DE102017107411A1

DE102017107411A1 - Elektrisches kontaktelement und leitungsanordnung sowie herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102017107411A1
Application number: DE102017107411.2A
Authority: DE
Inventors: Fabian Schmidbauer; Daniel Wiesmayer; Klaus Wegscheider
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-10-11
Anticipated expiration: 2037-04-07
Also published as: DE102017107411B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement (1), mit einem aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Kontaktteilgehäuse (1.2) und wenigstens einem darin unlösbar aufgenommenen, elektrischen Kontaktteil (1.1), das einen über das Kontaktteilgehäuse (1.2) hervorstehenden Schneidklemmabschnitt (1.5) zur Kontaktierung und Befestigung eines elektrischen Leiters (2) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Leitungsanordnung (100) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitungsanordnung (100).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement, das eine Bestückung von Kontaktteilgehäuse auch bei einer definierten kurzen Entdrilllänge, d.h. einer kurzen unverdrillten Länge, von zwei- oder mehreren miteinander verdrillten bzw. zu verdrillenden Leitungen zulässt. Ferner betrifft die Erfindung eine Leitungsanordnung mit einem solchen Kontaktelement sowie ein Herstellungsverfahren für eine solche Leitungsanordnung.
Stand der Technik
Für Datenleitungen und ähnliche Anwendung in Fahrzeugen werden häufig verdrillte Leitungspaare eingesetzt, um generell die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), das heißt z.B. das Übersprechverhalten der Datenleitung, zu vermindern. Solche Leitungen, insbesondere unshielded-twisted-pair (UTP) Leitungen werden in Fahrzeugen u.a. für Ethernet-Anwendungen und für differentielle Bussysteme, wie etwa den CAN-Bus oder FlexRay, eingesetzt. Für möglichst gute elektrische Übertragungseigenschaften der Leitung ist diese über eine möglichst große Länge verdrillt (Verdrilllänge) und weist nur am Leitungsende eine vergleichsweise kurze Länge von wenigen Zentimetern auf, in der die Leitungen entweder wieder entdrillt (Entdrilllänge) sind oder sowieso unverdrillt, also nicht verdrillt, sind. Mit einer größeren Verdrilllänge bzw. einer kürzeren Entdrilllänge werden die elektrischen Übertragungseigenschaften der Datenleitung insbesondere bzgl. differentieller Signale im Fahrzeug verbessert.
Sollen verdrillte Leitungen jedoch mit Steckverbindergehäuse oder ähnlichem versehen werden, stellt sich häufig das Problem, dass bei sehr kurzen Entdrilllängen die lagerichtige Orientierung der Kontaktteile zur Orientierung der Gehäusekammern nicht gegeben ist, so dass die mit elektrischen Kontaktteilen versehenen Leitungsenden kaum oder gar nicht in die Steckverbindergehäuse eingeführt werden können. Ein Einführen der Kontaktteile in die Steckverbindergehäuse wäre in diesem Fall nur möglich, wenn die Leitungsenden wieder zum Teil entdrillt werden.
Aus der DE 10 2012 213 391 A1 ist in diesem Zusammenhang bekannt, dass insbesondere bei Automotive-Ethernet Anwendungen eine zu große Entdrilllänge zur Folge hat, dass die systemrelevanten elektrischen Eigenschaften des Übertragungsmediums nicht eingehalten werden.
Um dieses Problem zu beheben, schlägt der genannte Stand der Technik vor, im Übergangsbereich zwischen einem verdrillten und einem entdrillten Teil einer Leitung sowie einen jeweils an Leitungsenden angebrachten elektrischen Steckkontakt zu fixieren. Die Steckkontakte sind an einem dreh- und verschiebbaren Drehwerkzeug fixiert, das dann gedreht und verschoben wird, um auch noch den entdrillten Teil der Leitung zu verdrillen. Danach werden die Leitungsenden bzw. die Steckkontakte durch ein Greifelement derart gegriffen, dass die Leitungsenden bzw. Steckkontakte auch nach dem Entfernen des Drehwerkzeugs hinsichtlich ihrer Ausrichtung unverändert bleiben. Obwohl damit eine korrekte Ausrichtung der Leitungsenden bzw. Steckkontakte erreicht wird, gestaltet sich die Fertigung einer solchen Leitung durch die erforderlichen Werkzeuge und Greifer weiterhin aufwendig. Zudem gestaltet sich die Integration des vorgeschlagenen Werkzeugs in bestehende Bestückungsautomaten relativ aufwendig.
Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Kontaktierung eines in einem Gehäuse untergebrachten Kontaktteils auch bei kurzen Entdrilllängen bzw. langen Verdrilllängen zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Ein erfindungsgemäßes elektrisches Kontaktelement verfügt über ein aus einem Kunststoffmaterial gefertigtes Kontaktteilgehäuse. Ferner verfügt das Kontaktelement über wenigstens ein darin vorzugsweise unlösbar aufgenommenes, elektrisches Kontaktteil, z.B. in Form eines Steckkontakts, das einen über das Kontaktteilgehäuse hervorstehenden Schneidklemmabschnitt zur Kontaktierung und Befestigung eines elektrischen Leiters, z.B. einer Leitung bzw. Kabels, aufweist. Unter „Schneidklemme“ kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass der Leiter mitsamt seiner Isolierung einzeln in die so genannte Schneidklemme insbesondere eingelegt, eingedrückt oder eingepresst wird, in der dann durch die scharfen elektrischen Kontakte in der metallenen Schneidklemme die Isolierung des Leiters durchtrennt und eine möglichst gasdichte, elektrische Verbindung hergestellt wird. Unter „unlösbar“ kann in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Kontaktteil und das Kontakteilgehäuse nicht ohne Beschädigung eines der beiden Elemente durch z.B. Auspinnen voneinander gelöst werden können. Dies hat zur Folge, dass eine Wiederverwendung nach dem Lösen ausgeschlossen ist und das Kontaktteil somit im Prinzip unlösbar aufgenommen ist. Die Befestigung des Leiters kann durch Einlegen bzw. Eindrücken mittels eines Industrieroboters oder Automaten erfolgen. Im Schneidklemmabschnitt ist der Leiter dann festgeklemmt und wird durch einen Hinterschnitt zwischen der Schneidklemme und einem Isolationsmantel des Leiters fixiert. Um den Leiter im Schneidklemmabschnitt zu halten, weist das Kontaktteilgehäuse vorzugsweise eine Gehäusebasis, an der der Schneidklemmabschnitt angeordnet ist, und einen damit zusammenfügbaren Gehäusedeckel auf, der den Leiter in die Schneidklemme drückt oder zumindest darin hält. Der Leiter kann mit einem Kunststoffmantel isoliert und nur an seinen Enden für eine elektrische Kontaktierung, insbesondere des Kontaktteils, freigelegt sein.
Mit dem Kontaktelement kann der bisherige Herstellungsprozess verdrillter Leitungen grundlegend verändert werden. So ist es nicht mehr nötig, zuerst das Kontaktteil an dem Leiter anzubringen und dann mehrere Leiter einer Leitung bzw. eines Kabels zu verdrillen, woraus sich die eingangs erwähnten Probleme bei der Bestückung von Steckverbindergehäuse mit den Kontaktteilen ergeben. Vielmehr ist es nun möglich, das Verdrillen der Leiter noch vor dem Anbringen der Kontaktteile daran durchzuführen, da der Schneidklemmabschnitt außerhalb des Gehäuses angeordnet und somit freigelegt bzw. offen zugänglich ist. Die Ausrichtung der Kontaktteile zueinander ändert sich auch nach dem Festklemmen nicht, weil sie gemeinsam in dem Kontaktteilgehäuse gehalten sind und so hinsichtlich ihrer Ausrichtung bzw. Orientierung fixiert sind. Dadurch kann sich nach dem Festklemmen auch die Entdrilllänge bzw. unverdrillte Länge nicht mehr ändern, sofern die Leiter an ihrem anderen Ende auch z.B. durch einen Verdrillautomaten oder anderweitig gehalten werden. Dadurch lässt sich auch eine Entdrilllänge bzw. unverdrillte Länge von kleiner 30 mm realisieren. Das Kontaktteilgehäuse kann vergleichsweise einfach in ein Trägergehäuse bestückt werden.
Es hat sich für eine maschinelle Fertigung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Kontaktteil zumindest in einem Ausgangs- bzw. Bereitstellungszustand, in dem noch keine Kontaktierung des Leiters erfolgt ist, einen zu dem Schneidklemmabschnitt benachbart angeordneten Gurtabschnitt aufweist, über den das Kontaktteil im Ausgangszustand mitsamt dem Kontaktteilgehäuse an einem Gurtband gehalten ist. In anderen Worten wird das gesamte Kontaktelement, also das Kontaktteil mitsamt dem dieses umgebenden Kontaktteilgehäuse, als gegurtete Ware bereitgestellt, wie dies in der Elektrotechnik für andere Bauelemente, wie etwa Widerstände, bereits bekannt ist.
