9133 G/l/hm-bg
Grote Sc Hartmann GmbH & Co. KG 23. Dezember 1998
Am Kraftwerk 13
42369 Wuppertal
Elektrische Verbindereinheit
Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 26 04 241 C2 ist eine elektrische Verbindereinheit bekannt, in der das Drahtende einer um einen Blechkern gewickelten Spulenwicklung, z.B. eines Elektromotors oder eines Generators oder dergleichen sowohl unmittelbar nach dem Wickeln der Spule auf einfache Weise lagefixiert und dadurch ein Lösen der Wicklung verhindert wird, als auch elektrisch mit einem elektrischen Leiterdraht kontaktiert wird, der elektrische Energie in die Spule einbringt oder aus der Spule nach außen weiterleitet . Der Leiterdraht wird zu diesem Zweck durch das Gehäuse eines Motors oder Generators oder dergleichen von der Verbindereinheit nach außen geführt.
Jedes Spulendrahtende wird bei diesem Stand der Technik in je einem in einer Kontaktelementkammer des Verbinders sitzenden, aus einem Blechstanzteil geformten elektrischen Kontaktelement gefangen gehalten und über das Kontaktelement mit einem Leiterdrahtende elektrisch kontaktiert. Dabei ist eine der Spulenanzahl entsprechende Anzahl von Kontaktelementen im Verbinder vorgesehen, die jeweils in einer Kontaktelementkammer des elektrischen Verbinders sitzen. Der elektrische Verbinder besteht im wesentlichen aus einem auf dem Blechpaket des Blechkerns angeordneten Kunststoffring, der am Umfang auf Abstand gleichmäßig verteilt die Kontaktelementkammern aufweist.
Die kastenförmigen Kontaktelementkammern sind oben offen und weisen in zwei sich gegenüberliegenden Wandungen - sich gegen-
überliegend - einen von der Oberkante der offenen Seite der Kammer in Richtung Kammerboden laufenden schmalen Schlitz für die etwa formschlüssige Einführung eines Spulenwicklungsdrahtendes von oben auf. Zwischen den Schlitzen steht vom Boden der Kammer ein sogenannter Leiterstopfer hochkant vor. Das elektrische Kontaktelement weist zu den Kammerschlitzen korrespondierende, von unten nach oben verlaufende Kontaktschlitze auf, wobei zwischen den Kontaktschlitzen ein Durchgang für den Leiterstopfer vorgesehen ist.
Zur Kontaktierung wird das freie Ende eines Spulendrahtes von oben in die Kammerschlitze eingelegt bis es auf dem Leiterstopfer zu liegen kommt. Dann wird das elektrische Kontaktelement mit seinen Kontaktschlitzen von oben über den Spulendraht geschoben und der Spulendraht zwischen Schlitzgrund und Stopfer fixiert. Die Kanten der Kontaktschlitze durchdringen die Isolation des Spulendrahtes und ermöglichen somit einen elektrisch leitenden Übergang zum Kontaktelement.
Diese Art der Spulendraht-Kontaktierung hat sich bewährt. Sie findet in vielen Varianten jedoch mit gleichem System Anwendung bei Spulendrahtkontaktierungen in Motoren, Generatoren, Kompressoren oder dergleichen. Beispielsweise wird nach der EP 0 002 099 Bl eine gerade Verbinderleiste aus Kunststoff mit in einer geraden Reihe angeordneten Kontaktelementkammern verwendet. Das Kontaktprinzip für die Spulendrahtenden ist jedoch dasselbe wie bei der in der DE 26 04 241 C2 beschriebenen Kontaktierung.
Nachteilig in allen Fällen ist, daß die Kontaktelementkammern relativ weit auseinanderliegend angeordnet sind (z.B. DE 26 04 241 C2) und einzeln meist von Hand bei der Montage mit Kontaktelementen bestückt werden müssen. Diese Bestückung erfordert Geschick, weil die Kontaktelemente relativ klein sind. Nachteilig ist ferner, daß die Verbinder viel Einbauraum erfordern und montageaufwendig am Spulenträgerelement befestigt werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, daß fast jeder Hersteller von elektrischen Motoren, Generatoren oder Kompressoren oder dergleichen
selbst geschaffene Verbinderkonfigurationen verwendet, die meist auch individualisierte Raumformen von Kontaktelementen erfordern, so daß relativ teure Sonderformen von Verbindern und Kontaktelementen zum Einsatz kommen.
