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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Kontakten zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters, und insbesondere bezieht sie sich auf einen Kontakt mit einem Anschluss- oder Leiterbesfestigungsteil zum Halten und Kontaktieren eines elektrischen Leiters im Kontakt.
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Solche Kontakte werden beispielsweise in ein isolierendes Gehäuse eines Steckverbinders eingesetzt. Um den Steckverbinder möglichst kompakt ausbilden zu können, ist es wünschenswert, dass die Kontakte so wenig Raum wie möglich einnehmen. Insbesondere ist daher auch eine platzsparende Verbindungstechnik der Kontakte mit den zu kontaktierenden Leitern von Vorteil. In der Technik werden dazu eine Reihe von Anschlussprinzipien verwendet, die beispielsweise Lötverbindungen, Crimpverbindungen oder Schraubanschlüsse umfassen.
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Die zuvor erwähnten Anschlusstechniken erfordern beim Verbinden des Leiters mit dem Kontakt besondere Hilfsmittel oder Werkzeuge. Beispielsweise benötigt man für eine Lötverbindung ein Lötwerkzeug und relativ hohen Zeit- und Arbeitsaufwand. Für Crimpanschlüsse wird ebenso ein spezielles Werkzeug gebraucht, das den Abmessungen des Kontaktes angepasst sein muss. Schraubanschlüsse erfordern mehr Platz und zum Befestigen des Leiters am Kontakt muss ein Schraubenzieher verwendet werden.
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Ferner ist es wünschenswert, dass sich der Leiter leicht aus dem Kontakt lösen lässt und ein neuer Leiter wieder ohne großen Aufwand darin eingesetzt werden kann. Insbesondere sollte der Kontakt wiederverwendbar sein und der Austausch des Leiters auch bei in den Isolierblock eingesetzten Kontakt ohne großen Platzaufwand möglich sein.
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Zum Stand der Technik sei auf
US Patent 5 362 251 hingewiesen, welches einen lötfreien Audiosteckverbinder zeigt, und zwar mit einem Innenleiter und einem durch eine Isolation davon getrennten, üblicherweise als Geflecht ausgebildeten Außenleiter. Eine Abschirmhülse kann auf das Kabel aufgeschoben werden und deren Finger können sich mit ihren scharfen Kantengabeln in das Geflecht eindrücken. Dieser Stand der Technik betrifft einen Steckverbinder und nicht einen Kontakt, der auf einen elektrischen Leiter aufgebracht werden soll.
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In der
WO 00/62374 A1 ist ein Steckverbinder, und zwar ein mehrpoliger Steckverbinder offenbart, bei dem ein Isolierkörper vorgesehen ist, in dem eine Vielzahl von elektrischen Kontakten untergebracht ist. Diese Kontakte benötigen das Gehäuse oder den Isolierkörper, um eine Verbindung mit den Leitern vorzusehen.
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Schließlich ist in der
DE 201 19 539 U1 ein elektrisches Kontaktelement beschrieben, das als Stiftkontakt oder Buchsenkontakt ausgebildet ist und einen Steckbereich und ein Anschlussende aufweist. An das Anschlussende des Kontaktelements wird ein elektrischer Leiter durch Aufbringen einer Hülse auf das Anschlussende angeschlossen, wobei aus der Wandung der Hülse Federarme ausgestanzt sind, die in den Hülseninnenraum gerichtet sind und in eine Bohrung im Anschlussende des Kontaktelements eintauchen. An der Hülse ist ein über ein Sägezahngewinde des Kontaktelements aufschiebbarer Kragen zum Halten der Hülse auf dem Kontaktelement ausgebildet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, mit wenig Aufwand eine lösbare Verbindung zwischen einem Kontakt, insbesondere zum Einsatz in einem Steckverbinder, und einem elektrischen Leiter zu schaffen. Insbesondere sollte die Verbindung einerseits kein spezielles Werkzeug erfordern, andererseits einen geringen Platzbedarf haben und einen guten elektrischen Kontakt und einen sicheren Halt des Leiters im Kontaktelement realisieren.