WO2007110178A2 - Steckverbinder mit einem durch crimpen befestigten leiter - Google Patents

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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/193—Means for increasing contact pressure at the end of engagement of coupling part, e.g. zero insertion force or no friction

Definitions

  • the invention relates to a connector with a conductor attached by crimping.
  • Connectors generally have a terminal region in which a conductor, such as a stranded wire, by crimping, welding, soldering, insulation displacement terminals o. ⁇ . Is electrically and mechanically connected to the connector.
  • a contact area is present, with which the connector is electrically and mechanically connected to a mating connector, a contact pin o. ⁇ . This results in two electrical crossing points on the connector.
  • a correspondingly constructed mating connector thus result for each contact a total of three electrical transition areas. In each of these transition areas, the contact resistance can increase up to a possible loss of contact of the connector.
  • Plug contact is formed.
  • the formation of a flexible conductor to a stable plug contact is technically sophisticated and therefore relatively expensive.
  • This extruded conductor material which is compressed during crimping, forms a contact which can be contacted directly, for example, by a mating connector.
  • This direct contact advantageously eliminates a commonly existing electrical transition region, which could worsen the electrical properties of the connector.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a zero force connector in various contacting phases
  • Figure 3 shows an embodiment of a Crimpbleches with different
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a zero-force connector in various contacting phases
  • Figure 5 shows a second embodiment of a Crimpbleches before and after
  • an inventive connector is shown, which is designed as a so-called zero-force connector.
  • a zero-force connector refers to connectors that can be connected with almost no effort with a mating connector or mating contact, since the required between the connector parts contact force is applied only after their assembly, and that usually by a sliding locking element.
  • FIGS. 1a to 1d each show a contacting phase during assembly of the connector (1) with a contact pin (13).
  • the connector (1) consists of a sleeve-shaped insulating piece (2), with which a metal base body (3) is connected.
  • the base body (3) is formed from a stamped sheet metal and connected to the insulating piece (2) by means of two arms (16) bent around the insulating piece (2).
  • the base body (3) forms on a portion opposite the insulating piece (2) a contact region (17) which is provided for producing an electrical and mechanical connection to a mating plug element, here designed as a contact pin (13).
  • the insulating sleeve (14) of a conductor Passed through the insulating piece (2) is the insulating sleeve (14) of a conductor, which can be embodied as a stranded conductor (5).
  • the individual wires of the stranded conductor (5) are crimped in the contact region (17) of the connector (1) with the base body (3).
  • the individual wires of the stranded conductor (5) form a contact (6) which rests against the outside of the base body (3) and can establish an electrical connection to the contact pin (13).
  • Figure 1a shows a connector (1) consisting of insulating piece (2), base body (3) and stranded wire (5) whose crimped individual wires on an outer surface of the base body (3) form a contact (6).
  • FIG. 1 b is on the base body (3) of the connector (1) a resilient clamping sleeve (4) out, which is shown in section.
  • the clamping sleeve (4) is only loosely connected to the connector (1) and arranged displaceably relative to the base body (3).
  • the clamping sleeve (4) On its outer wall, the clamping sleeve (4) has two notches (15a, 15b), which extend in the direction of the base body (3).
  • Figure 1c shows a between the base body (3) and the clamping sleeve (4) inserted contact pin (13).
  • the distance between the clamping sleeve (4) and the base body (3) is dimensioned so far that the contact pin (13) can be inserted therein without any special effort.
  • Contact pin (13) comes here on the one hand to the contact (6) and on the other hand on an inner wall of the clamping sleeve (4) to the plant.
  • the contact force required for producing a good conductive electrical connection is applied by moving the clamping sleeve (4) along the base body (3) in the direction of the contact region (17).
  • the clamping sleeve (4) is in its end position.
  • the first notch (15a) of the clamping sleeve (4) comes into contact with the contact (6) against the contact pin (13) and thus presses the contact pin (13) against the contact (6).
  • against the contact (6) opposite side of the base body (3) presses the second notch (15b) and thus amplifies the force exerted by the first notch (15a) on the contact pin (13).
