DE20104233U1 - Electrical contact element - Google Patents
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Description
09. März 2001 0102B-GM-1009309 March 2001 0102B-GM-10093
Grote & Hartmann GmbH & Co. KG
Am Kraftwerk 13
423 69 WuppertalGrote & Hartmann GmbH & Co. KG
At Power Plant 13
423 69 Wuppertal
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement aus einem Blechstanzteil mit einem Kontaktbereich und einem Crimpbereich, wobei der Crimpbereich eine Crimpkralle mit einem Krallenboden und seitlich an den Crimpkrallenboden angebundenen Krallenarmen zum Crimpen eines Einzelleitungsdichtungsstopfens aufweist.The invention relates to an electrical contact element made of a stamped sheet metal part with a contact area and a crimping area, wherein the crimping area has a crimping claw with a claw base and claw arms laterally connected to the crimping claw base for crimping a single line sealing plug.
Bekannt sind Dichtungsvorrichtungen z.B. für mehrpolige elektrische Steckverbinder, die das Eindringen von Wasser in die Kontaktelemente lagernden Gehäusekammern eines Steckverbindergehäuses verhindern. Dabei sitzt auf der Rückseite eines Steckverbindergehäuses in der rückwärtigen Öffnung jeder Gehäusekammer ein Einzelleitungsdichtungsstopfen aus einem gummielastisehen Material. Der Einzelleitungsdichtungsstopfen wird von einem elektrischen Leiterdraht durchgriffen, an den das in der Gehäusekammer lagernde elektrische Kontaktelement gecrimpt ist. Der Einzelleitungsdichtungsstopfen sitzt mit Preßsitz sowohl auf dem Leiterdraht als auch in der rückwärtigen Gehäuseöffnung, so daß in die Gehäusekammer an der Rückseite des Steckverbindergehäuses kein Wasser eindringen kann.Sealing devices are known, for example for multi-pin electrical connectors, which prevent water from penetrating the housing chambers of a connector housing that house the contact elements. A single-wire sealing plug made of a rubber-elastic material is located on the back of a connector housing in the rear opening of each housing chamber. The single-wire sealing plug is penetrated by an electrical conductor wire, to which the electrical contact element located in the housing chamber is crimped. The single-wire sealing plug is press-fitted both on the conductor wire and in the rear housing opening, so that no water can penetrate into the housing chamber on the back of the connector housing.
Ein Einzelleitungsdichtungsstopfen ist in der Regel ein ringzylindrischer Körper mit einem zentralen Durchgangskanal für den abgedichteten Durchgriff des elektrischen Leiterdrahts und mit einer Zylinderaußenmantelfläche, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Gehäusekammeröffnung, die verstopft werden soll. Für die Abdichtung trägt ein rückwärtiger Abdichtbereich des Zylinderkörpers einstückig angeformt mehrere hintereinander angeordnete Ringrippen, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Gehäusekammeröffnung. Die RingrippenA single line sealing plug is usually a ring-cylindrical body with a central passageway for the sealed passage of the electrical conductor wire and with an outer cylinder surface whose outer diameter is smaller than the diameter of the housing chamber opening that is to be plugged. For sealing, a rear sealing area of the cylinder body has several ring ribs formed in one piece and arranged one behind the other, the diameter of which is slightly larger than the diameter of the housing chamber opening. The ring ribs
liegen mit Preßsitz an der Innenraumflache des Gehäusekammeröffnungsbereichs dichtend an. Ein kontaktelementseitiger vorderer Crimpbereich des Einzelleitungsdichtungsstopfens hat eine meist glattzylindrische Mantelfläche.are press-fitted to the interior surface of the housing chamber opening area to form a seal. A front crimp area of the single-line sealing plug on the contact element side usually has a smooth cylindrical surface.
