DE20104233U1

DE20104233U1 - Elektrisches Kontaktelement

Info

Publication number: DE20104233U1
Application number: DE20104233U
Authority: DE
Original assignee: Grote and Hartmann GmbH and Co KG
Current assignee: Schleuniger Holding AG
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2011-03-10

Description

09. März 2001 0102B-GM-10093

Grote & Hartmann GmbH & Co. KG
Am Kraftwerk 13
423 69 Wuppertal

Elektrisches Kontaktelement

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement aus einem Blechstanzteil mit einem Kontaktbereich und einem Crimpbereich, wobei der Crimpbereich eine Crimpkralle mit einem Krallenboden und seitlich an den Crimpkrallenboden angebundenen Krallenarmen zum Crimpen eines Einzelleitungsdichtungsstopfens aufweist.

Bekannt sind Dichtungsvorrichtungen z.B. für mehrpolige elektrische Steckverbinder, die das Eindringen von Wasser in die Kontaktelemente lagernden Gehäusekammern eines Steckverbindergehäuses verhindern. Dabei sitzt auf der Rückseite eines Steckverbindergehäuses in der rückwärtigen Öffnung jeder Gehäusekammer ein Einzelleitungsdichtungsstopfen aus einem gummielastisehen Material. Der Einzelleitungsdichtungsstopfen wird von einem elektrischen Leiterdraht durchgriffen, an den das in der Gehäusekammer lagernde elektrische Kontaktelement gecrimpt ist. Der Einzelleitungsdichtungsstopfen sitzt mit Preßsitz sowohl auf dem Leiterdraht als auch in der rückwärtigen Gehäuseöffnung, so daß in die Gehäusekammer an der Rückseite des Steckverbindergehäuses kein Wasser eindringen kann.

Ein Einzelleitungsdichtungsstopfen ist in der Regel ein ringzylindrischer Körper mit einem zentralen Durchgangskanal für den abgedichteten Durchgriff des elektrischen Leiterdrahts und mit einer Zylinderaußenmantelfläche, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Gehäusekammeröffnung, die verstopft werden soll. Für die Abdichtung trägt ein rückwärtiger Abdichtbereich des Zylinderkörpers einstückig angeformt mehrere hintereinander angeordnete Ringrippen, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Gehäusekammeröffnung. Die Ringrippen

liegen mit Preßsitz an der Innenraumflache des Gehäusekammeröffnungsbereichs dichtend an. Ein kontaktelementseitiger vorderer Crimpbereich des Einzelleitungsdichtungsstopfens hat eine meist glattzylindrische Mantelfläche.

Ein elektrisches Kontaktelement verfügt in der Regel über einen Kontaktbereich und einen Crimpbereich. Der Crimpbereich weist im Anschluß an den Kontaktbereich Adercrimpkrallen und anschließend Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkrallen auf. An die Adercrimpkrallen wird das abisolierte Ende des Leiterdrahts und an die Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkrallen der Einzelleitungsdichtungsstopfen gecrimpt. Dabei sollen die Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkrallen den Einzelleitungsdichtungsstopfen derart crimpen, daß der Stopfen nicht nur das Eindringen von Wasser in die Gehäusekammer durch den Durchgangskanal verhindert, sondern auch den Stopfen beim Einschieben des gecrimpten Kontaktelements in den Öffnungsbereich der Gehäusekammer, bei dem die Dichtrippen gegen die Innenwandung der Gehäusekammeröffnung gepreßt werden und dadurch eine gegen das Einschieben gerichtete Rückhaltekraft auf den Stopfen ausgeübt wird, in der Kralle und auf dem Leiterdraht unverrutschbar festhalten. Auch dürfen Ausziehkräfte oder Erschütterungen, die z.B. im Kraftfahrzeug auf den elektrischen Leiterdraht wirken können, nicht zu einem Herausziehen des Einzelleitungsdichtungsstopfens aus der Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkralle führen.

Um dies zu gewährleisten werden die Crimpkrallenarme beim Crimpen so fest wie möglich angepreßt; dabei dürfen aber die Krallenarme nicht in das Mantelmaterial des Einzelleitungsdichtungsstopfens einschneiden, weil dadurch der Stopfen zerstört werden und seine Dichtfunktion verlorengehen könnte, so daß insoweit die Crimpkraft begrenzt ist und insbesondere bei dünnen Leiterdrähten und relativ dicken Stopfen meist nicht ausreicht, ein Verrutschen des Einzelleitungsdichtungsstopfens in der Kralle auf dem elektrischen Leiterdraht zu verhindern.

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Ein weiteres Dilemma in diesem Zusammenhang ist, daß man zwar eine Crimpkraft aufbringen kann, die im Grenzbereich der Belastbarkeit des Stopfenmaterials bezüglich Einschneidens liegt und dabei gegebenenfalls ausreichende Haltekräfte ausübt, daß aber bekanntlich Krallenarme nach der Entlastung von der Crimpkraft geringfügig wieder zurückfedern, wodurch die Haltekraft zwischen Stopfen und Kralle entlastet wird derart, daß die Haltekraft der Krallenarme nicht mehr ausreicht, den Stopfen beim Einschieben des gecrimpten Kontaktelements in eine Gehäusekammer an der vorgegebenen Stelle auf dem Leiterdraht zu fixieren.

