DE10313716A1 - Elektrischer Steckverbinder und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Elektrischer Steckverbinder mit an elektrischen Leitern (15) angeschlossenen Ansschlusskontakten (9) und mit einem Kontaktträger (1), welcher die Anschlusskontakte (9) aufnimmt und in ihrer Montageendposition zueinander fixiert zur Vorkonfektionierung einer von einem Steckverbindergehäuse (18, 26) im Montageendzustand ummantelten Anschlusskontaktbaugruppe.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Steckverbinders. Elektrische Steckverbinder sind im Wesentlichen zusammengesetzt aus Leitern, welche an Anschlusskontakten befestigt sind und von einem Steckverbindergehäuse ummantelt sind. Die Anschlusskontakte eines Steckverbinders sind in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Funktion als Steckerkontakte oder Buchsenkontakte ausgebildet. Zu jedem Steckverbinder existiert ein steckkompatibler weiterer Steckverbinder zur Ausbildung einer Steckverbinderkupplung. Auf diese Weise bildet ein mit Steckerkontakten ausgebildeter Steckverbinder den Stecker der Steckverbinderkupplung und entsprechend bildet ein mit Buchsenkontakten versehener Steckverbinder die Buchse der Steckverbinderkupplung.
• Neben diesen ausschließlich mit Stecker- oder mit Buchsenkontakten bestückten Steckverbindern existieren auch Mischformen, welche sowohl mit Stecker- als auch mit Buchsenkontakten bestückt sind. Der entsprechende komplementäre Steckverbinder weist entsprechend ausgestaltete Buchsen- und Steckerkontakte auf, so dass die Kompatibilität zwischen beiden Steckverbindern zur Schaffung einer Steckverbinderkupplung gegeben ist. Schließlich sind auch so genannte hermaphroditische Steckverbinder bekannt, die zugleich als Stecker und als Buchse wirksam sind.
• Als elektrische Anschlusskontakte sind auch Schutzleiterkontakte oder ähnliche Hilfskontakte mit umfasst.
• Die Zusammensteckbarkeit einer Steckverbinderkupplung, also die Kompatibilität der einzelnen Steckverbinder resultiert aus der jeweiligen exakten geometrischen Anordnung der einzelnen Kontakte zueinander. Die einzelnen Kontakte müssen also hinsichtlich Ihres Abstands zueinander stets exakt angeordnet sein, um stets zueinander passende „Steckgesichter" eines als Buchse wirksamen Steckverbinders und eines als Stecker wirksamen Steckverbinders zu bilden.
• Auf der anderen Seite ist es erwünscht, derartige Steckverbinder großserientechnisch herstellen zu können, insbesondere ihr Gehäuse spritzen zu können. Nach dem Stand der Technik werden hierfür die einzelnen Kontakte in eine Spritzform so eingelegt, dass sie exakt zueinander ausgerichtet und angeordnet sind. Die Kontakte können mit den Leitern hierbei bereits vorkonfektioniert sein. Für die Vorkonfektionierung eignet sich vor allem eine Krimpverbindung zwischen Anschlusskontakt und Leiter. Es ist jedoch auch möglich, die Leiter zunächst im Gehäuse anzuordnen und erst nach dem Spritzen eines Gehäuseteils die Leiter mit den Anschlusskontakten zu verbinden. Hierfür sind die Anschlusskontakte dann beispielsweise als Schraubkontakte, Klemmkontakte oder Schneidklemmkontakte ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, Schraubkontakte, Klemmkontakte oder Schneidklemmkontakte mit den Leitern vorzukonfektionieren.
• Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder so zu gestalten, dass sein Gehäuse einfach herstellbar ist.
• Diese Aufgabe lösen der elektrische Steckverbinder nach den Ansprüchen 1 bis 9 sowie das Verfahren zur Herstellung des Steckverbinders nach Anspruch 10.
• Der erfindungsmäßige Steckverbinder weist hierfür bereits vorkonfektionierte, also an die elektrischen Leiter angeschlossene Anschlusskontakte auf. Des Weiteren ist ein Kontaktträger vorgesehen, welcher die Anschlusskontakte in ihrer jeweiligen Montageendposition zueinander fixiert. Die aus den vorkonfektionierten Anschlusskontakten und dem Kontaktträger gebildete Anschlusskontaktbaugruppe weist also schon die geometrische Konfiguration der einzelnen Kontakte des fertigen Steckverbinders zueinander auf. Mit Hilfe des Kontaktträgers ist also das spätere „Gesicht" des beispielsweise als Stecker oder als Buchse ausgestalteten Steckverbinders festgelegt.
• Zur Herstellung des fertigen Steckverbinders muss die so gebildete Anschlusskontaktbaugruppe nur noch in ein Gehäuse eingebaut werden. Dies ist besonders einfach dadurch möglich, dass die Anschlusskontaktbaugruppe in eine Spritzform eingebracht und anschließend zur Bildung eines Steckverbindergehäuses einfach umspritzt wird.
