DE20113817U1

DE20113817U1 - Elektrischer Steckverbinder

Info

Publication number: DE20113817U1
Application number: DE20113817U
Authority: DE
Original assignee: Lumberg Automation Components GmbH and Co KG
Current assignee: Lumberg Automation Components GmbH and Co KG
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2011-08-22

Description

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raienianwaiie .· _: ·:_##:._##. ·&ldquor;· .:. Telefax (0202)2590610

Dipl.-Ing. Harald Ostriga^s ^e"^{mail: maiI@osw}-p^atde

Dipi.-ing. Bernd Sonnet*

Dipi.-ing. Jochen-Peter Wirths "^ausanschnft: _{fi 8}

" ^b Stresemannstr. 6-8

* Zugelassen beim Europäischen Patentamt 42275 Wuppertal-Barmen

Ostriga, Sonnet & Wirths ■ Postfach 20 16 53 ■ D-42216 Wuppertal

S/g

Anmelderin: Karl Lumberg GmbH & Co

Im Gewerbepark 2

58579 Schalksmühle

Bezeichnung

der Erfindung: Elektrischer Steckverbinder

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere für die Sensortechnik, mit einem Kontaktträger aus Isolierstoff, mit Kontaktkanälen zur Aufnahme einzelner Kontakte, ferner mit einem mit dem Kontaktträger verbundenen Griffkörper sowie einer mit elektrischen Bauelementen, insbesondere LED, bestückten Leiterplatine mit Platinendurchbrüchen zur Kontaktierung mit den Kontakten einerseits, die andererseits mit jeweils einer Ader einer elektrischen Anschlussleitung verbunden sind, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Steckverbinder dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die in den Steckverbinder integrierten elektrischen Bauelemente sind Bestandteil einer Schaltung, mit deren Hilfe insbesondere Funktion und Betriebszustand angezeigt werden sollen. Hierzu dienen verschiedene LED als Signalanzeigen. Damit man das von ihnen abgestrahlte Licht von außen erkennen kann, ist die Leiterplatine mit ihren Bauelementen in einen Griffkörper aus transluzentem oder transparenten Kunststoff eingeschlossen, der üblicherweise als Umspritzung des Kontaktträgers oder des Griffkörpers ausgebildet ist.

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Essen Wuppertal-Barmen Wuppertal-Barmen VAT-No.

(BLZ 360 100 43) 445 04-431 (BLZ 330 600 98) 301 891 024 (BLZ 330 400 01) 4 034 823 DE 121068676

Karl Lumberg GmbH & Co

Bei einem herkömmlichen, druckschriftlich nicht belegbaren, durch offenkundige Vorbenutzung bekannten Steckverbinder (vgl. auch Fig. 2 von DE 42 22 685 C2 und zugehörige Beschreibung) weisen die Kontakte rückseitig Lötfüßchen auf, die in herkömmlicher Art mit Leiterbahnen der Leiterplatine verlötet sind. Die abisolierten Enden der Adern der elektrischen Leitung sind mit den jeweiligen Kontakten entweder ebenfalls durch Löten verbunden oder im Wege einer Crimpverbindung an die Kontakte angeschlossen. Beide Verbindungsarten und auch das Verlöten der Leiterplatine mit den Kontakten ist relativ aufwendig.

Dem gegenüber offenbart die DE 42 22 685 C2, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, einen Steckverbinder, bei dem die Verbindung der Kontakte mit der Leiterplatte und der Anschluss der Leiteradern an die Kontakte bereits vereinfacht ausgeführt sind. Hier sind die rückwärtigen Abschnitte der Kontakte als Schneidklemmgabeln ausgeführt, in die die Aderenden nach Abwinklung um 90° aus ihrer in den Steckverbinder einmündenden Richtung eingepresst werden, wobei die Schneidklemmgabeln die Isolierumhüllung der Aderenden durchtrennen und sich in die Aderseelen eingraben, womit eine mechanisch und elektrisch zuverlässige Verbindung hergestellt wird. Daraufhin wird die Leiterplatine mit ihren durchkontaktierten Platinendurchbrüchen auf die leiteranschlussseitigen Schneidklemmkontaktenden der Kontakte aufgepresst. Zuletzt wird die vormontierte Baugruppe mit einem thermoplastischen Material umspritzt.

Dieser Steckverbinder ist gegenüber dem einleitend beschriebenen Stand der Technik insbesondere insofern vorteilhaft, als alle Verbindungen als reine Steckverbindungen ausgeführt sind, die keine Lötvorgänge mehr erfordern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine weitere Vereinfachung und Verbesserung eines Steckverbinders der eingangs vorausgesetzten Art.

