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WO2018024285A1 - Kabelverbinder - Google Patents

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Publication number
WO2018024285A1
WO2018024285A1 PCT/DE2017/100623 DE2017100623W WO2018024285A1 WO 2018024285 A1 WO2018024285 A1 WO 2018024285A1 DE 2017100623 W DE2017100623 W DE 2017100623W WO 2018024285 A1 WO2018024285 A1 WO 2018024285A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cable
cable connector
connecting element
housing
cables
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2017/100623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Kallee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Original Assignee
Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG filed Critical Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Priority to DE112017003876.6T priority Critical patent/DE112017003876A5/de
Publication of WO2018024285A1 publication Critical patent/WO2018024285A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/08—Short-circuiting members for bridging contacts in a counterpart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H01R13/42—Securing in a demountable manner
    • H01R13/428—Securing in a demountable manner by resilient locking means on the contact members; by locking means on resilient contact members
    • H01R13/432—Securing in a demountable manner by resilient locking means on the contact members; by locking means on resilient contact members by stamped-out resilient tongue snapping behind shoulder in base or case
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    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
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    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6658—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit on printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2101/00—One pole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/22—End caps, i.e. of insulating or conductive material for covering or maintaining connections between wires entering the cap from the same end

Definitions

  • the invention relates to a cable connector for producing a mechanical and electrical connection between at least two cables, comprising a housing having a wall, an internal cavity and at least one opening and a cable harness with at least two cables connected to one another via such a cable connector and a method for connecting at least two cables.
  • connections are known in which, in the cables to be connected, the wires are exposed and directly connected to each other, e.g. by twisting them together.
  • the wires can still be soldered together or
  • a pipe or a cut piece of tubing is preferably made of a soft metal and is crimped, ie with a device or pliers transversely to the longitudinal axis so squeezed and permanently deformed that it clamps the inserted cables and fixed together, wherein the electrical connection is made via the contacting wires.
  • the tube may also be made of a plastic material which contracts under the influence of heat and also permanently contracts the cables fixed to one another, a so-called heat-shrinkable tube.
  • a distributor connection is known with a 2-part insulating housing, in the wall of the housing integrated pushbuttons, front and rear openings for insertion of cables, 2 metal contact units for receiving the inserted into the openings cable and a circuit board for Assigning the inlets and outlets.
  • the arrangement shown is not suitable for harnesses, since first the contact units must be connected to the circuit board, used together in the lower housing part and the upper housing part must be placed and mounted. Thereafter, the cables are inserted through the openings by pressing the push buttons in the contact units and clamped.
  • the disadvantage of this is the complex assembly and in particular the provision special
  • DE 600 27 953 T2 discloses a watertight connector for electrical
  • Connection contacts consisting of a connection housing with a front and a rear end and a rear end and a plurality of
  • the connector also has at least one bus bar installed on the terminal housing on the front end, whereby the bus bar protrudes into the cavities to make contact with the terminal contacts located in the cavities.
  • a seal is made via a cap installed at the front end of the housing and a sealing member at the rear end of the housing. It is more in a plug connection with a plug and a socket.
  • the disadvantage here is the complex and complex design, especially in the projecting into the cavities busbar.
  • the object of the invention is therefore to provide a cable connector with which can easily and inexpensively connect at least two cables or more cables together, so that the connection is resilient and is protected against
  • the cable connector must be suitable for use in or for the manufacture of wiring harnesses.
  • a cable connector with a housing, wherein in the housing, a connecting element is used, which connects the cable electrically conductive and mechanically.
  • the housing is cylindrical or square shaped.
  • At least one rib is arranged in the cavity on the inside of the housing.
  • a step is formed on the rib on the side opposite the opening.
  • the connecting element rests against the step of the at least one rib, so that a gap between
  • Connecting element and the inside of the housing is present.
  • a shaped body is used in the housing, wherein the shaped body of the contour of the cavity is adapted and at least partially fills it.
  • the shaped body has a corresponding recess on its outer side in the region of the at least one rib.
  • the recess of the shaped body tapers conically from one end face to the opposite end face in the opposite direction to the insertion direction.
  • At least one cable in each case is passed through in each case one passage of the shaped body from one end face to the opposite end face.
  • the molding with its cable outlet openings having end face at least partially rests on the connecting element or is connected to the connecting element.
  • the connecting element is an electrically conductive metal sheet or an electrically conductive coated plate.
  • the at least two cables are fastened to the connecting element in a mechanically and electrically conductive manner, in each case with their ends provided for producing the electrical connection.
  • Corresponding shaped recesses are arranged in the connecting element, in particular that the recesses are electrically conductive or electrically conductive coated holes.
  • At least one cable has at its end provided for the production of the electrical connection a standing with the current-carrying wire of the cable in electrically conductive contact contact element.
  • the plug contact can be inserted by hand into the recess.
  • the plug contact has a lock which secures the plugged into the connecting element contact against accidental removal from the connecting element out.
  • the contact element has a locking which cooperates with the shaped body and fixes and secures the respective cable guided through the shaped body in its end position.
  • the connecting element is a printed circuit board and coated electrically conductive or at least one conductor track, wherein in each case at least two recesses are electrically conductively connected to each other.
  • the housing is a plastic part, in particular a
  • Plastic extrusion part is.
  • the shaped body is a plastic injection-molded part.
  • electromagnetic interference is / are equipped.
  • the opening of the housing is closed or at least sealed.
  • the supernatant is filled with a substance, so that the opening and the cable guided there is sealed against environmental influences and / or mitigate the force acting on the cable under a mechanical load force.
  • Shrink tube is contracted at least at its two end portions.
  • a wiring harness is provided with at least one described cable connector.
  • Another aspect of the invention relates to a method for producing a mechanical and electrical connection between at least two cables with a cable connector described with the steps: a) providing a first and at least one second cable, b) providing a housing, c) providing a connecting element, d) providing a shaped body, e) passing the respective ones for producing the electrical connection
  • step e) of the molding with the
  • Connecting element are connected to a one-piece insert with each other, or that the molded body and the connecting element are provided in one piece.
  • a contact element is fastened to at least one cable at the cable end provided for establishing the electrical connection.
  • step f) is performed by the respective contact element in a corresponding recess in the
  • Connecting element, in particular in a bore is introduced.
  • connection is made by inserting, pressing, gluing, soldering, and / or welding. It is preferred that the locking of the plug-in area engages and secures the contact element against unintentional removal from the connecting element.
  • the plug contact is inserted by hand.
  • step g) takes place after step d).
  • the opening of the housing is potted.
  • the housing with the inserted cables be at least partially covered by a heat-shrinkable tube and that the two end sections be thermally induced to be contracted.
  • FIG. 1 side view of a simple cable connection from the state of
  • Fig. 2 partial section of a cable connection with a sheath in one
  • FIG. 3 perspective view of a cable connection with a
  • FIG. 11 is a sectional view of composite elements in a housing
  • FIG. 12 shows a detail view of FIG. 11,
  • Fig. 13 side view of a contact element
  • Fig. 15 top view of a connecting element
  • FIG. 16 top view of a connecting element
  • Fig. 18 section of a cable connector with shrink tubing.
  • Figure 1 shows an example of a simple cable connection of the prior art.
  • the cables are twisted together at their ends, that is wound around each other.
  • the ends are partially stripped and the wires exposed, so that the wires partially abut each other and an electrically conductive connection is made.
  • this connection is mechanically not very resilient. Therefore, the veins are improving
  • connection usually additionally soldered or welded together.
  • a further improvement is represented in FIG. 2.
