu den Schenkeln in das zweite Rastelement hineingezogen wird. Eine einfache Herstel­ lung ist für das erste Rastelement unter Verwendung der Merk­ malskombination nach Anspruch 11 möglich. Um die Zentrierung der Hülse auf dem Steckerabschnitt noch weiter zu verbessern, empfiehlt sich die Merkmalskombination nach Anspruch 12. Die in Anspruch 13 aufgeführte Weiterbildung dient dazu, das Ein­ fädeln des Verbindungsdrahtes zwischen die Steckerschenkel zu erleichtern. Eine entsprechende Öffnung empfiehlt sich auch für die Ausnehmungen auf der Hülse, um die Zentrierwirkung zu verbessern.

Die oben beschriebenen Rastmittel lassen sich für eine wich­ tige Maßnahme ausnutzen, wie sie in Anspruch 14 beschrieben ist. Danach wird durch das Aufgleiten der Hülse auf den Stec­ kerabschnitt der Öffnungswinkel zwischen den U-Schenkeln der Hülse anfänglich vergrößert und dann bei Erreichen der Rast­ stellung wieder verkleinert. Diese Schwenkbewegung der U-Schenkel zueinander kann durch die Maßnahmen nach Anspruch 15 in gewünschter Weise gesteuert werden. Es kann also die Öff­ nungsbewegung der U-Schenkel einer Lage der Hülse auf dem Steckabschnitt zugeordnet werden in der sie die Kontaktierung mit der Verbindungsleitung besonders unterstützt. Dabei wird man die Öffnungsbewegung gerade dann besonders groß machen, wenn die Schneiden der Hülsenausnehmungen die Verbindungs­ leitung bereits ergriffen haben. Auf diese Weise wird die Isolation der Verbindungsleitung nicht nur durch die sich in Längsrichtung bewegende Hülse aufgeschnitten sondern durch die Aufweitung der U-Schenkel gleichzeitig auch noch frei­ geschoben. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Kontak­ tierung, da sich die Schneiden der Hülsen in schräger Rich­ tung in das Leitungsmaterial hineinarbeiten. Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Maßnahmen besteht auch darin, daß beim Einrasten der Hülse die U-Schenkel sich wieder einander nähern, so daß im Endzustand der Verbindung die Belastung der Verbindungsleitung nachläßt. Im übrigen besitzt man dann bis zu sechs Kontaktstellen zwischen Verbindungsleitung und Ver­ binder, während bei den gebräuchlichen Verbindern nur zwei vorhanden sind, wodurch eine verbesserte und gesicherte Kon­ taktgabe gewährleistet ist. Hinzu kommt, daß die Hülse gleichzeitig als Sicherung gegen ein Herauswandern der Ver­ bindungsleitung aus der Aussparung dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht eine über den Steckerabschnitt ge­ schobene Hülse in Raststellung,

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung eine Seitenansicht des Steckerabschnitts in der Hülse,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Vorderansicht der Hülse,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Hülse nach Fig. 4,

Fig. 5 einen Schnitt in Seitenansicht durch die Hülse nach Fig. 3.

Der Schneidsteckverbinder nach Fig. 1 besteht aus einem Stec­ ker 1 und einer auf diesen Stecker aufgeschobene Hülse 2. Der Stecker 1 kann beispielsweise mit einem Steckerabschnitt 3 aus einem nicht dargestellten Gehäuse ragen. Dieses Gehäuse kann vorzugsweise das Schaltergehäuse eines in einem Kraft­ fahrzeug verwendeten Schalters sein, bei dem eine besonders zuverlässige Schneidsteck-Verbindung gewünscht ist. Das obere Steckerende kann beispielsweise innerhalb des Gehäuses ein gehäusefestes Anschlußelement oder aber auch ein gehäuse­ festes Kontaktglied bilden.

Der in Fig. 1 unten befindliche Steckerabschnitt 3 weist eine nach unten offene Aussparung 5 auf, die den Steckerabschnitt in zwei Steckerschenkel 6 und 7 aufteilt. Die Innenkanten 8 und 9 der Steckerschenkel 6 und 7 sind wie bei einem Schneid­ steckverbinder üblich mit Schneiden versehen. Außerdem ver­ engt sich die Ausnehmung 5 zum Scheitelpunkt der beiden Schenkel 6,7 hin. Die offenen Enden der Steckerschenkel 6 und 7 besitzen Auflaufschrägen 10 und 11 auf der in Fig. 1 darge­ stellten Vorderseite sowie entsprechende Schrägen auf der Rückseite, von denen in Fig. 2 nur die Schräge 12 gezeigt ist.