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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dem entsprechend dadurch gekennzeichnet, dass im Kontaktträger oder im Griffkörper eine Aufnahme für die Leiterplatine ausgebildet ist, in deren positionsgerechter Lage die Piatinendurchbrüche mit den Kontaktkanälen fluchten, dass die Adern auf der den Kontaktkanälen abgewandten Seite der Leiterplatine verlaufen und dass jeder Kontakt rückwärtig einen die Piatinendurchbrüche durchgreifenden Abschnitt aufweist, dessen Ende als Spitze zum Eindringen in eine Litze der Ader ausgebildet ist.

Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung führt zu einer Reihe von Vorteilen bzw. zu Möglichkeiten sinnvoller Weiterbildungen. Die Konfektionierung des Steckverbinders ist insoweit vereinfacht, als die Litzen ohne Abwinklung lediglich in Aderkanäle eingeschoben zu werden brauchen. Die Kontakte, die zunächst die Piatinendurchbrüche der in der Ausnehmung positionsgerecht gehaltenen Leiterplatine durchgreifen und erst danach in die Aderlitzen eingreifen, sorgen für eine sehr sichere Vorfixierung aller Bauteile, bevor diese gemeinsam umspritzt werden.

Die die Piatinendurchbrüche durchgreifenden Abschnitte der Kontakte sind vorteilhafter Weise im Sinne stabiler mechanischer wie auch elektrischer Verbindung mit einer elastischen Einpresszone ausgerüstet, über die die Kontakte mit der Laibung der durchkontaktierten Platinendurchbrüche eine kraft- bzw. klemmschlüssige Verbindung eingehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Griffkörper einstückig-stoffschlüssiger Bestandteil des Kontaktträgers und weist Kanäle zum Einstecken isolierter Litzen der Anschlussleitung auf, die die Kontaktkanäle im Kontaktträger queren. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kontakte von einer unwirksamen Stellung innerhalb des Kontaktkanals in eine Kontaktstellung verschiebbar sind, in der sich die Eindringspitze in der im Aderkanal bereitgehaltenen Litze befindet.

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Die einstückige Ausbildung von Griffkörper und Kontaktträger ergibt insbesondere den Vorteil, dass im Zuge der Konfektionierung des Steckverbinders kein besonderer Griffkörper mehr anzuformen ist. Die elektrische Kontaktierung durch Verschieben der Kontakte in den Kontaktkanälen hat zur Folge, dass auf sehr einfache Weise die Eindringspitzen der Kontakte in die jeweilige Aderseele eindringen und den Kontakt herstellen können.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist es im Sinne einfach durchzuführender Konfektionierung weiterhin vorteilhaft, wenn der Griffkörper einen großquerschnittigen Trichter umfasst mit zu den Aderkanälen führenden Leitereinführ-Schrägflächen. Damit ist es möglich, die Litzen eines mehradrigen Kabels von Hand auf ganz einfache Weise in den Kontaktträger &ldquor;einzufädeln", worauf hin die Litzen ihren Weg praktisch von selbst an ihren bestimmungsgemäßen Ort finden, weil sie entlang der Trichterflächen sicher und zuverlässig dorthin geführt werden

Sonstige zweckmäßige Ausführungen und weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich auch aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise längs geschnittene Explosionsdarstellung der wesentlichen Einzelteile eines Steckverbinders entsprechend der Erfindung,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung des teilweise konfektionierten Steckverbinders,

Fig. 3 eine entsprechende Darstellung des fertig konfektionierten Steckverbinders,

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Fig. 4 einen Querschnitt durch den bis auf die noch folgende Umspritzung fertigen Steckverbinder etwa in Richtung der dortigen Schnittlinie IV-IV nach Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht des fertig konfektionierten Steckverbinders, und

Fig. 6 eine Draufsicht auf den fertig konfektionierten Steckverbinder.

Ein insgesamt mit 10 bezeichneter Steckverbinder umfasst zunächst einen Kontaktträger 11, auf dem gegebenenfalls eine Überwurfmutter 12 (Fig. 4 und 5) drehbar gelagert ist, sowie einen Griffkörper 13. Der Kontaktträger 11 bildet mit dem Griffkörper 13 beim Ausführungsbeispiel ein werkstoffeinheitlich-stoffschlüssiges Bauteil aus. Dieses Bauteil ist in seiner Gesamtheit mit 18 beziffert und wird nachfolgend als Basiskörper bezeichnet.