Ein elektrisches Kontaktelement verfügt in der Regel über einen Kontaktbereich und einen Crimpbereich. Der Crimpbereich weist im Anschluß an den Kontaktbereich Adercrimpkrallen und anschließend Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkrallen auf. An die Adercrimpkrallen wird das abisolierte Ende des Leiterdrahts und an die Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkrallen der Einzelleitungsdichtungsstopfen gecrimpt. Dabei sollen die Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkrallen den Einzelleitungsdichtungsstopfen derart crimpen, daß der Stopfen nicht nur das Eindringen von Wasser in die Gehäusekammer durch den Durchgangskanal verhindert, sondern auch den Stopfen beim Einschieben des gecrimpten Kontaktelements in den Öffnungsbereich der Gehäusekammer, bei dem die Dichtrippen gegen die Innenwandung der Gehäusekammeröffnung gepreßt werden und dadurch eine gegen das Einschieben gerichtete Rückhaltekraft auf den Stopfen ausgeübt wird, in der Kralle und auf dem Leiterdraht unverrutschbar festhalten. Auch dürfen Ausziehkräfte oder Erschütterungen, die z.B. im Kraftfahrzeug auf den elektrischen Leiterdraht wirken können, nicht zu einem Herausziehen des Einzelleitungsdichtungsstopfens aus der Einzelleitungsdichtungsstopfen-Crimpkralle führen.An electrical contact element usually has a contact area and a crimp area. The crimp area has wire crimping claws following the contact area and then single line sealing plug crimping claws. The stripped end of the conductor wire is crimped onto the wire crimping claws and the single line sealing plug is crimped onto the single line sealing plug crimping claws. The single line sealing plug crimping claws should crimp the single line sealing plug in such a way that the plug not only prevents water from entering the housing chamber through the through-channel, but also holds the plug in the claw and on the conductor wire so that it cannot slip when the crimped contact element is pushed into the opening area of the housing chamber, where the sealing ribs are pressed against the inner wall of the housing chamber opening and a retaining force is exerted on the plug that prevents it from being pushed in. In addition, extraction forces or vibrations that may act on the electrical conductor wire in a motor vehicle, for example, must not lead to the single-wire sealing plug being pulled out of the single-wire sealing plug crimping claw.
Um dies zu gewährleisten werden die Crimpkrallenarme beim Crimpen so fest wie möglich angepreßt; dabei dürfen aber die Krallenarme nicht in das Mantelmaterial des Einzelleitungsdichtungsstopfens einschneiden, weil dadurch der Stopfen zerstört werden und seine Dichtfunktion verlorengehen könnte, so daß insoweit die Crimpkraft begrenzt ist und insbesondere bei dünnen Leiterdrähten und relativ dicken Stopfen meist nicht ausreicht, ein Verrutschen des Einzelleitungsdichtungsstopfens in der Kralle auf dem elektrischen Leiterdraht zu verhindern.To ensure this, the crimping claw arms are pressed as tightly as possible during crimping; however, the claw arms must not cut into the sheath material of the single-wire sealing plug, as this could destroy the plug and lose its sealing function, so that the crimping force is limited and, particularly with thin conductor wires and relatively thick plugs, is usually not sufficient to prevent the single-wire sealing plug from slipping in the claw on the electrical conductor wire.
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Ein weiteres Dilemma in diesem Zusammenhang ist, daß man zwar eine Crimpkraft aufbringen kann, die im Grenzbereich der Belastbarkeit des Stopfenmaterials bezüglich Einschneidens liegt und dabei gegebenenfalls ausreichende Haltekräfte ausübt, daß aber bekanntlich Krallenarme nach der Entlastung von der Crimpkraft geringfügig wieder zurückfedern, wodurch die Haltekraft zwischen Stopfen und Kralle entlastet wird derart, daß die Haltekraft der Krallenarme nicht mehr ausreicht, den Stopfen beim Einschieben des gecrimpten Kontaktelements in eine Gehäusekammer an der vorgegebenen Stelle auf dem Leiterdraht zu fixieren.A further dilemma in this context is that it is possible to apply a crimping force that lies at the limit of the load-bearing capacity of the plug material with regard to cutting and thereby exerts sufficient holding forces, but it is known that claw arms spring back slightly after the crimping force has been relieved, which relieves the holding force between plug and claw to such an extent that the holding force of the claw arms is no longer sufficient to fix the plug at the specified location on the conductor wire when the crimped contact element is inserted into a housing chamber.
