DE102010032313B4 - Housing, plug contact connection and method for electrical contacting - Google Patents
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Gehäuse (2) zur Aufnahme eines Steckers (1) mit einer stiftförmigen Elektrode (4), wobei das Gehäuse (2) mindestens eine Öffnung (7) aufweist, wobei eine Fläche der Öffnung (7) um ein vorbestimmtes Maß größer als eine Querschnittsfläche der stiftförmigen Elektrode (4) ist, wobei eine gehäuseseitige Elektrode (8) im Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei die gehäuseseitige Elektrode (8) mittels der stiftförmigen Elektrode (4) elektrisch kontaktierbar ist, falls die stiftförmige Elektrode (4) mit einer vorbestimmten Länge durch eine beliebige Stelle der Öffnung (7) mit einem Einsteckwinkel relativ zur Fläche der Öffnung (7) eingesteckt wird, wobei der Einsteckwinkel größer oder gleich einem vorbestimmten Einsteckwinkel ist,wobei zwischen der Öffnung (7) und der gehäuseseitigen Elektrode (8) ein elektrisch isolierendes Material (12) angeordnet ist,wobei das elektrisch isolierende Material (12) als selbstdichtende gummiartige Substanz ausgebildet ist und die gehäuseseitige Elektrode (8) mindestens teilweise in dem elektrisch isolierenden Material (12) eingebettet ist,wobei die gehäuseseitigen Elektrode (8) von der stiftförmigen Elektrode (4) durchstoßbar ist, falls die stiftförmige Elektrode (4) mit einer Vorschubskraft, die größer als eine vorbestimmte Vorschubskraft ist, in das Gehäuse (2) eingesteckt wird,wobei die gehäuseseitige Elektrode (8) als Blech ausgebildet ist.Housing (2) for receiving a plug (1) with a pin-shaped electrode (4), the housing (2) having at least one opening (7), an area of the opening (7) being larger by a predetermined amount than a cross-sectional area of the pin-shaped electrode (4), wherein a housing-side electrode (8) is arranged in the housing (2), the housing-side electrode (8) being electrically contactable by means of the pin-shaped electrode (4) if the pin-shaped electrode (4) has a predetermined Length is inserted through any point of the opening (7) with an insertion angle relative to the surface of the opening (7), the insertion angle being greater than or equal to a predetermined insertion angle, with between the opening (7) and the housing-side electrode (8). electrically insulating material (12) is arranged, the electrically insulating material (12) being designed as a self-sealing rubber-like substance and the housing-side electrode (8) being at least partially embedded in the electrically insulating material (12), the housing-side electrode (8) can be pierced by the pin-shaped electrode (4) if the pin-shaped electrode (4) is inserted into the housing (2) with a feed force that is greater than a predetermined feed force, the housing-side electrode (8) being designed as a sheet metal.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme eines Steckers, eine Steckkontaktverbindung und ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung.The invention relates to a housing for receiving a plug, a plug contact connection and a method for electrical contacting.
Im Bereich einer Herstellung von elektrischen Verbindungen ist wohl bekannt, einen Stecker mit einer stiftförmigen Elektrode in ein Gehäuse einzustecken, wobei im eingesteckten Zustand des Steckers eine gehäuseseitige Elektrode durch die stiftförmige, steckerseitige Elektrode kontaktiert und somit eine elektrische Verbindung hergestellt wird.In the field of producing electrical connections, it is well known to insert a plug with a pin-shaped electrode into a housing, with an electrode on the housing side being contacted by the pin-shaped, plug-side electrode when the plug is inserted and an electrical connection is thus established.
Hierfür muss jedoch der Stecker in einer vorbestimmten Art und Weise, beispielsweise in eine vorbestimmte Richtung und an vorbestimmter Stelle des Gehäuses, in dieses eingesteckt werden.For this purpose, however, the plug must be inserted into the housing in a predetermined manner, for example in a predetermined direction and at a predetermined location.
Es existieren jedoch Anwendungen, in denen eine Toleranz hinsichtlich einer Einsteckposition und Einsteckrichtung des Steckers in das Gehäuse fertigungsbedingt notwendig ist. Es ist wünschenswert, auch in derartigen Anwendungen, also positions- und ausrichtungsunabhängig, einen elektrischen Kontakt zwischen der steckerseitigen und der gehäuseseitigen Elektrode herzustellen.However, there are applications in which a tolerance with regard to an insertion position and insertion direction of the plug into the housing is necessary for production reasons. It is desirable to establish electrical contact between the plug-side and the housing-side electrodes even in such applications, i.e. regardless of position and orientation.