  • Figure 1d shows the final state when connecting the connector (1) with the contact pin (13).
  • Figure 1 e shows the crimping plate (9), which serves for connecting the base body (3) with the stranded wire (5).
  • This crimping plate (9) is advantageously integrally formed by a portion of the base body (3).
  • the crimping plate (9) is shown enlarged again in FIG.
  • the crimping plate (9) has three crimping sections (10a, 10b, 10c) each with two molded crimping lugs (12), wherein an opening (7) is introduced into the crimping plate (9) in the middle crimping section (10b) between the crimping lugs (12) is.
  • the individual wires (18) of the stranded wire (5) are placed between two crimps (12) slightly bent towards each other. When crimping the free ends of the Crimplaschen (12) are bent and pressed in the direction of the crimping plate (9).
  • the final state of the crimping process is shown in section in FIG. 3a.
  • the individual wires of the stranded wire (5) are pressed together after the crimping operation and are free of space at each other and the inner walls of the Crimpblechs (9). This ensures a good electrical and mechanical connection between the stranded wire (5) and the crimping plate (9).
  • the crimping process in the middle crimping range (10b) takes place in a comparable manner, wherein a portion of the highly compressed stranded material is pressed through the opening (7) in the crimping sheet (9). hereby results on the outside of the Crimpblechs (9) consisting of the strand material elevation (19), which is shown in the figure 1 as a contact (6).
  • the contact pin (13) directly contacts the contact (6) formed by the compressed strand material, without the current flow being previously conducted via the base body (3).
  • the power line via the clamping sleeve (4) to the contact pin (13) is of secondary importance, particularly advantageous electrical properties and in particular a high contact reliability and particularly low contact resistance.
  • the Crimpblech (9) has no introduced recess in the form of an opening here; instead, a recess is formed by the crimps (12) of the central crimping region (10b) during the crimping process.
  • the two intermediate spaces (11) form after the crimping together a recess from which, according to the sectional drawing 5b along the spaces (11), the compressed strands material is pressed out, and analogous to Figure 3b, a survey (19) and a in Figure 4d apparent contact (6) forms, on which the contact pin (13) comes to rest.

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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Steckverbinder mit einer durch Crimpen befestigten Leitung, wobei ein durch den Crimpvorgang verdichteter Abschnitt der Leitung durch eine Ausnehmung des Steckverbinders hindurchgepreßt ist und eine Kontaktierungsstelle ausbildet.

Description

Steckverbinder mit einem durch Crimpen befestigten Leiter
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem durch Crimpen befestigten Leiter.
Steckverbinder weisen im allgemeinen einen Anschlußbereich auf, in dem ein Leiter, beispielsweise eine Litzenleitung, durch Crimpen, Schweißen, Löten, Schneidklemmen o. ä. elektrisch und mechanisch mit dem Steckverbinder verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Kontaktbereich vorhanden, mit dem der Steckverbinder elektrisch und mechanisch mit einem Gegensteckverbinder, einem Kontaktstift o. ä. verbunden ist. Es ergeben sich somit zwei elektrische Übergangsstellen an dem Steckverbinder. Bei einem entsprechend aufgebauten Gegensteckverbinder ergeben sich folglich für jede Kontaktierung insgesamt drei elektrische Übergangsbereiche. In jedem dieser Übergangsbereiche können die Übergangswiderstände ansteigen bis hin zu einem möglichen Kontaktverlust der Steckverbindung.
Zur Verringerung der Übergangsstellen wird in der deutschen
Gebrauchsmusterschrift DE 20 2004 001 363 U1 vorgeschlagen, daß ein elektrischer Leiter einen verdichteten Abschnitt aufweist, der zu einem
Steckkontakt geformt ist. Die Ausformung eines flexiblen Leiters zu einem stabilen Steckkontakt ist werkzeugtechnisch anspruchsvoll und damit relativ aufwendig.
Die DE 20 2004 001 363 LM schlägt des weiteren eine stoffschlüssige und elektrisch leitende Verbindung eines separat hergestellten Steckkontakts mit einem flexiblen Leiter vor. Die Verbindung kann dabei insbesondere durch
Schweißen oder Löten hergestellt sein.