Um diesen Mangel zu beheben, hat man die Haltekraft mit überlangen, den Zylindermantel des Einzelleitungsdichtungsstopfens um mehr als 180° umgreifenden, nebeneinander angeordneten Crimpkrallen erhöht. Die daraus resultierende Haltekraft reicht aber immer noch nicht aus, den vorgegebenen Sitz des Einzelleitungsdichtungsstopfens auf dem Leiterdraht ausreichend sicher zu gewährleisten.To remedy this deficiency, the holding force was increased by using extra-long crimping claws arranged side by side that encompass the cylinder jacket of the single-line sealing plug by more than 180°. However, the resulting holding force is still not sufficient to ensure that the single-line sealing plug is seated securely on the conductor wire.
Abhilfe soll außerdem eine angeformte Wulst auf der Außenmanteloberfläche des Einzelleitungsdichtungsstopfens schaffen, die von den Krallenarmen hintergriffen wird. Die Wulst verkompliziert die Raumform des Stopfens und erbringt keine ausreichende Rückhaltekraft, weil das Stopfenmaterial sehr elastisch ist und die Crimpkrallenarme über die Wulst schlüpfen können.Another solution is to have a molded bead on the outer surface of the single-line sealing plug, which is gripped by the claw arms. The bead complicates the spatial shape of the plug and does not provide sufficient retention force because the plug material is very elastic and the crimping claw arms can slip over the bead.
Aufgabe der Erfindung ist, mit einfachen Mitteln einen vorgegebenen dichtenden und unverrutschbaren Sitz des Einzelleitungsstopfens auf dem Leiterdraht ohne Beeinträchtigung des Stopfenmaterials zu sichern.The object of the invention is to ensure, by simple means, a predetermined sealing and non-slip fit of the individual line plug on the conductor wire without impairing the plug material.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims. The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing. They show:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines gecrimpten Kontaktelements mit gecrimptem Einzelleitungsdichtungsstopfen; Fig. 1 is a side view of a crimped contact element with crimped single line sealing plug;
Fig. 2a bis 2d schematisch und im Querschnitt durch eineFig. 2a to 2d schematically and in cross section through a
Einzeleitungsdichtungsstopfenkralle unterschiedliche Beispiele von erfindungsgemäßen Stopfenrückhaltemitteln in einer Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle; Single line sealing plug claw different examples of plug retention means according to the invention in a single line sealing plug claw;
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Krallenbereich eines gecrimpten elektrischen Kontaktelements mit gecrimptem Einzelleitungsdichtungsstopfen.Fig. 3 is a plan view of the claw area of a crimped electrical contact element with crimped single line sealing plug.
Ein elektrisches Kontaktelement 1 aus einem Blechstanzteil weist für einen dichtenden Einsatz in eine Gehäusekammer eines elektrischen Steckverbindergehäuses (nicht dargestellt) einen Kontaktbereich 2 und einen Crimpbereich 3 auf.An electrical contact element 1 made from a stamped sheet metal part has a contact area 2 and a crimping area 3 for a sealing insert into a housing chamber of an electrical connector housing (not shown).
Der Kontaktbereich 2 kann beliebig ausgestaltet sein, weshalb er im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht berücksichtigt ist. Dargestellt ist beispielhaft ein Kontaktstift 4 mit einer Kastenüberfeder 5.The contact area 2 can be designed in any way, which is why it is not taken into account in the description of the present invention. A contact pin 4 with a box spring 5 is shown as an example.
Der Crimpbereich 3 weist im Anschluß an den Kontaktbereich 2 eine Aderkralle 6 und im Anschluß daran eine Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle 7 auf.The crimping area 3 has a wire claw 6 adjacent to the contact area 2 and, following this, a single-wire sealing plug claw 7.
Die Aderkralle besteht aus dem Aderkrallenboden 8 und den beiden seitlich angebundenen Aderkrallenarmen 9, 10.The vein claw consists of the vein claw base 8 and the two laterally attached vein claw arms 9, 10.