Um diesen Mangel zu beheben, hat man die Haltekraft mit überlangen, den Zylindermantel des Einzelleitungsdichtungsstopfens um mehr als 180° umgreifenden, nebeneinander angeordneten Crimpkrallen erhöht. Die daraus resultierende Haltekraft reicht aber immer noch nicht aus, den vorgegebenen Sitz des Einzelleitungsdichtungsstopfens auf dem Leiterdraht ausreichend sicher zu gewährleisten.

Abhilfe soll außerdem eine angeformte Wulst auf der Außenmanteloberfläche des Einzelleitungsdichtungsstopfens schaffen, die von den Krallenarmen hintergriffen wird. Die Wulst verkompliziert die Raumform des Stopfens und erbringt keine ausreichende Rückhaltekraft, weil das Stopfenmaterial sehr elastisch ist und die Crimpkrallenarme über die Wulst schlüpfen können.

Aufgabe der Erfindung ist, mit einfachen Mitteln einen vorgegebenen dichtenden und unverrutschbaren Sitz des Einzelleitungsstopfens auf dem Leiterdraht ohne Beeinträchtigung des Stopfenmaterials zu sichern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines gecrimpten Kontaktelements mit gecrimptem Einzelleitungsdichtungsstopfen;

Fig. 2a bis 2d schematisch und im Querschnitt durch eine

Einzeleitungsdichtungsstopfenkralle unterschiedliche Beispiele von erfindungsgemäßen Stopfenrückhaltemitteln in einer Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Krallenbereich eines gecrimpten elektrischen Kontaktelements mit gecrimptem Einzelleitungsdichtungsstopfen.

Ein elektrisches Kontaktelement 1 aus einem Blechstanzteil weist für einen dichtenden Einsatz in eine Gehäusekammer eines elektrischen Steckverbindergehäuses (nicht dargestellt) einen Kontaktbereich 2 und einen Crimpbereich 3 auf.

Der Kontaktbereich 2 kann beliebig ausgestaltet sein, weshalb er im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht berücksichtigt ist. Dargestellt ist beispielhaft ein Kontaktstift 4 mit einer Kastenüberfeder 5.

Der Crimpbereich 3 weist im Anschluß an den Kontaktbereich 2 eine Aderkralle 6 und im Anschluß daran eine Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle 7 auf.

Die Aderkralle besteht aus dem Aderkrallenboden 8 und den beiden seitlich angebundenen Aderkrallenarmen 9, 10.

Die Stopfenkralle 7 hat einen Stopfenkrallenboden 11 und die beiden seitlich angebundenen Stopfenkrallenarme 12, 13.

Die Böden 8, 9 stehen über mindestens einen Verbindungssteg 14 miteinander in Verbindung, wobei der Durchmesser der Aderkralle 6 kleiner ist als der Durchmesser der Stopfenkralle 7.

An den Crimpbereich 3 ist ein elektrischer Leiterdraht 15 gecrimpt, indem die Litzen der Ader 16 des abisolierten Endes des Leiterdrahtes 15 von der Aderkralle 6 umfaßt werden.
Vor dem abisolierten Ende des Leiterdrahts 15 sitzt auf dem Leiterdraht mit einem Preßsitz ein ringzylindrischer Einzelleitungsdichtungsstopfen 17 aus einem gummielastisehen Material, wobei der Leiterdraht 15 einen zentralen Durchgangskanal des Stopfens 17 durchgreift. Der Einzelleitungsdichtungsstopfen 17 weist einen mit über die Mantelfläche überstehenden, auf Abstand angeordneten Ringrippen 18 bestückten Gehäusekammerabdichtungsbereich 19 größeren Durchmessers und in Richtung Kontaktelement 1 einen vorgeordneten ringzylindrischen Crimpbereich 20 kleineren Durchmessers auf. Letzterer wird von der Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle 7 umfaßt.

Erfindungswesentlich ist, daß die Krallenarme 12, 13 und/oder der Stopfenkrallenboden 11 der Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle 7 mindestens einen in den Innenraum der Kralle 7 vorspringenden eingeformten, vorzugsweise eingeprägten Vorsprung 21 aufweisen, dessen Raumform und vorspringende Höhe derart gewählt ist, daß er Mantelmaterial elastisch verdrängt, nicht aber in das Mantelmaterial einschneidet.

Vorzugsweise sind mehrere am Umfang, vorzugsweise symmetrisch verteilt angeordnete gleichförmige oder in der Form unterschiedliche Vorsprünge 21 vorgesehen.

Zweckmäßigerweise werden kegelspitzförmige, in das Krallenmaterial eingedrückte Vorsprünge 22 in die Stopfenkrallenarme 12, 13 und gegebenenfalls auch den Krallenboden 11 eingeformt (Fig. 1, 2a) . Zweckmäßig sind auch eingeformte, sich in Umfangsrichtung erstreckende Sicken 23 (Fig. 2b).

