EP3867979B1 - Buchsenkontaktelement für eine elektrisch leitende verbindung - Google Patents

Buchsenkontaktelement für eine elektrisch leitende verbindung

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EP3867979B1
EP3867979B1 EP19790511.0A EP19790511A EP3867979B1 EP 3867979 B1 EP3867979 B1 EP 3867979B1 EP 19790511 A EP19790511 A EP 19790511A EP 3867979 B1 EP3867979 B1 EP 3867979B1
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EP
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contact
contact element
box
socket contact
socket
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EP3867979A1 (de
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Claus Dullin
Uwe Käpplinger
Manuel KEIM
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a socket contact element for establishing an electrically conductive connection, comprising a crimping section for establishing an electrically conductive connection with a cable and a contact box for establishing a detachable electrically conductive connection with a contact box plug.
  • Socket or contact elements can be designed as crimp contacts.
  • crimp contacts are designed as elements with tabs, the tab ends of which are bent around the electrical conductor and simultaneously pressed with it.
  • This available connection technology is referred to as crimping.
  • the required forming and pressing processes are often stamped into a prepared semi-finished product, which is available as an uncrimped or pre-crimped starting material and forms the subsequent contact element.
  • the semi-finished product is often placed on the anvil of a crimping tool.
  • the electrical conductor or a stripped section of the electrical conductor is then placed on the contact element.
  • At least one crimp tab is then bent around the stripped section and pressed onto it to create a mechanically stable and electrically conductive contact between the contact element and the electrical conductor.
  • crimp connections must meet different, sometimes cumulative, requirements - examples: mechanical strength, fatigue strength, low-resistance transmission of electrical energy, corrosion resistance, gas and liquid tightness.
  • contacting components In addition to crimp contacts, with their functional task of connecting supply lines, cables, or similar – usually live – conductors to contact elements, contacting components must meet a multitude of additional requirements. For this reason, in addition to the crimp connection areas, there are other body-like components within the contacting components, which are implemented either integrated or separately. Examples include clamping and guiding elements, sockets, connectors, etc.
  • Known methods for producing contact components include, in particular, punching and forming processes.
  • a flat part is separated from a sheet of material by a punching or, more generally, a separation step.
  • the flat part is then appropriately provided with contours that support its shaping into the contact element and its defined functions.
  • the flat semi-finished product thus produced is then further developed in one or more forming steps.
  • Possible forming processes can be realized by folding, bending, pressing, deep drawing, or similar processes.
  • the printed matter DE 10 2015 201 635 A1 shows a complex contact that has an asymmetrical contact box and requires complex punching tools.
  • contacting elements can be achieved through sintering processes, additive manufacturing processes or through machining or chip removal.
  • the integrally implemented functions are limited or reduced to reduce the complexity of the component and/or the contact components are designed in multiple parts.
  • Additive manufacturing processes such as 3D printing or stereolithography are also considered, but these are only suitable for mass production to a limited extent, are economically disadvantageous, and are limited in terms of processable materials.
  • the invention proposes a socket contact element for establishing an electrically conductive connection with a crimping section for establishing an electrically conductive connection having the features of claim 1.
  • the invention recognizes that the geometric complexity of the flat material as a semi-finished product for one-piece socket contact elements and/or the appropriate forming sequence are suitable for increasing the number of integral functions. In individual cases, the invention also takes into account elastic material properties and the resulting forming and punching process results with regard to burr formation and oblique punching edges in the direction of the flat thickness.
  • a further aspect of the invention is to adapt the geometric contour of the semi-finished product as a result of the punching process both with regard to the achievable dimensional accuracies and the - preferably metallic and/or at least electrically conductive - material properties with regard to deformability, elasticity and strength.
  • FIG 1a and Figure 1b depict a first and second perspective view of an exemplary embodiment of the socket contact element 100.
  • the preferably one-piece element extends in the direction of a longitudinal axis L, which in regions of a symmetrical design is equal to the symmetry or center axis M.
  • the invention provides that integral functions are realized by and optionally within regions.
  • the socket contact element 100 is shown with a plurality of regions 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, the juxtaposition of which is realized in a longitudinal extension.
  • Figure 2a and Figure 2b form a third and fourth as well as Figures 3a and 3b a fifth and sixth three-dimensional view of an exemplary embodiment of the socket contact element 100.
  • Figure 4a and Figure 4b Each illustrates a perspective view of the contact box 70 of an exemplary embodiment of the socket contact element 100.
  • the contact box 70 has a plurality of integrally implemented functions.
  • guide and spring elements are provided on both the outside and inside.
  • an orientation lip 71 is provided, which has a threading bevel, insertion chamfer 71a, in the insertion direction of the socket contact element 100 into, for example, a contact carrier or multi-contact block.
  • the orientation lip 71 interacts geometrically with a correspondingly designed receiving bore of a contact carrier or multi-contact block in such a way that assembly is only possible in one correctly oriented position.
  • the orientation lip 71 can be supplemented by a lug 71b on the longitudinal end face and opposite the insertion direction EK of the contact box 70.
  • the lug 71b can, for example, functionally interact with a spring element of the contact carrier or multi-contact block or be used as a rear grip.
  • a bore 71c can be provided for receiving a locking lug 72a of the locking tab 72.
  • At least one closure tab 72 is further provided, which is brought into position about a fold line parallel to the longitudinal axis L by a forming process, also called folding or beveling.
  • a forming process also called folding or beveling.
  • a rear engagement in a corresponding recess in the side wall of the contact box 70 or bore 71c of the orientation lip can support the defined positional fixation of the closure tab 72.
  • the contoured closure lug 72b is preferably formed with its contoured part opposite the insertion direction EK of the contact box 70 in order to avoid forming edges in the insertion direction, which could be the cause of insertion problems of the contact box 70 into contact carriers or multi-contact blocks.