Dabei kann der Schneidklemmabschnitt zwischen dem Kontaktteilgehäuse und dem Gurtabschnitt angeordnet sein. Der Gurtabschnitt ist im Prinzip eine Art Steg mit gegenüber dem Schneidklemmabschnitt und einem Kontaktabschnitt geringerer Querschnittsgröße, so dass der Gurtabschnitt während der Verarbeitung des Kontaktelements abgetrennt bzw. durchtrennt werden kann. Auf diese Weise wird das Kontaktelement durch Lösen von dem Gurt vereinzelt und kann weiterverarbeitet werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass das Kontaktteil mit dem Kunststoffmaterial in das Kontaktteilgehäuse eingespritzt ist. Dadurch kann der Prozessschritt, bei dem vor dem Einlegen oder Eindrücken des Leiters an den Schneidklemmabschnitt das Kontaktteil in das Kontaktteilgehäuse eingesteckt wird, entfallen. Denn das Kontaktteil wird z.B. beim Spritzgießen gleich mit dem Kunststoffmaterial umspritzt, so dass es in das Kontaktteilgehäuse integriert ist.
Alternativ dazu, kann das Kontakteilgehäuse eine Vorverrastung und eine Endverrastung zum in Eingriff bringen mit einer Gegenverrastung des Kontaktteils aufweisen. Das heißt, dass das Kontaktteil relativ zu dem Kontaktteilgehäuse zumindest zwischen einer Vorraststellung und einer Endraststellung bewegbar ist. Vorzugsweise ist das Kontaktteil beschädigungsfrei aber nur von der Vorraststellung in die Endraststellung, nicht jedoch in umgekehrter Richtung bewegbar. Die Vorverrastung und die Endverrastung sind z.B. als Eingriffsnuten oder ähnliches in das Kunststoffmaterial eingeformt und können beim Spritzgießen beispielsweise durch Schieber oder ähnliches ausgeformt werden. Als Gegenverrastung weist das Kontaktteil z.B. eine Eingriffszunge oder ähnliches auf, die einstückig mit dem Kontaktteil ausgebildet ist. Die Vorverrastung und die Endverrastung des Kontaktteilgehäuses sind in einer Einführrichtung des Kontaktteils in das Kontaktteilgehäuse soweit voneinander beabstandet, dass der Schneidklemmabschnitt in einer Vorraststellung an der Vorverrastung so verrastet, dass der Schneidklemmabschnitt noch über das Kontaktteilgehäuse hervorsteht. Das heißt, dass das Kontaktteil bereits teilweise in dem Kontaktteilgehäuse angeordnet ist und nur durch z.B. Auspinnen des Kontaktteils entfernt werden kann, was jedoch üblicherweise durch Einbauvorschriften von Fahrzeugherstellern verboten ist, so dass das Kontaktteil im Prinzip unlösbar aufgenommen ist. Wenn die Gegenverrastung des Kontaktteils in der Endraststellung an der Endverrastung verrastet, wozu das Kontaktteil in Einführrichtung einfach weiter bewegt wird, ist der Schneidklemmabschnitt innerhalb des Kontaktteilgehäuses aufgenommen und so vor Beschädigung geschützt. Eine Verrastung des Kontaktteils im Kontaktteilgehäuse macht ein Umspritzen des Kontaktteils obsolet, da das Kontaktteil bereits bei der Bereitstellung des Kontaktelements fest mit dem Kontaktteilgehäuse verbunden ist.
Für eine gute Automatisierbarkeit kann der Bewegungsablauf für das Erreichen der Endraststellung aus der Vorraststellung so sein, dass die Endraststellung aus der Vorraststellung durch eine translatorische Bewegung des Kontaktteils relativ zu dem Kontaktteilgehäuse erreicht werden kann.
Für eine effiziente Fertigung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in dem Kontaktteilgehäuse eine Mehrzahl von Kontaktteilen aufgenommen ist, die im Ausgangszustand gemeinsam an dem Gurtband gehalten sind. So können die als Endlosware bereitgestellten Kontaktelemente kontinuierlich verarbeitet werden, in dem das Gurtband als eine Art Magazin z.B. einem Industrieroboter oder Automaten, die ggf. einen Greifer aufweisen, zugeführt wird.
