Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit an elektrischen Leitern
angeschlossenen Anschlusskontakten.
Elektrische Steckverbinder sind im wesentlichen aufgebaut aus an elektrischen
Leitern befestigten Anschlusskontakten, die von einem Steckverbindergehäuse
umgeben sind. Die Anschlusskontakte eines solchen Steckverbinders sind ― abhängig
von deren jeweiliger Funktion ― als Steckerkontakte oder als Buchsenkontakte
ausgebildet. Zu jedem Steckverbinder existiert ein steckkompatibler
weiterer Steckverbinder zur Ausbildung einer Steckverbinderkupplung. Dadurch
bildet ein mit Steckerkontakten versehener Steckverbinder den Stecker, während
ein mit Buchsenkontakten versehener Steckverbinder die Buchse der Steckverbinderkupplung
bildet.
Zusätzlich zu diesen ausschließlich mit Stecker- oder mit Buchsenkontakten bestückten
Steckverbindern, gibt es auch Mischformen, welche sowohl mit Steckerkontakten
als auch mit Buchsenkontakten bestückt sind. Der dann komplementäre
Steckverbinder weist entsprechend ausgestaltete Buchsen- bzw. Steckerkontakte
auf, so dass insgesamt die Kompatibilität zwischen beiden Steckverbindern zur
Schaffung einer Steckverbinderkupplung gegeben ist. Auch sind sogenannte
hermaphroditische Steckverbinder bekannt, die zugleich als Stecker und als
Buchse wirksam sind.
Die Steckbarkeit einer solchen Steckverbinderkupplung und damit die Kompatibilität
der einzelnen Steckverbinder resultiert aus der jeweiligen exakten geometrischen
Anordnung der einzelnen Kontakte zueinander. Diese sind daher hinsichtlich
deren Abstand zueinander stets derart exakt anzuordnen, dass der als
Buchse wirksame Steckverbinder und der als Stecker wirksame Steckverbinder
zueinander passende Steckgesichter aufweisen. Als elektrische Anschlusskontakte
sind dabei auch Schutzleiterkontakte oder ähnliche Hilfskontakte mit umfasst.
Wünschenswert bei derartigen Steckverbindern ist deren großserientechnische
Herstellung, insbesondere die Spritzbarkeit deren Steckverbindergehäuse. In
diese werden die einzelnen Kontakte unter vorbestimmter Positionsanordnung
zueinander eingelegt und im Montageendzustand in dieser Position vom Gehäuse
gehalten. Dabei können die Kontakte mit den Leitern bereits vorkonfektioniert
sein. Zur Vorkonfektionierung eignet sich insbesondere eine Crimpverbindung
zwischen den Anschlusskontakten und den diesen zugeordneten Leitern oder
Leiterenden. Auch ist es möglich, die Leiter mit den bereits im Steckverbindergehäuse
fixierten Anschlusskontakten - oder umgekehrt, die in das Steckverbindergehäuse
eingeführten Leiter nachträglich mit den Anschlusskontakten - zu verbinden.
Hierzu sind die Anschlusskontakte dann beispielsweise als Schraub-,
Klemm- oder Schneidklemmkontakte ausgebildet. Auch können die Schraub-,
Klemm- oder Schneidklemmkontakte mit den Leitern vorkonfektioniert sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für eine einfache und zuverlässige
Steckverbindermontage besonders geeigneten Steckverbinder anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs
1. Hierzu ist ein Kontaktträger als Teil des Steckverbinders vorgesehen.
Der Kontaktträger nimmt die Anschlusskontakte auf, die zweckmäßigerweise an
die elektrischen Leiter bereits angeschlossen sind. Der Kontaktträger umfasst für
jeden Anschlusskontakt eine quasi zweigeteilte Öffnung mit zwei unterschiedlich
großen Öffnungsbereichen. Der vergleichsweise große Öffnungsbereich dient zum
Einführen oder Einstecken des jeweiligen Steckkontaktes, der dann zur Positionierung
aus diesem Öffnungsbereich heraus in den benachbarten, vergleichsweise
kleinen Öffnungsbereich eingeschwenkt wird. Vorteilhafterweise können aufgrund
der genügend starren Leiterenden die von diesen getragenen Anschlusskontakte
durch Verdrehen des Kontaktträgers gleichzeitig nach Art eines Bajonettverschlusses
in die vergleichsweise kleinen Öffnungsbereiche eingeschwenkt werden.