Von besonderem Nachteil aber ist, daß auch die Leiterdrähte, die von außen ins Innere eines Gehäuses eines Motors oder Generators oder Kompressors oder dergleichen bis zum Verbindergehäuse geführt werden, ebenfalls meist von Hand mit den Kontaktelementen zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung verbunden werden müssen. Diese Leiterdrahtkontaktierung wird z.B. durch Klemmtechnik (DE 26 04 241 C2, Fig. 2, 3) oder Lötlochtechnik (DE 26 04 241 C2, Fig. 4) oder Wickeldorntechnik (DE 26 04 241 C2, Fig. 5) bewirkt. Darüber hinaus wird auch die Schneidklemmtechnik verwendet (EP 0 002 099 Bl, Fig. 1, IA). In allen Fällen ist die Montagearbeit sehr aufwendig und diese Kontaktierung ist nicht immer optimal und sicher.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Verbindereinheit für die Enden von Spulenwicklungen zu schaffen, die einfach montierbar ist und Kontaktsicherheit gewährleistet und die generell verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung normiert die Spulendraht- und Leiterdrahtkontaktierung auf engstem Raum und erleichtert die Montage ganz erheblich. Dabei ist wesentlich, daß für die Anschlüsse der Spulendrahtenden übliche Kontaktelement-Stopfersysteme verwendet werden und für die Leiterdrahtanschlüsse ein leiterplattenrandähnliches Steckverbinderelement mit in einem bestimmten Rasterabstand angeordneten Leiterbahnen geschaffen wird, wobei die Leiterbahnen einstückig mit je einem Kontaktelement in Verbindung stehen und das Leiterplattenrandelement sowie die Kontaktelementkammern Teil eines elektrischen Steckverbinderelements, insbesondere einer Art Steckverbinderwanne sind, in der über den
Boden der Wanne, in Form eines schmalen Kunststoffsteges vorstehend, das Leiterplattenrandelement angeformt ist, wobei der Kunststoffsteg die Leiterbahnen lagert.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder wird zweckmäßigerweise am Spulenkörper angeordnet. In diesem Fall wird ein an sich bekannter, an Leiterdrähte angeschlossener Gegensteckverbinder in den Steckverbinder bzw. in die Steckverbinderwanne gesteckt. Die Leiterdrähte werden durch das Gehäuse eines Motors, Generators, Kompressors oder dergleichen nach außen geführt. Diese elektrische Kontaktierung ist definiert sicher, wiederholbar und insbesondere mit sehr geringem Montageaufwand möglich. Die Bauelemente der Verbindereinheit nehmen nur einen sehr geringen Raum ein und sind generell verwendbar, weil sie mit normierten Gegensteckverbindern zusammengesteckt werden können.
Die Erfindung greift zwar zurück auf bekannte normierte Steckverbindersysteme, wie sie beispielsweise für Industriegeräte, wie Waschmaschinen, Spülmaschinen oder dergleichen entwickelt wurden, schafft aber für die neue Anwendung eine neue Steckverbindereinheit, mit der die aufgezeigten, bei Spulenwicklungen auftretenden, vielfältigen Probleme auf überraschend einfache Weise gelöst werden können. Bei den Steckverbindersystemen für Haushaltsgeräte handelt es sich um Steckverbindersysteme, die Leiterdrähte nach der Schneidklemmtechnik kontaktieren und die unter anderem ausgelegt sind für das Kontaktieren von Rändern von Leiterplatten bzw. Leiterkarten. Die Leiterbahnen auf Leiterplatten sind mit einem vorbestimmten normierten Raster beabstandet. Beispielsweise befinden sich die Leiterbahnen im seitlichen Abstand von 2,5 oder 5 mm. Demgemäß lagern die Steckverbinder die Kontaktelemente mit einem derartigen Seitenabstand, daß deren Kontaktfederarme oder Lötbeine oder dergleichen Kontaktmittel mit diesem Abstand voneinander beabstandet angeordnet sind. In der Branche werden die Steckverbindersysteme für Haushaltsgeräte "RAST 2,5" bzw. "RAST 5" genannt. Sie bestehen in der Regel aus einem Steckverbindergehäuse und einer Steckverbinderwanne. Im Steckverbindergehäuse lagern an Leiterdrähte
elektrisch angeschlossene, Kontaktfederarme aufweisende Kontaktelemente, während in der Steckverbinderwanne Schlitze im Boden der Wanne durchgreifende, vom Boden der Wanne ab- und hochkant stehende Kontaktstifte angeordnet sind, wobei jeder Stift Bestandteil eines Kontaktelements ist, das anderendig ein aus dem Steckverbinder herausragendes Lötbein hat und wobei die Lötbeine und die Kontaktstifte den gleichen Rasterabstand wie die Kontaktfederarme des Steckverbindergehäuses aufweisen. Die Kontaktstifte sind seitlich mit vom Boden der Wanne abstehenden Pfosten abgestützt. Dabei bilden die Kontaktstifte und die Stützpfosten eine sandwichartig ausgebildete Steckleiste, an deren Oberfläche die Stifte Kontaktkanten für Kontaktfederarme eines Gegensteckverbinders zur Verfügung stellen.
Die bekannte, für das indirekte und direkte Kontaktieren von Leiterplatten ausgelegte "RAST 2,5"- bzw. "RAST 5"-Technik ist ohne weiteres nicht zur Lösung der Probleme bei der Kontaktierung von Spulendrahtenden einer Spulenwicklung verwendbar; vielmehr war nach der Aufgabenstellung bezüglich Verbesserung der Kontaktierungstechnik und der Vereinfachung der Montage zunächst die Rasteranschlußtechnik für Haushaltsgeräte auszuwählen und ein neues Kontaktierungselement zu finden, nämlich in Form der Kombination mehrerer aus einem Blechstanzteil gestanzter und geformter an sich bekannter elektrischer Schneidklemmkontaktelemente mit einem Leiterplattenrandsteckelement, wobei letzteres aus einem Teil des Verbindergehäuses, nämlich einer durchgehenden Leiste und jeweils mindestens einer Kontaktleiterbahn eines Schneidklemmkontaktelements gebildet wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer perspektivischen Ansicht auf die Vorderseite;
Fig. 2 einen Steckverbinder gemäß Fig. 1 in einer perspek-
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tivischen Ansicht auf die Rückseite;
Fig. 3 einen Steckverbinder gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht;
Fig. 4 Kontaktelemente zum Einsetzen in Kontaktelementkammern eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in perspektivischer Ansicht;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Quermitte einer Kontaktelementkammer des erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem Kontaktelement in einer Vormontagestellung;
Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch die Mitte einer Kontaktelementkammer eines erfindungsgemäßen Steckverbinders mit einem Kontaktelement in montiertem Zustand;
Fig. 7 eine erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung mit einem Steckverbinder gemäß Fig. 1 und einem bekannten Gegensteckverbinder in gestecktem Zustand;
Fig. 8 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckverbinders in einer perspektivischen Ansicht auf die Vorderseite;
Fig. 9 eine erfindungsgemäße Steckverbindung nach Fig. 8 in einem vertikalen Schnitt durch die Quermitte einer Kontaktelementkammer;
Fig. 10 eine erfindungsgemäße elektrische Steckverbindung mit einem Steckverbinder gemäß Fig. 8 und dem bekannten Gegensteckverbinder in gestecktem Zustand.
Ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 (Fig. 1, 2) ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und besitzt eine längsseitige Vorderwandung 2, eine erste Schmalseitenwandung 3, eine zweite Schmalseitenwandung 4, eine längsseitige Rückwandung 5 sowie
eine Bodenwandung 6, welche jeweils ebenflächig ausgebildet sind und ein nach oben offenes, quaderförmiges Verbindergehäuse la ausbilden. Die Seitenwandungen 3, 4 und die Vorderwandung 2 sind etwa gleich hoch ausgebildet; die Rückwand 5 ist höher ausgeführt .
Zwischen den Innenseiten der Vorderwandung 2 und der Rückwandung 5 erstrecken sich jeweils rechtwinklig zur Vorderwandung 2 und zur Rückenwandung 5 Trennstege 7, deren vertikale Erstreckung von der Bodenwandung 6 bis zur oberen Oberkante 8 der Vorderwandung 2 reicht, mit der die Trennstege bündig abschließen, so daß eine obere Begrenzungskante 9 der Trennstege 7 ausgebildet wird. Die Trennstege 7 sind derart gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet, daß der von der Vorderwand 2, den Schmalseiten 3, 4 und der Rückwandung 5 begrenzte Innenraum in mehrere (hier: 4) gleich große, im Querschnitt etwa quadratische nach oben offene Kontaktelementkammern 10 eingeteilt wird. Die Aufteilung des Innenraumes in gleich große Kontaktelementkammern erfolgt dabei derart, daß die vertikalen Mittelachsen der Kontaktelementkammern 10 jeweils einen definierten, konstanten Rasterabstand zueinander aufweisen, welcher zum Beispiel 2,5 mm (entspricht Rast 2,5) oder 5 mm (entspricht Rast 5) beträgt.
Jeweils mittig bezüglich der Kontaktelementkammern 10 sind in die Vorderwandung 2 schräge Abschnitte 11 eingebracht, welche sich von der oberen Begrenzungskante 8 aus, sich verjüngend, nach unten über etwa 1/3 der Höhe der Vorderwandung 2 erstrecken, so daß jeweils schräge Leitkanten 12, 13 ausgebildet werden. Am unteren Ende der einen Einführtrichter bildenden Abschnitte 11 schließen sich vertikal nach unten verlaufende schmale Führungsschlitze 14 mit zueinander parallelen Führungskanten 15, 16 an. Die Führungsschlitze 14 erstrecken sich ausgehend von den unteren Enden der trichterförmigen Abschnitte 11 über etwa 1/3 der Höhe der Vorderwand 2, so daß die Führungsschlitze 14 etwa in einer Höhe von 1/3 der Vorderwand 2 über der Bodenwandung 6 enden.
Jeweils am unteren Ende der Führungsschlitze 14 sind an der Außenseite der Vorderwandung 2 Stützvorsprünge 17 angeordnet. Die Stützvorsprünge 17 besitzen eine im wesentliche würfelförmige Raumform mit einer Oberseite 18, einer Unterseite 19, einer zur Vorderwandung 2 parallelen Außenfläche 20 und zwei Seitenflächen 21, 22. In die Oberseite 18 ist jeweils eine rinnenförmige Ausnehmung 23 eingebracht, die etwas breiter ist als die Breite der Führungsschlitze 14 und deren Rinnengrund 24 ausgerundet ausgebildet ist. Der Rinnengrund 24 schließt mit dem unteren Ende der Führungsschlitze 14 bündig ab (vgl. Fig. 5, 6) . Zudem ist der Durchmesser der Ausrundung im Rinnengrund 24 etwas größer als die Breite der Führungsschlitze 14 und derart bemessen, daß Leiterdrähte 103, insbesondere Spulendrahtenden von Magnetspulen, beispielsweise eines Elektromotors, in die rinnenförmige Ausnehmung 23 einlegbar sind. Die Breite der Führungsschlitze 14 ist z.B. so bemessen, daß die Leiterdrähte 103 klemmend in den Führungsschlitzen gehalten sind.
Die von den äußeren Abschnitten 11 an die Schmalseiten 3, 4 angrenzenden Teilbereiche der Vorderwandung 2 weisen die gleiche vertikale Erstreckung auf, wie die Seitenwandungen 3, 4, so daß diese äußeren Teilbereiche der Vorderwandung 2 zusammen mit den Schmalseitenwandungen 3, 4 je eine L-förmige obere Begrenzungskante 25, 26 ausbilden. Auf der Höhe der L-förmigen Begrenzungskantenflächen 25, 26 weisen die Vorderwandung 2, die Trennstege 7 und die Schmalseitenwandungen 3, 4, jeweils Anschrägungen 27 in Richtung des Innenraums einer jeden Kontaktelementkammer 10 auf. Die Rückwandung 5 ist zu den Kontaktelementkammern 10 hin glatt und ebenflächig ausgebildet. Die Anschrägungen 27 bilden somit einen Einführtrichter zum erleichterten Einstecken von Kontaktelementen 30, welche von oben in Richtung der Pfeilrichtung 97 in die Kontaktelementkammern 10 gesteckt werden und dort lagern. Von den Anschrägungen 27 aus nach unten weisen die Vorderwandung 2 und die Trennstege 7 jeweils eine gegenüber ihren oberen Endbereichen dickere, beispielsweise etwa doppelte Wandstärke auf.