Ein solches Problem stellt sich beispielsweise bei der Montage von Scheinwerfern im Automobilbereich. Hierbei besteht ein Scheinwerfer vereinfacht ausgedrückt aus einem ersten Teil, der eine transparente Außenlichtscheibe sowie hinter dieser Scheibe angeordnete Leuchtmittel, z.B. LED, aufweist. Dieser erste Teil weist hierbei in der Regel mindestens eine stiftförmig ausgebildete Elektrode auf. Karosserieseitig ist ein zweiter Teil des Scheinwerfers vorgesehen, der eine für die Ansteuerung der Leuchtmittel, insbesondere der LED, notwendige Elektronik umfasst. Um einen korrekten und sicheren Betrieb der Leuchtmittel zu gewährleisten, ist eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil, insbesondere zwischen den Leuchtmitteln und der Elektronik zur Ansteuerung der Leuchtmittel, notwendig. Im Montageprozess wird hierbei der erste Teil auf den zweiten Teil aufgesteckt. Hierfür weist ein Gehäuse des zweiten Teils Öffnungen auf, durch die die stiftförmigen Elektroden des ersten Teils eingesteckt werden können. Hierbei müssen jedoch die stiftförmigen Elektroden in vordefinierter Weise in Öffnungen des zweiten Teils eingesteckt werden. Dies erfordert ein genaues und somit gegebenenfalls mehrmals zu wiederholendes Ausrichten des ersten Teils gegenüber dem zweiten Teil. Fertigungsbedingte Toleranzen in der Anordnung einer oder mehrerer stiftförmiger Elektroden können hierbei nur schwer oder gar nicht kompensiert werden.Such a problem arises, for example, when assembling headlights in the automotive sector. To put it simply, a headlight consists of a first part that has a transparent outer lens and lighting means, e.g. LED, arranged behind this pane. This first part generally has at least one pin-shaped electrode. On the body side, a second part of the headlight is provided, which includes electronics necessary for controlling the lamps, in particular the LEDs. In order to ensure correct and safe operation of the lamps, an electrical connection between the first and second parts, in particular between the lamps and the electronics for controlling the lamps, is necessary. During the assembly process, the first part is attached to the second part. For this purpose, a housing of the second part has openings through which the pin-shaped electrodes of the first part can be inserted. However, the pin-shaped electrodes must be inserted into openings in the second part in a predefined manner. This requires precise alignment of the first part relative to the second part, which may therefore have to be repeated several times. Manufacturing-related tolerances in the arrangement of one or more pin-shaped electrodes can only be compensated for with difficulty or not at all.
Die
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Aus der
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Es stellt sich das technische Problem, ein Gehäuse, eine Steckkontaktverbindung sowie ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung zu schaffen, welche eine elektrische Kontaktierung ermöglichen, die toleranter gegenüber einer gehäuseseitigen Einsteckposition und einer Einsteckrichtung ist.The technical problem arises of creating a housing, a plug contact connection and a method for electrical contacting, which enable electrical contacting that is more tolerant of a housing-side insertion position and an insertion direction.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich aus den Gegenständen mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 4 und 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the objects with the features of