Zur lösbaren und zuverlässigen Fixierung der Anschlusskontakte in den Öffnungen
weist der zweite Öffnungsbereich des Kontaktträgers zweckmäßigerweise
einen Öffnungsrand auf, der beim Einschwenken des Anschlusskontaktes in eine
in diesem vorgesehene Tangentialnut eingreift. Die jeweilige Tangetialnut des Anschlusskontaktes
ist dabei zweckmäßigerweise als geschlossene Umfangs- oder
Ringnut ausgebildet. Diese wird vorzugsweise gebildet durch zwei zueinander im
Nutabstand auf dem jeweiligen Anschlusskontakt vorgesehene Anschlag- oder
Passringe, die einstückiger Bestandteil des Anschlusskontaktes oder auf diesen
ortsfest aufgeschoben sein können. Dabei weist der dem Kontaktträger abgewandte
Ring einen im Vergleich zum Innendurchmesser des größeren ersten Öffnungsbereichs
der jeweiligen Kontaktträgeröffnung großen Außendurchmesser
auf. Dadurch wirkt dieser Ring als Positionsanschlag für den jeweiligen Anschlusskontakt
bei dessen Einführen in die entsprechende Kontaktträgeröffnung.
Um die Anschlusskontakte im Montageendzustand einerseits in den jeweiligen
Öffnungen sicher zu fixieren und andererseits eine einfache Lösbarkeit der Anschlusskontakte
aus dem Kontaktträger zu ermöglichen, ist die lichte Weite des
Übergangs zwischen den beiden Öffnungsbereichen jeder Öffnung zumindest geringfügig
kleiner als der Nutbodendurchmesser der entsprechenden Tangentialoder
Umfangsnut des Anschlusskontaktes. Beim Verschwenken des Anschlusskontaktes
aus dem ersten großen Öffnungsbereich in den vergleichsweise kleinen
Öffnungsbereich schnappt der Anschlusskontakt somit praktisch bajonettverschlussartig
in den vergleichsweise kleinen Öffnungsbereich ein.
Für eine sichere räumliche Trennung und elektrische Isolierung der Anschlusskontakte
voneinander treten von einer Anschlussplatte des Kontaktträgers
Schottwände heraus, die sich zwischen den Anschlusskontakten erstrecken und
senkrecht zur Plattenebene des Kontaktträgers verlaufen. Zusätzlich kann der
Kontaktträger auf der den Kontaktenden abgewandten Steckverbindungsseite, auf
der gegebenenfalls auch die Schottwände liegen, einen die Anschlusskontakte
zumindest teilweise umgebenden Trägermantel aufweisen. Auf der gegenüberliegenden
Plattenseite der Anschlussplatte des Kontaktträgers sind zweckmäßigerweise
an jeder Öffnung sich in Richtung der Kontaktenden erstreckende Öffnungskragen
― ebenso wie die Schottwände und der Trägermantel ― an den
Kontaktträger angeformt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in einer besonders
einfachen Handhabbarkeit bei der Montage des einen entsprechenden Kontaktträger
mit für jeden Anschlusskontakt einer quasi zweigeteilten Öffnung aufweisenden
Streckverbinders. Zudem ist mittels eines derartigen Steckverbinders eine
zuverlässige Positionierung und Fixierung der einzelnen Anschlusskontakte bei
deren gleichzeitig einfacher Lösbarkeit und damit Demontage des elektrischen
Steckverbinders erreicht. Dabei kann der Kontaktträger des Steckverbinders als
Spritzgussteil in einfacher Art und Weise hergestellt werden.