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung der genannten Aufgabe ein Kontakt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kontakt mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im einzelnen sieht also die vorliegende Erfindung einen einstückig ausgebildeten Kontakt mit einem Kontaktteil zum Kontaktieren eines passenden Gegenkontakts vor und mit einem Leiterbefestigungsteil zum Halten eines Leiteranschlussteils eines elektrischen Leiters vor, wobei der Leiteranschlussteil in eine Aufnahmekammer des Leiterbefestigungsteils in Längsrichtung einschiebbar ist. Ferner weist der Leiterbefestigungs4teil wenigstens zwei erste und zweite Klemmelemente auf, die derart angeordnet sind, dass ihre jeweiligen ersten und zweiten Klemmteile über jeweiligen ersten und zweiten Öffnungen in die Aufnahmekammer an im Wesentlichen einander gegenüber liegenden Seiten des Leiterbefestigungsteils und in die Längsrichtung der Aufnahmekammer versetzt zueinander positioniert sind. Weiterhin sind die Klemmelemente derart ausgebildet, dass sie mit über den Leiterbefestigungsteil aufschiebbaren Druckmittel zusammenarbeiten, die beim Aufschieben über den Leiterbefestigungsteil mit den wenigstens zwei Klemmelementen in Eingriff kommen zum Drücken der Klemmteile durch die Öffnungen in die Aufnahmekammer gegen den Leiteranschlussteil.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann wenigstens eines der Klemmelemente zusätzlich Schneidmittel aufweisen, die sich in eine Isolierummantelung des Leiters zum Kontaktieren des Leiters schneiden. Dadurch kann auf einfache und sichere Weise auch ein Leiteranschlussteil mit Isolierummantelung durch den Kontakt der Erfindung kontaktiert und daran befestigt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit der angefügten Zeichnung, wobei die Zeichnung zeigt:
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1 eine schematische Längsschnittansicht eines Teils eines Kontakts mit einer Druckhülse gemäß der Erfindung in einem ersten Zustand;
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2 eine schematische Längsschnittansicht des Teils des Kontakts mit der Druckhülse der 1 in einem zweiten Zustand;
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3a eine schematische Vorderansicht eines abgewandelten Leiterbefestigungsteils eines Kontakts;
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3b eine schematische Draufsicht des Leiterbefestigungsteils der 3a;
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4a eine schematische Vorderansicht der Druckhülse der 1;
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4b eine schematische Draufsicht der Druckhülse der 4b;
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5 eine schematische Draufsicht eines Leiterbefestigungsteils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den 1 und 2 ist schematisch ein Teil eines Kontaktes 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der Kontakt 1 dient zum Kontaktieren und Halten eines elektrischen Leiters 3 und ist selbst in einen Isolierkörper 5 eines Steckverbinders eingesetzt. Der elektrische Leiter 3 weist eine Isolierummantelung 7 auf, die eine sich aus einer Vielzahl von Drähten zusammensetzenden Litze 9 umgibt. An einem Ende des elektrischen Leiters 3 ist ein Leiteranschlussteil 11 von der Isolierummantelung 7 befreit, so dass der Leiteranschlussteil 11 durch den Kontakt 1 elektrisch kontaktiert werden kann.
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Der Kontakt 1 weist einen Kontaktteil 13 und ein Anschlussende bzw. einen Leiterbefestigungsteil 15 auf, die einstückig und aus elektrisch leitendem Material gefertigt sind. Der nicht genauer dargestellte Kontaktteil 13 ist beispielsweise als Steckerstift oder -buchse ausgebildet und arbeitet mit einem nicht gezeigten Gegenkontaktteil eines nicht gezeigten Gegenkontakts für eine Steckverbindung zusammen. Der Kontaktteil 13 kann aus Metall gedreht oder aus einem Metallblech gestanzt und dann gerollt sein. Ferner kann er, wie dargestellt, hohl oder aus Vollmaterial ausgebildet sein.
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Der Kontaktteil 13 wird in einer im Isolierkörper 5 ausgebildeten Bohrung 17 gehalten. Beispielsweise kann der Kontakt 1 derart ausgebildet sein, dass er lösbar im Isolierkörper 5 angeordnet werden kann. Wie dem Fachmann geläufig ist, kann dies durch Verrasten des Kontakts 1 im Isolierkörper 5 oder Einlegen des Kontakts 1 zwischen Schalen des Isolierkörpers 5 oder durch eine andere geeignete lösbare Halterungen für den Kontakt 1 im Isolierkörper 5 realisiert werden. Zu diesem Zweck kann der Kontakt 1, vorzugsweise am Kontaktteil 13 nicht gezeigte Rast- oder Haltemittel aufweisen, die mit nicht gezeigten Gegenrast- oder Haltemitteln im Isolierkörper 5 für einen sicheren Halt des Kontakts 1 darin zusammenarbeiten.