  • a closure tab 72 can be supplemented by a support lug 72c, which can be geometrically comparable to the closure lug 72a and, due to its design, represents a support shoulder on a side wall end face of the contact box 70 and rests thereon. In this way, the strength and structural integrity of the overall construction are increased and a simple movement limitation during the forming process is provided.
  • a locking hook 73 designed as a spring element with its locking hook end aligned opposite to the insertion direction EK of the contact box 70 serves to fix the position of the contact box 70 in the longitudinal direction after insertion into the contact carrier or multi-contact block.
  • the locking hook head 73a can, as shown, have radially projecting wings that correspond to a recess in the contact carrier or multi-contact block or provide a tool engagement surface to assist in bending back the locking hook 73 and thus disassembly of the contact box 70 from the contact carrier or multi-contact block.
  • the locking hook 73 can taper to a blunt end if disassembly is not to be supported.
  • the locking hook tongue can be tapered towards the locking hook head.
  • Figure 5a shows a first side view of the exemplary embodiment of the socket contact element 100.
  • Figure 5b shows the first plan view of the exemplary embodiment of the socket contact element 100 analogous to Figure 5a
  • a handling section 10 is provided at the end, which is formed by a section of the flat material and has a central region with a bore 11 adjacent to the longitudinal axis L and at least one surface piece 12 in the radial direction of extension.
  • a notch 13 can optionally be provided in the radial end direction of the handling section 10, for example, for implementing a spring element or as a wraparound for an adjacent flat in the assembled state.
  • Figure 6a depicts a second side view of the exemplary embodiment of the socket contact element 100. While the contact box 70 and the crimping section 50 are arranged in alignment in the longitudinal direction to the center axis L, M, the insulating section 30 and the handling section 10 can have an offset parallel to the axis. This offset is realized by the deflection of the second connecting section 40 and/or the third connecting section 60. This offset is particularly advantageous with regard to the cable routing in the crimping section 50 and the insulating section 30, since kinking of the cable core is avoided. This is achieved by selecting the offset according to the wall thickness of the insulating material surrounding the cable core of the cable.
  • the insulation section 30 integrates a mechanical stress relief function for the crimp section into the socket contact element 100 in that the mechanical loads—particularly tension—acting on a damaged cable (not shown) are absorbed by the insulation section 30 and thus cannot act on the crimp section 50.
  • the insulation section can therefore also be called a strain relief section.
  • Figure 6b shows the second top view of the exemplary embodiment of the socket contact element 100 analogous to Figure 6a While the insulated wire can be arranged in the receiving space 31 of the insulation section 30, the wire core (stripped wire) will be located in the receiving space 51 of the crimping section 50. As a result, the wire to be crimped with the socket contact element 100 (not shown) can be secured both in alignment with the longitudinal axis L, M and with a largely reduced kinking.
  • Figure 7a shows the first end view of the exemplary embodiment of the socket contact element 100 at the end of the contact box 70 with its receiving space 70a for a contact box plug.
  • the square space can have a square shape as shown; unequal side edges are also possible.
  • Figure 7b shows the second end view of the exemplary embodiment of the socket contact element 100 at the end of the handling section 10.
  • Figure 8a and Figure 8b each comprise a sectional view of the contact box 70 of an exemplary embodiment of the socket contact element 100.
  • the interior of the contact box 70 designed as a receiving space 70a for a contact box plug reveals further, integrally implemented functions of the invention.
  • Figure 8a shows the sectional view of the contact box 70 with its side facing away from the orientation lip 71.
  • the receiving space 70a is designed for an insertable contact box plug, which can be physically and in particular electrically contacted with the contact box 70 at least in a contact zone 70b.
  • the side walls of the contact box 70 functionally provide the linear lateral guidance for the contact box plug (not shown) to be inserted in the insertion direction ES, the contact zone 70b is formed or spatially delimited by a spring lip 74 and a contact arch 75.
  • the contact zone 70b is designed symmetrically or axially symmetrically to the center axis L, M in the state of the inserted contact box plug.
  • the clear width of contact zone 70b is undersized relative to the contact box connector without the inserted contact box connector, so that inserting the contact box connector causes the spring lip 74 to deflect against its spring force, releasing the clear width required for the contact box connector.
  • the restoring force of the spring lip 74 presses the contact box connector at its contact surface 74a against the contact surface 75a of the contact arch 75.
  • Figure 8b shows the sectional view of the contact box 70 with its side facing the orientation lip 71.
  • the invention provides a stop 76 in the insertion direction ES at the front and end of the contact box 70.
  • the stop can be designed as a flange or nose, thus forming a physical stop element for the contact box plug.
  • Figure 9a comprises the first perspective sectional view of an exemplary embodiment of the socket contact element 100.
  • the sectional plane arranged vertically at the height of the longitudinal or central axis L, M shows further functions or geometric configurations that are preferably implemented in one piece or integrally.
  • Figure 9b illustrates the contact box 70 in the perspective sectional view as a detail from Figure 9a
  • integral functions are realized in the locking tabs 72.
  • the first locking tab 72 arranged in the insertion direction of the contact box plug ES, is integrally supplemented by the spring lip 74 with its contact surface 74a in the region of the cylindrical end section.
  • the width of the spring lip 74 and its contact surface 74a is selected to be less than the clear width of the receiving space 70a for the contact box plug (not shown). The same applies to the width of the contact arch 75 with its contact surface 75a.
  • the second locking tab 72 arranged in the insertion direction of the contact box plug ES is one-piece and is supplemented in the direction of ES by the locking hook 73 with its locking hook head 73a.
  • the third locking tab 72 arranged in the insertion direction of the contact box plug ES is one-piece and is supplemented in the direction of ES by the stop 76.