Für eine zusätzliche Ummantelung der aus den Anschlusskontakten und den angeschlossenen
Leitern sowie dem Kontaktträger bestehenden Kontaktträgerbaugruppe
mit einem Steckverbindergehäuse weist der Kontaktträger beispielsweise
außenseitig eine Anzahl von Rastelementen auf, die dann mit entsprechend komplementären
Rastelementen des Steckverbindergehäuses unter Bildung einer
Rast- oder Schnappverbindung zusammenwirken.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Darin zeigen:
- Fig. 1 und 2
- in perspektivischer Darstellung einen elektrischen Steckverbinder mit
an elektrischen Leitern angeschlossenen Buchenkontakten und einem
Kontaktträger im Vor- bzw. Endmontagezustand,
- Fig. 3 und 4
- in einer Vorderansicht auf den Kontaktträger die in diesen
eingesteckten Anschlussbuchsen vor bzw. nach Verschwenken des Kontaktträgers,
- Fig. 5
- in einer Darstellung gemäß Fig. 2 einen elektrischen Steckverbinder
mit in den Kontaktträger eingesetzten Steckerkontakten, und
- Fig. 6 und 7
- den in unterschiedlichen Ebenen geschnittenen Kontaktträger mit in
dessen zweigeteilten Öffnungen eingeführten bzw. eingeschwenkten
Anschlusskontakten.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Figur 1 zeigt einen Kontaktträger 1, der zusammen mit Anschlusskontakten 2 Bestandteil
einer elektrischen Steckverbindung ist. Der Kontaktträger 1 umfasst eine
Anschlussplatte 3, aus der auf der den Anschlusskontakten 2 zugewandten Seite
sich in Trägerlängsrichtung 4 erstreckende Schottwände 5 herausragen. Ein sich
parallel zu den Schottwänden 5 erstreckender Trägermantel 6, der zur Sichtbarmachung
der Schottwände 5 teilweise aufgeschnitten ist, ist auf der selben Kontaktträgerseite
ebenso wie die Schottwände 5 an die Anschlussplatte 3 des Kontaktträgers
1 angeformt. Außenseitig trägt der Trägermantel 6 eine Anzahl von
Rastelementen 7 zur Verrastung des Kontaktträgers 1 mit einem (nicht dargestellten)
Steckverbindergehäuse.
Auf der den Schottwänden 5 und dem Trägermantel 6 abgewandten Seite der
Anschlussplatte 3 sind an den Kontaktträger 1 im Ausführungsbeispiel drei Öffnungskragen
8 angeformt. Wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Montagezustand
ersichtlich ist, erstrecken sich die Öffnungskragen 8 in Richtung der Kontaktenden
9 der Anschlusskontakte 2. Diese sind gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den
Figuren 1 und 2 als Buchsen und gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 als
Stecker ausgebildet.
Die zylinderförmigen Anschlusskontakte 2 weisen einen deren Durchmesser vergrößernden
ersten Anschlagring 2a und zu diesem beabstandet einen zweiten
Anschlagring 2b auf. Zwischen diesen Anschlag- oder Passringen 2a und 2b ist
eine Tangential- oder Ringnut 2c gebildet. Mit ihren den Kontaktenden 9 gegenüberliegenden
Anschlussenden 10 sind die Anschlusskontakte 2 mit diesen zugeordneten
Leiterenden 11 von elektrischen Leitern 12 eines im Ausführungsbeispiel
dreiadrigen Anschlusskabels 13 fest und elektrisch leitend verbunden.
Wie aus den Figuren 3 und 4 in einer stirnseitigen Vorderansicht und in den Figuren
6 und 7 in unterschiedlichen Querschnittsebenen des Kontaktträgers 1 dargestellt
ist, weist der Kontaktträger 1 in dessen Anschlussplatte 3 für jeden Anschlusskontakt
2 eine zweigeteilte Öffnung 14 mit jeweils zwei unterschiedlich
großen Öffnungsbereichen 14a und 14b auf. Die Öffnungsbereiche 14a und 14b
weisen unterschiedliche Öffnungsdurchmesser auf. So zeigen die Figuren 3 und 6
die in die vergleichsweise großen Öffnungsbereiche 14a eingeführten Anschlusskontakte
2, während die vergleichsweise kleinen Öffnungsbereiche 14b der jeweiligen
Öffnungen 14 kontaktfrei und damit sichtbar sind. Diese vergleichsweise
kleinen Öffnungsbereiche 14b weisen nach innen ragende, deren Öffnungsdurchmesser
definierende Öffnungsränder 15 auf. Die Öffnungsränder 15 dienen
zur Positionierung und lösbaren Fixierung des jeweiligen Anschlusskontaktes 2
innerhalb der diesem zugeordneten Öffnung 14 des Kontaktträgers 1.