  • the cables twisted together are aligned parallel to the actual course of the cable, and the cables connected to one another are embedded in an enclosure so that the
  • Joint is located completely within the shell. Thus, the joint is electrically isolated using a corresponding material. If the ends of the plastically deformable sheath are then pressed together, the cables introduced into the sheath are clamped to the openings of the sheath and mechanically fixed.
  • interconnected cables are guided only by one side of the hose. Due to the thermal induced shrinkage of the shell, the cables are connected to one another in a mechanically loadable manner and the connection point is electrically insulated toward the outside.
  • FIG. 4 shows an exploded perspective view of a device according to the invention
  • Cable connector 1 This comprises a housing 10, one of the housing 10th
  • the housing 10 has a round cross-section and is overall cylindrical. In principle, however, all cross-sectional shapes are suitable which form a sufficiently large, coherent cavity, that is also a triangular or polygonal cross-section.
  • the inner wall of the housing 10 is provided with ribs 13. These stiffen the wall and the housing 10 is dimensionally stable. At least one rib 13 is provided. In the exemplary embodiment, the housing 10 is shown with 3 ribs 13. These are arranged in the same angular pitch W to each other.
  • the connecting element 30 is first introduced into the cavity 11 and
  • the molded body 20 has from one end face 21 o to the other end face 21 u
  • the respectively provided for connection ends of the cable 40 are each equipped with a contact element 50.
  • contact elements 50 are inserted at the end face 21 o in the passages 24 of the molding 20 and passed through the molding 20 to the other end face 21 u. In this case, the contact elements 50 occur on the other side of the
  • Shaped body 20 so far out that they engage with the tips in corresponding holes 31 of the connecting element 30.
  • the cables 40 connected via the connecting element 30 are connected to one another in an electrically conductive manner.
  • 3 cables are electrically connected to each other.
  • only 2 cables or even more than 3 cables can be connected to each other.
  • Fig. 5 shows the shaped body 20 and the connecting element in a longitudinal section.
  • the bushing 24 is for receiving the cable or the contact element 50
  • the bushing has a stop 25, which limits the insertion movement of the cable 40 or the contact element 50 and thus a certain
  • each side locking strips 26 are arranged for the fixation or locking a in its end position, i. inserted to the stop 25
  • the locking strips 26 do not extend over the entire length of the implementation, but end within this and each form an edge 27 spaced from the stop 25.
  • FIGS. 6 and 7 respectively show plan views of the molded body 20 (FIG. 6) and of the connecting element 30 (FIG. 7). Shaped body 20 and connecting element 30 are aligned with each other so that the bushings 24 and the correspondingly associated bores 31 are each in alignment, so that a plugged through a bushing 24 contact element 50 engage with its tip in a corresponding bore 31 of the connecting element 30 and can be pushed through (Fig. 5).
  • the correct alignment is achieved by the ribs 13 on the inner wall of the housing 10 and the corresponding, laterally arranged on the elements 20 and 30 recesses 23.
  • the connecting element 30 is either a stamped sheet metal, preferably a copper sheet and is thus itself electrically conductive, or it is made of plastic and has an electrically conductive coating 32.
  • the contact elements 50 fastened to the connecting element 30 or inserted into the bores 31 are thus connected to one another in an electrically conductive manner via the connection on the connecting element 30.
  • Figures 8 and 9 respectively show a front view and a side view of one embodiment of a contact element 50.
  • the contact element 50 is fixed to one end of a cable 40 in an electrically conductive manner with the wire of the cable 40.
  • the end of the cable 40 can be stripped or the insulation of the cable 40 is at least partially penetrated by the latter when attaching the contact element 50 so that an electrically conductive connection is made to the wire.
  • the contact element 50 has a fastening region 51.
  • the contact element 50 passes from the attachment region 51 into a plug-in region 52.
  • the plug-in area 52 is shaped and dimensioned such that the contact element 50 can be easily inserted into the bushing 24, but still experiences sufficient support and guidance through the wall of the bushing 24.
  • the plug-in region 52 is divided into an upper fixing zone 53 and an adjoining contact zone 54.
  • a lock 55 in the form of arms or wings is formed which protrude beyond the corresponding plane of the outer contour surface of the fixing zone 53 and are elastically deformable.
  • FIG. 10 shows the longitudinal section from FIG. 5, in which the cable 40 or the contact element 50 of FIG. 9 is inserted and connected to further cables (not shown).
  • the shaped body 20 and the connecting element 30 are aligned with each other such that passage 24 and bore 31 are in alignment.
  • the contact element 50 is inserted into the bushing 24 first to the fixing zone 53. Upon further insertion, the over the outer contour of the
  • the fixing zone is dimensioned such that at this position, the latch 55 is guided past the lower edge of the locking strips 26 and the resilience of the elastically deformed latch 55 causes each of the upper edges 56 of the latch 55 is respectively positioned below a locking strip 26.
  • the contact element 50 is fixed positively via its fixing zone 53 in the bushing 24 in the molding 20 between the stop 25 and the locking strip 26.
  • each connected to the contact element 50 cable 40 is mechanically attached to the molding 20.
  • the molded body 20 and the contact element 50 are coordinated and dimensioned so that the contact element 50 protrudes in its end position with the tip of its contact zone on the lower end face 21 u out so that the tip engages the bore 31 of the connecting element 30 and thereby electrically connected to the connecting element 30 and via the electrical conductivity of the connecting element 30 with other cables 40 (not shown) is connected.
  • the molded body 20 and the cable 40 and the contact element 50 are also coordinated and dimensioned so that the contact element 50 is in its final position to the top of the contact zone 54 completely within the bushing 24 and the insulation of the cable 40 at least partially extends into the passage 24, so that the cable 40 is electrically insulated to the outside.
  • the material of the molded body 20 also insulates the cables 40 or the corresponding contact elements 50 inserted and held in the molded body 20 with one another. This allows only certain cables to be connected via the connecting element, e.g. can be connected to each other via interconnects.
  • FIG. 11 shows the shaped body 20, the connecting element 30 and the cable 40 from FIG. 10 inserted into the cavity 11 of the housing 10 in a longitudinal section.
  • the molded body 20 and the connecting element 30 are aligned with the laterally disposed recesses 23 and the corresponding ribs 13 on the housing 10 to each other.
  • the ribs 13 each have a step 15 on their side remote from the opening 12 at the bottom of the housing 10.
  • the inserted in the cavity 11 connecting element 30 rests on these steps 15 and is laterally supported by the ribs 13.
  • 3 ribs 13, each with a step 15 are used.
  • Other, not shown embodiments with more than 3 ribs or even with a rib are also possible. It is also possible that not all ribs have a step (not shown).
  • the up or abutment of the connecting element 30 on the steps 15 of the ribs 13 causes a gap 16 between the transverse to the longitudinal axis of the housing 10 inserted connecting element 30 and the lower part of the housing wall remains, so that the tips of the contact zone 54 of the inserted contact elements 50 can also stand over the connecting element 30 addition. This ensures that contact elements 50 can be safely plugged in and also do not push out of the connecting element 30 again because the tips of the contact zone 54 come into contact with the housing wall.
  • a locking lug 14 is formed on the rib 13, in the region of the opening 12 facing part.
  • the locking lug 14 engages behind (FIG. 12) End face 21 o of introduced into the cavity 11 to its end position molding 20.
  • an adhesive (not shown) are fixed in the cavity 11.
  • the outer contour of the shaped body 20 is slightly conical here in the embodiment, i. the diameter of the lower end face 21 u is smaller than the diameter of the upper end face 21 o, wherein the upper end face 21 o is the side which faces the opening 12 when the molded body 20 in the cavity 11 of the housing 10th
  • the molded body can be easily inserted initially, while its outer surface 22 approaches more and more the inner wall of the housing 10 with increasing insertion depth and the surfaces in the end position abut each other (Fig. 11).