Der zur Steckseite weisende Abschnitt des Basiskörpers 18 bildet

den Kontaktträger 11 mit zueinander parallelen Kontaktkanälen 17 aus.

Jeder Kontaktkanal 17 dient zur Aufnahme eines Kontakts 16, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Gabelkontakt ausgeführt ist, jedoch z.B. auch ein Röhrchenkontakt sein könnte.

Am rückwärtigen oder inneren Ende jedes Kontakts 16 ist eine an sich bekannte Eindringspitze 28 angeformt, die zum Durchdringen der Isolierumhüllung einer Ader 14 und zum Eindringen in deren Seele (Litze) bestimmt ist. In einem Bereich hinter der Eindringspitze 28 ist jeweils eine spreizfederartig wirkende, an sich bekannte elastische Einpresszone 28 ausgebildet.

Zum rückwärtigen Ende des Steckverbinders 10 hin schließt sich als zweiter Abschnitt des Basiskörpers 18 der Griffkörper 13 an. Er ist als relativ dünnwandiges Hülsenbauteil ausgebildet. Der Außendurchmesser

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dieses Abschnitts entspricht, abgesehen von möglichen Abwandlungen, im wesentlichen dem Außendurchmesser eines auf herkömmliche Weise durch Umspritzung erzeugten Griffkörpers 13.

Aufgrund der Ausgestaltung des Griffkörpers 13 als Hülsenbauteil weist der Griffkörper 13 einen relativ großvolumigen inneren Hohlraum 19 auf. Dieser Hohlraum 19 bildet zur Leiteranschlussseite hin einen großquerschnittigen Trichter aus mit Schrägflächen 20, die als Adereinführschrägflächen dienen, wenn jeweils eine Ader 14 in einen ihr zugeordneten Aderkanal 34 eingeschoben wird. Entsprechend der Polzahl des Steckverbinders ist eine entsprechende Anzahl solcher Aderkanäle im Basiskörper 18 vorgesehen.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass zwischen den Litzen 14 und den Aderkanälen 34 vorzugsweise kein Kraftschluss vorliegen soll, um es auf einfache Weise zu ermöglichen, dass man die Leitung 15 ergreifen und alle Litzen 14 gleichzeitig einführen kann.

Zwischen den Aderkanälen 34 und den inneren Mündungen der Kontakt-Führungskanäle 17 befindet sich in dem Basiskörper 18 eine taschenartige Aufnahme 25, die eine von der Frontseite des Basiskörpers 18 her einzuschiebende Leiterplatine 22 aufnimmt und in montagegerechter Position hält.

Im Rahmen der Vorkonfektionierung des Steckverbinders 10 sind die Kontakte 11 in einer funktionslosen Stellung innerhalb des jeweiligen Führungskanals 17 befindlich. Diese in den Figuren nicht gezeigte Stellung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringspitze 27 noch nicht oder nicht wesentlich aus dem Führungskanal 17 nach innen (d.h. bzgl. der Fig. nach oben) vorsteht.

Die Konfektionierung des Steckverbinders 10 beginnt nun damit, dass die Leiterplatine 22 in die Aufnahme 25 im Basisköper 18 einge-

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steckt wird. In ihrer montagegerechter Position fluchten in ihr vorgesehene durchkontaktierte Platinendurchbrüche 24 (s. Fig. 2 bis 4) mit der Längsmittelachse der Eindringspitze 27 bzw. der elastischen Einpresszone 28 fluchtet.
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Sodann werden die Adern in die Aderkanäle 25 des Basiskörpers 18 bzw. Griffkörpers 13 eingeführt, bis sie an den endseitigen verjüngten Einschubbegrenzungsstufen der Aderkanäle 25 anstoßen.

Die Kontaktierung zwischen einem Kontakt 16 und zugehörigen Litze 14 erfolgt nun dadurch, dass der Kontakt 16, tiefer in den Kontaktkanal 17 hinein gepresst wird, bis die Eindringspitze 31 in die Aderseele eindringt. Widerhakenartige Rastnasen 29, die sich in die Wandung des Führungskanals 17 krallen, halten jeden Kontakt 16 in dieser Position sicher fest.

Bei dieser Verlagerung der Kontakte 16 haben ihre - bezüglich der

Fig. oberen - Endabschnitte die Platinendurchbrüche 24 durchgriffen; nunmehr kontaktieren die elastischen Einpresszonen 28 die Laibungen der Durchkontaktierungen der Leiterplatine in den Platinendurchbrüchen

24 - s. insbes. Fig. 3 und 4.