Vorgeschlagen wird ein Gehäuse zur Aufnahme eines Steckers, wobei der Stecker eine stiftförmige Elektrode aufweist. Das Gehäuse weist hierbei mindestens eine Öffnung auf, wobei eine Fläche der Öffnung um ein vorbestimmtes Maß größer als eine Querschnittsfläche der stiftförmigen Elektrode ist. Zur elektrischen Kontaktierung wird die stiftförmige Elektrode durch die Öffnung in das Gehäuse eingesteckt. Die Querschnittsfläche einer stiftförmigen Elektrode bezieht sich hierbei auf einen Querschnitt senkrecht zu einer zentralen Längsachse der stiftförmigen Elektrode. Beispielsweise kann die stiftförmige Elektrode einen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Auch die Öffnung kann beispielsweise kreisförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Weist die stiftförmige Elektrode z.B. einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist die Öffnung ebenfalls kreisförmig, so ist ein Radius der kreisförmigen Öffnung um ein vorbestimmtes Maß größer als ein Radius des kreisförmigen Querschnitts der stiftförmigen Elektrode. Vorzugsweise ist das vorbestimmte Maß in Abhängigkeit einer maximal zulässigen Montagetoleranz oder Fertigungstoleranz des Steckers und/oder des Gehäuses zu wählen. Die Toleranz bezieht sich hierbei insbesondere auf eine Anordnung der stiftfömrigen Elektrode am Stecker und der Öffnung am Gehäuse. Weist eine steckerseitige Anordnung der stiftförmigen Elektrode beispielsweise eine Toleranz von +/- 1 mm auf, so kann ein Radius der Öffnung um mindestens 1 mm größer als ein Radius der kreisförmigen Querschnittsfläche der stiftförmigen Elektrode sein. Hierbei bezieht sich die Toleranz der Anordnung der steckerseitigen Elektrode bezüglich des Steckers auf eine ursprünglich gewünschte Anordnung der stiftförmigen Elektrode am Stecker. Ist die Öffnung rechteckförmig, so können in analoger Weise Abstände zwischen gegenüberliegenden Seitenrändern der rechteckigen Öffnung um ein vorbestimmtes Maß größer sein als ein Radius einer kreisförmigen Querschnittsfläche der stiftförmigen Elektrode oder um ein vorbestimmtes Maß größer als Abstände zwischen Seitenrändern eines rechteckförmigen Querschnitts einer stiftförmigen Elektrode sein.A housing is proposed to accommodate a plug, the plug having a pin-shaped electrode. The housing here has at least one opening, an area of the opening being larger by a predetermined amount than a cross-sectional area of the pin-shaped electrode. For electrical contact, the pin-shaped electrode is inserted through the opening into the housing. The cross-sectional area of a pin-shaped electrode here refers to a cross section perpendicular to a central longitudinal axis of the pin-shaped electrode. For example, the pin-shaped electrode can have a circular or rectangular cross section. The opening can also be circular or rectangular, for example. For example, if the pin-shaped electrode has a circular cross-section and the opening is also circular, a radius of the circular opening is larger by a predetermined amount than a radius of the circular cross-section of the pin-shaped electrode. Preferably, the predetermined dimension is to be selected depending on a maximum permissible assembly tolerance or manufacturing tolerance of the plug and/or the housing. The tolerance refers in particular to an arrangement of the pin-shaped electrode on the plug and the opening on the housing. For example, if a plug-side arrangement of the pin-shaped electrode has a tolerance of +/- 1 mm, a radius of the opening can be at least 1 mm larger than a radius of the circular cross-sectional area of the pin-shaped electrode. Here, the tolerance of the arrangement of the plug-side electrode with respect to the plug refers to an originally desired arrangement of the pin-shaped electrode on the plug. If the opening is rectangular, then in an analogous manner, distances between opposite side edges of the rectangular opening can be larger by a predetermined amount than a radius of a circular cross-sectional area of the pin-shaped electrode or can be larger by a predetermined amount than distances between side edges of a rectangular cross-section of a pin-shaped electrode.
Wird in der Ebene der Öffnung ein kartesisches Koordinatensystem mit einer x- und einer y-Achse definiert, so ermöglicht das erfindungsgemäße Gehäuse eine Einstecktoleranz in x- und y-Richtung.If a Cartesian coordinate system with an x and a y axis is defined in the plane of the opening, the housing according to the invention enables insertion tolerance in the x and y directions.
Weiter ist eine gehäuseseitige Elektrode im Gehäuse angeordnet.Furthermore, a housing-side electrode is arranged in the housing.