  • Figure 10a comprises the second perspective sectional view of an exemplary embodiment of the socket contact element 100 and Figure 10b the contact box 70 in the perspective sectional view as a detail from Figure 10a .
  • Figure 11a shows the sectional view AA of the contact box of the socket contact element 100 at the level of the locking lug 72a of the locking tab 72 with stop 76.
  • the locking lug 72a engages in the bore 71c of the orientation lip 71 and practically functions as an abutment to the folded edge, bending hinge 72d, so that increased structural stability is supported.
  • Figure 11b includes the sectional view BB of the contact box 70 of the socket contact element 100 at the level of the locking hook head 73a of the locking hook 73.
  • Figure 12a shows the sectional view CC of the contact box 70 of the socket contact element 100 at the level of the support lug 72c of the locking tab 72 with the locking hook 73.
  • the invention utilizes the stability-enhancing effect of the abutment formed by the support lug 72c with respect to the beveled, bending hinge 72d.
  • the spring lip 74 and the contact arch 75 extend at this sectional height within the receiving space for the contact box plug 70a.
  • Figure 12b depicts the sectional view DD of the contact box 70 of the socket contact element 100 at the level of the locking tab 72 with contact zone 70b.
  • the contact zone 70b is located in the area of the smallest clear width formed by the contact surfaces 74a, 75a of the spring lip 74 and the contact arch 75. Shown here is the spherical contour of the contact surfaces 74a, 75a. This geometrically caused functional integration results in a reduced contact surface with the contact box plug (not shown), so that an increased surface pressure occurs with an otherwise unchanged spring force of the spring lip 74.
  • Figure 13 shows the sectional view EE of the contact box 70 of the socket contact element 100 at the level of the closure tab 72 with spring lip 74. Shown is a left-hand bend 72d of this closure tab 72, which is opposite to the bend 72d of the closure tab 72 with locking hook 73 made of Figures 12a and 12b The invention recognizes that the arrangement of opposing bends 72d is suitable for supporting one-piece production by forming from a semi-finished flat.
  • Figure 14 shows a top view of a first example of the arc-shaped, one-piece flat material 100' as a semi-finished product after a stamping process before forming by bending and folding.
  • the contoured flat material 100' serves as the starting material for introducing the crimp contour in the crimp section 50 and forming the contact arc 75 in the subsequent contact zone 70b. Bulk forming processes are typically performed for this purpose.
  • the central region MB is not deformed or is only marginally deformed in the handling area 10 and in the area of the contact box 70, so that a substantially flat structure is maintained. In the other areas, a spherical or spatial deformation of varying degrees occurs, for example, in the shape of a cylindrical segment.
  • the respective outer regions can be subjected to bending measures, folding processes, or free forming.
  • bending and folding sequences can be provided in order to establish the correct positions of the locking hook 73 outside the later receiving space 70a for the contact box plug and of the spring lip 74 within the later receiving space 70a for the contact box plug.
  • this specifically means that, by a first folding or bending process, the closure tab 72 with spring lip 74 is first formed into its final position, followed by the forming process for the closure tab 72 with locking hook 73.
  • the closure tab 72 with stop 76 is not subject to any sequence constraints and can be formed at any time from the semi-finished product arc plane into the final position to form the contact box 70 of the socket contact element 100.
  • Figure 15 illustrates the top view of a second example of the curved, one-piece flat material 100'. While the geometric configurations of the contact box 70 are comparable to the situation depicted by Figure 14 are has shows the Figure 15 a flat with a modified geometry in the first connecting section 20, insulation section 30, second connecting section 40, crimping section 50 and third connecting section 60.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Buchsenkontaktelement zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung aufweisend einen Crimpabschnitt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einer Leitung und einen Kontaktkasten zur Herstellung einer lösbaren elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kontaktkastenstecker.
  • Elektrische Kontaktelemente, Kontaktanordnungen, steck- und lösbare Kabelverbindungselemente sowie dazu geeignete Herstellungsverfahren sind im bekannten Stand der Technik verfügbar. Buchsen- oder Kontaktelemente können als Crimpkontakte ausgebildet sein. In der Verbindungstechnik für elektrische Kontaktierungsaufgaben sind Crimpkontakte als Elemente mit Laschen gestaltet, deren Laschenenden um den elektrischen Leiter herumgebogen und gleichzeitig mit ihm verpresst werden. Diese verfügbare Verbindungstechnik wird als Vercrimpen bezeichnet. Die dazu erforderlichen Umform- und Verpressvorgänge werden häufig einem dafür vorbereiteten Halbzeug eingeprägt, das als unvercrimptem oder vorvercrimptem Ausgangsmaterial vorliegt und das spätere Kontaktelement bildet. Um die Vercrimpung zu realisieren wird das Halbzeug häufig auf dem Amboss eines Crimpwerkzeuges abgelegt. Anschließend wird der elektrische Leiter bzw. ein abisolierter Abschnitt des elektrischen Leiters auf dem Kontaktelement platziert. Dann wird die wenigstens eine Crimplasche um den abisolierten Abschnitt herumgebogen und mit diesem verpresst, um einen mechanisch stabilen sowie elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem elektrischen Leiter herzustellen.
  • An Crimpverbindungen werden je nach Einsatzbereich unterschiedliche, teils kumulative Anforderungen gestellt - Beispiele: Mechanische Festigkeit, Dauerfestigkeit, widerstandsarme Übertragung elektrischer Energie, Korrosionsresistenz, Gas- und Flüssigkeitsdichtheit.
  • Neben den Crimpkontakten mit ihrer funktionalen Aufgabe Zuleitungen, Kabel oder vergleichbare - meist stromführende - Leitungen an Kontaktelementen anzuschlagen sind an Kontaktierungsbauteile eine Vielzahl weiterer Anforderungen gestellt. Aus diesem Grund gibt es zusätzlich zu den Crimpverbindungsbereichen weitere körperartige Bestandteile innerhalb der Kontaktierungsbauteile, die integrativ oder separat verwirklicht werden. Beispiele dafür sind Klemm- und Führungselemente, Buchsen, Anschlussstücke usw.