Bei der Montage werden zunächst die mit den Leitern 12 vorkonfektionierten Anschlusskontakte
2 in die großen Öffnungsbereiche 14a der diesen jeweils zugeordneten
Öffnungen 14 eingeführt oder eingesteckt. Dabei dient der dem Kontaktträger
1 abgewandte Anschlagring 2a des jeweiligen Anschlusskontaktes 2 als
Einsteckanschlag. Dazu ist dessen Außendurchmesser größer als der Innen- oder
Öffnungsdurchmesser des vergleichsweise großen Öffnungsbereichs 14a. Anschließend
wird der Kontaktträger 1 aus der in den Figuren 3 und 6 dargestellten
Position um einen Verdrehwinkel α in Richtung des Pfeils 16 (Fig. 4) in die in den
Figuren 4 und 7 dargestellte Montageendposition verschwenkt. Der Schwenkoder
Verdrehwinkel beträgt im Ausführungsbeispiel α = 45°.
Um mit einer einzelnen Drehung alle Anschlusskontakte 2 gleichzeitig und positionsgenau
aus den vergleichsweise großen Öffnungsbereichen 14a in die vergleichsweise
kleinen Öffnungsbereiche 14b verschwenken zu können, sind die
Öffnungen 14 zueinander äquidistant und zur Trägermittelachse M des Kontaktträgers
1 punktsymmetrisch angeordnet.
Beim Verschwenken des Kontaktträgers 1 relativ zu den in die vergleichsweise
großen Öffnungsbereiche 14a eingeführten Anschlusskontakte 2 greifen die Öffnungsränder
15 der vergleichsweise kleinen Öffnungsbereiche 14b passgenau in
die entsprechenden Tangentialnuten 2c der Anschlusskontakte 2 ein. Um dabei
einerseits eine zuverlässige und andererseits wiederum lösbare Fixierung oder
Halterung der Anschlusskontakte 2 in den vergleichsweise kleinen Öffnungsbereichen
14b zu erzielen, ist die lichte Weite 17 des offenen Bereichsübergangs 18
(Fig. 3 und 7) zwischen den Öffnungsbereichen 14a und 14b gleich oder geringfügig
kleiner als der Nutbodendurchmesser d der Tangentialnuten 2c der Anschlusskontakte
2. Dadurch sind die Anschlusskontakte 2 in deren Montageendzustand
in den vergleichsweise kleinen Öffnungsbereichen 14b der Öffnungen 14
nach Art eines Bajonettverschlusses verrastet oder in diese eingeschnappt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist einer der Anschlusskontakte 2 als Schutzleiterkontakt
ausgebildet. Um zu gewährleisten, dass der Schutzleiterkontakt stets erst
dann unterbrochen wird, wenn alle übrigen Kontakte 2 nicht mehr kontaktieren, ist
der Schutzleiterkontakt 2 in besonderer Ausgestaltung der Erfindung gegenüber
den übrigen Anschlusskontakten 2 in Trägerlängsrichtung 4 verlängert. Diese
Verlängerung kann durch eine verlängerte Ausgestaltung des Anschlusskontakts
2 selbst erfolgen. Ebenso ist es denkbar, die dem Schutzleiterkontakt 2 zugeordnete
Öffnung 14 so auszugestalten, dass zumindest ihr Öffnungsbereich 14b, in
welchem der Schutzleiterkontakt 2 seine Montageendstellung erreicht, gegenüber
den übrigen Öffnungsbereichen 14b in Trägerlängsrichtung 4 derart versetzt angeordnet
ist, dass der Schutzleiterkontakt 2 um ein geringes Maß mehr aus dem
Kontaktträger in Trägerlängsrichtung 4 hinausragt als die übrigen Anschlusskontakte
2.