• Mit Hilfe dieser vorkonfektionierten Anschlusskontaktbaugruppe ist es vor allem gut möglich, die Steckverbinderfertigung zu automatisieren. Die Anschlusskontaktbaugruppe braucht hierfür nur fertigungsgerecht gestaltet zu werden, um dann einfach dem Fertigungsprozess beispielsweise in einem Spritzautomaten zugeführt werden zu können. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Anschlusskontaktbaugruppe als ein Teil gehandhabt wird, also nur ein Handhabungswerkzeug benötigt.
• Die rückbezogenen Ansprüche 1 bis 9 betreffen teilweise vorteilhafte und teilweise für sich erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.
• Die in Anspruch 2 vorgeschlagene Aufnahmeplatte als Kontaktträger ist fertigungstechnisch günstig. Durch die bereits in die Platte eingebrachten Öffnungen zur Aufnahme der Kontakte kann die spätere Konfiguration der Kontakte zueinander von vornherein einfach vorgegeben werden. Eine solche Aufnahmeplatte kann auch leicht durch ein Urformverfahren, beispielsweise durch Gießen oder Spritzen, hergestellt werden. Darüber hinaus hat die Verwendung einer Aufnahmeplatte den Vorteil eines geringen Materialverbrauchs einerseits und einer geringen Gewichtszunahme des fertigen Steckverbinders andererseits.
• Die in Anspruch 3 vorgeschlagene Ausbildung der Öffnungen als Nuten begünstigt die einfache Bestückung des Kontaktträgers. Die vorkonfektionierten Anschlusskontakte werden hier einfach nur in die Nuten eingeschoben. Auf diese Weise sind die Kontakte bereits zu Beginn des Anbringungsvorgangs im Kontaktträger sicher und gut geführt, was eine Beschädigung der Kontakte beim Einbringen in den Kontaktträger vermeidet. Zum anderen ermöglicht das Einschieben auch eine automatisierte Bestückung des Kontaktträgers.
• Die in Anspruch 4 vorgeschlagene abgekröpfte Ausgestaltung der Nuten gegenüber der Hauptebene des Kontaktträgers ermöglicht eine zusätzliche seitliche Führung und Fixierung der Anschlusskontakte durch die taschenartige Ausbildung der Aufnahmenuten.
• Durch die Anbringung der in Anspruch 5 vorgeschlagenen Schottwände ist es möglich, eine große Anzahl von Anschlusskontakten mit verschiedenen Anschlusspotenzialen auf vergleichsweise engem Raum nebeneinander anzuordnen.
• Die Ansprüche 6 bis 9 betreffen bevorzugte Ausgestaltungen des Steckverbindergehäuses. Nach Anspruch 6 ist vorgeschlagen, das Gehäuse zweiteilig auszubilden. Ein Teil des Gehäuses ist hierbei von einem Gehäusegrundkörper gebildet, in welchen die Anschlusskontaktbaugruppe gegebenenfalls automatisiert eingeschoben werden kann. Zur Vollendung des Gehäuse muss dann nur noch die zweite Gehäusehälfte auf den Gehäusegrundkörper montiert werden. Nach Anspruch 7 ist es vorteilhaft, die Anschlusskontaktbaugruppe im Gehäusegrundkörper formschlüssig zu verrasten. Dies bietet sich vor allem in solchen Fällen an, in denen der mit der Anschlusskontaktbaugruppe vormontierte Gehäusegrundkörper zur Endmontage noch über eine große Strecke verbracht werden muss, wobei sichergestellt ist, dass die Anschlusskontaktbaugruppe dann nicht mehr aus dem Gehäusegrundkörper herausfallen kann. Die Ansprüche 8 und 9 betreffen zwei verschiedene Ausbildungen des zweiteiligen Gehäuses. Nach Anspruch 8 ist die auf den Gehäusegrundkörper aufzubringende zweite Gehäusehälfte als Überwurfmutter ausgestaltet. Beide Gehäusehälften werden also einfach miteinander verschraubt. Nach Anspruch 9 wird die zweite Gehäusehälfte auf den Gehäusegrundkörper aufgeschrumpft, was es vor allem erlaubt, ein besonders dichtes Gehäuse zu fertigen.
• Anspruch 10 betrifft schließlich ein aus drei Verfahrensschritten bestehendes Verfahren zur Herstellung eines Steckverbinders. Im ersten Verfahrensschritt werden die Leiter an die Anschlusskontakte angeschlossen. Die so vorkonfektionier ten Anschlusskontakte werden mit den angeschlossenen Leitern sodann im zweiten Verfahrensschritt in den Kontaktträger eingebracht, um im dritten Verfahrensschritt vom Steckverbindergehäuse ummantelt zu werden.
• Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:
• 1 einen erfindungsmäßigen Kontaktträger,
• 2 einen Gehäusegrundkörper eines Steckverbindergehäuses,
• 3 eine Explosionsdarstellung einer Anschlusskontaktbaugruppe vor dem Montieren in einem Gehäusegrundkörper, und
• 4 die Rückansicht eines fertigen elektrischen Steckverbinders mit einer auf seinen Gehäusegrundkörper aufgeschrumpften Verschlusskappe.