Besonders kostengünstig lässt sich das Kontaktelement bereitstellen, wenn der Schneidklemmabschnitt und der Gurtabschnitt einstückig aus einem Metallwerkstoff gefertigt sind. Das Kontaktteil kann aus dem Metallwerkstoff durch Stanzen und ggf. Biegen gefertigt sein.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Leitungsanordnung, mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontaktelementen in einer oder mehreren der vorstehend erläuterten Ausführungsvarianten. An den Kontaktelementen ist jeweils eine von einer der Mehrzahl entsprechenden Anzahl, miteinander verdrillter elektrischer Leiter befestigt. Hierzu sind die Leiter freigelegt, indem z.B. die jeweilige Leitung bzw. das jeweilige Kabel abisoliert ist. Die Leitungsanordnung verfügt ferner über ein die Mehrzahl von Kontaktelementen aufnehmendes Trägergehäuse, das wenigstens eine der Mehrzahl von Kontaktelementen entsprechende Anzahl von Kontaktstellen zur Kontaktierung eines elektrischen Gegenkontakts aufweist bzw. innerhalb eines Gegensteckers / Headers aufnehmen kann. Das Trägergehäuse ist also mehrpolig ausgeführt, wobei die Kontaktelemente die entsprechende Anzahl Kontaktstellen bildet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung. Das Verfahren hat die folgenden Schritte:

- Zunächst wird ein elektrisches Kontaktelement mit einem aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Kontaktteilgehäuse bereitgestellt. In dem Kontaktteilgehäuse ist eine Mehrzahl, also mindestens zwei, von elektrischen Kontaktteilen, z.B. Steckkontakte, vorzugsweise unlösbar aufgenommen. Jedes Kontaktteil weist einen über das Kontaktteilgehäuse hervorstehenden Schneidklemmabschnitt zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters auf. Damit kann eine Leitung bzw. ein Leiter auch dann noch an dem Kontaktteil mittels Einlegens, Eindrückens, Einpressens oder dergleichen befestigt werden, wenn das Kontaktteil bereits an dem Kontaktteilgehäuse befestigt bzw. zumindest teilweise darin aufgenommen ist.
- Zudem wird eine der Mehrzahl von elektrischen Kontaktteilen entsprechende Anzahl von elektrischen Leitern bereitgestellt. Aufgrund der verwendeten Schneidklemmtechnik müssen die elektrischen Leiter nicht freigelegt werden, z.B. durch Abisolieren von Leitungen bzw. Kabeln.
- Vorzugsweise noch vor dem Befestigen der Leiter an den Kontaktteilen erfolgt ein Verdrillen der elektrischen Leiter miteinander. Hierbei wird so nah bis an das Leiterende verdrillt, dass sich eine möglichst kleine Entdrilllänge bzw. unverdrillte Länge ergibt, sich die Verdrillung also so nah wie möglich an das Leiterende heran erstreckt.
- Nach dem Verdrillen erfolgt ein Befestigen der miteinander verdrillten elektrischen Leiter an dem Schneidklemmabschnitt des Kontaktteils mittels Crimpen. Durch die gute Zugänglichkeit des über das Kontaktteilgehäuse hervorstehenden Schneidklemmabschnitts lässt sich eine weitere, unerwünschte Entdrillung vermeiden. Nach dem Einlegen, Eindrücken, Einpressen oder dergleichen sind die Leiter ohnehin zueinander fixiert.

Für eine effiziente und kostengünstige Fertigung des Kontaktelements bzw. der Leitungsanordnung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Bereitstellen des elektrischen Kontaktelements an einem Gurtband erfolgt. An das Gurtband ist das Kontaktteil mitsamt dem Kontaktteilgehäuse, in das das Kontaktteil vorzugsweise eingespritzt ist, über einen zu dem Schneidklemmabschnitt benachbart angeordneten, einstückig damit ausgebildeten Gurtabschnitt gegurtet ist. Alternativ kann eine Bestückung der gegurteten Kontaktteile bis zur ersten Verriegelungsebene, nämlich einer Vorraststellung, in ein Steckkontaktgehäuse sinnvoll sein. Dieser Aufbau würde dem Kontaktelement entsprechen. Nach dem Einlegen, Eindrücken, Einpressen oder dergleichen der Leitung werden die Kontaktteile in das Gehäuse durch das Verrasten einer zweiten Verriegelungsebene, nämlich einer Endraststellung, aufgenommen. Es wird also eine Vielzahl von gegurteten Kontaktteilen bereitgestellt, wobei jeweils mindestens ein, vorzugsweise aber mindestens zwei Kontaktteile in einem gemeinsamen Kontaktteilgehäuse integriert sind. Die Kontaktteile sind durch das Kunststoffmaterial des Kontaktteilgehäuses elektrisch voneinander isoliert.
Wenn das Kontaktteil nicht durch z.B. Umspritzen mit Kunststoffmaterial in das Kontaktteilgehäuse eingebettet werden soll, kann das Kontaktteil bereits beim Bereitstellen des Kontaktelements in einer Vorraststellung mit einer Vorverrastung des Kontakteilgehäuses in Eingriff stehen. Nach dem Befestigen der verdrillten Leiter an dem Schneidklemmabschnitt wird das Kontaktteil dann relativ zum Kontaktteilgehäuse bewegt und in eine Endraststellung bewegt, in der es mit einer Endverrastung des Kontakteilgehäuses in Eingriff gebracht wird.