  • FIG. 13 shows an alternative contact element 50 in a further exemplary embodiment.
  • the plug-in area 52 is designed such that a barb 58 is formed on each of the tips of the contact legs 57.
  • the barbs 58 have a slope in the insertion direction.
  • the slope comes into contact with the inner surface of the bore 31st
  • the mating portion 52 can be passed through the bore 31 therethrough.
  • Figure 15 shows a plan view of a connecting element 30.
  • the connecting element 30 is formed as a printed circuit board, ie it is made of a conventional printed circuit board material, drilled and electrically conductive coated, the coating still to
  • Tracks 33 was structured.
  • a conductor 33 connects at least two holes 31 in an electrically conductive manner with each other.
  • a cable connector 1 which can be connected together in groups of at least two or more than one group. These arrangements can be in one
  • Cable connectors can also be combined, so that even more complex connections can be realized.
  • contact elements 50 of different sized cross sections e.g. a larger one for a ground terminal, smaller for power lines and very small for data lines (not shown) or cables with different potentials to each other.
  • connecting cables are inserted in the corresponding, correct feedthroughs and interconnected correctly.
  • Coding other possibilities conceivable, e.g. different sized ribs, markings etc.
  • further elements 60 are applied to the connecting element, in particular in the embodiment as a printed circuit board implemented in the material of the molding or in the wall of the housing.
  • These other elements 60 may, for example, sensors, such as sensors for measuring the current or the voltage, for a temperature detection o.ä. be or components against electromagnetic interference. Possibly. Required AnAuthleiteren could also be realized with plugged into the molding contact elements and connected cables.
  • Figure 17 shows a cable connector with a housing 10, which over the in
  • Cavity 11 located elements 20 and 30 protrudes and forms a supernatant 17.
  • This supernatant 17 is filled with a suitable material 71, in particular with a liquid resin poured out and then cured. As a result, the cable connector is sufficiently protected against moisture and connected to a structural unit.
  • a cable tie can be covered with a shrink tube 72 and shrunk. This can also be the outer contour of the shrink tube 72 and shrunk. This can also be the outer contour of the shrink tube 72 and shrunk. This can also be the outer contour of the shrink tube 72 and shrunk. This can also be the outer contour of the shrink tube 72 and shrunk. This can also be the outer contour of the shrink tube 72 and shrunk.
  • Housing 10 suitably shaped and with a flange for the
  • the shrink tube 72 is also with
  • Shaped body 60 more elements

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Kabelverbinder zur Herstellung einer mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zumindest zwei Kabeln, aufweisend ein Gehäuse mit einem innenliegenden Hohlraum, zumindest einer Öffnung zum Erreichen des Hohlraums, wobei im Hohlraum ein Verbindungselement eingesetzt ist, welches mindestens zwei Kabel mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbindet.

Description

Kabelverbinder
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Kabelverbinder zur Herstellung einer mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen zumindest zwei Kabeln, aufweisend ein Gehäuse mit einer Wandung, einem innenliegenden Hohlraum und zumindest einer Öffnung sowie einen Kabelbaum mit zumindest zwei über einen solchen Kabelverbinder miteinander verbundenen Kabeln sowie ein Verfahren zum Verbinden von zumindest zwei Kabeln.
Es sind Verbindungen bekannt, bei denen bei den zu verbindenden Kabeln die Adern freigelegt und direkt miteinander verbunden werden, z.B. indem diese miteinander verdrillt werden. Zusätzlich können die Adern noch miteinander verlötet oder
verschweißt werden, so dass ein Aufdrillen und Ablösen verhindert wird.
Eine weitere Methode besteht darin, die Kabelenden von beiden Seiten in ein Rohr oder einen Schlauch einzuführen und dann das Rohr oder den Schlauch um die beiden Kabel herum festzuziehen. Dazu ist ein Rohr oder auch ein abgelängtes Schlauchstück vorzugsweise aus einem weichen Metall und wird gecrimpt, d.h. mit einer Vorrichtung oder einer Zange quer zur Längsachse derart gequetscht und dauerhaft verformt, dass es die eingeführten Kabel festklemmt und miteinander fixiert, wobei die elektrische Verbindung über die sich berührenden Adern erfolgt. Der Schlauch kann anstatt aus einem weichen Metall auch aus einem Kunststoff sein, welcher sich unter Einwirkung von Wärme zusammenzieht und ebenso dauerhaft kontrahiert die Kabel aneinander fixiert, ein sogenannter Schrumpfschlauch.
Als Nässeschutz oder zur Abdichtung ist es in aller Regel noch notwendig, solche Verbindungen gesondert nochmals in eine Schutzhülle einzubetten oder die o.g.
Techniken mit Materialien zur Abdichtung zu kombinieren.
Die DE 37 25 124 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung wasser- bzw.
wasserdampfdichter Umkleidungen von Kabelbäumen für Kraftfahrzeuge, bei dem in einen Schrumpfschlauch oder -kappe die zu verbindenden Kabel eingeführt werden und die Anordnung abschließend mit einem Kunststoff aufgefüllt und ausgeschäumt wird. Nachteilig hieran ist die aufwendige Herstellung.
Aus der DE 10 2009 042 385 A1 eine Steckervorrichtung bekannt zum elektrischen Verbinden eines Leiters mit einer Leiterplatte mittels direktem Einstecken der
Steckervorrichtung in ein Kontaktloch der Leiterplatte. Die Herstellung von
feuchtigkeitsdichten Kabelbäumen wird hier nicht gezeigt.
Aus der DE 20 2015 105 849 U1 ist ein Verteileranschluss bekannt mit einem 2-teiligen Isoliergehäuse, in die Wandung des Gehäuses integrierten Drucktasten, vordere und hintere Öffnungen zum Einstecken von Kabeln, 2 Metallkontakteinheiten zur Aufnahme der in die Öffnungen eingesteckten Kabel und einer Leiterplatte zum Zuordnen der Zu- und Ableitungen. Die gezeigte Anordnung ist für Kabelbäume nicht geeignet, da zuerst die Kontakteinheiten mit der Leiterplatte verbunden werden müssen, zusammen in das untere Gehäuseteil eingesetzt und das obere Gehäuseteil aufgesetzt und montiert werden muss. Danach werden die Kabel durch die Öffnungen unter Betätigung der Drucktasten in die Kontakteinheiten eingeführt und festgeklemmt. Nachteilig hieran ist der aufwendige Zusammenbau und insbesondere das Vorhalten spezieller
Kontakteinheiten. Eine Dichtigkeit ist hier wegen den Drucktasten nicht vorgesehen. Die DE 600 27 953 T2 offenbart einen wasserdichten Verbinder für elektrische
Anschlusskontakte, bestehend aus einem Anschlussgehäuse mit einem vorderen und einem rückwärtigen Ende und ein rückwärtiges Ende und eine Mehrzahl von
Hohlräumen zur Aufnahme von Anschlusskontakten. Der Verbinder weist auch wenigstens eine Sammelschiene auf, die auf dem Anschlussgehäuse auf dem vorderen Ende installiert ist, wodurch die Sammelschiene in die Hohlräume vorragt, um einen Kontakt mit den in den Hohlräumen befindlichen Anschlusskontakten herzustellen. Eine Abdichtung erfolgt über eine, am vorderen Ende des Gehäuses installierte Kappe und einem Abdichtglied am rückwärtigen Ende des Gehäuses. Es handelt sich hier mehr im eine Steckverbindung mit einem Stecker und einer Buchse. Nachteilig hier ist die aufwändige und komplexe Gestaltung, insbesondere die in die in die Hohlräume vorragende Sammelschiene.