  • Bekannte Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungsbauteilen sind insbesondere Stanz- und Umformprozesse. Zunächst wird durch einen Stanz- oder auch allgemeiner durch einen Separationsschritt ein Flach aus einem Bogenmaterial getrennt. Das Flach ist dabei in geeigneter Weise mit Konturen versehen, die eine Formgebung hin zu dem Kontaktierungselement und seinen definierten Funktionen unterstützt. Das auf diese Weise bereitgestellte Flachhalbzeug wird anschließend in einem oder mehreren Umformschritten weitergebildet. Mögliche Umformvorgänge können durch Falten, Abkanten, Pressen, Tiefziehen oder dergleichen realisiert werden.
  • Die Druckschrift DE 10 2015 201 635 A1 zeigt einen komplexen Kontakt, der einen unsymmetrischen Kontaktkasten besitzt und aufwändige Stanzfolgewerkzeuge erfordert.
  • Andere Herstellungsmöglichkeiten für Kontaktierungselemente können durch Sintervorgänge, additive Fertigungsverfahren oder durch spanende beziehungsweise spanabhebende Bearbeitungen erfolgen.
  • Die Kombination der Verfahren Stanzung und Umformung eines bogenförmigen Ausgangsmaterials ist zwar ein wirtschaftlicher und zuverlässiger Weg Kontaktierungsbauteile in großen Stückzahlen bereitzustellen, begrenzt jedoch durch die eingeschränkte geometrische Formgebung die Integration verschiedener Funktionen in einteilige Kontaktierungsbauteile und insbesondere Buchsenkontaktelemente.
  • Um diesen Nachteil zu mildern werden die integral implementierten Funktionen begrenzt oder reduziert, um die Komplexität des Bauteils zu verringern und/oder die Kontaktierungsbauteile mehrteilig ausgeführt. In Betracht kommen auch additive Fertigungsverfahren wie beispielsweise der 3D-Druck oder die Stereolithografie, diese sind jedoch für Massenfertigung nur eingeschränkt geeignet, wirtschaftlich nachteilig und hinsichtlich verarbeitbarer Werkstoffe begrenzt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung die vorgenannten Nachteile wenigstens teilweise zu reduzieren und ein einteiliges Buchsenkontaktelement mit einer Mehrzahl integrativer Funktionen bereitzustellen.
  • Zur Lösung schlägt die Erfindung ein Buchsenkontaktelement zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit Crimpabschnitt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor.
  • Die Erfindung erkennt, dass die geometrische Komplexität des Flachmaterials als Halbzeug für einteilige Buchsenkontaktelemente und/oder die geeignete Umformabfolge geeignet sind die integrale Funktionenanzahl zu erhöhen. Die Erfindung berücksichtigt im Einzelfall auch elastische Werkstoffeigenschaften und die sich ergebenden bei der Umformung sowie Stanzprozessergebnisse hinsichtlich Gratbildung und schräge Stanzkanten in Flachdickenrichtung.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, die geometrische Kontur des Halbzeugs als Ergebnis des Stanzprozess sowohl hinsichtlich der erzielbaren Maßgenauigkeiten als auch der - vorzugsweise metallischen und/oder zumindest elektrisch leitenden - Werkstoffeigenschaften im Hinblick auf Verformbarkeit, Elastizität und Festigkeit anzupassen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1a, 1b
    die erste und zweite perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 2a, 2b
    die dritte und vierte perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 3a, 3b
    die fünfte und sechste perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 4a, 4b
    jeweils eine perspektivische Ansicht des Kontaktkastens einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 5a, 5b
    eine erste Seitenansicht und eine erste Draufsicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 6a, 6b
    eine zweite Seitenansicht und eine zweite Draufsicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 7a, 7b
    eine erste und eine zweite stirnseitige Ansicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 8a, 8b
    jeweils eine Schnittdarstellung des Kontaktkastens einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes;
    Fig. 9a, 9b
    die erste perspektivische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes insgesamt und dessen Kontaktkasten;
    Fig. 10a
    die zweite perspektivische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes insgesamt und dessen Kontaktkasten;
    Fig. 10b
    die zweite perspektivische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes umfassen die Einzelheit des Kontaktkastens;
    Fig. 11a
    die Schnittdarstellung A-A des Kontaktkastens des Buchsenkontaktelementes in Höhe der Verschlusslasche mit Anschlag;
    Fig. 11b
    die Schnittdarstellung B-B des Kontaktkastens des Buchsenkontaktelementes in Höhe des Rasthakenkopfes des Rasthakens;
    Fig. 12a
    die Schnittdarstellung C-C des Kontaktkastens des Buchsenkontaktelementes in Höhe der Auflagenase der Verschlusslasche mit Rasthaken;
    Fig. 12b
    die Schnittdarstellung D-D des Kontaktkastens des Buchsenkontaktelementes in Höhe der Verschlusslasche und Kontaktzone;
    Fig. 13
    die Schnittdarstellung E-E des Kontaktkastens des Buchsenkontaktelementes in Höhe der Verschlusslasche mit Federlippe;
    Fig. 14
    die Draufsicht auf ein erstes Beispiel des bogenförmigen, einstückigen Flachmaterials als Halbzeug nach einem Stanzprozess vor der Umformung durch Abkanten, Falten;
    Fig. 15
    die Draufsicht auf ein zweites Beispiel des bogenförmigen, einstückigen Flachmaterials als Halbzeug.
