Serie von Kabelbaumsteckern und Serie von Schnittstellen zur Herstellung elektrischer Verbindungen
Die Erfindung betrifft - eine Serie von Kabelbaumsteckern zur Herstellung elektrischer Ver¬ bindungen, wobei ein Kabelbaumstecker im Wesentlichen aus einem Ge¬ häuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Kontaktträger und mindes¬ tens einem in dem Kontaktträger angeordneten Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht, - eine Serie von Schnittstellen zur Herstellung elektrischer Verbin¬ dungen, wobei eine Schnittstelle im Wesentlichen aus einem Schnitt¬ stellenkragen, der im gesteckten Zustand in das Gehäuse eines Ka¬ belbaumsteckers eingereift, und mindestens einem Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement besteht, sowie eine Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung aus einem Kabelbaumstecker und einer Schnittstelle.
Definition Unter dem Begriff Serie von Kabelbaumsteckern ist ein Bausatz zu verste¬ hen, der im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeord¬ neten Kontaktträger und mindestens einem in dem Kontaktträger angeordne¬ ten Kontaktelement zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontakt¬ element besteht. Die Serie wird dadurch gebildet, dass der Kontaktträger bei einer alternativen Ausbildung mit einer definierten Anzahl von Kon¬ taktelementen, wahlweise gleicher oder auch unterschiedlicher Größe bestückbar ist. Sofern die Kontaktelemente ein anderes Rastermaß (Abstand von einem zum anderen Kontaktelement) aufweisen, so stehen unterschiedli-
che Kontaktträger zur Auswahl, die in das Gehäuse einsetzbar sind. Auf¬ grund dieser Ausbildung als Bausatz steht dem Hersteller eine Matrix zur Ausbildung von Kabelbaumsteckern zur Verfügung, die es erlaubt für viele Anwendungsfälle die geeignete Wahl zu treffen, ohne das eigentliche Ge- häuse und auch die Verbindung zur Schnittstelle zu ändern.
Unter dem Begriff Serie von Schnittstellen ist ein Bausatz zu verstehen, der aus einem Schnittstellenkragen, der in das Gehäuse eines Kabelbaum¬ steckers eingereift, einem im Schnittstellenkragen angeordneten Träger- element und mindestens einem an dem Trägerelement angeordneten Kontakt¬ element zur Herstellung der Verbindung mit einem Gegenkontaktelement be¬ steht. Die Serie wird dadurch gebildet, dass das Trägerelement bei einer alternativen Ausbildung mit einer definierten Anzahl von Kontaktelemen¬ ten, wahlweise gleicher oder auch unterschiedlicher Größe bestückbar ist. Sofern die Kontaktelemente ein anderes Rastermaß (Abstand von einem zum anderen Kontaktelement) aufweisen, so stehen unterschiedliche Trägerele¬ mente zur Auswahl,1 die in den Schnittstellenkragen einsetzbar sind. Auf¬ grund dieser Ausbildung als Bausatz steht dem Hersteller eine Matrix zur Ausbildung von Schnittstellen zur Verfügung, die es erlaubt für viele Anwendungsfälle die geeignete Wahl zu treffen, ohne den Schnittstellen¬ kragen und auch die Verbindung zu einem Kabelbaumstecker zu ändern.
Stand der Technik Bisher bekannte Kabelbaumstecker sind in unterschiedlichen Ausführungen herstellbar und bekannt. Sie umfassen in der Regel ein Gehäuse und inner¬ halb des Gehäuses ist ein entsprechender Kontaktträger angeordnet, der wiederum ein oder mehrere Kontaktelemente aufnimmt. Diese Kontaktelemente sind dafür vorgesehen, als Kontaktsystem weitere Kontaktelemente, die in Schnittstellen vorgesehen und angeordnet sind, in einem gesteckten Zu¬ stand des Kabelbaumsteckers mit der Schnittstelle aufzunehmen. Die weite¬ ren Kontaktelemente sind insbesondere an Schnittstellen angebracht, die
ihrerseits eine elektrische Verbindung zu einem Aggregat herstellen. Da¬ bei kann es sich um eine Platine oder einen weiteren Kabelbaum handeln.
Ein Kontaktsystem besteht insbesondere aus einem Messer, das auf dem Trä- gerelement der Schnittstelle angeordnet ist und im gesteckten Zustand in ein Kontaktelement eingreift, das in dem Kontaktträger des Kabelbaumste¬ ckers angeordnet ist und bevorzugt als ein Lamellenelement ausgebildet ist.