Insgesamt sind solche Verbindungen damit aufwendig herzustellen. Besonders nachteilig ist, dass bei einem Kabelbaum eine Vielzahl von solchen Verbindungen auf engsten Raum nur in einer entsprechend ausgerüsteten Fertigungsstätte herstellen lassen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kabelverbinder zur schaffen, mit dem sich einfach und günstig zumindest zwei Kabel oder auch mehrere Kabel miteinander verbinden lassen, so dass die Verbindung belastbar ist und geschützt ist gegen
Umwelteinwirkungen. Der Kabelverbinder muss sich für die Verwendung in bzw. für die Herstellung von Kabelbäumen eignen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen der
unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist ein Kabelverbinder mit einem Gehäuse, wobei im Gehäuse ein Verbindungselement eingesetzt ist, welches die Kabel elektrisch leitend und mechanisch miteinander verbindet. Der Vorteil dieses Kabelverbinders ist eine einfache herzustellende Verbindung, die sich insbesondere unter Produktionsbedingungen schnell und damit wirtschaftlich realisieren lässt.
Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse zylindrisch oder eckig geformt ist.
Es kann vorteilhaft sein, dass sich der Hohlraum von einer Stirnseite zur
gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses konisch verjüngt.
Er wird vorgeschlagen, dass im Hohlraum an der Innenseite des Gehäuses zumindest eine Rippe angeordnet ist.
In einer Weiterführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der Rippe an der von der Öffnung entgegengesetzten Seite eine Stufe ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Verbindungselement an der Stufe der zumindest einen Rippe anliegt, so dass ein Zwischenraum zwischen
Verbindungselement und der Innenseite des Gehäuses vorhanden ist.
Vorteilhaft ist, dass im Gehäuse ein Formkörper eingesetzt ist, wobei der Formkörper der Kontur des Hohlraums angepasst ist und diesen zumindest teilweise ausfüllt.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Formkörper an seiner Außenseite im Bereich der zumindest einen Rippe eine entsprechende Aussparung aufweist.
Weiter ist von Vorteil, dass sich die Aussparung des Formkörpers von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite entgegengesetzt zur Einsteckrichtung konisch verjüngt.
Bevorzugt ist, dass zumindest jeweils ein Kabel durch jeweils eine Durchführung des Formkörpers von einer Stirnseite zur gegenüberliegenden Stirnseite hindurchgeführt ist.
Es wird vorgeschlagen, dass der Formkörper mit seiner die Kabelaustrittsöffnungen aufweisende Stirnseite zumindest teilweise am Verbindungselement anliegt oder mit dem Verbindungselement verbunden ist. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement ein elektrisch leitfähiges Metallblech oder eine elektrisch leitfähig beschichtete Platte ist.
In nochmaliger Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Kabel jeweils mit ihren zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen Enden an dem Verbindungselement mechanisch und elektrisch leitend befestigt sind.
Bevorzugt ist, dass entsprechend den Positionen der Kabelaustritte aus dem
Formkörper entsprechende Ausnehmungen im Verbindungselement angeordnet sind, insbesondere, dass die Ausnehmungen elektrisch leitfähige oder elektrisch leitfähig beschichtete Bohrungen sind.
Besonders bevorzugt ist, dass zumindest ein Kabel an seinem zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen Ende ein mit der stromführenden Ader des Kabel in elektrisch leitenden Kontakt stehendes Kontaktelement aufweist.
Vorteilhaft ist, dass das Kontaktelement in das Verbindungselement in eine
Ausnehmung eingesteckt und / oder verpresst, verklebt, verlötet oder verschweißt ist.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Kontaktelement ein Steckkontakt ist
Bevorzugt ist, dass der Steckkontakt von Hand in die Ausnehmung einsteckbar ist.
Besonders bevorzugt ist, dass der Steckkontakt eine Verriegelung aufweist, die den in das Verbindungselement gesteckten Kontakt gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen aus dem Verbindungselement heraus sichert.
Es wird vorgeschlagen, dass das Kontaktelement eine Verriegelung aufweist, welche mit dem Formkörper zusammenwirkt und das jeweilige, durch den Formkörper hindurchgeführte Kabel in seiner Endlage fixiert und sichert.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement eine Leiterplatte und elektrisch leitend beschichtet ist oder zumindest eine Leiterbahn aufweist, wobei jeweils zumindest zwei Ausnehmungen elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse ein Kunststoffteil, insbesondere ein
Kunststoffextrusionsteil ist.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Wandung des Gehäuses gas- und / oder
flüssigkeitsdicht ist und / oder resistent gegen Lösungsmittel oder lösemittelhaltige Substanzen ist.
Bevorzugt ist, dass der Formkörper ein Kunststoffspritzgussteil ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse, der Formkörper und / oder das
Verbindungselement mit Sensoren und / oder mit Mitteln zur Kompensation
elektromagnetischer Störungen ausgestattet ist / sind.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Öffnung des Gehäuses geschlossen oder zumindest abgedichtet wird.
Bevorzugt ist, dass das Gehäuse über den im Hohlraum befindlichen
Verbindungselement und Formkörper übersteht und einen Überstand bildet.
Bevorzugt ist, dass der Überstand mit einer Substanz verfüllt ist, so dass die Öffnung und die dort geführten Kabel gegen Umwelteinflüsse abgedichtet ist und / oder die auf die Kabel bei einer mechanischen Belastung einwirkende Kraft abmildern.
Vorteilhaft ist, dass der Kabelverbinder und die hinein und herausgeführten Kabel zumindest teilweise von einem Schrumpfschlauch umgeben sind und der
Schrumpfschlauch zumindest an seinen beiden Endabschnitten kontrahiert ist.
Besonders vorteilhaft ist, dass zumindest an einer Seite des Schrumpfschlauchs eine Dichtmasse eingebracht ist.
Weiter ist erfindungsgemäß ein Kabelbaum vorgesehen mit zumindest einem beschriebenen Kabelverbinder.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen zumindest zwei Kabeln mit einem beschriebenen Kabelverbinder mit den Schritten: a) Bereitstellen eines ersten und zumindest eines zweiten Kabels, b) Bereitstellen eines Gehäuses, c) Bereitstellen eines Verbindungselements, d) Bereitstellen eines Formkörpers, e) Hindurchführen der jeweiligen zur Herstellung der elektrischen Verbindung
vorgesehenen Kabelenden durch die Ausnehmungen des Formkörpers, f) Verbinden der jeweiligen zur Herstellung der mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung vorgesehenen Kabelenden mit dem Verbindungselement, g) Einführung des Verbindungselements und des Formkörpers durch die Öffnung in den Hohlraum des Gehäuses.
Vorteilhaft ist, dass die jeweils zur Herstellung der elektrischen Verbindung
vorgesehenen Kabelenden nach Bereitstellung der Kabel abisoliert werden.
Besonders bevorzugt ist, dass vor Schritt e) der Formkörper mit dem
Verbindungselement zu einem einstückigen Einsatz miteinander verbunden werden, oder dass der Formkörper und das Verbindungselement einstückig bereitgestellt werden.
Bevorzugt ist, dass zumindest an einem Kabel an dem zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen Kabelende ein Kontaktelement befestigt wird.