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Der Leiterbefestigungsteil 15 ist als Hülse geformt und dient zum Anschließen des elektrischen Leiters 3 an den Kontakt 1 und insbesondere zum Aufnehmen und Halten des Leiteranschlussteils 11 des elektrischen Leiters 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist der Leiterbefestigungsteil 15 am oberen Ende des Kontakts 1 ausgebildet und ragt im Wesentlichen aus dem Isolierkörper 5 am hinteren Ende des Steckverbinders heraus. Wie genauer in den 3a und 3b dargestellt ist, weist er eine allgemein zylindrische Außenwand 19 auf, die eine Aufnahmekammer 21 und eine Aufnahmeöffnung 23 definieren, durch die der Leiteranschlussteil 11 in den Figuren von oben aus in eine Einschub- oder Längsrichtung A, also sozusagen vom hinteren Ende des Kontakts 1 aus in die Aufnahmekammer 21 eingeschoben werden kann.
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Die Außenwand 19 schließt sich an den Kontaktteil 13 des Kontakts 1 an und ist mit diesem verbunden. Beispielsweise kann der Leiterbefestigungsteil 15 einstückig mit dem Kontaktierteil 13 aus einem Metallblech ausgestanzt werden und dann zum Kontakt 1 gerollt werden. Er könnte aber auch durch beispielsweise Schweißen oder Löten mit dem Kontaktierteil 13 fest verbunden werden.
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Der Leiterbefestigungsteil 15 weist ein erstes und ein zweites Klemmelement 25 und 27 auf, die als Federklemme zum Halten des Leiteranschlussteils 11 im Leiterbefestigungsteil 15, wie in der Folge noch genauer beschrieben wird, wirken. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Klemmelemente 25 und 27 aus der hülsenförmigen Außenwand 19 des Leiterbefestigungsteils 15 heraus und integral mit dieser geformt.
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Das erste Klemmelement 25 weist einen ersten Anlenkarm oder -schenkel 29 auf, der von einem in Längsrichtung A oberen Teil der Außenwand 19 unter einem spitzen Winkel absteht und an einer ersten Anlenkstelle 31 mit dieser verbunden ist. Am äußeren Ende des ersten Anlenkarms 29 ist ein erstes Betätigungsmittel 33 in der Form einer ersten Betätigungskuppe 35 ausgebildet. Anschließend an das erste Betätigungsmittel 33 weist das erste Klemmelement 25 einen ersten Klemmteil in der Form eines ersten Klemmvorsprungs 37 auf, der sich wiederum von der ersten Betätigungskuppe 35 aus nach innen auf die Außenwand 19 zu erstreckt.
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Das erste Klemmelement 25 ist über einer ersten Öffnung 39 in der Außenwand 19 des Leiterbefestigungsteils 15 angeordnet, durch die der erste Klemmvorsprung 37 in das Innere der Aufnahmekammer 21 greift, wenn das erste Klemmelement 25 beispielsweise an seinem Betätigungsmittel 33 nach Innen auf die Außenwand 19 zu gedrückt wird.
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Ähnlich zum ersten Klemmelement 25 ist das zweite Klemmelement 27 an die Außenwand 19 des Leiterbefestigungsteils 15 angeformt und weist einen zweiten Anlenkarm oder -schenkel 41 auf, der an einer zweiten Anlenkstelle 43 mit der Außenwand 19 verbunden ist und von dieser unter einem spitzen Winkel in die Längsrichtung A wegragt. Am äußeren Ende des zweiten Anlenkarms sind zweite Betätigungsmittel 45 in Form einer zweiten Betätigungskuppe 47 ausgebildet, an die sich ein zweiter Klemmteil in der Form eines zweiten Klemmvorsprungs 49 anschließen, der in Richtung auf die Außenwand 19 ragt. Das zweite Klemmelement ist über einer zweiten Öffnung 51 in der Außenwand 19 angeordnet, durch die der Klemmvorsprung 49 beim Drücken gegen die zweiten Betätigungsmittel 45 in Richtung auf die Außenwand 19 in die Aufnahmekammer 21 bewegt werden kann.
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Die ersten und zweiten Öffnungen 39 und 51 erstrecken sich im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen über die Gesamtlänge der ersten und zweiten Klemmelemente 25 und 27, also von den ersten und zweiten Anlenkstellen 31 und 43 aus bis etwas unterhalb von den ersten und zweiten Klemmvorsprüngen 35 und 49 (siehe auch 1 und 2). Die ersten und zweiten Öffnungen 39 und 51 sind in Umfangsrichtung des Leiterbefestigungsteils 15 so bemessen, dass sie die ersten und zweiten Klemmelemente 25 und 27 vollständig aufnehmen können.