Die Stopfenkralle 7 hat einen Stopfenkrallenboden 11 und die beiden seitlich angebundenen Stopfenkrallenarme 12, 13.The plug claw 7 has a plug claw base 11 and the two laterally connected plug claw arms 12, 13.
Die Böden 8, 9 stehen über mindestens einen Verbindungssteg 14 miteinander in Verbindung, wobei der Durchmesser der Aderkralle 6 kleiner ist als der Durchmesser der Stopfenkralle 7.The bases 8, 9 are connected to one another via at least one connecting web 14, wherein the diameter of the wire claw 6 is smaller than the diameter of the plug claw 7.
An den Crimpbereich 3 ist ein elektrischer Leiterdraht 15 gecrimpt, indem die Litzen der Ader 16 des abisolierten Endes des Leiterdrahtes 15 von der Aderkralle 6 umfaßt werden.
Vor dem abisolierten Ende des Leiterdrahts 15 sitzt auf dem Leiterdraht mit einem Preßsitz ein ringzylindrischer Einzelleitungsdichtungsstopfen 17 aus einem gummielastisehen Material, wobei der Leiterdraht 15 einen zentralen Durchgangskanal des Stopfens 17 durchgreift. Der Einzelleitungsdichtungsstopfen 17 weist einen mit über die Mantelfläche überstehenden, auf Abstand angeordneten Ringrippen 18 bestückten Gehäusekammerabdichtungsbereich 19 größeren Durchmessers und in Richtung Kontaktelement 1 einen vorgeordneten ringzylindrischen Crimpbereich 20 kleineren Durchmessers auf. Letzterer wird von der Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle 7 umfaßt.An electrical conductor wire 15 is crimped to the crimping area 3 by the strands of the wire 16 of the stripped end of the conductor wire 15 being grasped by the wire claw 6.
In front of the stripped end of the conductor wire 15, a ring-cylindrical single-line sealing plug 17 made of a rubber-elastic material is press-fitted onto the conductor wire, with the conductor wire 15 passing through a central passageway of the plug 17. The single-line sealing plug 17 has a housing chamber sealing area 19 of larger diameter equipped with spaced-apart ring ribs 18 that protrude beyond the jacket surface, and an upstream ring-cylindrical crimping area 20 of smaller diameter in the direction of the contact element 1. The latter is encompassed by the single-line sealing plug claw 7.
Erfindungswesentlich ist, daß die Krallenarme 12, 13 und/oder der Stopfenkrallenboden 11 der Einzelleitungsdichtungsstopfenkralle 7 mindestens einen in den Innenraum der Kralle 7 vorspringenden eingeformten, vorzugsweise eingeprägten Vorsprung 21 aufweisen, dessen Raumform und vorspringende Höhe derart gewählt ist, daß er Mantelmaterial elastisch verdrängt, nicht aber in das Mantelmaterial einschneidet.It is essential to the invention that the claw arms 12, 13 and/or the plug claw base 11 of the single line sealing plug claw 7 have at least one molded, preferably embossed projection 21 projecting into the interior of the claw 7, the spatial shape and projecting height of which is selected such that it elastically displaces the jacket material but does not cut into the jacket material.
Vorzugsweise sind mehrere am Umfang, vorzugsweise symmetrisch verteilt angeordnete gleichförmige oder in der Form unterschiedliche Vorsprünge 21 vorgesehen.Preferably, a plurality of projections 21 of uniform shape or of different shapes are provided, preferably distributed symmetrically around the circumference.
Zweckmäßigerweise werden kegelspitzförmige, in das Krallenmaterial eingedrückte Vorsprünge 22 in die Stopfenkrallenarme 12, 13 und gegebenenfalls auch den Krallenboden 11 eingeformt (Fig. 1, 2a) . Zweckmäßig sind auch eingeformte, sich in Umfangsrichtung erstreckende Sicken 23 (Fig. 2b).Conical projections 22 pressed into the claw material are expediently formed into the plug claw arms 12, 13 and, if appropriate, also the claw base 11 (Fig. 1, 2a). Formed beads 23 extending in the circumferential direction are also expedient (Fig. 2b).