Die Innenkanten 8 und 9 erweitern sich nach dem offenen Ende der Ausnehmung hin trichterförmig, indem zur Zentrierung Ein­ laufschrägen 13 vorgesehen sind.

Auf den Steckerabschnitt 3 ist eine Hülse 2 aufgesteckt, die in ihrem aus Fig. 5 ersichtlichen Querschnitt im wesentlichen eine U-Form aufweist. Die durch zwei U-Schenkel 14, 15 und einen diese beiden Schenkel miteinander verbindenden Boden­ bereiche 16 gebildet sind. Wie durch Vergleich der Fig. 2 und 4 ersichtlich, ist die Hülse 2 in ihrer aufgeschobenen Lage (Fig. 2) hinsichtlich ihrer Schenkel aufgeweitet, so daß die beiden Schenkel 14, 15 mit Vorspannung an dem Steckerabschnitt 3 anliegen. Die Hülse 2 weist eine Ausnehmung 17 auf, die sich über die Einlaufschrägen 18, 19 trichterförmig öffnet. Die Innenkanten 20, 21 der so gebildeten Hülsenschenkel 25, 26 sind mit Schneiden versehen, so daß die aufgesteckte Hülse 2 die Wirkung eines zweifachen Schneidsteckverbinders hat. Je­ dem der Hülsenschenkel 25-28 ist als erstes Rastelement ein Vorsprung 29-32 zugeordnet, der durch Einprägen in den Fe­ derstahl der Hülse oder in eine andere Kaltverformungsart gebildet ist. Die Vorsprünge 29-32 ragen in der Endstellung der Hülse in zugeordnete zweite Rastmittel 33, 34 am Rand des Steckerabschnitts 3 ein. Bei diesen Rastmitteln handelt es sich um nach dem Rand des Steckerabschnitts hin offene Rand­ aussparungen, in die die Vorsprünge 29-32 einrasten.

Die Auflaufschrägen 10, 11, 12 (Fig. 1, Fig. 2) an den Hülsen­ schenkeln können als Steuerkurve für die Aufweitung der U- Schenkel 14, 15 verstanden werden, wobei jeweils ein U-Schen­ kel zwei Hülsenschenkel trägt. Entsprechend der Stärke des Steckerabschnitts an der jeweiligen Stelle werden die Hülsen­ schenkel und damit auch die U-Schenkel elastisch gespreizt, bis ihr Abstand sich beim Übergang in die Raststellung schlagartig verringert. Durch Wahl des Isolationsmaterials läßt sich der Vorgang derart steuern, daß das Isolationsmate­ rial der Verbindungsleitung angeschnitten und durch die Spreizbewegung der U-Schenkel weggeschoben wird, so daß der Eingriff der Hülsenschneiden in das Leitermaterial in Axial­ richtung der Leitung weitgehend spannungsfrei erfolgen kann. Durch den Rastvorgang der Hülse wird schließlich eine Ent­ spannung an der kontaktierten Leitung erreicht.

In der Zeichnung sind noch Auflaufschrägen 37, 38 an den offe­ nen Enden der U-Schenkel dargestellt, die das Auffädeln der Hülse auf den Steckerabschnitt und eine Zentrierung der Hülse gegenüber diesem Abschnitt erleichtern sollen.

Zur Kontaktierung wird die in der Zeichnung nicht darge­ stellte Verbindungsleitung in die Aussparung 5 eingeschoben und dort durch Einklemmen oder Einschneiden gehalten. An­ schließend wird die Hülse 2 über den Steckerabschnitt bis zur Raststellung aufgeschoben und damit durch die Schneiden der Ausnehmungen kontaktiert, wobei die Raststellung vorzugsweise durch den Anschlag des Bodenbereichs 16 an das untere Ende des Steckers 1 definiert ist.