Es stellte sich die Aufgabe, einen Steckverbinder zu schaffen, der auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Anschlußmöglichkeit mit besonders guten elektrischen Eigenschaften aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein durch den Crimpvorgang verdichteter Abschnitt des Leiters durch eine Ausnehmung des Steckverbinders hindurchgepreßt ist und eine Kontaktierungsstelle ausbildet.
Dieses herausgepreßte Leitermaterial, welches während des Crimpens verdichtet wird, bildet einen Kontakt aus, der beispielsweise von einem Gegensteckverbinder direkt kontaktiert werden kann.
Durch diese direkte Kontaktierung entfällt vorteilhafterweise ein üblicherweise vorhandener elektrischer Übergangsbereich, der die elektrischen Eigenschaften des Steckverbinders verschlechtern könnte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine erste Ausführung eines Nullkraftsteckverbinders in verschiedenen Kontaktierungsphasen,
Figur 2 eine erste Ausführung eines Crimpbleches vor dem
Crimpvorgang,
Figur 3 eine Ausführung eines Crimpbleches mit verschiedenen
Crimpabschnitten vor und nach dem Crimpvorgang,
Figur 4 eine zweite Ausführung eines Nullkraftsteckverbinders in verschiedenen Kontaktierungsphasen,
Figur 5 eine zweite Ausführung eines Crimpbleches vor und nach dem
Crimpvorgang. In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder dargestellt, der als sogenannter Nullkraftsteckverbinder ausgeführt ist. Als Nullkraftsteckverbinder bezeichnet man Steckverbinder, die nahezu ohne Kraftaufwand mit einem Gegenstecker oder Gegenkontakt verbindbar sind, da die zwischen den Steckverbinderteilen erforderliche Kontaktkraft erst nach deren Zusammenfügen, und zwar zumeist durch ein verschiebbares Arretierungselement aufgebracht wird.
Die Figuren 1a bis 1d zeigen jeweils eine Kontaktierungsphase beim Zusammenfügen des Steckverbinders (1 ) mit einem Kontaktstift (13).
Der Steckverbinder (1) besteht aus einem hülsenförmigen Isolierstück (2), mit dem ein metallener Grundkörper (3) verbunden ist. Der Grundkörper (3) ist aus einem gestanzten Blech geformt und mittels zweier um das Isolierstück (2) herumgebogener Ärmchen (16) mit dem Isolierstück (2) verbunden.
Der Grundkörper (3) bildet an einem dem Isolierstück (2) gegenüberliegenden Abschnitt einen Kontaktbereich (17) aus, der zur Herstellung einer elektrischen und mechanischen Verbindung zu einem Gegensteckelement, hier ausgebildet als Kontaktstift (13), vorgesehen ist.
Durch das Isolierstück (2) hindurchgeführt ist die Isolierhülle (14) eines Leiters, der als Litzenleiter (5) ausgeführt sein kann. Die Einzeldrähte des Litzenleiters (5) sind im Kontaktbereich (17) des Steckverbinders (1 ) mit dem Grundkörper (3) vercrimpt.
In noch näher zu erläuternder Weise bilden die Einzeldrähte des Litzenleiters (5) einen Kontakt (6) aus, der an der Außenseite des Grundkörpers (3) anliegt und eine elektrische Verbindung zu dem Kontaktstift (13) herstellen kann.
Das Verbinden des Steckverbinders (1 ) mit dem Kontaktstift (13) sei anhand der Figuren 1a bis 1d erläutert. Figur 1a zeigt einen Steckverbinder (1 ), bestehend aus Isolierstück (2), Grundkörper (3) und Litzenleitung (5), deren gecrimpte Einzeldrähte auf einer Außenfläche des Grundkörpers (3) einen Kontakt (6) bilden.