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können insbesondere in Kombination mit Vorsprüngen 21, 22, 23 auch Löcher 24 (Fig. 2c) und/oder geprägte Vertiefungen 23a (Fig. 2d) , die nicht an der Außenoberfläche erscheinen, in der Stopfenkralle 7According to a particular embodiment of the invention, in particular in combination with projections 21, 22, 23, holes 24 (Fig. 2c) and/or embossed depressions 23a (Fig. 2d) which do not appear on the outer surface can also be provided in the plug claw 7.
vorgesehen sein, in welche Mantelmaterial beim Crimpen verdrängt werden kann, derart, daß Rückhaltekräfte bzw. zusätzliche Rückhaltekräfte daraus resultieren können. Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist auch, daß die Vorsprünge gegebenenfalls höher ausgeführt werden können, wenn sie in Kombination mit Löchern 24 oder Einprägungen 23a kombiniert sind, ohne daß befürchtet werden muß, daß sie beim Crimpen das Mantelmaterial verletzen, weil von den Vorsprüngen verdrängtes Material in die Löcher bzw. Einprägungen ausweichen kann.be provided into which sheath material can be displaced during crimping, such that retention forces or additional retention forces can result. Another advantage in this context is that the projections can be made higher if necessary if they are combined with holes 24 or impressions 23a, without having to fear that they will damage the sheath material during crimping, because material displaced by the projections can escape into the holes or impressions.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Vorsprünge, und/oder Löcher und/oder Einprägungen im Kantenbereich der Krallenarme, z.B. in Wellenform oder abwechselnd vorgesehen sind.According to a further embodiment of the invention, it can be provided that the projections and/or holes and/or impressions are provided in the edge region of the claw arms, e.g. in a wave shape or alternately.
Des weiteren ist vorteilhaft, wenn - wie an sich bekannt - überlange Krallenarme 12, 13 vorgesehen sind, die den Mantel des Crimpbereichs 20 des Stopfens 7 mehr als 180° umfassen und deren freie Endbereiche 25 nebeneinander angeordnet sind.Furthermore, it is advantageous if - as is known per se - extra-long claw arms 12, 13 are provided which encompass the jacket of the crimping area 20 of the plug 7 by more than 180° and whose free end areas 25 are arranged next to one another.
Mit den erfindungsgemäßen Vorsprüngen können in überraschender Weise offenbar punktuell, z.B. im Falle von Kegelspitzen 22, bzw. zonal, z.B. im Falle der Sicken, derart hohe Rückhaltekräfte zwischen dem Dichtungsstopfen 17 und der Stopfenkralle 7 erzeugt werden, daß ein Verrutschen des Stopfens 7 auf dem Leiterdraht 15 bei der Montage des gecrimpten Kontaktelements verhindert werden kann. Offenbar wirken die Vorsprünge durch das Mantelmaterial auch bis auf den Leiterdraht und erhöhen dort zudem die Preßsitzkräfte punktuell oder zonal.With the projections according to the invention, it is surprisingly possible to generate such high retention forces between the sealing plug 17 and the plug claw 7 at certain points, e.g. in the case of conical tips 22, or zonally, e.g. in the case of beads, that slipping of the plug 7 on the conductor wire 15 can be prevented when the crimped contact element is being mounted. The projections obviously also act through the jacket material to the conductor wire and also increase the press fit forces there at certain points or zones.
Hinzu kommt, daß in überraschender Weise durch die erfindungsgemäßen Vorsprünge auch das die Rückhaltekraft beeinträchtigende Rückfedern der Crimparme 12, 13 nach dem Crimpen beherrschbar wird, indem das Rückfedern nicht mehr auftritt oder nur noch derart gering ist, daß es die Rückhaltekraft nicht nachhaltig beeinträchtigt. Insofern können die Vorsprünge synergistisch wirken.In addition, the projections according to the invention surprisingly also make it possible to control the springback of the crimping arms 12, 13 after crimping, which impairs the retention force, in that the springback no longer occurs or is so slight that it does not permanently impair the retention force. In this respect, the projections can have a synergistic effect.
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