Claims (17)

1. Schneid-Klemmverbinder (1) dessen vorzugsweise aus ei­ nem Gehäuse ragender Steckerabschnitt (3) durch eine sich zu dem freien Ende des Steckerabschnitts (3) sich öffnende, schlitzartige Aussparung (5) in zwei Stecker­ schenkel (6, 7) gabelt, deren Innenkanten (8, 9) zum ge­ meinsamen Scheitel hin zueinandergeneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Steckerabschnitt (3) eine Sicherung (2) derart aufgeschoben ist, daß sie das of­ fene Ende der Aussparung (5) verschließt.

2. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sicherung (2) eine vorzugsweise seit­ lich offene, einen im wesentlichen U-förmigen Quer­ schnitt aufweisende Hülse ist, die mit ihren Hülsen­ schenkeln (25-28) an den beiden Seitenflächen des Steckerabschnitts (3) angreift.

3. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (2) in Längsrichtung der Ab­ schnittsschenkel (6, 7) auf diese aufgesetzt ist.

4. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (2) symmetrisch zum Stecker­ abschnitt (3) angeordnet ist und zumindest an einem ihrer U-Schenkel (14, 15) eine zum Gehäuse hin offene Ausnehmung (17, 18) aufweist, die mit der Aussparung (5) fluchtet, wobei der Scheitelbereich der beiden durch die Ausnehmung (17) gebildeten Hülsenschenkel (25-28) das offene Ende der Aussparung (5) verschließt.

5. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden U-Schenkel der Hülse jeweils mit einer Ausnehmung versehen sind, die miteinander fluchten.

6. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden auf einem U-Schenkel (14 bzw. 15) befindlichen Hülsenschenkel (25, 26 bzw. 27, 28) ei­ nen Schneidsteckverbinder bilden, der die zwischen den Steckerschenkeln (6, 7) eingeklemmte Anschlußleitung vom Ende des Steckerabschnitts 3 kommend einklemmt.

7. Schneid-Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Innenkanten (8, 9) der Steckerschenkel (6, 7) schneiden­ förmig ausgebildet sind.

8. Schneid-Klemmverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der U-Schenkel (14, 15) der Hülse (2) mit wenigstens ei­ nem ersten Rastelement (29-32) versehen ist, welches in ein zugeordnetes zweites Rastelement (33, 34) an dem Steckerabschnitt (3) einrastet, sobald die Hülse (2) die vorgesehene Lage, in der vorzugsweise der Boden der Hülse an das Ende des Steckerabschnitts (3) anschlägt, auf dem Steckerabschnitt (3) einnimmt.

9. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Rastelement (29-32) an der Hülse (2) ein im Bereich des Hülsenschenkels (25-28) angeordneter Vorsprung ist und das zweite Rastelement (33, 34) eine entsprechend auf dem Steckerabschnitt (3) angeordnete Öffnung ist.

10. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung (33, 34) eine zum Rand des Steckerabschnitts (3) hin offene Randaussparung ist.

11. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung (29-32) eine kaltgeformte Durchprägung ist.

12. Schneid-Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der vier Hülsenschen­ kel (25-28) eine Raststelle zugeordnet ist.

13. Schneid-Klemmverbinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (5) nach ihrem offenen Ende hin trichterförmig aufge­ weitet ist.

14. Schneid-Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Schenkel (14, 15) der Hülse (2) derart ausgestaltet sind, daß sie beim Auf­ stecken der Hülse (2) auf den Steckerabschnitt (3) in ihrer Winkelstellung auf geweiten und beim Übergang in die Raststellung verengt werden.

15. Schneid-Klemmverbinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der durch die ersten Rastele­ mente (29-32) der Hülsenschenkel (25-28) auf den Steckerschenkeln (6, 7) bis in die Randstellung zurück­ gelegten Strecke eine Steuerkurve vorgesehen ist, die zumindest aus einer Anlaufschräge (10-12) am offenen Ende der Steckerschenkel (6, 7) besteht.

16. Hülse (2) für einen Schneid-Klemmverbinder nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf den Steckerabschnitt (3) aufschiebbar ist.

17. Verfahren zum Anschließen einer Verbindungsleitung an den Stecker gemäß einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht zwischen die Stecker­ schenkel (6, 7) eingeschoben und danach die Sicherungs­ hülse (2) soweit auf den Steckerabschnitt (3) aufge­ schoben wird, bis der Scheitel (16) der U-Schenkel (14, 15) am offenen Ende des Steckerabschnitts (3) an­ schlägt bzw. die Rastmittel verrasten.