  • Figur 1a und Figur 1b bilden eine erste und zweite perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 ab. Das vorzugsweise einteilige Element erstreckt sich in Richtung einer Längsachse L, die in Bereichen einer symmetrischen Ausbildung gleich der Symmetrie- oder Mittenachse M ist. Die Erfindung sieht vor, dass integrale Funktionen durch und gegebenenfalls innerhalb von Bereichen realisiert sind. In Figur 1 ist das Buchsenkontaktelement 100 mit einer Mehrzahl von Bereichen 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 gezeigt, deren Aneinanderreihung in einer Längserstreckung realisiert ist.
  • Figur 2a und Figur 2b bilden eine dritte und vierte sowie Figur 3a und 3b eine fünfte und sechste dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 ab.
  • Figur 4a und Figur 4b illustrieren jeweils eine perspektivische Ansicht des Kontaktkastens 70 einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100. Der Kontaktkasten 70 weist im gezeigten Beispiel eine Mehrzahl von integral implementierten Funktionen auf. Vorgesehen sind insbesondere Führungs- und Federelemente sowohl außenseitig als auch innenseitig.
  • Außenseitig der Vierkantgeometrie des Kontaktkastens 70 ist eine Orientierungslippe 71 vorgesehen, die in Einschubrichtung des Buchsenkontaktelementes 100 in beispielsweise einen Kontaktträger oder Multikontaktblock eine Einfädelschräge, Einschubfase 71a aufweist. Die Orientierungslippe 71 wirkt mit einer korrespondierend gestalteten Aufnahmebohrung eines Kontaktträgers oder Multikontaktblockes geometrisch derart zusammen, dass die Montage in nur einer orientierungsrichtigen Lage erzwingt. Ergänzt sein kann die Orientierungslippe 71 durch eine Nase 71b an der Längsstirnseite und entgegen der Einschubrichtung EK des Kontaktkastens 70. Die Nase 71b kann beispielsweise funktionell mit einem Federelement des Kontaktträgers oder Multikontaktblockes zusammenwirken oder als Hintergriff genutzt sein. Weiterhin kann eine Bohrung 71c zur Aufnahme einer Verschlussnase 72a der Verschlusslasche 72 vorgesehen sein.
  • Zur Bildung der Vierkantgeometrie des Kontaktkastens 70 ist weiterhin wenigstens eine Verschlusslasche 72 vorgesehen, welche durch einen Umformvorgang, der auch Falten oder Abkanten genannt wird, um eine Faltlinie parallel zur Längsachse L in seine Position gebracht wird. Durch eine Verschlussnase 72a oder eine konturierte Verschlussnase 72b kann ein Hintergriff in eine korrespondierende Ausnehmung der Seitenwandung des Kontaktkastens 70 beziehungsweise Bohrung 71c der Orientierungslippe die definierte Positionsfixierung der Verschlusslasche 72 unterstützen. Die konturierte Verschlussnase 72b ist vorzugsweise mit ihrem konturierten Teil entgegen der Einschubrichtung EK des Kontaktkastens 70 ausgebildet, um keine Kanten in Einschubrichtung zu bilden, die Ursache für Einschubprobleme des Kontaktkastens 70 in Kontaktträger oder Multikontaktblöcke sein können.
  • Eine Verschlusslasche 72 kann je nach Lage und Anzahl der integrierten Funktionen durch eine Auflagenase 72c ergänzt sein, die geometrisch vergleichbar der Verschlussnase 72a ausgebildet sein kann und durch ihre Ausbildung eine Anlageschulter auf einer Seitenwandungsstirnseite des Kontaktkastens 70 darstellt und darauf zu liegen kommt. Auf diese Weise wird die Festigkeit und strukturelle Integrität der Gesamtkonstruktion gesteigert und eine einfache Bewegungsbegrenzung bei dem Umformprozess bereitgestellt.
  • Ein als Federelement ausgebildeter Rasthaken 73 mit seinem Rasthakenende ausgerichtet entgegen der Einschubrichtung EK des Kontaktkastens 70 dient zur Lagefixierung des Kontaktkastens 70 in Längsrichtung nach dem Einschieben in den Kontaktträger oder Multikontaktblock. Der Rasthakenkopf 73a kann wie gezeigt radial auskragende Flügel aufweisen, die mit einer Ausnehmung im Kontaktträger oder Multikontaktblock korrespondieren oder eine Werkzeugangriffsfläche bereitstellen, um das Zurückbiegen des Rasthakens 73 und damit die Demontage des Kontaktkastens 70 aus dem Kontaktträger oder Multikontaktblock zu unterstützen. Alternativ kann der Rasthaken 73 endseitig stumpf auslaufen, wenn eine Demontierbarkeit nicht unterstützt werden soll. Zur gezielten Beeinflussung der Federeigenschaft und Feder- bzw. Rückstellkraft kann die Rasthakenzunge zum Rasthakenkopf hin verjüngend ausgebildet sein.
  • Figur 5a bildet eine erste Seitenansicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 ab.
  • Figur 5b zeigt die erste Draufsicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 analog zur Figur 5a. Vorzugsweise endseitig ist ein Handhabungsabschnitt 10 vorgesehen, der durch einen Abschnitt des Flachmaterials gebildet ist und einen Mittenbereich mit Bohrung 11 angrenzend der Längsachse L sowie wenigstens ein Flächenstück 12 in radialer Erstreckungsrichtung aufweist. In radialer Endrichtung des Handhabungsabschnittes 10 kann optional eine Ausklinkung 13 vorgesehen sein, beispielsweise zur Verwirklichung eines Federelementes oder als Umgriff für ein benachbartes Flach im Montageszustand.