Zudem ist in der Regel bei Kabelbaumsteckern eine entsprechende Sicherung gegen ungewolltes Öffnen der Steckverbindung vorgesehen. Dichtungselemen¬ te komplettieren die Steckverbindung. Insbesondere im Automobilbau ist es üblich, Kabelbaumstecker einzusetzen. Da unterschiedlich gestaltete Ka¬ belbäume, sei es in der Anzahl der entsprechenden Kabel der einzelnen Kabelbäume, sei es auch bezogen auf die entsprechend zu führende Strom¬ stärke, verwendet werden, ist die Anzahl der entsprechend ausgestalteten Kabelbaumstecker sehr vielfältig. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn auch die entsprechende Anzahl der Kontaktelemente sowie deren Größe unterschiedlich sind. Dies bedeutet auch, dass für jede Ausgestaltung eines Kabelbaumsteckers ein entsprechendes Herstellungsverfahren verwen¬ det oder angepasst werden muss.
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung soll es sein, Kabelbaumstecker, Schnittstellen und elektrische Steckverbindungen, bestehend aus Kabelbaumsteckern und Schnittstellen, derart weiter zu bilden, dass diese kostengünstig her¬ stellbar sind und die Vielzahl der entsprechenden Kabelbaumstecker, Schnittstellen und Steckverbindungen für unterschiedliche Anzahl und Art von Kontaktelementen reduziert wird.
Lösung der Aufgabe
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass Kabelbaumstecker einer Serie die gleiche Außenkontur des Gehäuses aufweisen und die Gehäuse mit unter¬ schiedlich bestückbaren Kontaktträgern versehbar sind. Die Lösung besteht weiterhin darin, dass Schnittstellen einer Serie die gleiche Außenkontur des Schnittstellenkragens aufweisen und mit unterschiedlich bestückbaren Trägerelementen versehbar sind. Außerdem besteht die Lösung aus einer Steckverbindung bestehend aus einem Kabelbaumstecker und einer Schnitt¬ stelle aus einer Serie.
Vorteile der Erfindung Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, dass Kabel¬ baumstecker eines Gehäusetyps und Schnittstellen eines Schnittstellenkra- gentyps mit unterschiedlichen Kontaktträgern bzw. Trägerelementen ausges- taltet werden können.
Während bislang die Außenkontur eines Kabelbaumsteckers oder einer Schnittstelle vorwiegend den zu verbindenden Kontaktelementen angepasst wurde, kennzeichnet sich eine erfindungsgemäße Serie von Kabelbaumste- ckern bzw. Schnittstellen im Wesentlichen durch die Außenkontur des Ge¬ häuses. Zum Beispiel kann eine bestimmte Serie im Zusammenhang mit einem bestimmten Bauteil oder nach bestimmten Bauteilkriterien verwendet wer¬ den.
Die erfindungsgemäße Serie von Kabelbaumsteckern bzw. von Schnittstellen zeichnet sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass der Querschnitt senkrecht zur Steckrichtung der Außenkontur nur eine Symmet¬ rieachse aufweist. Diese Symmetrieachse definiert eine Vorzugsorientie¬ rung, mit welcher zum Beispiel der Kabelbaumstecker an die Schnittstelle herangeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Außenkontur des Kabelbaum¬ steckers und damit bevorzugt auch die Kontur des Kontaktträgers bzw. der
Schnittstelle nahezu trapezförmige Konturen auf. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass eine zusätzliche Verdrehsicherung nicht notwendig ist. Zudem wird dem Anwender schon optisch die eindeutige Kontaktzuordnung deutlich, so dass ein falsches Zusammenführen von Kabelbaumstecker und Schnittstelle unmöglich wird und somit ein Kurzschluss durch falsches Zusammenführen von Kabelbaumstecker und Schnittstelle verhindert werden kann. Dadurch entfällt eine weitere Sicherung gegen das falsche Aufste¬ cken eines Kabelbaumsteckers auf eine Schnittstelle, so dass sich der entsprechende Platzbedarf für den Kabelbaumstecker erheblich verringert.
Durch die Beibehaltung der Außengeometrie, verbunden mit der Einsetzbar- keit von unterschiedlichen Kontaktelementen wird bei diversen Anforderun¬ gen eines Kunden ein hoher Flexibilitätsgrad erreicht. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei gleicher Außengeometrie des Kabelbaumsteckers unterschiedliche Kontaktsysteme vorliegen können und die Schnittstelle mit entsprechenden Flachsteckern ausgebildet werden kann, die beispiels¬ weise jeweils eine Breite von 1,2 mm aufweisen; es ist jedoch auch mög¬ lich, dass die entsprechenden Flachstecker eine Breite von 1,5 mm aufwei¬ sen oder diese kombinierbar sind.