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Die ersten und zweiten Klemmelemente 25 und 27 sind vorzugsweise als Blattfedern mit den Anlenkarmen 29 und 41 als elastische Federarme ausgebildet, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Leiterbefestigungsteils 15 angeordnet sind. Im in 3a und 3b dargestellten Ausführungsbeispiel haben die ersten und zweiten Anlenkstellen 31 und 43 einen im Wesentlichen gleichen Abstand von der die Aufnahmeöffnung 23 definierenden Kante und liegen einander gegenüber. Der zweite Anlenkarm 41 ist jedoch länger als der erste Anlenkarm 29, so dass die ersten und zweiten Klemmvorsprünge 37 und 49 in die Einschub- oder Längsrichtung A versetzt positioniert sind. In einer Abwandlung, wie sie aus 1 ersichtlich ist, unterscheidet sich die Länge der beiden Anlenkarme 29 und 41 nicht wesentlich, jedoch sind die Anlenkstellen 31 und 43 in Längsrichtung A gegeneinander versetzt, so dass wieder eine längsversetzte Anordnung der ersten und zweiten Klemmvorsprünge 37 und 49 erreicht wird.
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Im in den 1, 3a und 3b gezeigten unbetätigten Zustand der Klemmelemente 25 und 27 sind die Klemmvorsprünge 37 und 49 zwar schon innerhalb den Öffnungen 39 und 51 angeordnet, ragen aber nicht wesentlich in die Aufnahmekammer 21 hinein, so dass sie den Einschub des Leiteranschlussteils 11 in den Leiterbefestigungsteil 15 nicht merklich behindern.
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Zum Halten des Leiteranschlussteils 11 in der Aufnahmekammer 21 werden die ersten Klemmvorsprünge 37 und 49 durch Druckmittel 61 (siehe 1 und 2) nach Innen in die Aufnahmekammer 21 hinein und gegen die Litzen 9 des Leiteranschlussteils 11 bewegt und dort durch die Druckmittel 61 gehalten. Im in der 2 gezeigten Zustand drücken die ersten Klemmvorsprünge 37 und 49 längenversetzt an gegenüberliegenden Seiten gegen den Leiteranschlussteil 11 so dass dieser s-förmig im Leiterbefestigungssteil 15 festgeklemmt wird.
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Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 weisen die Druckmittel 61 eine Druckhülse 63 auf, die aus einem ausreichend festen Kunststoff oder Metall gefertigt sein kann. Wie genauer in den 4a und 4b dargestellt ist, weist die zylindrische Druckhülse 63 eine im Wesentlichen glatte zylindrische Innenoberfläche 65, eine eine untere Öffnung 67 definierende Unterkante 69 und eine eine obere Öffnung 71 definierende Oberkante 73 auf. An der Oberkante 73 ist ein Halte- oder Griffteil 75 ausgebildet, an dem beispielsweise eine Kraft zum Abziehen der Druckhülse 63 von dem Leiterbefestigungsteil 15 angesetzt werden kann. Die Unterkante 69 ist zur Innenwand 65 hin abgeschrägt.
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Wie in den 1 und 2 schematisch dargestellt ist, wird die Druckhülse 63 über den Leiter 3 aufgeschoben und der Leiteranschlussteil 11 wird in die Aufnahmekammer 21 des Leiterbefestigungsteils 15 des Kontakts 1 eingebracht. Die abgeschrägte Unterkante 69 erleichtert das Schieben der Druckhülse 63 über den Leiterbefestigungsteil 15, wobei die Unterkante 69 die beiden Anlenkarme 29 und 41 nach innen drückt und schließlich mit den ersten und zweiten Betätigungskuppen 35 und 47 in Eingriff kommt. Der Innendurchmesser der Innenoberfläche 65 der Druckhülse 63 ist vorzugsweise nur gering größer als der Außendurchmesser der Außenwand 19 des Leiterbefestigungsteils 15, so dass die ersten und zweiten Anlenkarme 29 und 41 und die Betätigungskuppen 35 und 47 durch die Innenwand 65 der Druckhülse 63 im Wesentlichen innerhalb der Öffnungen 39 und 51 und somit fluchtend mit der Außenwand 19 gehalten werden.