Um z.B. eine steckbare Leitungsanordnung zu realisieren, können ein einzelnes oder eine Mehrzahl von Kontaktelementen in ein Trägergehäuse mit einer der Mehrzahl von Kontaktelementen entsprechenden Anzahl von Kontaktstellen zur Kontaktierung eines elektrischen Gegenkontakts eingebracht werden. In das Trägergehäuse kann das jeweilige Kontaktteilgehäuse mitsamt den darin aufgenommenen Kontaktteilen z.B. eingesteckt und darin verriegelt werden. So lassen sich mehrere Kontaktelemente in einem Trägergehäuse zusammenfassen.
Figurenliste
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine Mehrzahl von Kontaktelementen, die über Gurtabschnitte an ein Gurtband gegurtet sind,
2 eine Leitungsanordnung mit miteinander verdrillten Leitern, deren jeweilige Leiterenden an jeweils einem Kontaktteil eines Kontaktelements eines ersten Ausführungsbeispiels befestigt sind, und
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements, bei dem ein Kontaktteilgehäuse eine Gehäusebasis und einen Gehäusedeckel aufweist.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Mehrzahl von zueinander identisch ausgebildeten elektrischen Kontaktelementen 1 in einer schematischen Darstellung gezeigt. Jedes Kontaktelement 1 weist hier exemplarisch zwei identisch ausgebildete elektrische Kontaktteile 1.1 aus einem elektrischen leitfähigen Metallwerkstoff auf, die in einem gemeinsamen Kontaktteilgehäuse 1.2 aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial untergebracht sind. Das Kontaktteil 1.1 weist einen innerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 angeordneten Kontaktabschnitt 1.3 zur z.B. steckenden Kontaktierung eines (nicht gezeigten) elektrischen Gegenkontakts auf und ist hierzu von einer Stirnseite des Kontaktteilgehäuses 1.2 zugänglich. An den Kontaktabschnitt 1.3 schließt sich in Richtung einer anderen Stirnseite ein teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 angeordneter Zwischenabschnitt 1.4 an, der den Kontaktabschnitt 1.3 mit einem jeweiligen Schneidklemmabschnitt 1.5 verbindet. Der Schneidklemmabschnitt 1.5 eignet sich zum Befestigen eines elektrischen Leiters 2 (siehe 2) mittels Einlegens, Eindrückens oder dergleichen und ist im hier gezeigten Ausgangszustand vollständig außerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 angeordnet. An den Schneidklemmabschnitt 1.5 schließt sich jeweils ein z.B. stegförmiger Gurtabschnitt 1.6 an, der eine im Vergleich zu dem Zwischenabschnitt 1.4 und dem Schneidklemmabschnitt 1.5 geringere Querschnittsgröße aufweist. Das Kontaktteil 1.1 und seine Abschnitte sind einstückig aus demselben Metallwerkstoff gefertigt, wobei jedoch Beschichtungen der jeweiligen Abschnitte zur Verbesserung der Stromleitfähigkeit und/oder des Korrosionsverhaltens denkbar sind.
Wie weiter aus 1 hervorgeht, sind die Kontaktelemente 1 über jedes Kontaktteil 1.1 mit einem gemeinsamen Gurtband 3 verbunden, so dass die Kontaktelemente 1 in einem Ausgangszustand, in dem an dem Schneidklemmabschnitt 1.5 noch kein Leiter 2 befestigt ist, als gegurtete Ware für einen zumindest teilweise automatisierten Fertigungsprozess vorliegen. Die Verbindung mit dem Gurtband 3 erfolgt jeweils über den Gurtabschnitt 1.6, der integraler Bestandteil des jeweiligen Kontaktteils 1.1 ist, so dass jedes Kontaktelement 1 über zwei Gurtabschnitte 1.6 an dem Gurtband 3 gehalten ist. Da die Kontaktteile 1.1 durch das Kunststoffmaterial des Kontaktteilgehäuses 1.2 in dieses eingespritzt sind, sind auch die Kontaktteilgehäuse 1.2 über das jeweilige Kontaktteil 1.1 an dem Gurtband 3 gehalten. Das Gurtband 3 selbst ist ein Endlosband, wie es aus der Elektrotechnik für gegurtete Ware bekannt ist.
In 2 ist eine Leitungsanordnung 100 in einer schematischen Darstellung gezeigt, die sich z.B. als Ethernet-Leitung in einem Fahrzeug eignet. Die Leitungsanordnung 100 weist das vorstehend beschriebene Kontaktelement 1, ein das Kontaktelement 1 aufnehmendes Trägergehäuse 4 und zwei mit dem Kontaktelement 1 verbundene elektrische Leiter 2 auf. Hier ist exemplarisch nur ein Kontaktelement 1 in dem Trägergehäuse 4 aufgenommen, so dass das Trägergehäuse 4 im Prinzip einen zweipoligen Steckverbinder ausbildet, wobei dieser durch eine entsprechende Anzahl von Kontaktelementen 1 auch mehrpolig sein könnte. Zum Schutz der Leiter 2 weist das Trägergehäuse 4 eine Zugentlastung 4.1 auf, die alternativ dazu aber auch am Kontaktteilgehäuse 1.2 ausgebildet sein kann.