Erfindungsgemäß ist die gehäuseseitige Elektrode mittels der stiftförmigen Elektrode elektrisch kontaktierbar, falls die stiftförmige Elektrode mit einer vorbestimmten Länge der stiftförmigen Elektrode durch eine beliebige Stelle der Öffnung mit oder unter einem Einsteckwinkel relativ zur Fläche der Öffnung in das Gehäuse eingesteckt wird oder ist. Der Einsteckwinkel ist hierbei größer oder gleich einem vorbestimmten Einsteckwinkel. Beispielsweise kann der vorbestimmte Einsteckwinkel 45 Grad betragen. Auch kann der vorbestimmte Einsteckwinkel 90 Grad betragen, wodurch die stiftförmige Elektrode senkrecht zur Fläche der Öffnung in diese eingesteckt wird. In diesem Fall ist der Einsteckwinkel gleich dem vorbestimmten Einsteckwinkel.According to the invention, the housing-side electrode can be electrically contacted by means of the pin-shaped electrode if the pin-shaped electrode with a predetermined length of the pin-shaped electrode is or is inserted into the housing through any point in the opening with or at an insertion angle relative to the surface of the opening. The insertion angle is greater than or equal to a predetermined insertion angle. For example, the predetermined insertion angle can be 45 degrees. The predetermined insertion angle can also be 90 degrees, whereby the pin-shaped electrode is inserted into the opening perpendicular to the surface of the opening. In this case, the insertion angle is equal to the predetermined insertion angle.
Die gehäuseseitige Elektrode ist hierbei also derart im Gehäuse angeordnet, dass eine die Fläche der Öffnung unter dem Einsteckwinkel schneidende Gerade eine Oberfläche der gehäuseseitigen Elektrode schneidet, wobei ein Abstand zwischen einem Schnittpunkt der Geraden mit der Fläche der Öffnung und einem Schnittpunkt der Geraden mit der Oberfläche der gehäuseseitigen Elektrode der vorbestimmten Länge oder zumindest der vorbestimmten Länge entspricht und der Einsteckwinkel größer oder gleich dem vorbestimmten Einsteckwinkel ist.The housing-side electrode is arranged in the housing in such a way that a straight line intersecting the surface of the opening at the insertion angle intersects a surface of the housing-side electrode, with a distance between an intersection of the straight line with the surface of the opening and an intersection of the straight line with the surface the housing-side electrode corresponds to the predetermined length or at least the predetermined length and the insertion angle is greater than or equal to the predetermined insertion angle.
Die gehäuseseitige Elektrode weist hierbei mindestens eine Oberfläche auf, wobei die gehäuseseitige Elektrode durch eine stiftförmige Elektrode kontaktierbar ist, falls zumindest ein Teil der stiftförmigen Elektrode durch die Oberfläche in die gehäuseseitige Elektrode eindringt. Dabei wird die gehäuseseitige Elektrode durch die stiftförmige Elektrode kontaktiert, indem diese durch an einer vorbestimmten Position der Oberfläche in die gehäuseseitige Elektrode eindringt und an einer weiteren Position der Oberfläche oder einer weiteren Oberfläche aus der gehäuseseitigen Elektrode austritt.The housing-side electrode has at least one surface, wherein the housing-side electrode can be contacted by a pin-shaped electrode if at least part of the pin-shaped electrode penetrates through the surface into the housing-side electrode. The housing-side electrode is contacted by the pin-shaped electrode in that it penetrates into the housing-side electrode at a predetermined position on the surface and emerges from the housing-side electrode at a further position on the surface or a further surface.
Durch das erfindungsgemäße Gehäuse können in vorteilhafter Weise Fertigungstoleranzen in der Anordnung der stiftförmigen Elektrode auf der Steckerseite kompensiert werden. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn steckerseitig mehrere stiftförmige Elektroden angeordnet sind, die jeweils von ihrer Soll-Anordnung in einem vorbestimmten Maße abweichen können. Weiter wird vorteilhaft ermöglicht, dass kein genaues Ausrichten der stiftförmigen Elektrode gegenüber dem Gehäuse bzw. der Öffnung notwendig ist, um eine elektrische Kontaktierung sicherzustellen. Somit vereinfacht sich z.B. eine Montage eines Scheinwerfers.The housing according to the invention can advantageously compensate for manufacturing tolerances in the arrangement of the pin-shaped electrode on the plug side. This is particularly important if several pin-shaped electrodes are arranged on the plug side can each deviate from their target arrangement to a predetermined extent. Furthermore, it is advantageously possible that no precise alignment of the pin-shaped electrode with respect to the housing or the opening is necessary in order to ensure electrical contact. This simplifies the installation of a headlight, for example.