Vorteilhaft ist, dass die Herstellung der Verbindung in Schritt f) ausgeführt wird, indem das jeweiligen Kontaktelement in eine entsprechende Ausnehmung im
Verbindungselement, insbesondere in eine Bohrungen eingeführt wird.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Verbindung durch einstecken, einpressen, verkleben, verlöten, und / oder verschweißen hergestellt wird. Bevorzugt ist, dass die Verriegelung des Steckbereichs greift und das Kontaktelement gegen ein unbeabsichtigtes Abbziehen aus dem Verbindungselement sichert.
Vorteilhaft ist, dass das jeweilige Kontaktelement derart in die entsprechende
Durchführung des Formkörpers gesteckt wird, dass das Verriegelungselement in der Hindurchführung mit dem Verriegelungselement des Kontaktelements interagiert und das Kabel in seiner Endposition fixiert.
Besonders bevorzugt ist, dass der Steckkontakt von Hand gesteckt wird.
Bevorzugt ist, dass Schritt g) nach Schritt d) erfolgt.
Vorteilhaft ist, dass die Öffnung des Gehäuses geschlossen oder zumindest
abgedichtet wird.
Bevorzugt ist, dass die Öffnung des Gehäuses vergossen wird.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse mit den gesteckten Kabeln zumindest teilweise von einem Schrumpfschlauch überzogen und die beiden Endabschnitte thermisch induziert kontrahiert werden.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass vor dem
Kontrahieren zumindest eines Endabschnitts ein Dichtmittel in den Schlauch
eingebracht wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird. Die vorstehend genannten und die nachstehenden noch zu erläuternden Merkmale sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und werden in der anschließenden Beschreibung näher erläutert. _ g _
Hierbei zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht einer einfachen Kabelverbindung aus dem Stand der
Technik,
Fig. 2 Teilschnitt einer Kabelverbindung mit einer Umhüllung in einer
Seitenansicht aus dem Stand der Technik,
Fig. 3 perspektivische Ansicht einer Kabelverbindung mit einem
Schrumpfschlauch aus dem Stand der Technik,
Fig. 4 perspektivische Explosionsansicht eines Kabelverbinders,
Fig. 5 Schnittdarstellung von Teilen der Figur 4,
Fig. 6 Draufsicht eines Formkörpers,
Fig. 7 Draufsicht eines Verbindungselements,
Fig. 8 Vorderansicht eines Kontaktelements,
Fig. 9 Seitenansicht eines Kontaktelements,
Fig. 10 Schnittdarstellung zusammengesetzter Elemente,
Fig. 11 Schnittdarstellung zusammengesetzter Elemente in einem Gehäuse,
Fig. 12 Detailansicht der Figur 11 ,
Fig. 13 Seitenansicht eines Kontaktelements
Fig. 14 Schnittdarstellung zusammengesetzter Elemente in einem Gehäuse,
Fig. 15 Draufsicht eines Verbindungselements
Fig. 16 Draufsicht eines Verbindungselements
Fig. 17 Schnitt eines Kabelverbinders
Fig. 18 Schnitt eines Kabelverbinders mit Schrumpfschlauch.
Figur 1 zeigt ein Beispiel einer einfachen Kabelverbindung aus dem Stand der Technik. Zur Herstellung einer Verbindung sind die die Kabel an ihren Enden miteinander verdrillt, also umeinander herumgewunden. Dabei sind die Enden teilweise abisoliert und die Adern freigelegt, so dass die Adern teilweise aneinander anliegen und eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt ist. Diese Verbindung ist mechanisch allerdings nicht sehr belastbar. Daher werden die Adern zur Verbesserung der
Verbindung meist noch zusätzlich miteinander verlötet oder verschweißt. Eine weitere Verbesserung stellt die Figur 2 dar. Dabei sind die miteinander verdrillten Kabel parallel zum eigentlichen Kabelverlauf ausgerichtet und die miteinander verbundenen Kabel sind derart in eine Umhüllung eingebettet, so dass die
Verbindungsstelle vollständig innerhalb der Hülle liegt. So wird die Verbindungsstelle bei Verwendung eines entsprechenden Materials elektrisch isoliert. Werden danach die Enden der plastisch verformbaren Hülle zusammen gedrückt, so werden die in die Hülle eingeführten Kabel an den Öffnungen der Hülle geklemmt und mechanisch fixiert.
In Figur 3 wird eine Hülle aus einem Schrumpfschlauch verwendet, wobei die
miteinander verbundenen Kabel lediglich durch eine Seite des Schlauchs geführt sind. Durch die thermische induzierte Schrumpfung der Hülle sind die Kabel mechanisch belastbar miteinander verbunden sowie die Verbindungsstelle nach außen hin elektrisch isoliert.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen
Kabelverbinders 1 . Dieser umfasst ein Gehäuse 10, einen vom Gehäuse 10
umschlossenen Hohlraum 11 sowie eine Öffnung 12 im Gehäuse 10 zum Zugriff auf den Hohlraum 11 . Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse 10 einen runden Querschnitt und ist insgesamt zylinderförmig. Im Grund genommen sind aber alle Querschnittsformen geeignet, welche einen genügend großen, zusammenhängenden Hohlraum bilden, also auch ein dreieckiger oder mehreckiger Querschnitt.
Die Innenwandung des Gehäuses 10 ist mit Rippen 13 versehen. Diese versteifen die Wandung und das Gehäuse 10 wird formstabiler. Es ist zumindest eine Rippe 13 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 10 mit 3 Rippen 13 gezeigt. Diese sind in gleicher Winkelteilung W zueinander angeordnet.
Im Hohlraum 11 eingebracht sind ein Verbindungselement 30 sowie ein Formkörper 20. Das Verbindungselement 30 wird zuerst in den Hohlraum 11 eingebracht und
anschließend der Formkörper 20, so dass die Stirnseite 21 o des Formkörpers 20 der Öffnung 12 zugewandt ist.
Der Formkörper 20 weist von einer Stirnseite 21 o zur anderen Stirnseite 21 u
Durchführungen 24 für die Kabel 40 auf. Zur Aussteifung und späteren mechanischen Fixierung sind die jeweils zur Verbindung vorgesehenen Enden der Kabel 40 jeweils mit einem Kontaktelement 50 ausgestattet.
Diese Kontaktelemente 50 werden an der Stirnseite 21 o in die Durchführungen 24 des Formkörpers 20 eingesteckt und durch den Formkörper 20 zur anderen Stirnseite 21 u hindurchgeführt. Dabei treten die Kontaktelemente 50 auf der anderen Seite des
Formkörpers 20 soweit aus, dass diese mit den Spitzen in entsprechende Bohrungen 31 des Verbindungselements 30 eingreifen.
Da das Verbindungselement 30 selbst elektrisch leitend oder zumindest elektrisch leitend beschichtet ist, sind die über das Verbindungselement 30 verbundenen Kabel 40 elektrisch leitend miteinander verbunden. Hier im Ausführungsbeispiel sind 3 Kabel elektrisch leitend miteinander verbunden. Es können aber auch nur jeweils 2 Kabel oder auch mehr als 3 Kabel miteinander verbunden werden.
In einer weiteren Ausführungsform können auch der Formkörper 20 und das
Verbindungselement 30 einstückig ausgebildet, z.B. miteinander verklebt sein (nicht dargestellt).