• Der Kontaktträger 1 setzt sich im Wesentlichen zusammen aus einer Anschlussplatte 2 und aus mehreren senkrecht aus der Ebene der Anschlussplatte 2 abstehenden Schottwänden 3. In die Anschlussplatte 2 eingebracht sind Aufnahmenuten 4. Die Aufnahmenuten 4 weisen jeweils eine Abkröpfung 5 auf. Die Abkröpfung 5 bewirkt, dass die Nutböden 6 der Aufnahmenuten 4 gegenüber der Ebene der Anschlussplatte 2 versetzt angeordnet sind. Bezogen auf die Senkrechte 7 des Kontaktträgers 1 ragen folglich die Schottwände 3 nach oben aus der Anschlussplatte 2 des Kontaktträgers heraus. Die Nutböden 6 hingegen sind gegenüber der Ebene der Anschlussplatte 2 bezogen auf die Senkrechte 7 nach unten versetzt angeordnet. Die Nutböden 6 bilden mit der Abkröpfung 5 jeweils gemeinsam eine Aufnahmetasche für die Anschlusskontakte 9.
• Die zylinderförmigen Anschlusskontakte 9 weisen einen ihren Durchmesser vergrößernden Passring 10 auf. Diese Passring 10 liegt im Montageendzustand in den vom Nutboden 6 und der Abkröpfung 5 gebildeten Aufnahmetasche der Aufnahmenut 4 ein. Um ein Verschieben des Anschlusskontakts 9 in Richtung der Senkrechten 7 zu verhindern, ist benachbart zum Passring 10 ein Anschlagring 11 angebracht. Der Anschlagring 11 und der Passring 10 bilden zwischen sich eine Ringnut 12. Mit der Ringnut 12 ist der Anschlusskontakt 9 so am Nutboden 6 formschlüssig fixiert. Die Anschlusskontakte 9 sind im Ausführungsbeispiel endseitig mit Kontaktbuchsen 13 versehen.
• Vor der Montage der Anschlusskontakte 9 in den Aufnahmenuten 4 der Kontaktträger 1 werden die Anschlusskontakte 9 Leiter 15 angeschlossen, beispielsweise durch Vercrimpen oder Verschweißen. Die Leiter 15 sind ihrerseits von einem gemeinsamen Isoliermantel umgeben und bilden so das Anschlusskabel 16. Das Anschlusskabel 16 ist hierbei bezogen auf die Senkrechte 7 den Kontaktbuchsen 13 abgewandt angebracht. Der rechte Teil der 3 zeigt also die vorkonfektionierte Anschlusskontaktbaugruppe, welche aus den an die Leiter 15 angeschlossenen Anschlusskontakten 9 und dem Kontaktträger 1 besteht. Zur weiteren Montage wird die Anschlusskontaktbaugruppe in den in 2 dargestellten Gehäusegrundkörper 18 eingeschoben. Der Gehäusegrundkörper 18 weist das spätere Kontaktgesicht 19 auf. Im Kontaktgesicht 19 erkennbar sind die Berührungsschutzhülsen 20, welche die Kontaktbuchsen 13 am montierten Steckverbinder umhüllen und so vor Berührung schützen. Des Weiteren ausgebildet ist am Gehäusegrundkörper 18 eine Einführöffnung 21 für einen in den Zeichnungen nicht dargestellten Rasthaken. Dieser Rasthaken dient als mechanische Verriegelung der Steckkupplung. Um die Steckkupplung entriegeln zu können, ist eine Entriegelungsöffnung 22 im Gehäusegrundkörper 18 vorgesehen. In diese Entriegelungsöffnung 22 kann einfach ein Werkzeug, beispielsweise eine Schrauberklinge eingebracht werden, um den nicht dargestellten Entriegelungsbügel oder Schnapphaken wieder zu entriegeln.
• Zur Montage des elektrischen Steckverbinders wird die in 3 rechts dargestellte Anschlusskontaktbaugruppe in Richtung der Senkrechten 7 in den rückwärtigen Bereich des Gehäusegrundkörpers 18 eingeschoben. Die Anschlusskontaktbaugruppe hat dann ihre Montageendstellung im Gehäusegrundkörper erreicht, wenn die an den Schottwänden 3 jeweils endseitig ausgebildeten Formvorsprünge 24 in entsprechende Einfalltaschen 25 am Gehäusegrundkörper 18 nach Art von Sperrklinken einrasten. Die Formvorsprünge 24 und die Einfalltaschen 25 bilden also eine Schnappverbindung zwischen Kontaktträger 1 und Gehäusegrundkörper 18 aus. Auf diese Weise ist die Anschlusskontaktbaugruppe im Gehäusegrundkörper 18 mechanisch vorverriegelt.
• Zur Vollendung des elektrischen Steckverbinders wird auf den Gehäusegrundkörper 18 noch die rückwärtige Verschlusskappe 26 aufgebracht. Im Ausführungsbeispiel ist die rückwärtige Verschlusskappe 26 als Schrumpfschlauch ausgebildet. Zur Montage wird der Schrumpfschlauch auf die rückwärtige Hälfte des Gehäusegrundkörpers 18 aufgeschoben und an dort vorhandenen Fixierwülsten 27 vorfixiert. Durch Beaufschlagung mit Wärme schrumpft der Schrumpfschlauch, so dass die Fixierwülste 27 als formschlüssige Verzahnung für den die Verschlusskappe 26 bildenden Schrumpfschlauch wirken. Rückwärtig schmiegt sich der Schrumpfschlauch 26 an das Anschlusskabel 16 an und bildet eine zusätzlich dichtende Abschlusstülle 28 am Anschlusskabel 16 aus.