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können insbesondere in Kombination mit Vorsprüngen 21, 22, 23 auch Löcher 24 (Fig. 2c) und/oder geprägte Vertiefungen 23a (Fig. 2d) , die nicht an der Außenoberfläche erscheinen, in der Stopfenkralle 7

vorgesehen sein, in welche Mantelmaterial beim Crimpen verdrängt werden kann, derart, daß Rückhaltekräfte bzw. zusätzliche Rückhaltekräfte daraus resultieren können. Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist auch, daß die Vorsprünge gegebenenfalls höher ausgeführt werden können, wenn sie in Kombination mit Löchern 24 oder Einprägungen 23a kombiniert sind, ohne daß befürchtet werden muß, daß sie beim Crimpen das Mantelmaterial verletzen, weil von den Vorsprüngen verdrängtes Material in die Löcher bzw. Einprägungen ausweichen kann.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Vorsprünge, und/oder Löcher und/oder Einprägungen im Kantenbereich der Krallenarme, z.B. in Wellenform oder abwechselnd vorgesehen sind.

Des weiteren ist vorteilhaft, wenn - wie an sich bekannt - überlange Krallenarme 12, 13 vorgesehen sind, die den Mantel des Crimpbereichs 20 des Stopfens 7 mehr als 180° umfassen und deren freie Endbereiche 25 nebeneinander angeordnet sind.

Mit den erfindungsgemäßen Vorsprüngen können in überraschender Weise offenbar punktuell, z.B. im Falle von Kegelspitzen 22, bzw. zonal, z.B. im Falle der Sicken, derart hohe Rückhaltekräfte zwischen dem Dichtungsstopfen 17 und der Stopfenkralle 7 erzeugt werden, daß ein Verrutschen des Stopfens 7 auf dem Leiterdraht 15 bei der Montage des gecrimpten Kontaktelements verhindert werden kann. Offenbar wirken die Vorsprünge durch das Mantelmaterial auch bis auf den Leiterdraht und erhöhen dort zudem die Preßsitzkräfte punktuell oder zonal.

Hinzu kommt, daß in überraschender Weise durch die erfindungsgemäßen Vorsprünge auch das die Rückhaltekraft beeinträchtigende Rückfedern der Crimparme 12, 13 nach dem Crimpen beherrschbar wird, indem das Rückfedern nicht mehr auftritt oder nur noch derart gering ist, daß es die Rückhaltekraft nicht nachhaltig beeinträchtigt. Insofern können die Vorsprünge synergistisch wirken.

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Claims

1. Elektrisches Kontaktelement aus einem Blechstanzteil mit einem Kontaktbereich (2) und einem Crimpbereich (3), wobei der Crimpbereich (3) eine Crimpkralle (7) mit einem Krallenboden (11) und seitlich an den Crimpkrallenboden (11) angebundenen Krallenarmen (12, 13) zum Crimpen eines Einzelleitungsdichtungsstopfens (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallenarme (12, 13) und/oder der Stopfenkrallenboden (11) der Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle (7) mindestens einen in den Innenraum der Kralle (7) vorspringenden Vorsprung (21) und/oder mindestens ein Loch (24) und/oder mindestens eine an der Innenfläche der Stopfenkralle (7) vorgesehene Einprägung (23a) aufweisen, deren Raumform derart gewählt ist, daß Mantelmaterial des Einzelleitungsdichtungsstopfens (17) elastisch verdrängt, nicht aber in das Mantelmaterial eingeschnitten wird.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorsprünge (21) bzw. Löcher (24) bzw. Einprägungen (23a) am Umfang der Kralle (7) verteilt angeordnet sind.

3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (21) bzw. Löcher (24) bzw. Einprägungen (23a) symmetrisch verteilt angeordnet sind.

4. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (21) bzw. Löcher (24) bzw. Einprägungen (23a) gleichförmig ausgebildet sind.

5. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form unterschiedliche Vorsprünge (21) bzw. Löcher (24) bzw. Einprägungen (23a) vorgesehen sind.

6. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß kegelspitzförmige Vorsprünge (21) bzw. Löcher (24) bzw. Einprägungen (23a) eingeformt sind.

7. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Umfangsrichtung erstreckende Sicken (23) als Vorsprünge vorgesehen sind.

8. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination mit Vorsprüngen (21, 22, 23) Löcher (24) und/oder Einprägungen (23a) auf der Innenfläche der Stopfenkralle (7) neben den Vorsprüngen vorgesehen sind.

9. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (21, 22, 23) eingeprägt sind.

10. Kontaktelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mantel des Crimpbereichs (20) des Stopfens (7) umfassenden Krallenarme (12, 13) derart lang ausgeführt sind, daß ihre freien Endbereiche (25) nebeneinander angeordnet sind und den Crimpbereich (20) mehr als 180° umfassen.