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In dem in der 2 gezeigten betätigten Zustand klemmt der erste Klemmvorsprung 37 den Leiteranschlussteil 11 gegen den zweiten Anlenkarm 41 und der zweite Klemmvorsprung 49 klemmt den Leiteranschlussteil 11 gegen die Innenseite der Aufnahmekammer 21. In dieser s-förmigen Konfiguration wird der Leiter 3 zugsicher im Kontakt 1 gehalten. Zum Lösen des Leiteranschlussteils 11 aus dem Kontakt 1 wird die Druckhülse 63 vom Leiterbefestigungsteil 15, beispielsweise von Hand oder unter zu Hilfenahme eines geeigneten Werkzeugs, abgenommen und die Klemmvorsprünge 41 und 49 geben den Leiter 3 frei, so dass dieser aus dem Kontakt 1 genommen werden kann.
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Bei einem Steckverbinder mit mehreren Kontakten von der Art des Kontaktes 1 kann alternativ zu mehreren getrennten Druckhülsen 63 eine nicht gezeigte Druckplatte als Druckmittel eingesetzt werden, die aus Isolierstoff gefertigt ist. Die Druckplatte weist eine der Anzahl von Kontakten entsprechende Anzahl von Bohrungen auf, die die gegen die Klemmelemente drückenden jeweiligen Innenoberflächen vorsehen. Die Druckplatte wird zum Befestigen der Leiter an den Kontakten über die Leiterbefestigungsteile der Kontakte geschoben, wodurch gleichzeitig alle Leiter an den Kontakten des Steckverbinders befestigt und beim Abziehen der Druckplatte wieder von diesen gelöst werden können.
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Je nach Bedarf kann die Druckhülse 63 oder die zuvor erwähnte Druckplatte zusätzlich am Kontaktelement bzw. den Kontaktelementen und/oder am Isolierkörper des Steckverbinders geeignet befestigt sein, beispielweise durch verrasten, oder sie können lediglich durch die Federkraft der Klemmelemente der Kontakte gehalten werden.
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In 5 ist eine Abwandlung des Leiterbefestigungsteils 83 mit einem ersten Klemmelement 85 in schematischer Draufsicht gezeigt. Der Aufbau des Leiterbefestigungsteils 83 ist dem des Leiterbefestigungsteils 15 des ersten Ausführungsbeispiels der 3a und 3b sehr ähnlich, und äquivalente Elemente, wie beispielsweise die Außenwand 19, sind daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Unterschied zum Leiterbefestigungsteil 15 ist der Leiterbefestigungsteil 83 als Schneidklemme ausgebildet, die beim Halten des Leiters 3 durch die auf dem Leiteranschlussteil 11 belassene Isolierummantelung 7 schneidet und dadurch die Litzen 9 elektrisch kontaktiert.
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Im in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel weist ein erstes Klemmelement 85 des Leiterbefestigungsteils 83 am Ende eines analog zum Anlenkarm 29 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildeten Anlenkarm 89 Schneidklemmmittel in der Form eines Schneidklemmvorsprungs 97 auf. Der Schneidklemmvorsprung 97 ist durch zwei Schneidklemmschenkel 101 und 103 ausgebildet, die in der Mitte des Schneidklemmvorsprungs 97 einen Schlitz oder Spalt 105 definieren. Kanten 107 und 109 des Schlitzes 105 sind als Schneiden geformt, die beim Drücken des Klemmelements 85 gegen den Leiter 3 durch dessen Isolierummantelung 7 schneiden und die Litze 9 elektrisch kontaktieren.
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Aus der vorangegangenen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ergeben sich für den Fachmann Änderungen und Modifikationen. Beispielsweise ist es denkbar, das zweite Klemmelement 27 als Schneidklemme auszubilden oder beide Klemmelemente als Schneidklemmen vorzusehen. Ferner müssen die Klemmarme 29 und 41 nicht als Federarme ausgebildet sein. Es reicht, wenn sie ausreichend verformbar sind, so dass sie über die Druckmittel gegen den Leiteranschlussteil des Leiters gedrückt werden können und diesen zwischen ihnen klemmen. Beim Herausnehmen des Leiters brauchen die Klemmelemente dann nur zurück in ihre in 1 gezeigte Ausgangsstellung gebogen werden, so dass sich der Leiteranschlussteil aus dem Kontakt nehmen lässt. Ferner können mehr als zwei Klemmelemente für das Klemmen des Leiteranschlussteils im Leiterbefestigungsteil eingesetzt werden, die dann beispielsweise gleichmäßig um den Umfang des Leiterbefestigungsteils verteilt sind. Auch ist der Kontakt gemäß der Erfindung nicht auf den Einsatz bei Leitern mit Litzen beschränkt.