  • Figur 6a bildet eine zweite Seitenansicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 ab. Während der Kontaktkasten 70 und der Crimpabschnitt 50 fluchtend in Längsrichtung zur Mittenachse L, M angeordnet sind können der Isolationsabschnitt 30 und der Handhabungsabschnitt 10 einen dazu achsparallelen Versatz aufweisen. Realisiert wir dieser Versatz durch die Auslenkung des zweiten Verbindungsabschnittes 40 und/oder des dritten Verbindungsabschnittes 60. Dieser Versatz ist insbesondere hinsichtlich der Leitungsführung im Crimpabschnitt 50 und dem Isolationsabschnitt 30 vorteilhaft, da ein Abknicken der Leitungsseele vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Versatz dem Betrag nach der Wandstärke des Isolationsmaterials umgebend die Leitungsseele der Leitung gewählt ist.
  • Der Isolationsabschnitt 30 integriert eine mechanische Entlastungsfunktion für den Crimpabschnitt in das Buchsenkontaktelement 100 dadurch, dass die auf eine angeschlagenen Leitung (nicht dargestellt) wirkenden mechanischen Belastungen - insbesondere Zug - durch den Isolationsabschnitt 30 aufgenommen und somit nicht auf den Crimpabschnitt 50 wirken können. Der Isolationsabschnitt kann daher auch Zugentlastungsabschnitt genannt werden.
  • Figur 6b zeigt die zweite Draufsicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 analog zur Figur 6a. Während die isolierte Leitung im Aufnahmeraum 31 des Isolationsabschnittes 30 anordbar ist wird die Leitungsseele (abisolierte Leitung) im Aufnahmeraum 51 des Crimpabschnittes 50 zu liegen kommen. Im Ergebnis wird erreicht, dass die mit dem Buchsenkontaktelement 100 zu vercrimpende Leitung (nicht dargestellt) sowohl fluchtend zur Längsachse L, M als auch weitgehend knickreduziert festlegbar ist.
  • Figur 7a zeigt die erste stirnseitige Ansicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 endseitig des Kontaktkastens 70 mit seinem Aufnahmeraum 70a für einen Kontaktkastenstecker. Der Vierkantraum kann wie gezeigt quadratische Form aufweisen, auch möglich sind ungleich lange Seitenkanten.
  • Figur 7b zeigt die zweite stirnseitige Ansicht der beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 endseitig des Handhabungsabschnittes 10.
  • Figur 8a und Figur 8b umfassen jeweils eine Schnittdarstellung des Kontaktkastens 70 einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100. Der Innenraum des Kontaktkastens 70 ausgebildet als Aufnahmeraum 70a für einen Kontaktkastenstecker offenbart weitere, integral implementierte Funktionen der Erfindung.
  • Figur 8a zeigt die Schnittdarstellung des Kontaktkastens 70 mit seiner von der Orientierungslippe 71 abgewandten Seite. Innerhalb des Kontaktkastens 70 ist der Aufnahmeraum 70a für einen einschiebbaren Kontaktkastenstecker ausgebildet, der wenigstens in einer Kontaktzone 70b mit dem Kontaktkasten 70 physisch und insbesondere elektrisch kontaktierbar ist. Während die Seitenwände des Kontaktkastens 70 funktional für den in Einschubrichtung ES einzubringenden Kontaktkastenstecker (nicht dargestellt) die lineare Seitenführung bewerkstelligen, wird die Kontaktzone 70b durch eine Federlippe 74 und einen Kontaktbogen 75 gebildet beziehungsweise räumlich begrenzt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kontaktzone 70b im Zustand des eingeschobenen Kontaktkastensteckers symmetrisch beziehungsweise achsensymmetrisch zur Mittenachse L, M ausgeführt.
  • Die lichte Weite der Kontaktzone 70b ist ohne eingeschobenen Kontaktkastenstecker relativ zu diesem untermaßig, sodass durch den Einschub des Kontaktkastensteckers eine Auslenkung der Federlippe 74 entgegen ihrer Federkraft erfolgt und eine für den Kontaktkastenstecker erforderliche lichte Weite freigegeben wird. Die Rückstellkraft der Federlippe 74 presst den Kontaktkastenstecker an deren Kontaktfläche 74a an die Kontaktfläche 75a des Kontaktbogens 75.
  • Die Kontaktflächen 74a, 75a sind bereichsweise als Zylindermantelflächen ausgebildet, sodass folgende funktionale Eigenschaften unterstützt sind:
    • Die Kontaktflächen 74a, 75a bilden gegenüber einem flächigen Kontaktkastenstecker eine jeweils linienförmige Kontaktfläche,
    • die linienförmigen Kontaktflächen sind dem Betrag nach vergleichsweise klein, sodass eine erhöhte Flächenpressung erreichbar ist,
    • die erhöhte Flächenpressung resultiert in einem zuverlässigen Kontaktverhalten der Kontaktpartner zueinander,
    • die Ausbildung der Kontaktflächen 74a, 75a als Zylindermantelabschnitte unterstützt ein erleichtertes Einfädeln und Einschieben des Kontaktkastensteckers in den Aufnahmeraum 70a und
    • reduziert die lineare Losbrechkraft bei einer Dekontaktierung durch Ausschieben des Kontaktkastensteckers entgegen der Richtung ES.
  • Figur 8b zeigt die Schnittdarstellung des Kontaktkastens 70 mit seiner der Orientierungslippe 71 zugewandten Seite. Um die Einschubtiefe des Kontaktkastensteckers in den Aufnahmeraum 70a des Kontaktkastens 70 mechanisch zu begrenzen sieht die Erfindung einen Anschlag 76 in Einschubrichtung ES stirn- und endseitig des Kontaktkastens 70 vor. Der Anschlag kann als Bördel oder Nase ausgebildet sein, sodass eine physisches Stoppelement für den Kontaktkastenstecker gebildet ist.
  • Figur 9a umfasst die erste perspektivische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100. Die vertikal in Höhe der Längs- beziehungsweise Mittenachse L, M angeordnete Schnittebene zeigt weitere vorzugsweise einteilig-integral implementierte Funktionen beziehungsweise geometrische Ausgestaltungen.