1

Kontaktträger

2

Anschlussplatte

3

Schottwand

4

Aufnahmenut

5

Abkröpfung

6

Nutboden

7

Senkrechte

9

Anschlusskontakt

10

Passring

11

Anschlagring

12

Ringnut

13

Kontaktbuchse

15

Leiter

16

Anschlusskabel

18

Gehäusegrundkörper

19

Kontaktgesicht

20

Berührungsschutzhülse

21

Einführöffnung

22

Entriegelungsöffnung

24

Formvorsprung

25

Einfalltasche

26

Verschlusskappe

27

Fixierwulst

28

Abschlusstülle

Claims (10)

1. Elektrischer Steckverbinder mit an elektrischen Leitern (15) angeschlossenen Anschlusskontakten (9), gekennzeichnet durch einen die Anschlusskontakte (9) aufnehmenden und in ihrer Montageendposition zueinander fixierenden Kontaktträger (1) zur Vorkonfektionierung einer von einem Steckverbindergehäuse (18,26) im Montageendzustand ummantelten Anschlusskontaktbaugruppe.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mindestens der Anzahl der Anschlusskontakte (9) des Steckverbinders entsprechende Anzahl von Aufnahmeöffnungen aufweisende Aufnahmeplatte (2) als Kontaktträger.
3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen als Aufnahmenuten (4) ausgebildet sind und dass die Anschlusskontakte (9) von den Rändern der Anschlussplatte (2) her in die Aufnahmenuten (4) einschiebbar sind.
4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Böden (6) der Aufnahmenuten (4) gegenüber der Ebene der Aufnahmeplatte (2) mittels einer Abkröpfung (5) abgekröpft sind zur Bildung von Aufnahmetaschen für die Anschlusskontakte (9)
5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Plattenebene der Anschlussplatte (2) eine oder mehrere, die einzelnen Anschlusskontakte (9) und die daran angeschlossenen Leiter (15) voneinander trennende Schottwände (3) etwa senkrecht nach oben abstehen.
6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen topfförmigen Gehäusegrundkörper (18), in welchen die Anschlusskontaktbaugruppe einschiebbar ist.
7. Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontaktbaugruppe in ihrer Montageendstellung im Gehäusegrundkörper (18) formschlüssig verrastet ist
8. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Steckverbindergehäuses eine als Verschlusskappe (26) ausgebildete zweite Gehäusehälfte nach Art einer Überwurfmutter auf den Gehäusegrundkörper (18) aufgeschraubt ist.
9. Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Steckverbindergehäuses eine Verschlusskappe (26) auf den Gehäusegrundkörper (18) aufgeschrumpft ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Steckverbinders mit folgenden Verfahrensschritten: a) Anschließen von Leitern (15) an Anschlusskontakte (9); b) Einbringen der Anschlusskontakte (9) mit den angeschlossenen Leitern (15) in einen Kontaktträger (1) und c) Ummantelung der aus Anschlusskontakten (9), angeschlossenen Leitern (15) und Kontaktträger (1) bestehenden Kontaktträgerbaugruppe mit einem Steckverbindergehäuse (18,26).