Fig. 5 zeigt den Formkörper 20 und das Verbindungselement in einem Längsschnitt. Die Durchführung 24 ist zur Aufnahme des Kabels bzw. des Kontaktelements 50
vorgesehen. Die Durchführung weist einen Anschlag 25 auf, der die Einschubbewegung des Kabels 40 bzw. des Kontaktelements 50 begrenzt und somit eine bestimmte
Endlage definiert. Es ist vorgesehen, dass die Kabel 40 mit den Kontaktelementen 50 von Hand gesteckt werden können, anstatt maschinell oder mit Montagevorrichtungen eingepresst zu werden. Da hier dann keine ausreichenden Haltekräfte durch eine Pressung vorhanden sind, ist eine separate Verriegelung notwendig. Dazu sind in der Durchführung jeweils seitlich Verriegelungsstreifen 26 angeordnet für die Fixierung bzw. Verriegelung eines in seiner Endlage, d.h. bis zum Anschlag 25 eingesteckten
Kontaktelement 50 (Fig. 10). Die Verriegelungsstreifen 26 verlaufen nicht über die gesamte Länge der Durchführung, sondern enden innerhalb dieser und bilden jeweils eine zum Anschlag 25 beabstandete Kante 27 aus.
Die Figuren 6 und 7 zeigen jeweils Draufsichten vom Formkörper 20 (Fig. 6) bzw. des Verbindungselements 30 (Fig. 7). Formkörper 20 und Verbindungselement 30 werden derart zueinander ausgerichtet, dass die Durchführungen 24 und die entsprechend zugeordneten Bohrungen 31 jeweils in einer Flucht liegen, so dass ein durch eine Durchführung 24 hindurchgestecktes Kontaktelement 50 mit seiner Spitze in eine entsprechende Bohrung 31 des Verbindungselements 30 eingreifen bzw. durchgesteckt werden kann (Fig. 5).
Beim Einsetzen der Elemente in das Gehäuse 10 wird die richtige Ausrichtung zueinander durch die Rippen 13 an der Innenwandung des Gehäuses 10 und die entsprechenden, seitlich an den Elementen 20 und 30 angeordneten Ausnehmungen 23 erreicht.
Das Verbindungselement 30 ist entweder ein gestanztes Metallblech, vorzugsweise ein Kupferblech und ist somit selbst elektrisch leitend, oder aber es ist aus Kunststoff und weist eine elektrisch leitende Beschichtung 32 auf. Die am Verbindungselement 30 befestigten bzw. in die Bohrungen 31 eingesetzten Kontaktelemente 50 sind somit über die Verbindung am Verbindungselement 30 elektrisch leitend miteinander verbunden.
Die Figuren 8 und 9 zeigen jeweils eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kontaktelements 50. Das Kontaktelement 50 ist an einem Ende eines Kabels 40 elektrisch leitend mit der Ader des Kabels 40 befestigt. Dazu kann das Ende des Kabels 40 abisoliert werden oder die Isolierung des Kabels 40 wird beim Befestigen des Kontaktelements 50 zumindest teilweise von diesem so durchdrungen, dass eine elektrisch leitende Verbindung zur Ader hergestellt ist. Das Kontaktelement 50 weist hierzu einen Befestigungsbereich 51 auf. Die Gestaltung eines solchen
Bereichs ist allgemein bekannt, z.B. die Befestigung und Ankontaktierung mit Crimpen. Das Kontaktelement 50 geht vom Befestigungsbereich 51 in einen Steckbereich 52 über. Der Steckbereich 52 ist so geformt und dimensioniert, dass das Kontaktelement 50 leicht in die Durchführung 24 gesteckt werden kann, dabei aber noch ausreichend Halt und Führung durch die Wandung der Durchführung 24 erfährt. Der Steckbereich 52 teilt sich in eine obere Fixierzone 53 und eine sich daran anschließende Kontaktzone 54 auf. Im Bereich der Fixierzone 53 ist eine Verriegelung 55 in Form von Armen oder Flügeln gebildet, die jeweils über die entsprechende Ebene der Außenkonturfläche der Fixierzone 53 hinausstehen und elastisch verformbar sind. Figur 10 zeigt den Längsschnitt aus der Figur 5, in welchem das Kabel 40 bzw. das Kontaktelement 50 der Figur 9 eingesteckt und mit weiteren Kabeln (nicht dargestellt) verbunden ist.
Dazu wird der Formkörper 20 und das Verbindungselement 30 derart zueinander ausgerichtet, dass Durchführung 24 und Bohrung 31 in einer Flucht liegen.
Dann wird das Kontaktelement 50 in die Durchführung 24 zuerst bis zur Fixierzone 53 eingesteckt. Beim weiteren Einschieben wird die über die Außenkontur des
Kontaktelements hervorstehende Verriegelung 55 durch den jeweiligen, seitlich in der Durchführung angeordneten Verriegelungsstreifen 26 elastisch verformt und in die Ebene der Außenkontur zurück gedrückt, so dass das Kontaktelement 50 auch mit oberhalb der Kontaktzone 54 liegenden Bereiche in die Durchführung 24 eingeschoben werden kann.
Es wird so weit eingeschoben, bis es mit einer Kante auf dem Anschlag 25 aufsitzt und nicht weiter eingeschoben werden kann. Die Fixierzone ist so bemessen, dass an dieser Position die Verriegelung 55 an der Unterkante der Verriegelungsstreifen 26 vorbeigeführt ist und die Rückfederung der elastisch verformten Verriegelung 55 bewirkt, dass jeweils die Oberkanten 56 der Verriegelung 55 jeweils unterhalb eines Verriegelungsstreifen 26 positioniert ist.
Damit ist das Kontaktelement 50 über seine Fixierzone 53 in der Durchführung 24 im Formkörper 20 zwischen dem Anschlag 25 und dem Verriegelungsstreifen 26 formschlüssig fixiert. Somit ist auch das jeweils mit dem Kontaktelement 50 verbundene Kabel 40 mechanisch am Formkörper 20 befestigt.
Der Formkörper 20 und das Kontaktelement 50 sind so aufeinander abgestimmt und dimensioniert, dass das Kontaktelement 50 in seiner Endlage mit der Spitze seiner Kontaktzone über die untere Stirnfläche 21 u hinaus ragt derart, so dass die Spitze in die Bohrung 31 des Verbindungselements 30 eingreift und dabei elektrisch leitend mit dem Verbindungselement 30 und über die elektrische Leitfähigkeit des Verbindungselements 30 mit anderen Kabeln 40 (nicht dargestellt) verbunden ist. Der Formkörper 20 und das Kabel 40 bzw. das Kontaktelement 50 sind darüber hinaus so aufeinander abgestimmt und dimensioniert, dass das Kontaktelement 50 in seiner Endlage bis auf die Spitze der Kontaktzone 54 vollständig innerhalb der Durchführung 24 liegt und die Isolierung des Kabels 40 zumindest teilweise mit in die Durchführung 24 hineinreicht, so dass das Kabel 40 nach außen hin elektrisch isoliert ist.
Das Material des Formkörpers 20 isoliert darüber hinaus auch die Kabel 40 bzw. die entsprechenden in den Formkörper 20 eingesteckten und gehaltenen Kontaktelemente 50 untereinander. Dies ermöglicht es, dass auch jeweils nur bestimmte Kabel über das Verbindungselement, z.B. über Leiterbahnen miteinander verbunden werden können.
Figur 11 zeigt den Formköper 20, das Verbindungselement 30 und das Kabel 40 aus der Figur 10 eingesetzt in den Hohlraum 11 des Gehäuses 10 in einem Längsschnitt.
Der Formkörper 20 und das Verbindungselement 30 sind mit den seitlich angeordneten Ausnehmungen 23 und den entsprechenden Rippen 13 am Gehäuse 10 zueinander ausgerichtet. Die Rippen 13 weisen jeweils an ihrer von der Öffnung 12 abgewandten Seite am Boden des Gehäuses 10 eine Stufe 15 auf. Das im Hohlraum 11 eingelegte Verbindungelement 30 liegt auf diesen Stufen 15 auf und wird seitlich von den Rippen 13 gestützt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden 3 Rippen 13 mit jeweils einer Stufe 15 verwendet. Andere, nicht gezeigte Ausführungen mit mehr als 3 Rippen bzw. auch nur mit einer Rippe sind ebenfalls möglich. Ebenso ist es möglich, dass nicht alle Rippen eine Stufe aufweisen (nicht dargestellt).