Die Rückwandung 5 weist über ihre gesamte Erstreckung in etwa die gleiche Wandstärke wie die dickeren Bereiche der Trennstege 7 und der Vorderwandung 2 auf. Über das Niveau der oberen Begrenzungskanten 9 hinaus bildet die Rückwandung 5 eine stegförmige Trägerplatte 32a eines Leiterplattenrandelements 32 gleicher Wandstärke aus derart, daß die Innenseite 31 der Rückwandung 5 mit der Innenseite der Trägerplatte 32a eine gemeinsame ebene Innenfläche 33 bildet. Weiterhin weist die Trägerplatte 32a zusammen mit der Rückwandung 5 eine gemeinsame Außenfläche
34 auf, welche von den Kontaktelementkammern 10 abgewandt ist.
Endseitig ist die Trägerplatte 32a durch eine freie Steckkante
35 begrenzt. Seitlich schließt die Träcjerplatte 32a mit seinen seitlichen Stirnkanten 36 jeweils bündig mit den jeweiligen Außenseiten der Schmalseitenwandungen 3, 4 ab, so daß je eine ebene Außenfläche 38, 3 9 ausgebildet wird.
Jeweils korrespondierend zu den Führungsschlitzen 14 in der Vorderwandung 2 sind in die Rückwandung 5 und die Trägerplatte 32a vertikal von der Steckkante 35 aus nach unten verlaufende Schlitze 41 eingebracht, deren unteres Ende 42 ausgerundet ausgebildet ist und auf der gleichen Höhe wie der Rinnengrund 24 und das untere Ende der Führungsschi it ze 14 liegt (vgl. Fig. 2) . Die Schlitze 41 sind etwas breiter ausgeführt, als die korrespondierenden Führungsschlitze 14. Im Bereich des oberen Endes jedes Schlitzes 41 ist außenwandungsseitig, jeweils einen Schlitz 41 überspannend eine Leiterbahnnut 43 ausgebildet. Die Nuten 43 sind im Querschnitt U-förmig, wobei deren Tiefe etwa der Blechstärke eines Kontaktelements 3 0 entspricht und deren Quererstreckung der Breite eines Leiterbahnelements 112 eines Kontaktelements 3 0 - wie weiter unten beschrieben - entspricht. Die Schlitze 41 sind im Bereich des oberen Endes ähnlich zu den Führungsschlitzen 14 einführtrichterförmig, sich nach oben erweiternd ausgebildet, wobei die Breite des Einführtrichters an seinem offenen Ende in etwa der Nutbreite entspricht.
In gedachter Verlängerung der äußeren Trennstege 7 ist an die
Außenfläche 34 jeweils ein vertikal verlaufender, dünnwandiger Steckbegrenzungs- bzw. Anschlagsteg 45 angeformt, welcher jeweils eine obere Begrenzungskante 46 ausbildet. Diese oberen Begrenzungskanten 46 liegen in der selben Ebene wie die oberen Begrenzungskanten 9 der Trennstege 7 und die oberen Stirnkanten 8 der Vorderwand 2 (vgl. Fig. 9).
Benachbart zu den einander zugewandten Begrenzungskanten der mittleren beiden Schlitze 41 sind unterhalb der jeweiligen Nuten 43 parallel zu den Anschlagstegen 45 verlaufende, rechtwinklig von der Außenfläche 34 abgehende, dünnwandige Haltestege 48, 4 9 angeformt (vgl. Fig. 2, 3), deren obere Stirnkanten 48a, 49a auf der gleichen Höhe wie die oberen Begrenzungskanten 46 der Anschlagstege 4 5 oder etwas darunter liegen können. An den jeweils von der■Rückwandung 5 abgewandten Enden der Haltestege 48, 49 ist ein die Haltestege 48, 4 9 verbindender, federnd biegbarer Rastarm 50 angeformt. Der Rastarm 50 besitzt eine in etwa rechteckplattenförmige Raumform mit einer der Rückwandung 5 zugewandten Innenfläche 51 und einer von der Rückwandung 5 abgewandten Außenfläche 52. Der Rastarm 50 erstreckt sich parallel zur Rückwandung 5 von den Haltestegen 48, 4 9 nach oben, wobei die Innenfläche 51 parallel zur Außenfläche 34 beabstandet angeordnet ist. Der Rastarm 50 ragt in der Höhe ein Stück über die obere Stirnkante 35 der Trägerplatte 32a hinaus und weist an seinem oberen Ende auf seiner Innenfläche 51 eine Rastnase 53 mit einer Schrägfläche 54 und einer Rastfläche 55, welche eine Rastkante 56 ausbilden, auf (vgl. Fig. 1).