Insbesondere können in vorteilhafter Weise auch Toleranzen in einer Orientierung der stiftförmigen Elektrode kompensiert werden. Weist z.B. aus Fertigungsgründen eine erste stiftförmige Elektrode eines Steckers eine andere Orientierung auf als eine zweite stiftförmige Elektrode des Steckers, so können beide stiftförmigen Elektroden in einfacher Weise mit zwei verschiedenen gehäuseseitigen Elektroden, die erfindungsgemäß ausgebildet sind, in elektrischen Kontakt gebracht werden. Auch ist hierbei möglich, den Stecker nicht mehr ausschließlich senkrecht zur Fläche der Öffnung in diese einzustecken, sondern auch ein leicht verkipptes oder geneigtes Einstecken ist möglich.In particular, tolerances in an orientation of the pin-shaped electrode can also be compensated for in an advantageous manner. If, for example, for manufacturing reasons, a first pin-shaped electrode of a plug has a different orientation than a second pin-shaped electrode of the plug, both pin-shaped electrodes can easily be brought into electrical contact with two different housing-side electrodes, which are designed according to the invention. It is also possible here to no longer insert the plug exclusively perpendicular to the surface of the opening, but also to insert it slightly tilted or inclined.
Die gehäuseseitige Elektrode ist hierbei vorzugsweise derart ausgeführt, dass im eingesteckten Zustand der stiftförmigen Elektrode eine Bewegung dieser Elektrode in axialer Richtung der stiftförmigen Elektrode (zentrale Längsrichtung der stiftförmigen Elektrode) möglich ist, ohne dass hierbei ein elektrischer Kontakt zwischen gehäuseseitiger Elektrode und stiftförmiger Elektrode unterbrochen wird. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Einstecktoleranz in axialer Richtung der stiftförmigen Elektrode erreicht, die, bezogen auf das vorhergehend definierte kartesische Koordinatensystem, je nach z-Anteil der axialen Bewegung, zumindest teilweise eine Einstecktoleranz in z-Richtung gewährleistet.The housing-side electrode is preferably designed in such a way that when the pin-shaped electrode is inserted, a movement of this electrode in the axial direction of the pin-shaped electrode (central longitudinal direction of the pin-shaped electrode) is possible without electrical contact between the housing-side electrode and the pin-shaped electrode being interrupted . This advantageously achieves an insertion tolerance in the axial direction of the pin-shaped electrode, which, based on the previously defined Cartesian coordinate system, at least partially ensures an insertion tolerance in the z direction, depending on the z component of the axial movement.
Weiter ist zumindest zwischen der Öffnung und der gehäuseseitigen Elektrode ein elektrisch isolierendes Material angeordnet. Das elektrisch isolierende Material ist eine selbstdichtende gummiartige Substanz. Vorzugsweise ist das Material Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Dabei ist die gehäuseseitige Elektrode in das elektrisch isolierende Material mindestens teilweise eingebettet, d.h. von beiden Seiten umgeben. Weiter vorzugsweise dichtet das isolierende Material die zweite Elektrode gegenüber Schmutz oder Flüssigkeit außerhalb des Gehäuses ab. Beim Einstecken kann also die stiftförmige Elektrode erst durch das isolierende Material gesteckt werden, bevor ein elektrischer Kontakt mit der gehäuseseitigen Elektrode zustande kommt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise zusätzlich erreicht, dass eine mechanische Abstützung der stiftförmigen Elektrode und somit des Steckers erfolgt. Weiter wird durch die Anordnung eines isolierenden Materials erreicht, dass die axiale Bewegung der stiftförmigen Elektrode durch Gleit- und Haftreibung mehr gehemmt wird, als wenn die stiftförmige Elektrode ohne isolierendes Material in die gehäuseseitige Elektrode eingesteckt ist.Furthermore, an electrically insulating material is arranged at least between the opening and the housing-side electrode. The electrically insulating material is a self-sealing rubber-like substance. Preferably the material is ethylene propylene diene rubber (EPDM). The housing-side electrode is at least partially embedded in the electrically insulating material, i.e. surrounded on both sides. Further preferably, the insulating material seals the second electrode from dirt or liquid outside the housing. When plugging in, the pin-shaped electrode can first be pushed through the insulating material before electrical contact is made with the electrode on the housing side. This advantageously also ensures that the pin-shaped electrode and thus the plug are mechanically supported. Furthermore, the arrangement of an insulating material ensures that the axial movement of the pin-shaped electrode is inhibited more by sliding and static friction than if the pin-shaped electrode is inserted into the housing-side electrode without insulating material.