  • Figur 9b illustriert den Kontaktkasten 70 in der perspektivischen Schnittdarstellung als Einzelheit aus Figur 9a. In der Ausführungsform sind integrale Funktionen in den Verschlusslaschen 72 realisiert. Die in Einschubrichtung des Kontaktkastensteckers ES angeordnete erste Verschlusslasche 72 ist einstückig ergänzt um die Federlippe 74 mit ihrer Kontaktfläche 74a im Bereich des zylinderabschnittsförmigen Endenbereiches. Die Breite der Federlippe 74 und deren Kontaktfläche 74a ist dabei dem Betrag nach unterhalb der lichten Breite des Aufnahmeraumes 70a für den Kontaktkastenstecker (nicht dargestellt) gewählt. Gleiches gilt für die Breite des Kontaktbogens 75 mit seiner Kontaktfläche 75a.
  • Die in Einschubrichtung des Kontaktkastensteckers ES angeordnete zweite Verschlusslasche 72 ist einstückig und in Richtung ES ergänzt um den Rasthaken 73 mit seinem Rasthakenkopf 73a.
  • Die in Einschubrichtung des Kontaktkastensteckers ES angeordnete dritte Verschlusslasche 72 ist einstückig und in Richtung ES ergänzt um den Anschlag 76.
  • Figur 10a umfasst die zweite perspektivische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung des Buchsenkontaktelementes 100 und Figur 10b den Kontaktkasten 70 in der perspektivischen Schnittdarstellung als Einzelheit aus Figur 10a.
  • Figur 11a zeigt die Schnittdarstellung A-A des Kontaktkastens des Buchsenkontaktelementes 100 in Höhe der Verschlussnase 72a der Verschlusslasche 72 mit Anschlag 76. Die Verschlussnase 72a greift in die Bohrung 71c der Orientierungslippe 71 ein und fungiert praktisch als Widerlager zu der Abkantung, Biegescharnier 72d, sodass eine gesteigerte Strukturstabilität unterstützt ist.
  • Figur 11b umfasst die Schnittdarstellung B-B des Kontaktkastens 70 des Buchsenkontaktelementes 100 in Höhe des Rasthakenkopfes 73a des Rasthakens 73.
  • Figur 12a zeigt die Schnittdarstellung C-C des Kontaktkastens 70 des Buchsenkontaktelementes 100 in Höhe der Auflagenase 72c der Verschlusslasche 72 mit Rasthaken 73. Wiederum nutzt die Erfindung die stabilitätssteigernde Wirkung des durch die Auflagenase 72c gebildeten Widerlagers hinsichtlich der Abkantung, Biegescharnier 72d. Innerhalb des Aufnahmeraumes für den Kontaktkastenstecker 70a erstrecken sich in dieser Schnitthöhe die Federlippe 74 und der Kontaktbogen 75.
  • Figur 12b bildet die Schnittdarstellung D-D des Kontaktkastens 70 des Buchsenkontaktelementes 100 in Höhe der Verschlusslasche 72 mit Kontaktzone 70b ab. Die Kontaktzone 70b befindet sich im Bereich der kleinsten lichten Weite gebildet durch die Kontaktflächen 74a, 75a von Federlippe 74 und Kontaktbogen 75. Dargestellt ist hier die jeweils ballige Kontur der Kontaktflächen 74a, 75a. Diese geometrisch verursachte Funktionsintegration resultiert in einer verkleinerten Kontaktfläche zum Kontaktkastenstecker (nicht dargestellt), sodass eine gesteigerte Flächenpressung bei ansonsten gleicher Federkraft der Federlippe 74 erfolgt.
  • Figur 13 zeigt die Schnittdarstellung E-E des Kontaktkastens 70 des Buchsenkontaktelementes 100 in Höhe der Verschlusslasche 72 mit Federlippe 74. Gezeigt ist eine linksseitige Abkantung 72d dieser Verschlusslasche 72, die damit entgegengesetzt der Abkantung 72d der Verschlusslasche 72 mit Rasthaken 73 aus Figur 12a und 12b liegt. Die Erfindung erkennt, dass die Anordnung entgegengesetzter Abkantungen 72d geeignet ist, die einstückige Herstellung durch Umformen aus einem Halbzeugflach zu unterstützen.
  • Figur 14 zeigt die Draufsicht auf ein erstes Beispiel des bogenförmigen, ein-stückigen Flachmaterials 100' als Halbzeug nach einem Stanzprozess vor der Umformung durch Abkanten, Falten. Das konturierte Flach 100' dient nach dessen Vorkonfektionierung als Ausgangsmaterial für das Einbringen der Crimpkontur im Crimpabschnitt 50 und Ausbildung des Kontaktbogens 75 in der späteren Kontaktzone 70b. Dazu werden üblicherweise Massivumformungsmaßnahmen durchgeführt.
  • Die Verformungsprozesse zur Ausbildung des Buchsenkontaktelementes 100 können grob in drei Zonen des Halbzeugflach 100' gegliedert werden:
    • Den Mittenbereich MB zwischen und
    • den beiden daran angrenzenden Außenbereichen.
  • Der Mittenbereich MB wird im Handhabungsbereich 10 und im Bereich des Kontaktkastens 70 nicht oder nur marginal verformt, sodass eine im Wesentlichen flächige Struktur erhalten ist. In den anderen Bereichen erfolgt eine sphärische beziehungsweise räumliche Verformung in unterschiedlicher Ausprägung, beispielsweise zylinderabschnittsartig.