An die Stirnkanten 3 6 der Trägerplatte 32a ist jeweils eine im Querschnitt U-förmige Führungswandung 60 mit einer Seitenwange 61, einem vorderen Führungssteg 62 und einem hinteren Führungssteg 63 einstückig angeformt. Die Führungsstege 62, 63 sind jeweils rechtwinklig zur Seitenwange 61 angeordnet und weisen in die Richtung der Trägerplatte 32a, so daß ein nach oben offener Einführschacht für ein im Querschnitt rechteckiges Bauteil, insbesondere ein Steckgehäuse eines Gegensteckverbinders gebildet wird. Die Führungswandungen 60 erstrecken sich vertikal nach
oben jeweils ein Stück über die freie Steckkante 35 der Trägerplatte 32a hinaus und bilden je eine U-förmige obere Stirnkante 64 aus. Vertikal nach unten erstrecken sich die Führungswandungen 60 mit den Seitenwangen 61 und den hinteren Führungsstegen 63, jeweils bis ein Stück unterhalb der L-förmigen Begrenzungskanten 25, 26. Die vorderen Führungsstege 62 sitzen mit ihren unteren Enden auf den L-förmigen Begrenzungskanten 25, 26 auf. Die Seitenwange 61, der vordere Führungssteg 62 und der hintere Führungssteg 63 besitzen jeweils eine der Trägerplatte 32a zugewandte Innenseite 61a, 62a, 63a und eine der Trägerplatte 32a abgewandte Außenseite 61b, 62b, 63b. Die Führungswandungen 60 sind an den endseitigen Stirnseiten 36 der Trägerplatte 32a derart angeordnet, daß die Trägerplatte 32a den nach oben offenen Einführschacht, welcher aus den Führungswandungen 60 gebildet wird, in Längsrichtung in. etwa mittig teilt. Zur Ausbildung eines Einführtrichters für einen Gegensteckverbinder sind die Innenseiten 61a, 62a, 63a jeweils zur oberen U-förmigen Begrenzungskante 64 hin angefast ausgebildet, so daß Einführschrägen 61c, 62c, 63c ausgebildet werden.
Die Bodenwandung 6 (vgl. Fig. 3, 5, 6) besitzt eine ebene Außenfläche 70 und eine Innenfläche 71, die die Kontaktelementkammern 10 jeweils bodenseitig abschließt. Von der Innenseite 71 der Bodenwandung 6 erstreckt sich domartig in jede Kontaktelementkammer 10, jeweils ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmiger Leiterstopfer 72, dessen vertikale Erstreckung nach oben hin durch eine Stopferstirnfläche 73 begrenzt ist, wobei die Stopferstirnfläche 73 mit dem Rinnengrund 24 der Stützvorsprünge 17 und den jeweils unteren Enden der Führungsschlitze 14 sowie den unteren Enden der Schlitze 41 fluchtet. Die Leiterstopfer
72 besitzen jeweils zwei gegenüberliegende, mit Abstand parallel zu den seitlichen Begrenzungswandungen einer Kontaktelementkammer 10 verlaufende Breitseiten 74, 75 und je eine vordere Schmalseite 76 und eine hintere Schmalseite 77, welche jeweils im Vergleich zum Abstand der Breitseiten 74, 75 geringer beabstandet, parallel zur Vorderwandung 2 bzw. zur Rückwandung 5 verlaufen.
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In den Kontaktelementkammern 10 sitzt jeweils ein Kontaktelement 30, welches im folgenden näher beschrieben wird (Fig. 4).
Die Kontaktelemente 30 sind als Blechstantzteil ausgeführt und weisen im Querschnitt einen U-förmigen Grundkörper 80 mit einer vorderen Kontaktlasche 81, einer gegenüberliegenden hinteren Kontaktlasche 82 und einen die Kontaktlaschen 81, 82 bodenseitig verbindenden Bodensteg 83 auf.
Die vordere Kontaktlasche 81 und die hintere Kontaktlasche 82 weisen jeweils eine im wesentlichen ebene Raumform auf und sind beabstandet zueinander parallel zur Vorderwandung 2 bzw. zur Rückwandung 5 des Steckverbinders 1 angeordnet und besitzen jeweils eine obere Begrenzungskante 84 bzw. 85, welche in einer gemeinsamen Erstreckungsebene parallel zur Bodenwandung 6 des Steckverbinders 1 liegen.
Die Kontaktlaschen 81, 82 besitzen zudem jeweils eine Außenfläche 86, 87 und eine Innenfläche 88, 89, wobei der Abstand der Außenflächen 86, 87 zueinander der lichten Weite zwischen der Vorderwandung 2 und der Rückwandung 5 in einer Kontaktelementkammer 10 entspricht. Die Breite der Kontaktlaschen 81, 82 wird jeweils durch eine äußere Begrenzungskante 90, 91 und eine innere Begrenzungskante 92, 93 bestimmt, wobei die Breite der Kontaktlaschen 81, 82 jeweils etwas geringer ist, als die lichte Weite einer Kontaktelementkammer 10 zwischen zwei die Kontaktelementkammer 10 seitlich begrenzenden Wandungen. Etwa auf halber Höhe des Grundkörpers 8 0 sind an die inneren und äußeren Begrenzungskanten 90, 91; 92, 93 eines jeden Kontaktelements 3 0 Krallen 94 angeformt, die jeweils eine nach unten weisende Schrägfläche 95 und an deren oberem Ende eine scharfkantige Verhakungskante 96 zur Verhakung der Kontaktelemente 3 0 in einer Kontaktelementkammer 10 aufweisen. Hierzu ist der seitliche Abstand zwischen zwei Verhakungskanten 96 einer Kontaktlasche 81, 82 etwas größer gewählt, als die lichte Weite zwischen zwei die Kontaktelementkammer 10 seitlich begrenzenden Wandungen, so daß die Kontaktelemente 3 0 nach dem Einsetzen in eine Kontakt-
elementkammer 10 (Pfeilrichtung 97) klemmend verhakt in den Kontaktelementkammern 10 sitzen.
Jeweils mittig bezüglich der Kontaktlaschen 81, 82 sind etwa von der Höhe der Verhakungskanten 96 aus, nach unten vertikale, nach unten offene Klemmschlitze 99, 100 eingebracht, welche durch Begrenzungskanten, die jeweils als Schneidklemmkanten 101 und
102 wirken, begrenzt werden. Die Schneidklemmkanten 101 und 102 dienen zur Kontaktierung von Leiterdrähten 103 (Fig. 5, 6) gemäß der im wesentlichen bekannten Schneidklemmtechnik. Der Klemmschlitz 99 in der vorderen Kontaktlasche 81 fluchtet mit dem Klemmschlitz 100 in der hinteren Kontaktlasche 82. Zudem fluchten die Klemmschlitze 99, 100 in montiertem Zustand jeweils mit den Führungsschlitzen 14 und den Schlitzen 41 der Kontaktelementkammern 10. Weiterhin sind der Klemmschlitz 99 und der Klemmschlitz 100 gleichartig ausgebildet, so daß die im folgenden näher erläuterte Ausgestaltung des Klemmschlitzes 99 auch für den Klemmschlitz 100 zutrifft.