Das Auf- oder Anliegen des Verbindungselements 30 auf den Stufen 15 der Rippen 13 bewirkt, dass ein Zwischenraum 16 zwischen dem quer zur Längsachse des Gehäuses 10 eingelegten Verbindungselement 30 und dem unteren Teil der Gehäusewandung verbleibt, so dass die Spitzen der Kontaktzone 54 der gesteckten Kontaktelemente 50 auch über das Verbindungselement 30 hinaus stehen können. So ist sichergestellt, dass sich Kontaktelemente 50 sicher stecken lassen und sich auch nicht wieder aus dem Verbindungselement 30 herausdrücken, weil die Spitzen der Kontaktzone 54 in Berührung mit der Gehäusewandung kommen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist an der Rippe 13, im Bereich des der Öffnung 12 zugewandten Teils, eine Rastnase 14 gebildet. Die Rastnase 14 hintergreift (Fig. 12) die Stirnseite 21 o des im Hohlraum 11 bis zu seiner Endlage eingeführten Formkörpers 20. Alternativ oder auch ergänzend dazu könnte der Formkörper auch mit einem Klebstoff (nicht dargestellt) im Hohlraum 11 fixiert werden.
Die Außenkontur des Formkörpers 20 ist hier im Ausführungsbeispiel leicht konisch, d.h. der Durchmesser der unteren Stirnseite 21 u ist geringer als der Durchmesser der oberen Stirnseite 21 o, wobei die obere Stirnseite 21 o diejenige Seite ist, die der Öffnung 12 zugewandt ist, wenn der Formkörper 20 im Hohlraum 11 des Gehäuses 10
eingebracht ist. Auf diese Weise lässt sich der Formkörper anfangs leicht einführen, während sich bei zunehmender Einschubtiefe seine Außenfläche 22 immer mehr der Innenwandung des Gehäuses 10 annähert und die Flächen in der Endlage aneinander anliegen (Fig. 11 ).
Fig. 13 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein alternatives Kontaktelement 50.
Gegenüber dem bereits gezeigten ist hier der Steckbereich 52 so gestaltet, dass an den Spitzen der Kontaktbeine 57 jeweils ein Widerhaken 58 angeformt ist. Die Widerhaken 58 weisen in Einsteckrichtung eine Schräge auf. Beim Einführen der Kontaktbeine 57 in eine Bohrung 31 eines Verbindungselements 30 kommt die Schräge in Kontakt mit der Innenfläche der Bohrung 31 . Beim weiteren Einstecken und Durchstecken durch die Bohrung 31 bedingt die Schräge, dass die Kontaktbeine 57 aufeinander zu gedrückt werden und der Steckbereich 52 durch die Bohrung 31 hindurch geführt werden kann. Sobald die Widerhaken 58 durch die Bohrung 31 hindurch getreten sind und nicht mehr seitlich an der Innenfläche der Bohrung 31 anliegen, spreizen sich die elastisch zusammengedrückten Beine 57 auf. Dadurch liegt die der Schräge folgende Rückseite des Widerhakens 58 an der Rückseite des Verbindungselements 30 an. Da die
Rückseite der Widerhaken 58 jeweils rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur
Längsachse des Kontaktelements 50 verläuft, ist ein Herausziehen des Kontaktelement 50 aus der Bohrung 31 wirksam verhindert und das Kontaktelement 50 somit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen verriegelt (Fig. 14). Mit geeigneten Mittel würde sich ein gestecktes und so verriegeltes Kontaktelement 50 aber auch wieder lösen lassen.
Diese Ausführungsform kann mit der beschriebenen Verriegelung anhand der Elemente 55 und 26 kombiniert oder auch ohne die Elemente 55 und 26 allein verwendet werden. Figur 15 zeigt eine Draufsicht auf ein Verbindungselement 30. In einer weiter entwickelten Ausführungsform ist das Verbindungselement 30 als Leiterplatte ausgebildet, d.h. es ist aus einem herkömmlichen Leiterplattenmaterial gefertigt, gebohrt und elektrisch leitend beschichtet, wobei die Beschichtung noch zu
Leiterbahnen 33 strukturiert wurde. Eine Leiterbahn 33 verbindet zumindest jeweils 2 Bohrungen 31 elektrisch leitend miteinander.
Dadurch können in einem Kabelverbinder 1 mehrere Kabel gesteckt werden, die jeweils mindestens zu zweit oder aber auch zu mehreren in Gruppen zusammengefasst miteinander verbunden werden können. Diese Anordnungen können in einem
Kabelverbinder auch kombiniert werden, so dass sich auch komplexere Verbindungen realisieren lassen.
Natürlich ist es auch möglich, Kontaktelemente 50 verschieden großer Querschnitte zu verwenden, z.B. einen größeren für einen Masseanschluß, kleinere für Leistungsströme und ganz kleine für Datenleitungen (nicht dargestellt) oder Kabel mit unterschiedlichen Potenzialen miteinander zu verbinden.
Für solche komplexeren Formen von Kabelverbindern ist es notwendig zumindest das Verbindungselement 30 definiert zu positionieren, damit unterschiedliche Kabel auch exakt gesteckt werden können. In einer weiteren Ausführungsform wird das dadurch erreicht, dass die Rippen 13 sowie die jeweils seitlich an den Umfangsflächen der Elemente 20 und 30 befindlichen Ausnehmungen 23 ungleichmäßig und mit
unterschiedlich großen Winkel W1 , W2, W3 zueinander angeordnet sind (Fig. 16).
Auf diese Weise erhält man eine Codierung, d.h. die folgend in den Hohlraum
eingesetzten Elemente können nur korrekt oder definiert ausgerichtet in das Gehäuse eingesetzt werden. So kann sichergestellt werden, dass die miteinander zu
verbindenden Kabel in die entsprechenden, richtigen Durchführungen eingesetzt und korrekt verschaltet werden. Natürlich sind zu der dargestellten Ausführung zur
Codierung auch andere Möglichkeiten denkbar, z.B. unterschiedlich große Rippen, Markierungen etc.
In einer weiteren Ausführungsform (Fig. 17) sind auf dem Verbindungselement, insbesondere in der Ausführung als Leiterplatte weitere Elemente 60 aufgebracht oder im Material des Formkörpers oder in der Wandung des Gehäuses implementiert. Diese weiteren Elemente 60 können z.B. Sensoren, etwa Sensoren für Messung des Stroms oder der Spannung, für eine Temperaturerfassung o.ä. sein oder Bauteile gegen elektromagnetische Störungen. Evtl. benötigte Ankontaktierungen könnten ebenfalls mit in den Formkörper gesteckte Kontaktelemente und daran angeschlossene Kabel realisiert werden.
Zur Fertigstellung eines erfindungsgemäßen Kabelverbinders mit fertig gesteckten Kabeln ist es sinnvoll, diesen gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Feuchtigkeit zu schützen.
Figur 17 zeigt einen Kabelverbinder mit einem Gehäuse 10, welches über die im
Hohlraum 11 befindlichen Elemente 20 und 30 übersteht und einen Überstand 17 bildet. Dieser Überstand 17 wird mit einem geeigneten Material 71 verfüllt, insbesondere mit einem Flüssigharz ausgegossen und anschließend ausgehärtet. Dadurch ist der Kabelverbinder ausreichend gegen Feuchtigkeit geschützt und zu einer baulichen Einheit verbunden.