Der letzte Arbeitsgang der Steckverbinder-Konfektionierung besteht sodann darin, dass der Griffkörper 13 mit den in ihm nun vorfixiert aufgenommenen Bauteilen in einer Spritzgießform mit transparentem oder doch zumindest transluzentem thermoplastischen Kunststoffmaterial umspritzt wird. Die resultierende Umspritzung 21 ist in den Fig. 3 sowie 5 und 6 mit Kreuzschraffur verdeutlicht.

Von außen sichtbar bildet die Umspritzung 21 an der Frontseite des Steckverbinders 10 ein Sichtfenster 30 aus, durch das man den Funktionszustand von auf der Leiterplatine 22 befindlichen LED 23 (weitere Bauelemente sind mit 32 und 33 bezeichnet) erkennen kann.

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Ebenfalls außen in Erscheinung tretend bildet die Umspritzung 21 leitungsseitig einen dichtenden Stopfen 31 aus, der zugleich als Zugentlastungselement wirkt.

Wie insbesondere Figur 3 deutlich erkennen lässt, dringt das Material der Umspritzung 21 auch in das Innere des Steckverbinders 10 ein und umschließt - zumindest jeweils teilweise - vor allem die Leiterplatine 22 und deren Bauelemente 23, 32 und 33, die infolgedessen fest verankert ist.

Claims

1. Elektrischer Steckverbinder (10), insbesondere für die Sensortechnik, mit einem Kontaktträger (11) aus Isolierstoff, mit Kontaktkanälen (17) zur Aufnahme einzelner Kontakte (16), ferner mit einem mit dem Kontaktträger (11) verbundenen Griffkörper (13) sowie einer mit elektrischen Bauelementen, insbesondere LED (23), bestückten Leiterplatine (22) mit Platinendurchbrüchen (24) zur Kontaktierung mit den Kontakten (16) einerseits, die andererseits mit jeweils einer Ader (14) einer elektrischen Anschlussleitung (15) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Kontaktträger (11) oder im Griffkörper (13) eine Aufnahme (25) für die Leiterplatine (22) ausgebildet ist, in deren positionsgerechter Lage die Platinendurchbrüche (24) mit den Kontaktkanälen (17) fluchten, dass die Adern (14) auf der den Kontaktkanälen (17) abgewandten Seite der Leiterplatine (22) verlaufen und dass jeder Kontakt (11) rückwärtig einen die Platinendurchbrüche (24) durchgreifenden Abschnitt (26) aufweist, dessen Ende als Spitze (31) zum Eindringen in eine Litze der Ader (14) ausgebildet ist.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Platinendurchbrüche (24) durchkontaktiert sind, um mit den sie durchgreifenden Abschnitten der Kontakte (16) eine elektrisch leitende Verbindung einzugehen.

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Platinendurchbrüche (24) durchgreifenden Abschnitte der Kontakte (16) mit einer elastischen Einpresszone (28) ausgerüstet sind, über die die Kontakte (16) mit der Laibung der Platinendurchbrüche (24) eine kraft- bzw. klemmschlüssige Verbindung eingehen.

4. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffkörper (13) einstückig-stoffschlüssiger Bestandteil des Kontaktträgers (11) ist und Kanäle (34) zum Einstecken von Adern (isolierter Litzen) (14) der Anschlussleitung (15) aufweist, die die Kontaktkanäle (17) im Kontaktträger (11) queren.

5. Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Griffkörper (13) einen großquerschnittigen Hohlraum (19) umfasst mit zu den Aderkanälen (34) führenden Leitereinführ-Schrägflächen (20).

6. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (16) von einer unwirksamen Stellung innerhalb des Kontaktkanals (17) in eine Kontaktstellung verschiebbar sind, in der sich die Eindringspitze (31) in der im Aderkanal (34) bereitgehaltenen Litze (14) befindet.

7. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umspritzung (21) aus thermoplastischem Material, das den Kontaktträger (11), den Griffkörper (13), die Leiterplatine (22) und die Adern (14) zumindest teilweise umgibt sowie relativ zueinander fixiert.

8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material der Umspritzung (21) transparente bzw. transluzente Eigenschaften aufweist.

9. Steckverbinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung (21) zugleich die Anschlussleitung (15), auch im Sinne einer Zugentlastung, an dem Griffkörper (13) fixiert.