Die Schneidklemmkanten 101, 102 sind entsprechend dem Durchmesser des in Schneidklemmtechnik zu kontaktierenden Leiterdrahts
103 parallel zueinander beabstandet angeordnet. Am oberen Ende des Klemmschlitzes 99 erweitert sich dieser beidseitig, so daß jeweils eine Querausnehmung 104 entsteht: und der Klemmschlitz 99 am oberen Ende somit T-förmig erweitert ausgebildet ist. Am unteren, offenen Ende des Klemmschlitzes 99 ist dieser V-förmig erweitert ausgebildet, so daß Einführkanten 106, 107 ausgebildet werden, welche jeweils um den Eckbereich zwischen einer Kontaktlasche 81, 82 und dem Bodensteg 83 herumreichen und sich im Bodensteg 83 zu einer Bodenausnehmung 108 erweiternd fortsetzen. Die Bodenausnehmung 108 ist derart bemessen, daß der Leiterstopfer 72 im eingesetzten Zustand der Kontaiktelemente 3 0 die Bodenausnehmung 108 durchgreift.
Direkt oberhalb der V-förmigen Erweiterung des Klemmschlitzes 9 9 sind benachbart zum Klemmschlitz 99 in den Schneidkanten 101, 102 jeweils nach innen weisende federnde Durchsetzungen 110
derart eingebracht, daß an den Innenseiten 88, 89 der Kontaktlaschen 81, 82 eine zum Bodensteg 83 hinweisende Klemmkante 111 ausgebildet wird. Diese Durchsetzungen 110 liegen mit ihrer Klemmkante 111 in montiertem Zustand des Kontaktelements 30 an den Schmalseiten 76, 77 des Leiterstopfers 72 an und bewirken somit eine zusätzliche, formschlüssige Halterung des Kontaktelements 30 am Leiterstopfer 72.
An die obere Begrenzungskante 85 der hinteren Kontaktlasche 82 schließt sich mittig in deren Verlängerung ein in deren Erstreckungsebene liegendes, im Vergleich zur Kontaktlasche 82, schmäleres, flachplattenförmiges erstes Leiterbahnelement 112 an, welches in montiertem Zustand sich bis zur freien Steckkante 3 5 der Trägerplatte 3 2a erstreckt. Am oberen Ende des ersten Leiterbahnelements 112 folgt in Fortsetzung ein um 180° umgebogenes Bogenstück 113, an das sich ein rückwärtiges, nach unten weisendes zweites Leiterbahnende 114 anschließt, das in montiertem Zustand in der Nut 43 der Trägerplatte 32a lagert (vgl. Fig. 2). Das Bogenstück 113 umgreift jeweils im Bereich einer Nut 43 in montiertem Zustand die freie Steckkante 35 der Trägerplatte 32a.
Die der Trägerplatte 32a zugewandten innenseitigen Flachbegrenzungsflächen 115 und 116 des Leiterbahnelementes 112 und des Leiterbahnendes 114 sind jeweils eben und parallel zueinander beabstandet angeordnet derart, daß die Restmaterialstärke der Trägerplatte 32a im Bereich der Nutböden der Nuten 43 dem Abstand der Innenflächen 115, 116 zueinander entspricht. Somit liegen die Flachbegrenzungsflächen 115, 116 in montiertem Zustand des Kontaktelements 30 jeweils an der Innenfläche 33 und an den Nutböden der Nuten 4 3 flächig an (vgl. Fig. 6). Den innenseitigen Flachbegrenzungsflächen 115, 116 des Leiterbahnelements 112 und des Leiterbahnendes 114 jeweils gegenüberliegend befinden sich außenseitige Flachbegrenzungsflächen, welche - wie weiter unten beschrieben -als Kontaktflächen 117, 118 für je ein Gegensteckkontaktelement 12 0 wirken (vgl. Fig. 2, 9).