Zur Einhaltung der erforderlichen Luft- und Kriechstrecken kann in vorteilhafter
Ausgestaltung ferner vorgesehen sein, die dem Schutzleiterkontakt 2 zugeordnete
Öffnung 14 mit größerer Distanz zur Trägermittelachse M anzuordnen als die übrigen
Öffnungen 14. Die den übrigen Anschlusskontakten 2 zugeordneten Öffnungen
14 liegen dann weiterhin zueinander äquidistant zur Trägermittelachse M des
Kontaktträgers 1 punktsymmetrisch angeordnet, während die dem Schutzleiterkontakt
2 zugeordnete Öffnung 14 gegenüber den übrigen Öffnungen 14 gewissermaßen
außermittig angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Steckverbindung lässt sich das Funktionsprinzip eines
Bajonettverschlusses insbesondere dadurch in einfacher und zuverlässiger
Weise realisieren, dass die aus einer Kabelummantelung 19 des Anschlusskabels
13 herausragenden Leiter 12 und die die Anschlusskontakte 2 tragenden abisolierten
Leiterenden 11 besonders kurz sein können. Grund hierfür ist, dass die
durch Vercrimpen oder Verschweißen an den abisolierten Leiterenden 11 fixierten
Anschlusskontakte 2 durch einfaches Aufschieben des Kontaktträgers 1 zumindest
annähernd in deren vorkonfektionierte Ausgangsposition verbleiben können.
Jedenfalls ist ein Auseinanderbiegen der Anschlusskontakte 2 vermieden, was
eine gewisse Mindestlänge der mantelfreien Leiter 12 erfordern würde.
Die Anschlusskontakte 2 können im Vormontagezustand in nahezu deren Ausgangsposition
durch Aufschieben des Kontaktträgers 1 in dessen vergleichsweise
großen Öffnungsbereiche 14a positionsgenau eingeführt werden. Die dabei vergleichsweise
kurzen mantelfreien Leiter 12 und Leiterenden 11 weisen dabei eine
ausreichende Steifheit auf, um bei der bajonettverschlussartigen Verdrehung des
Kontaktträgers 1 gegenüber den Anschlusskontakten 2 eine synchrones Einschnappen
der Anschlusskontakte 2 in die vergleichsweise kleinen Öffnungsbereiche
14b und damit in die Montageendstellung einfach und zuverlässig zu erzielen.
Zum Lösen dieser bajonettverschlussartigen Verbindung können die Anschlusskontakte
2 einzeln - oder durch Verdrehen des Kontaktstückes 1 entgegen der in
Figur 4 dargestellten Pfeil- oder Verdrehrichtung 16 gemeinsam - aus den vergleichsweise
kleinen Öffnungsbereichen 14b in die vergleichsweise großen Öffnungsbereiche
14a ausgeschwenkt und anschließend der Kontaktträger 1 von
den Anschlusskontakten 2 abgehoben oder abgezogen werden.
Bezugszeichenliste
- 1
- Kontaktträger
- 2
- Anschlusskontakt
- 2a, 2b
- Anschlagring
- 2c
- Tangential-/Ringnut
- 3
- Anschlussplatte
- 4
- Trägerlängs-/Steckrichtung
- 5
- Schottwand
- 6
- Trägermantel
- 7
- Rastelement
- 8
- Öffnungskragen
- 9
- Kontaktende
- 10
- Anschlussende
- 11
- Leiterende
- 12
- Leiter
- 13
- Anschlusskabel
- 14
- Öffnung
- 14a
- großer Öffnungsbereich
- 14b
- kleiner Öffnungsbereich
- 15
- Öffnungsrand
- 16
- Verdrehrichtung
- 17
- Lichte Weite
- 18
- Bereichsübergang
- 19
- Kabelummantelung
- α
- Verdreh-/Schwenkwinkel
- d
- Nutbodendurchmesser
- M
- Trägermittelachse