Die elektrischen Leiter 2 sind z.B. ummantelte Leitungen, die an den Leitungsenden abisoliert sind, um die Leiter 2 zur Kontaktierung des Kontaktelements 1 freizulegen. Die Leiter 2 sind miteinander über eine Verdrilllänge L1 verdrillt und weisen benachbart zu dem Kontaktelement 1 bzw. zu den Schneidklemmabschnitten 1.5 eine vergleichsweise kurze Entdrilllänge L2 auf, über die sie nicht verdrillt, sondern parallel zueinander geführt sind. Die dem Kontaktelement 1 zugewandten freien Enden der Leiter 2 sind mittels Einlegens, Eindrückens oder dergleichen an dem jeweiligen Schneidklemmabschnitt 1.5 des Kontaktteils 1.1 befestigt, so dass jeder Leiter 2 an einem eigenen Kontaktteil 1.1 des Kontaktelements 1 befestigt ist. Es ist erkennbar, dass der Schneidklemmabschnitt 1.5 jeweils eingehaust ist, nämlich z.B. durch das Kunststoffmaterial des Trägergehäuses 4 oder durch Umschäumen mit einem Kunststoffmaterial. Denkbar ist allerdings auch, dass sich das jeweilige Kontaktteil 1.1 während des Einlegens oder Eindrückens zunächst in einer Vorraststellung befindet und nach dem Einlegen oder Eindrücken in eine Endraststellung gebracht wird.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kontaktelements 1 gezeigt, das sich ebenfalls für die Leitungsanordnung 100 eignet. Das Kontaktelement 1 befindet sich in 3A in einem vormontierten und in 3B in einem fertig montierten Zustand. Wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, weist das Kontaktelement 1 gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel auch zwei elektrische Kontaktteile 1.1 auf, die innerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 angeordnet sind. Ein Unterschied liegt jedoch darin, dass die Kontaktteile 1.1 jeweils benachbart zueinander in einer Gehäusebasis 1.21 (in 3 eine Gehäuseunterschale) angeordnet sind, so dass im gezeigten Zustand der jeweilige Schneidklemmabschnitt 1.5 von der Stirnseite sowie von der offenen Gehäuseseite her zugänglich ist. Zu der Gehäusebasis 1.21 verfügt das Kontaktteilgehäuse 1.2 auch über einen komplementären Gehäusedeckel 1.22, der - wie aus einer Zusammenschau der 3A und 3B hervorgeht - mit der Gehäusebasis 1.21 z.B. über eine Clipsverbindung zusammengefügt werden kann. In das Kunststoffmaterial der Gehäusebasis 1.21 und des Gehäusedeckels 1.22 ist jeweils eine elektromagnetische Schirmung 1.23 eingebettet, z.B. eingespritzt, die beispielsweise in Form eines elektrisch leitfähigen Blechs oder einer Folie ausgeführt ist. Die Schirmung 1.23 umgibt den Schneidklemmabschnitt 1.5. Des Weiteren weist das Kontaktteil 1.1 hier ebenfalls den innerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 angeordneten Kontaktabschnitt 1.3 zur z.B. steckenden Kontaktierung des (nicht gezeigten) elektrischen Gegenkontakts auf und ist hierzu von einer Stirnseite des Kontaktteilgehäuses 1.2 zugänglich. Zu der entgegengesetzten Stirnseite des Kontaktteilgehäuses 1.2 erstreckt sich auch hier der Schneidklemmabschnitt 1.5.
Die Leitungsanordnung 100 kann wie nachfolgend anhand der 1 und 2 erläutert maschinell hergestellt werden. Hierzu werden beispielsweise ein Verdrillautomat und ein Industrieroboter oder Automat, vorzugsweise mit einem Greifer für die Leiter 2, verwendet.
Zunächst wird das Kontaktelement 1 mit dem Kontaktteil 1.1 und dem Kontaktteilgehäuse 1.2 mit dem Gurtband 3 als gegurtete Ware bereitgestellt (siehe 1). Wie oben ausgeführt, weist das Kontaktteilgehäuse 1.2 mindestens zwei Kontaktteile 1.1 auf, die hier unlösbar in dem gemeinsamen Kontaktteilgehäuse 1.2 aufgenommen sind und über einen Schneidklemmabschnitt 1.5 verfügen, der über das Kontaktteilgehäuse 1.2 hervorsteht.