In der Figur 1 b ist über den Grundkörper (3) des Steckverbinders (1 ) eine federnde Spannhülse (4) geführt, die im Schnitt dargestellt ist. Die Spannhülse (4) ist nur locker mit dem Steckverbinder (1 ) verbunden und gegenüber dem Grundkörper (3) verschieblich angeordnet. An ihrer Außenwand besitzt die Spannhülse (4) zwei Einkerbungen (15a, 15b), die sich in Richtung auf den Grundkörper (3) erstrecken.
Figur 1c zeigt einen zwischen dem Grundkörper (3) und der Spannhülse (4) eingefügten Kontaktstift (13). Der Abstand zwischen der Spannhülse (4) und dem Grundkörper (3) ist so weit dimensioniert, daß der Kontaktstift (13) ohne einen besonderen Kraftaufwand darin eingeschoben werden kann. Der
Kontaktstift (13) kommt hierbei einerseits an dem Kontakt (6) und andererseits an einer Innenwand der Spannhülse (4) zur Anlage.
Die zur Herstellung einer gut leitenden elektrischen Verbindung erforderliche Kontaktkraft wird durch ein Verschieben der Spannhülse (4) entlang des Grundkörpers (3) in Richtung des Kontaktbereichs (17) aufgebracht. In der Darstellung der Figur 1d befindet sich die Spannhülse (4) in ihrer Endlage. Die erste Einkerbung (15a) der Spannhülse (4) kommt dem Kontakt (6) gegenüber an dem Kontaktstift (13) zur Anlage und preßt so den Kontaktstift (13) gegen den Kontakt (6). Gegen die dem Kontakt (6) gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers (3) preßt die zweite Einkerbung (15b) und verstärkt damit die Kraft, die die erste Einkerbung (15a) auf den Kontaktstift (13) ausübt. Figur 1d zeigt den Endzustand beim Verbinden des Steckverbinders (1 ) mit dem Kontaktstift (13). Figur 1 e zeigt das Crimpblech (9), welches zum Verbinden des Grundkörpers (3) mit der Litzenleitung (5) dient. Dieses Crimpblech (9) ist vorteilhaft einstückig durch einen Abschnitt des Grundkörpers (3) ausgebildet.
Das Crimpblech (9) ist in der Figur 3 noch einmal vergrößert dargestellt. Das Crimpblech (9) weist drei Crimpabschnitte (10a, 10b, 10c) mit jeweils zwei angeformten Crimplaschen (12) auf, wobei im mittleren Crimpabschnitt (10b) zwischen den Crimplaschen (12) ein Durchbruch (7) in das Crimpblech (9) eingebracht ist.
Mit dem Crimpblech (9), das in der Figur 3c vor dem Crimpvorgang dargestellt ist, soll eine aus einer Vielzahl von Einzeldrähten bestehende Litzenleitung (5) verbunden werden. Das hierzu verwendbare, grundsätzlich bekannte Crimpprinzip für die Crimpbereiche 10a und 10c sei anhand der Figur 2 dargestellt.
Die Einzeldrähte (18) der Litzenleitung (5) sind zwischen zwei, leicht aufeinander zu gebogene Crimplaschen (12) gelegt. Beim Crimpvorgang werden die freien Enden der Crimplaschen (12) abgebogen und in Richtung auf das Crimpblech (9) gepreßt.
Den Endzustand des Crimpvorgangs zeigt im Schnitt die Figur 3a. Die Einzeldrähte der Litzenleitung (5) sind nach dem Crimpvorgang miteinander verpreßt und liegen zwischenraumfrei an einander und den Innenwänden des Crimpblechs (9) an. Hierdurch ist eine gute elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Litzenleitung (5) und dem Crimpblech (9) gewährleistet.
Der Crimpprozeß im mittleren Crimpbereich (10b) erfolgt auf eine vergleichbare Weise, wobei ein Teil des hochverdichteten Litzenmaterials durch den Durchbruch (7) im Crimpblech (9) hindurchgepreßt wird. Hierdurch ergibt sich auf der Außenseite des Crimpblechs (9) eine aus dem Litzenmaterial bestehende Erhebung (19), die in der Figur 1 als Kontakt (6) dargestellt ist.