Die trapezförmige Außenkontur des Kabelbaumsteckers bzw. die entsprechen¬ de Gestaltung des Kontaktträgers ermöglicht eine entsprechend hohe Pa¬ ckungsdichte der Kontaktelemente, was dazu führt, dass mit einem einzigen Steckvorgang eine Vielzahl von Kontakten geschlossen werden kann.
Die Kontaktelemente sind auf den Kontaktträgern der Kabelbaumstecker bzw. den Trägerelementen der Schnittstellen auf Rasterplätzen in einem defi¬ nierten Abstand, einem sogenannten Rastermaß angeordnet. Die Kontaktele¬ mente auf den Rasterplätzen können dazu geeignet sein, Kontaktelemente unterschiedlichster Typen aufzunehmen, die sich beispielsweise in der Größe bzw. Breite unterscheiden, wie 1,2mm Flachstecker, 1,5mm Flachste¬ cker, 2,8mm Flachstecker oder 4,8mm Flachstecker, oder auch in der Art
des Kontaktes bei gleicher Kontaktgröße, wie sogenannte 1,2er Matrix, 1,2er MLK, μT2-, MCP 1,5 oder Sigma 2-Kontakte.
In einer bevorzugten Ausführung einer Serie von Kabelbaumsteckern weisen die Kontaktträger dasselbe Rastermaß zur Anordnung der Kontaktelemente auf. Ist jeder Rasterplatz mit einem Kontaktelement belegt, so eignen sich Kabelbaumstecker dieser Serie als Gegenstecker für die jeweilige Schnittstelle, die eine entsprechende Außenkontur und ein entsprechendes Rastermaß besitzen, unabhängig davon, wie viele Rasterplätze des Träger- elements der Schnittstelle mit einem Kontaktelement belegt sind.
Eine einzige Serie von Kabelbaumsteckern kann somit für unterschiedliche Typen von Schnittstellen eingesetzt werden.
Auf der Gegenseite können Schnittstellen einer Serie, die eine bestimmte Außenkontur und ein bestimmtes Rastermaß zur Anordnung von Kontaktelemen¬ te aufweisen, mit unterschiedlich vielen Kontaktelementen belegt werden, wobei deren Anzahl von null für einen Blindverbindung bis zur maximalen Anzahl der Rasterplätze variieren kann.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Kabelbaumstecker und Schnittstel¬ len zeichnet sich dadurch aus, dass diese sehr einfach ausgestaltet sind, da die eigentlichen Kabelbaumstecker und die Schnittstellen in ihrer ent¬ sprechenden Kontur unverändert bleiben können und nur die Kontaktträger, bzw. die Trägerelemente, welche die entsprechenden Anzahl von Kontaktele¬ menten aufnehmen, angepasst werden müssen. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass die Kontaktträger mit den entsprechenden Kontaktelementen in das Gehäuse des Kabelbaumsteckers bzw. das Trägerelement in den Schnittstellenkragen eingeclipst werden oder dies kann auch in einem Ein- spritzvorgang bei Herstellung des Gehäuses bzw. der Schnittstelle ausge¬ führt werden.
Bei einer Fixierung mittels Einclipsen von einem Kontaktträger in einem Gehäuse des Kabelbaumsteckers greifen ein oder mehrere erste Befesti¬ gungselemente an ein oder mehrere zweite Befestigungselemente, wobei die ersten und/oder zweiten Befestigungselemente federnd gelagert sind und zwischen den ersten und zweiten Befestigungselementen eine einrastende Verbindung entsteht.
Eine derartige Verbindung zwischen Gehäusen und Kontaktträgern erlaubt die Realisierung von auswechselbaren Kontaktträgern und wahlweise ver- wendbaren Kontaktträgern. Dem Anwender steht damit ein serientypischer Bausatz zur Herstellung eines Kabelbaumsteckers zur Verfügung. Er kann bezüglich eines Gehäuses aus einer bestimmten Anzahl von Kontaktträgern wählen, die unterschiedliche Rastermaße, Größen der Kontaktelemente auf den Rasterplätze oder Belegung mit Kontaktelementen aufweisen. Es ergibt sich ein modularer Aufbau der Kabelbaumstecker und verschiedenste Kabel¬ baumstecker sind so durch wahlweise Baumodule sehr schnell herstellbar.