Vorab, parallel dazu oder danach werden die zwei Leiter 2 mittels eines Verdrillautomaten mit einer vorbestimmten Schlaglänge über die Verdrilllänge L1 miteinander verdrillt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Leiter 2 noch nicht mit dem jeweiligen Kontaktteil 1.1 verbunden. Durch die freien Enden der Leiter 2 können diese mit einer äußerst kurzen Entdrilllänge L2 miteinander verdrillt werden. Nach dem Verdrillen werden die Enden der Leiter 2 z.B. im Verdrillautomaten fixiert, damit sich diese nicht wieder entdrillen.
Danach werden die miteinander verdrillten Leiter 2 an dem jeweiligen Schneidklemmabschnitt 1.5 mittels Einlegens, Eindrückens oder dergleichen befestigt. Hierzu ist nur eine minimale Entdrilllänge vorzusehen, da der Schneidklemmabschnitt 1.5 außerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 freiliegt. Das Einlegen, Eindrücken oder dergleichen kann auch in durch einen Industrieroboter oder Automaten erfolgen, so dass beide Leiter 2 in einem gemeinsamen Einlege- oder Eindrückprozess befestigt werden können.
Zum Schutz des Schneidklemmabschnitts 1.5 vor Beschädigungen oder ähnlichem wird dieser entweder mit dem Kunststoffmaterial des Kontaktteilgehäuses 1.2 oder einem anderen Kunststoffmaterial umspritzt oder umschäumt und damit eingehaust oder mit einem Wickelband umwickelt.
Alternativ dazu, kann in dem Kontaktteilgehäuse 1.2 aber auch eine Vorverrastung für das Kontaktteil 1.1 ausgebildet sein, an der das Kontaktteil 1.1 in einer Vorraststellung formschlüssig sowie unlösbar (weil nur auspinnbar) verriegelt werden kann. In der Vorraststellung steht der Schneidklemmabschnitt 1.5, wie oben beschrieben, über das Kontaktteilgehäuse 1.2 hervor, so dass das Einlegen, Eindrücken oder dergleichen durchgeführt werden kann. Bei dieser Ausgestaltung ist in dem Kontaktteilgehäuse 1.2 aber auch eine Endverrastung ausgebildet, an der das Kontaktteil 1.1 in einer Endraststellung formschlüssig sowie unlösbar (weil nur auspinnbar) verriegelt werden kann. In der Endraststellung, die aus der Vorraststellung z.B. durch ein Verschieben des Kontaktteils 1.1 in eine vordefinierte Richtung erreicht werden kann, ist der Schneidklemmabschnitt 1.5 dann innerhalb des Kontaktteilgehäuses 1.2 angeordnet und dadurch geschützt, so dass sich ein Umspritzen, Umschäumen oder Umwickeln des Schneidklemmabschnitts 1.5 erübrigt.
Abschließend wird das Kontaktelement 1 mit dem daran befestigten Leitern 2 in das ein- oder mehrpolig ausgeführte Trägergehäuse 4 eingeführt und dort verrastet bzw. verriegelt. Das Trägergehäuse 4 weist eine Anzahl von Kontaktstellen zur Kontaktierung eines elektrischen Gegenkontakts auf, die der Mehrzahl von Kontaktelementen 1 entspricht.
Bezugszeichenliste

1: Elektrisches Kontaktelement
1.1: Elektrisches Kontaktteil
1.2: Kontaktteilgehäuse
1.21: Gehäusebasis
1.22: Gehäusedeckel
1.3: Kontaktabschnitt
1.4: Zwischenabschnitt
1.5: Schneidklemmabschnitt
1.6: Gurtabschnitt
2: Elektrischer Leiter (z.B. Teil einer Leitung bzw. eines Kabels)
3: Gurtband
4: Trägergehäuse
4.1: Zugentlastung
100: Leitungsanordnung
L1: Verdrilllänge bzw. verdrillte Länge
L2: Entdrilllänge bzw. unverdrillte Länge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012213391 A1 [0004]

Claims

Elektrisches Kontaktelement (1), mit einem aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Kontaktteilgehäuse (1.2) und wenigstens zwei darin unlösbar aufgenommenen, elektrischen Kontaktteilen (1.1), die jeweils einen über das Kontaktteilgehäuse (1.2) hervorstehenden Schneidklemmabschnitt(1.5) zur Kontaktierung und Befestigung eines jeweiligen elektrischen Leiters (2) aufweist.
Kontaktelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (1.1) zumindest in einem Ausgangszustand, in dem noch keine Kontaktierung des Leiters (2) erfolgt ist, einen zu dem Schneidklemmabschnitt (1.5) benachbart angeordneten Gurtabschnitt (1.6) aufweist, über den das Kontaktteil (1.1) im Ausgangszustand gemeinsam mit dem Kontaktteilgehäuse (1.2) an einem Gurtband (3) gehalten ist.