Aus der Figur 1d ist ersichtlich, daß der Kontaktstift (13) direkt den durch das verdichtete Litzenmaterial gebildeten Kontakt (6) kontaktiert, ohne daß der Stromfluß zuvor über den Grundkörper (3) geleitet wird. Durch den Wegfall des Übergangsbereichs von der Litzenleitung (5) zum Grundkörper (3), dessen Stromleitung über die Spannhülse (4) zum Kontaktstift (13) hier nur von nebensächlicher Bedeutung ist, ergeben sich besonders vorteilhafte elektrischen Eigenschaften und zwar insbesondere eine hohe Kontaktsicherheit und besonders geringe Übergangswiderstände.
Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Steckverbinders (1 ) ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt, wobei hier gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Da diese Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Ausführung in Aufbau und Funktion weitgehend entspricht, beschränkt sich die nachfolgende Erläuterung allein auf die unterscheidenden Merkmale.
Das Crimpblech (9) weist hier keine eingebrachte Ausnehmung in Form eines Durchbruchs auf; statt dessen wird eine Ausnehmung durch die Crimplaschen (12) des mittleren Crimpbereichs (10b) während des Crimpprozesses gebildet.
Gemäß der Figur 5c, weisen die Crimplaschen (12) des mittleren
Crimpbereichs (10b) an ihren Endabschnitten jeweils einen Zwischenraum (11 ) auf. Die beiden Zwischenräume (11 ) bilden nach dem Crimpvorgang zusammen eine Ausnehmung, aus der, entsprechend der Schnittzeichnung 5b entlang der Zwischenräume (11 ) , das verdichtete Litzen material herausgepreßt wird, und analog zur Figur 3b eine Erhebung (19) bzw. einen in der Figur 4d ersichtlichen Kontakt (6) bildet, an dem der Kontaktstift (13) zur Anlage kommt.
Bei dem in der Figur 4 dargestellten Steckverbinder (1 ) kann daher, im Gegensatz zu dem Steckverbinder gemäß der Figur 1 , die Kontaktierung des Kontaktstifts (13) auf der Crimpseite des Grundkörpers (3) erfolgen.
Bezugszeichen
1 Steckverbinder
2 Isolierstück
3 Grundkörper
4 Spannhülse
5 Leiter
6 Kontakt (verdichteter Abschnitt)
7 Durchbruch
8 Kontaktierungsstelle
9 Crimpblech
10a, 10b, 10c Crimpabschnitte
11 Zwischenräume
12 Crimplaschen
13 Kontaktstift
14 Isolierhülle
15a, 15b Einkerbungen
16 Ärmchen
17 Kontaktbereich
18 Einzeldrähte
19 Erhebung

Claims

Patentansprüche
1. Steckverbinder mit einem durch Crimpen befestigten Leiter,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein durch den Crimpvorgang verdichteter Abschnitt (6) des Leiters (5) durch eine Ausnehmung des Steckverbinders (1 ) hindurchgepreßt ist und eine Kontaktierungsstelle (8) ausbildet.
2. Steckverbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (5) ein Litzenleiter ist.
3. Steckverbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (5) ein Massivdrahtleiter ist.
4. Steckverbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder ein Crimpblech (9) aufweist oder einstückig ausbildet.
5. Steckverbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Crimpblech (9) mehrere Crimpabschnitte (10a, 10b, 10c) aufweist.
6. Steckverbinder nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung ist durch einen Durchbruch (7) innerhalb des Crimpblechs (9) gebildet ist.
7. Steckverbinder nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung durch einen Zwischenraum (11 ) zwischen zwei umgebogenen Crimplaschen (12) des Crimpblechs (9) gebildet ist.
8. Steckverbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (1 ) ein Nullkraftsteckverbinder ist.
9. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (1 ) mittels einer verschiebbaren Spannhülse (3) mit einem
Kontaktstift (4) oder einem Gegenstecker verriegelbar ist.
10. Steckverbinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (3) Einkerbungen (13) aufweist, die nach dem Verriegeln auf der Höhe der Kontaktierungsstelle (8) anliegen.
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