Das Gegensteckkontaktelement 120 ist Bestandteil eines bekannten Gegensteckverbinders 121, welcher für die Kontaktierung von Leiterplatten bzw. Leiterkarten in deren randlichen Bereichen geeignet ist. Der Gegensteckverbinder 121 besitzt ein Steckergehäuse 122 mit einer Gehäuseoberseite 123. Im Steckergehäuse 122 sitzt in Kontaktelementkammern 124 jeweils ein Gegensteckkontaktelement 120. Diese sind einendig mit Kontaktfederzungen 125 versehen, welche jeweils mit den Kontaktflächen 117, 118 kontaktieren. Anderendig sind die Gegensteckkontaktelemente 120 in bekannter Art und Weise mit Schneidklemmkontakten versehen und kontaktieren und halten einen im Gegensteckergehäuse 122 lagernden abgehenden Leiterdraht 12 6. Der Seitenabstand der Gegensteckkontaktelemente 120 entspricht dem Seitenabstand der Leiterbahnelemente 112 und weist somit die gleichen normierten Rasterabstände - Rast 2,5 bzw. Rast 5 - auf. In gestecktem Zustand liegt die untere Begrenzungsfläche des Steckergehäuses 122 einerseits auf den oberen Begrenzungskanten 9 der Trennstege 7 und andererseits auf den oberen Begrenzungskanten 46 der Anschlagstege 45 auf. Weiterhin wird das Steckergehäuse 122 zumindest teilbereichsweise an seinen Außenflächen 127, 128 über die Führungswandungen 6 0 formschlüssig positioniert und gehalten (vgl. Fig. 7). In gestecktem Zustand kommt zudem die Rastfläche 55 der Rastnase 53 mit der Gehäuseoberseite 123 zur Anlage, so daß der Gegenstecker 121 an dem Steckverbinder 1 verrastet gehalten ist. Somit wird ein unbeabsichtigtes Lösen der erfindungsgemäßen Steckverbindung verhindert. Soll der Gegensteckverbinder 121 absichtlich abgezogen werden, so muß lediglich der federnde Rastarm 50 etwas in Pfeilrichtung 13 0 weggebogen werden, bis die Rastnase 53 neben der Oberfläche 123 des Steckergehäuses 122 liegt. Anschließend kann der Gegensteckverbinder 121 entgegen der Pfeilrichtung 97 von dem Steckverbinder 1 abgezogen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform (Fig. 8, 9, 10) des erfindungsgemäßen elektrischen Verbinders weist der Steckverbinder 1 zwei federnde Rastarme 131, 132 auf, welche anstelle der Führungswandungen 60 an den endseitigen Stirnkanten 36 der Träger-
platte 32a einstückig, rechtwinklig nach hinten abgehend angeformt sind. Die Rastarme 131, 132 besitzen die gleiche flachplattenförmige Raumform wie der Rastarm 50 des ersten Ausführungsbeispiels und tragen ebenso an ihrem oberen Ende je eine Rastnase 133, 134, welche in ihrer Raumform der Rastnase 53 entspricht. Die Innenflächen 51 der Rastarme 131, 132 sind parallel zueinander und rechtwinklig zur Rückseite 34 der Trägerplatte 32a angeordnet und weisen einen Abstand zueinander auf, der dem Abstand der Seitenflächen 128 des Steckergehäuses 122 entspricht. Somit wirken die Rastarme 133, 134 zugleich in seitlicher Richtung als Führungselemente für den Gegensteckverbinder 121 und ersetzen somit die Führungswandungen 60. Die Festlegung des Steckergehäuses 122 in einer Richtung senkrecht zur Trägerplatte 32a erfolgt beispielsweise über Stege 135, 136, welche zwischen den Gegenkontaktelementen 12 0 im Steckergehäuse 122 angeordnet sind und in gestecktem Zustand, jeweils zwischen zwei Leiterbahnelementen 112 auf der Innenseite 33 und jeweils zwischen zwei Leiterbahnenden 114 auf der Außenseite 34 der Trägerplatte 32a anliegen. In gestecktem Zustamd liegen, wie im vorgenannten Beispiel, die Rastflächen 55 der Rastnasen 133, 134 auf der Oberseite 123 des Steckergehäuses 122 auf und sichern den Gegensteckverbinder 121 gegen unbeabsichtigtes Abziehen vom Leiterplattenrandelement 32. Durch gleichzeitiges Wegbiegen des Rastarms 131 in Pfeilrichtung 138 und des Rastarms 132 in Pfeilrichtung 13 9 kann die Verrastung gelöst und somit der Gegenstecker 121 abgezogen werden. Der übrige Aufbau des Steckverbinders 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht identisch dem Aufbau des Steckverbinders 1 gemäß Fig. 1.
Im folgenden wird der Montageablauf zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung im einzelnen am Beispiel eines Elektromotors erläutert.
Im Ausgangszustand ist der erfindungsgemäße Steckverbinder 1 ohne eingesetzte Kontaktelemente 30, beispielsweise an einem Kernblechpaket einer Magnetspule eines Elektromotors, befestigt. Im ersten Schritt wird je ein Leiterdrahtende der Wicklungen des
Elektromotors von oben in Pfeilrichtung 97 in je eine Kontaktelementkammer 10 eingelegt derart, daß das Leiterdrahtende vorzugsweise jeweils zur Rückwandung 5 weist und der Leiterdraht 103 an den unteren Enden der Führungsschlitze 14 und der Schlitze 41 zu liegen kommt. Somit liegt der zu kontaktierende Leiterdraht 103 vor dem Einsetzen des Kontaktelements 3 0 auch auf der Stopferstirnfläche 73 des Leiterstopfers 72 und auf dem Rinnengrund 24 des Stützvorsprungs 17 auf.