Kontaktelement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidklemmabschnitt (1.5) zwischen dem Kontaktteilgehäuse (1.2) und dem Gurtabschnitt (1.6) angeordnet ist.
Kontaktelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (1.1) mit dem Kunststoffmaterial in das Kontaktteilgehäuse (1.2) eingespritzt ist.
Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakteilgehäuse (1.2) eine Vorverrastung und eine Endverrastung zum in Eingriff bringen mit einer Gegenverrastung des Kontaktteils (1.1) aufweist, die in einer Einführrichtung des Kontaktteils (1.1) in das Kontaktteilgehäuse (1.2) soweit voneinander beabstandet sind, dass der Schneidklemmabschnitt (1.5) mit seiner Gegenverrastung in einer Vorraststellung an der Vorverrastung so verrastet, dass der Schneidklemmabschnitt (1.5) noch über das Kontaktteilgehäuse (1.2) hervorsteht, und der Schneidklemmabschnitt (1.5) mit seiner Gegenverrastung in einer Endraststellung an der Endverrastung so verrastet, dass der Schneidklemmabschnitt (1.5) innerhalb des Kontaktteilgehäuses (1.2) aufgenommen ist.
Kontaktelement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endraststellung aus der Vorraststellung durch eine translatorische Bewegung des Kontaktteils (1.1) relativ zu dem Kontaktteilgehäuse (1.2) erreichbar ist.
Kontaktelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteilgehäuse (1.2) eine den Schneidklemmabschnitt (1.5) aufweisende Gehäusebasis (1.21) und einen damit zusammenfügbaren Gehäusedeckel (1.22) aufweist.
Kontaktelement (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gehäusebasis (1.21) und/oder den Gehäusedeckel (1.22) eine elektromagnetische Schirmung (1.23) eingebettet ist, die den Schneidklemmabschnitt (1.5) zumindest teilweise umgibt.
Kontaktelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kontaktteilgehäuse (1.2) eine Mehrzahl von Kontaktteilen (1.1) aufgenommen ist, die im Ausgangszustand gemeinsam an dem Gurtband (3) gehalten sind.
Kontaktelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidklemmabschnitt (1.5) und der Gurtabschnitt (1.6) einstückig aus einem Metallwerkstoff gefertigt sind.
Leitungsanordnung (100), mit wenigstens einem elektrischen Kontaktelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, an dessen Kontaktteilen (1.1) jeweils einer von einer der Mehrzahl entsprechenden Anzahl, miteinander verdrillter elektrischer Leiter (2) befestigt ist, und einem das Kontaktelement (1) aufnehmenden Trägergehäuse (4), das wenigstens eine der Anzahl von Kontaktelementen (1) entsprechende Anzahl von Kontaktstellen zur Kontaktierung eines elektrischen Gegenkontakts aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Leitungsanordnung (100), mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines elektrischen Kontaktelements (1) mit einem Kontaktteilgehäuse (1.2), in dem eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktteilen (1.1) unlösbar aufgenommen ist und das einen über das Kontaktteilgehäuse (1.2) hervorstehenden Schneidklemmabschnitt (1.5) zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters (2) aufweist, - Bereitstellen einer der Mehrzahl von elektrischen Kontaktteilen (1.1) entsprechenden Anzahl von elektrischen Leitern (2), - Verdrillen der elektrischen Leiter (2) miteinander, und - Befestigen der verdrillten elektrischen Leiter (2) an dem Schneidklemmabschnitt (1.5) mittels Einlegens oder Eindrückens.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen des elektrischen Kontaktelements (1) an einem Gurtband (3) erfolgt, an das das Kontaktteil (1.1) mitsamt dem Kontaktteilgehäuse (1.2) über einen zu dem Schneidklemmabschnitt (1.5) benachbart angeordneten Gurtabschnitt (1.6) gegurtet ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (1.1) beim Bereitstellen des Kontaktelements (1) in einer Vorraststellung mit einer Vorverrastung des Kontakteilgehäuses (1.2) in Eingriff steht und nach dem Befestigen der Leiter (2) an dem Schneidklemmabschnitt (1.5) in eine Endraststellung bewegt und mit einer Endverrastung des Kontakteilgehäuses (1.2) in Eingriff gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelnes oder eine Mehrzahl von Kontaktelementen (1) in ein Trägergehäuse (4) mit einer der Mehrzahl von Kontaktelementen (1) entsprechenden Anzahl von Kontaktstellen zur Kontaktierung eines elektrischen Gegenkontakts eingebracht wird.