  • Die jeweiligen Außenbereiche können Gegenstand von Abkantungsmaßnahmen, Faltprozessen oder Freiverformungen sein. Insbesondere im Bereich des Kontaktkastens 70 können Abkantungs- und Faltreihenfolgen vorgesehen sein um die lagerichtigen Positionen des Rasthakens 73 außerhalb des späteren Aufnahmeraums 70a für den Kontaktkastenstecker und der Federlippe 74 innerhalb des späteren Aufnahmeraums 70a für den Kontaktkastenstecker herzustellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet dies konkret, dass durch einen ersten Falt- oder Abkantungsprozess zunächst die Verschlusslasche 72 mit Federlippe 74 in ihre Endposition umgeformt wird, gefolgt von dem Umformprozess für die Verschlusslasche 72 mit Rasthaken 73. Die Verschlusslasche 72 mit Anschlag 76 unterliegt keinem Reihenfolgezwang und kann zu einem beliebigen Zeitpunkt aus der Halbzeug-Bogenebene in die Endlage zu Bildung des Kontaktkastens 70 des Buchsenkontaktelementes 100 umgeformt werden.
  • Figur 15 illustriert die Draufsicht auf ein zweites Beispiel des bogenförmigen, einstückigen Flachmaterials 100'. Während die geometrischen Ausbildungen des Kontaktkastens 70 vergleichbar zu der Situation abgebildet durch Figur 14 sind hat zeigt die Figur 15 ein Flach mit einer geänderten Geometrie im ersten Verbindungsabschnitt 20, Isolationsabschnitt 30, zweiten Verbindungsabschnitt 40, Crimpabschnitt 50 und dritten Verbindungsabschnitt 60.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Handhabungsabschnitt
    11
    Bohrung, Öse
    12
    Flächenstück in radialer Erstreckungsrichtung
    13
    Ausklinkung
    20
    erster Verbindungsabschnitt
    30
    Isolationsabschnitt
    31
    Aufnahmeraum für Leitung
    40
    zweiter Verbindungsabschnitt
    50
    Crimpabschnitt
    51
    Aufnahmeraum für abisolierte Leitung, Seele
    60
    dritter Verbindungsabschnitt
    70
    Kontaktkasten
    70a
    Aufnahmeraum für Kontaktkastenstecker
    70b
    Kontaktzone
    71
    Orientierungslippe
    71a
    Einfädelschräge, Einschubfase
    71b
    Nase
    71c
    Bohrung
    72
    Verschlusslasche
    72a
    Verschlussnase
    72b
    konturierte Verschlussnase
    72c
    Auflagenase
    72d
    Abkantung, Biegescharnier
    73
    Rasthaken
    73a
    Rasthakenkopf
    74
    Federlippe
    74a
    Kontaktfläche
    75
    Kontaktbogen
    75a
    Kontaktfläche
    76
    Anschlag
    100
    Buchsenkontaktelement
    100'
    Halbzeug, Flach
    EK
    Einschubrichtung des Kontaktkastens
    ES
    Einschubrichtung des Kontaktkastensteckers
    L
    Längsachse
    M
    Mittenachse
    MB
    Mittenbereich

Claims (10)

  1. Buchsenkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung aufweisend einen Crimpabschnitt (50) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einer Leitung und einen im Querschnitt quadratischen Kontaktkasten (70) mit Vierkantgeometrie zur Herstellung einer lösbaren elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kontaktkastenstecker, wobei das Buchsenkontaktelement (100) einteilig umfassend eine Mehrzahl an funktionalen Abschnitten aufgebaut ist, wobei der Kontaktkasten (70) wenigstens einen Rasthaken (73) aufweist, der eine Arretierung in der Aufnahmebohrung eines Kontaktträgers oder Multikontaktblockes unterstützt und zur gezielten Beeinflussung der Federeigenschaft und Feder- bzw. Rückstellkraft zum Rasthakenkopf hin verjüngend ausgebildet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenwand des Kontaktkastens (70) eine Orientierungslippe (71) zur Orientierung des Buchsenkontaktelements (100) ausbildet, die sich über die kastenartige Struktur des Kontaktkastens (70) hinaus erstreckt und eine Nase (71b) aufweist, welche an der Längsstirnseite der Orientierungslippe (71) angeordnet ist und sich entgegen der Einschubrichtung (EK) des Kontaktkastens (70) erstreckt.
  2. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenkontaktelement (100) durch einen Handhabungsabschnitt (10) ergänzt ist.
  3. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsenkontaktelement (100) einen Isolationsabschnitt (30) aufweist.
  4. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsabschnitt (30) derart relativ zu dem Crimpabschnitt (50) angeordnet ist, dass eine weitgehend gerade Anordnung der Seele einer aufzunehmenden Leitung unterstützt ist.
  5. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkasten (70) wenigstens in einer Seitenfläche durch mindestens eine Verschlusslasche (72) ergänzt ist.
  6. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verschlusslasche (72) durch eine mit wenigstens einer Seitenwandung des Kontaktkastens (70) korrespondierenden Verschlussnase (72a) und/oder konturierten Verschlussnase (72b) ergänzt ist, sodass die strukturelle Integrität des Kontaktkastens (70) unterstützt ist.
  7. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussnasenkonturierung (72b) entgegen der Einschubrichtung des Kontaktkastens EK ausgebildet ist und in eine korrespondierende Ausnehmung innerhalb des Kontaktkastens (70) eingreift.
  8. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkasten (70) wenigstens bereichsweise einen Innenraum umschließt, sodass ein Aufnahmeraum (70a) für einen Kontaktkastenstecker und/oder eine Kontaktzone (70b) gebildet ist.
  9. Buchsenkontaktelement (100) gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rasthaken (73) und/oder die wenigstens eine Federlippe (74) und/oder der Anschlag (76) einstückig mit jeweils einer Verschlusslasche (72) ausgebildet ist.
  10. Buchsenkontaktelement (100) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Federlippe (74) zur Federlippenspitze hin verjüngend ausgebildet ist.
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