In diesem Zustand wird von oben ebenfalls in Pfeilrichtung 97 ein Kontaktelement 3 0 mit dem Bodensteg 83 voran in die Kontaktelementkammer 10 gesteckt (Fig. 5, 6). Beim Einstecken des Kontaktelements 3 0 wird der Leiterdraht 103 in bekannter Art 'und Weise in Schneidklemmtechnik kontaktiert und gehalten, wobei die Schneidklemmkanten 101, 102 der Schlitze 99, 100 des Kontaktelements 3 0 jeweils die Isolation der Leiterdrähte 103 durchschneiden und den Leiterdraht 103 somit kontaktieren und halten. Ist das Kontaktelement 30 vollständig in eine Kontaktelementkammer 10 eingesteckt, so liegt dessen Bodensteg 83 den Leiterstopfer 72 umgebend auf der Bodenwandung 6 der Kontaktelementkammer 10 auf. Das Leiterbahnelement 112 liegt flächig auf der Innenfläche 33 der Trägerplatte 32a auf, wobei das Bogenstück 113 die Trägerplatte 32a an dessen freier Steckkante 35 umgreift und somit das Leiterbahnende 114 außenseitig in den Nuten 43 lagert. Das Einbringen der Kontaktelemente 3 0 kann manuell, halb- oder vollautomatisch durchgeführt werden. Bei sehr großen Stückzahlen, wie sie z.B. bei der Herstellung von Elektromotoren vorliegen, ist es jedoch zweckmäßig das Einstecken der Kontaktelemente 3 0 in die Kontaktelementkammern 10 halb- bzw. vollautomatisch durchzuführen. Für die halb- bzw. vollautomatische Montage der Kontaktelemente 3 0 ist es zweckmäßig die in Folgeverbundtechnik hergestellten Kontaktelemente 30, welche nach den Stanz- und Formvorgängen kettenartig untereinander über Blechstege verbunden sind, in dieser Anordnung zu belassen bzw. die aus Kontaktelementen 3 0 gebildete Kette zu Kontaktelementrollen aufzuwickeln. Somit können die Kontaktelemente 30 kontinuierlich einer automatischen Zuführ- und Montageeinrichtung zugeführt
werden. Sitzt ein Kontaktelement 30 in einer entsprechenden Aufnahmevorrichtung der Montagemaschine, so wird das Kontaktelement 3 0 von der Kette abgetrennt und in die dafür vorgesehene Kontaktelementkammer 10 eingesteckt. Während des Einsteckvorganges gelangt der Leiterdraht 103, welcher im Steckverbinder 1 ruht, in die Schneidklemmschlitze 99, 100 des Kontaktelements 30 und wird in der bekannten Schneidklemmtechnik kontaktiert und gehalten.
Nach der Montage bilden die Leiterbahnelemente 112, 114 zusammen mit der Trägerplatte 32a ein Leiterplattenrandelement 32 nach, wie es an den Randbereichen von Leiterplatten bzw. Leiterkarten auftritt, wobei die Leiterbahnelemente 112, 114 zweier benachbarter Kontaktelemente 30 einen festen, normierten Rasterabstand zueinander aufweisen. Somit kann - wie oben beschrieben - ein zur Kontaktierung von Leiterplattenrändern vorgesehener, bekannter Gegensteckverbinder 121 als Gegensteckverbinder 121 für den erfindungsgemäßen Steckverbinder 1 verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 vereinigt somit die Vorteile der Schneidklemmtechnik für nicht lösbare Kontaktierungen zwischen Kontaktelementen und Leiterdrähten mit den Vorteilen einer lösbaren Mehrfach-Steckverbindung unter Ausnutzung von bereits bekannten, in großen Stückzahlen verfügbaren, Gegensteckverbindern 121. Die spezielle Ausgestaltung der Kontaktierungselemente für die Steckverbindung erlaubt es zudem in vorteilhafter Weise eine Steckverbindung auszubilden, die den Kontakt ierungsbedingungen einer Leiterplattenkante gleicht und somit mit bewährten Gegenkontaktierungselementen, wie z.B. Federkontaktelementen zuverlässig kontaktiert werden kann. Darüberhinaus erfordert eine Anordnung als Mehrfach-Steckverbinder, beispielsweise in einer Reihe angeordnet, zur Herstellung einer Kontaktierung aller Kontaktstellen lediglich einen Steckvorgang, bei dem zeitgleich alle notwendigen elektrischen Kontakte zwischen Steckverbinder 1 und den in dem Gegensteckverbinder 121 lagernden und dort kontaktierten abgehenden Leiterdrähten 103 enden, hergestellt werden. Dies führt insbesondere zu einer
erheblichen Vereinfachung im Montageprozeß sowie zu einer erhöhten Wartungsfreundlichkeit der entsprechend ausgerüsteten Geräte, da die vom Elektromotor nach außen führenden Drähte nicht einzeln aus den entsprechenden Kontaktelementen 3 0 gelöst werden müssen, sondern vielmehr durch das einmalige Lösen der Rasteinrichtungen und das Abziehen des Gegensteckverbinders 121 ein schnelles Lösen und Wiederherstellen der Kontakte erfolgen kann. Darüberhinaus bietet eine derartige Ausgestaltung einer elektrischen Verbindung die Möglichkeit, die Paarung aus Steckverbinder 1 und Gegensteckverbinder 121 mit Codierungseinrichtungen zu versehen, so daß ein verwechslungssicheres Kontaktieren sichergestellt ist. Damit wird während des Herstellungsprozesses bzw. während Reparaturarbeiten an den betreffenden Geräten eine Zerstörung, die ihre Ursache in einer falschen Zuordnung der abgehenden Leiterdrähte zu den entsprechenden Leiterdrähten 103 haben kann, zuverlässig vermieden. Darüberhinaus gewährleistet ein derartiger erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 eine hohe Kontaktsicherheit im Betrieb, da er auf bewährte Gegensteckkontaktelemente 12 0, die sich im Einsatz als Steckverbinder für Leiterkarten bewährt haben, zurückgreift. Die Anordnung der Leiterbahnelemente in regelmäßigen, normierten Abständen, insbesondere im Leiterkartensektor üblichen standarisierten Rasterabständen von 2, 5 bzw. 5 mm ist ein derartiger Steckverbinder 1 mit den entsprechend vorhandenen Gegensteckverbindern 121 universell einsetzbar. Somit wird eine geringere Teilevielfalt erreicht und dadurch auch ein erheblicher Kostenvorteil erreicht.
Die Erfindung sieht auch vor, das Lexterplattenrandelement 32 als separates Einsteckteil auszubilden, das in die Trägerplatte 32a integrierte Leiterbahnelemente 112, 114 enthält und in das Gehäuse la des Steckverbinders 1 einsteckbar ist, wobei die Leiterbahnelemente 112, 114 beim Einstecken des Leiterplattenrandelements 32 über geeignete Kontaktierungselemente, z.B. Kontaktfederzungen, elektrisch leitend mit den Kontaktelementen 3 0 verbunden werden.