Alternativ oder kombiniert kann ein Kabelbinder mit einem Schrumpfschlauch 72 überzogen und eingeschrumpft werden. Dazu kann auch die Außenkontur des
Gehäuses 10 entsprechend geeignet geformt und mit einem Flansch für den
Schrumpfschlauch versehen sein (Fig. 18).
In einer weiteren Ausführungsform ist der Schrumpfschlauch 72 ebenfalls mit
Dichtmitteln 73 aufgefüllt, insbesondere beim Ein-bzw. Austritt der Kabel 40 (Fig. 18) in den Schrumpfschlauch 72 hinein oder heraus. So wird nochmals die mechanische Belastbarkeit und Abschirmung gegen äußere Einflüsse erhöht. Bezugszeichenliste
Kabelverbinder 50 Kontaktelement
Gehäuse 51 Befestigungsbereich
Hohlraum 52 Steckbereich
Öffnung 53 Fixierzone
Rippe 54 Kontaktzone
Rastnase (Verriegelung
55 Verriegelung Formkörper)
Oberkante
Stufe 56
Verriegelung
Zwischenraum 57 Kontaktbein
Überstand 58 Widerhaken
Formkörper 60 weitere Elemente
Stirnseite 70 Dichtmittel
Außenfläche 71 Verguss
Ausnehmung ( Rippe) 72 Schrumpfschlauch
Durchführung (Kabel) 73 Dichtmasse
Anschlag Steckkontakt W Winkel
Verriegelungsstreifen
Verbindungselement
Bohrung
Beschichtung
Leiterbahn
Kabel

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Kabelverbinder 1 zur Herstellung einer mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung zwischen zumindest zwei Kabeln 40, aufweisend ein Gehäuse 10 mit einem innenliegenden Hohlraum 11 , zumindest einer Öffnung 12 zum Erreichen des Hohlraums 11 , dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum 11 ein Verbindungselement 30 eingesetzt ist, welches mindestens zwei Kabel 40 mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbindet.
2. Kabelverbinder 1 nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum 11 an der Innenseite des Gehäuses 10 zumindest eine Rippe 13 angeordnet ist.
3. Kabelverbinder 1 nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rippe 13 an der von der Öffnung 12 entgegengesetzten Seite eine Stufe 15 ausgebildet ist.
4. Kabelverbinder 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungselement 30 an der Stufe 15 der
zumindest einen Rippe 13 anliegt, so dass an einer Seite ein Zwischenraum 16 zwischen Verbindungselement 30 und der Innenseite des Gehäuses 10 vorhanden ist.
5. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Gehäuse 10 ein Formkörper 20 eingesetzt ist, wobei der Formkörper 20 der Kontur des Hohlraums 11 angepasst ist und diesen zumindest teilweise ausfüllt.
6. Kabelverbinder 1 nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweils ein Kabel 40 durch jeweils eine
Durchführung 24 des Formkörpers 20 von einer Stirnseite 21 o zur
gegenüberliegenden Stirnseite 21 u hindurchgeführt ist.
7. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Kabel 40 jeweils mit ihren zur
Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen Enden an dem
Verbindungselement 30 mechanisch und elektrisch leitend befestigt sind.
8. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Kabel 40 an seinem zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen Ende ein mit der stromführenden Ader des Kabels 40 in elektrisch leitendem Kontakt stehendes Kontaktelement 50 aufweist.
9. Kabelverbinder 1 nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement 50 in das Verbindungselement 30 in eine Ausnehmung 31 eingesteckt und / oder verpresst, verklebt, verlötet oder verschweißt ist.
10. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche 8-9, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontaktelement 50 eine Verriegelung 58 aufweist, die das in das Verbindungselement 30 gesteckte Kontaktelement 50 gegen ein unbeabsichtigtes Abziehen aus dem Verbindungselement 30 heraus sichert.
1 1 . Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche 8-10, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontaktelement 50 eine Verriegelung 55 aufweist, welche mit dem Formkörper 20 zusammenwirkt und das jeweilige, in die entsprechende Durchführung 24 eingesteckte Kontaktelement 50 in seiner Endlage fixiert und sichert.
12. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungselement 30 eine Leiterplatte ist und elektrisch leitend beschichtet ist oder zumindest eine Leiterbahn 33 aufweist, wobei jeweils zumindest zwei Ausnehmungen 31 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
13. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wandung des Gehäuses 10 gas- und / oder flüssigkeitsdicht ist und / oder resistent gegen Lösungsmittel oder
lösemittelhaltige Substanzen ist.
14. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Öffnung 12 und die dort geführten Kabel 40 gegen Umwelteinflüsse abgedichtet ist.
15. Kabelverbinder 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kabelverbinder 1 und die hinein und herausgeführten Kabel 40 zumindest teilweise von einem Schrumpfschlauch 72 umgeben sind und der Schrumpfschlauch 72 zumindest an seinen beiden Endabschnitten kontrahiert ist.
16. Kabelbaum, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kabel 40 mit einem Kabelverbinder 1 nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 30 miteinander verbunden sind.
17. Verfahren zur Herstellung einer mechanischen und elektrischen Verbindung
zwischen zumindest zwei Kabeln 40 mit einem Kabelverbinder 1 nach zumindest einem der Ansprüche 1 - 15, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen eines ersten und zumindest eines zweiten Kabels 40,
b) Bereitstellen eines Gehäuses 10,
c) Bereitstellen eines Verbindungselements 30,
d) Bereitstellen eines Formkörpers 20,
e) Hindurchführen der zur Herstellung der elektrischen Verbindung jeweils vorgesehenen Kabelenden durch die Durchführung 24 des Formkörpers 20, f) Verbinden der jeweiligen zur Herstellung der mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung vorgesehenen Kabelenden mit dem Verbindungselement 30,
g) Einführung des Verbindungselements 30 und des Formkörpers 20 durch die Öffnung 12 in den Hohlraum 11 des Gehäuses 10.
18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen
Kabelenden nach Bereitstellung der Kabel 40 abisoliert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt e) der Formkörper 20 mit dem Verbindungselement 30 zu einem einstückigen Einsatz miteinander verbunden werden, oder dass der Formkörper 20 und das
Verbindungselement 30 einstückig bereit gestellt werden.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 17-19, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest an einem Kabel 40 an dem zur Herstellung der elektrischen Verbindung vorgesehenen Kabelende ein Kontaktelement 50 befestigt wird.
21 . Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Verbindung in Schritt f) ausgeführt wird, indem das jeweilige Kontaktelement 50 in eine entsprechende Ausnehmung 31 im Verbindungselement 30,
insbesondere in eine Bohrung 31 eingeführt wird.
22. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch einstecken, einpressen, verkleben, verlöten, und / oder verschweißen hergestellt wird.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 21 -22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verriegelung 58 des Steckbereichs 52 greift und das Kontaktelement 50 gegen ein unbeabsichtigtes Abbziehen aus dem
Verbindungselement 30 sichert.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruch 17-23, dadurch
gekennzeichnet, dass das jeweilige Kontaktelement 50 derart in die
entsprechende Durchführung 24 des Formkörpers 20 gesteckt wird, dass das Verriegelungselement 26 in der Hindurchführung 24 mit dem
Verriegelungselement 55 des Kontaktelements 50 interagiert und das Kabel in seiner Endposition fixiert.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruch 21 -24, dadurch
gekennzeichnet, dass das Kontaktelement 50 von Hand gesteckt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt g) nach Schritt d) erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 17-26, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung 12 des Gehäuses 10 geschlossen oder zumindest abgedichtet wird.
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