Werden die Kabelbaumstecker oder die Schnittstellen in einem Spritzguss¬ verfahren hergestellt, so muss für Kabelbaumstecker und Schnittstellen einer Serie lediglich das Spritzgusswerkzeug für den Guss der Kontaktträ¬ ger bzw. Trägerelemente ausgewechselt werden. Die entsprechenden Spritz¬ gusswerkzeuge unterscheiden sich im Rastermaß und in der Öffnungsweite der Rasterplätze (Größe der Kontaktelemente) .
Unabhängig von der Ausgestaltung und der Belegung der Kontaktträger ist für die Montage der Kabelbaumstecker nur ein Werkzeug notwendig, das der serientypischen Außenkontur der Kabelbaumstecker entspricht. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn der Montagevorgang automatisiert oder mit einem Roboter vorgenommen wird. Gleiches gilt für die Montage der Schnittstellen, für die unabhängig von den Trägerelementen ebenfalls nur ein serientypisches Werkzeug notwendig ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Be¬ schreibung, sowie den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
Zeichnungen Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kabelbaumstecker in einem gesteck¬ ten Zustand mit einem Gegenstecker;
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Schnitt¬ stellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelementen;
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelemen¬ ten;
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelemen- <\ ten; .-
Fig. 5 eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelemen¬ ten;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Schnittstellenkragens mit den entsprechenden Kontaktelemen¬ ten.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist ein Kabelbaumstecker 1 dargestellt, der mit einer Schnitt¬ stelle 2 (mit Schnittstellenkragen) elektrisch verbunden ist. Der Kabel¬ baumstecker 1 weist ein Gehäuse 3 auf, wobei innerhalb des Gehäuses 3 ein Kontaktträger 4 mit entsprechenden Kontaktelementen 5 vorgesehen ist. Die Kontaktelemente 5 sind bei dem hier in Fig. 1 dargestellten Ausführungs¬ beispiel in Kontakt mit dem weiteren Kontaktelement 6 der Schnittstelle 2, welches auf einem Trägerelement 7 angeordnet ist. Beide Stecker, so¬ wohl der Kabelbaumstecker 1 als auch die Schnittstelle 2 weisen jeweils eine Außengeometrie 9 bzw. 8 auf. Die Außengeometrien 8 und 9 sind derart gestaltet, dass die Schnittstelle 2 in den Kabelbaumstecker 1 entspre¬ chend eingeführt werden kann.
Zusätzlich sind zur Vervollständigung des Kabelbaumsteckers 1 entspre¬ chende Dichtelemente 10 vorgesehen. Das Trägerelement 7 kann in unter- schiedlicher Art und Weise dargestellt werden, wie es beispielsweise in den folgenden Figuren 2 bis 6 ausgeführt ist.
In Figur 2 ist das Trägerelement 7 einer Schnittstelle 2 derart ausges¬ taltet, dass er in seiner äußeren Form eine trapezförmige Kontur 8 auf- weist, so dass die Steckrichtung schon bereits zu Beginn der Steckerzu¬ führung bekannt ist. Zudem können aufgrund der entsprechenden trapezför¬ migen Ausgestaltung entsprechend viele Kontaktelemente 6 angeordnet wer¬ den.
Das Trägerelement 7 in Figur 2 und Figur 3 weisen das gleiche Rastermaß auf, die Rasterplätze 12 und 13 bieten jedoch Aufnahmemöglichkeiten für verschiedene Kontaktelemente 6. Im Falle des Trägerelements 7 in Figur 2 können z.B. 1,2 mm Flachstecker angeordnet werden, im Fall des Trägerele¬ ments 7 aus Figur 3 z.B. 1,5 mm Flachstecker (im gleichen Rastermaß).
Die Figuren 4 bis 6 zeigen anders gestaltete Ausführungsbeispiele mit dem Ziel, darzustellen, dass weitere Rastermaße realisierbar sind und die Kontaktelemente 6 auf unterschiedliche Art und Weise und in unterschied-
liehen Größen darstellbar sind, wobei immer bei allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 bis 6 die Außenkontur 8 der Schnitt¬ stelle 2 und damit auch die nicht in den Figuren gezeigte Außengeometrie 9 des Kabelbaumsteckers 1 unverändert bleiben.
Aufgrund dieser Tatsache, dass die Außenkontur unverändert bleibt, können auf sehr kostengünstige Art und Weise die entsprechenden Kontaktelemente, die auf dem Kontaktträger angeordnet sind, ausgetauscht werden, ohne dass die entsprechende Außenkontur des Kabelbaumsteckers und der Schnittstelle ausgetauscht werden müssen.