Weiter ist die gehäuseseitige Elektrode von der stiftförmigen Elektrode durchstoßbar, falls die stiftförmige Elektrode mit einer vorbestimmten Vorschubskraft in das Gehäuse eingesteckt wird. Hierbei wird die gehäuseseitige Elektrode also von der stiftförmigen, steckerseitigen Elektrode durchstoßen, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen beiden Elektroden hergestellt wird. Im durchstoßenen Zustand wird hierbei eine elektrische Verbindung zwischen der gehäuseseitigen Elektrode und Außenflächen der stiftförmigen Elektrode hergestellt. Ein Durchstoßen bedeutet hierbei, dass in axialer Richtung der stiftförmigen Elektrode (zentrale Längsrichtung der stiftförmigen Elektrode) Teile der stiftförmigen Elektrode auf gegenüberliegenden Seiten der gehäuseseitigen Elektrode angeordnet sind. Dabei ist die gehäuseseitige Elektrode als Blech ausgeführt.Furthermore, the housing-side electrode can be pierced by the pin-shaped electrode if the pin-shaped electrode is inserted into the housing with a predetermined feed force. Here, the housing-side electrode is pierced by the pin-shaped, plug-side electrode, with electrical contact being established between the two electrodes. In the punctured state, an electrical connection is established between the housing-side electrode and outer surfaces of the pin-shaped electrode. Piercing here means that parts of the pin-shaped electrode are arranged on opposite sides of the housing-side electrode in the axial direction of the pin-shaped electrode (central longitudinal direction of the pin-shaped electrode). The electrode on the housing side is made of sheet metal.
Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine einfache und kostengünstige Ausbildung der gehäuseseitigen Elektrode möglich. Das Blech kann hierbei eine vorbestimmte Dicke aufweisen. Dabei ist das Blech mittels der stiftförmigen Elektrode durchstoßbar, wenn die stiftförmige Elektrode mit einer vorbestimmten Vorschubskraft gegen das Blech gedrückt wird. Beim Durchstoßen kragt das Blech an der Durchstoßstelle auf, wodurch in vorteilhafter Weise eine größere Kontaktfläche zwischen Blech und Außenseiten der stiftförmigen Elektrode hergestellt wird. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine höhere Kontaktsicherheit gegeben. Vorzugsweise ist das Blech eine weiche Kupferlegierung.This advantageously enables a simple and cost-effective design of the housing-side electrode. The sheet metal can have a predetermined thickness. The sheet metal can be pierced by means of the pin-shaped electrode when the pin-shaped electrode is pressed against the sheet metal with a predetermined feed force. When piercing, the sheet protrudes at the puncture point, which advantageously creates a larger contact area between the sheet and the outside of the pin-shaped electrode. This advantageously provides greater contact security. Preferably the sheet is a soft copper alloy.
Vorstellbar ist, dass für ein Einstecken der stiftförmigen Elektrode in das elektrisch isolierende Material eine höhere Vorschubskraft notwendig ist als für das Durchstoßen der gehäuseseitigen Elektrode. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass mit einer zum Einstecken in das Gehäuse erforderlichen Vorschubskraft die gehäuseseitige Elektrode in jedem Fall durchstoßen wird. Um das vorhergehend genannte Durchstoßen zu ermöglichen, weisen die gehäuseseitige Elektrode und/oder das elektrisch isolierende Material eine vorbestimmte Härte oder vorbestimmte Festigkeit auf, die geringer als eine Härte oder Festigkeit der stiftförmigen Elektrode sind.It is conceivable that a higher feed force is necessary for inserting the pin-shaped electrode into the electrically insulating material than for piercing the electrode on the housing side. This advantageously ensures that the housing-side electrode is pierced in any case with the feed force required for insertion into the housing. In order to enable the aforementioned piercing, the housing-side electrode and/or the electrically insulating material have a predetermined hardness or predetermined strength that is lower than a hardness or strength of the pin-shaped electrode.
In einer Ausführungsform weist das Gehäuse gehäuseseitige Rastelemente auf, wobei das Gehäuse mittels der gehäuseseitigen Rastelemente mit dem Stecker verrastbar ist. Die Rastelemente sind hierbei derart ausgebildet, dass ein Verrasten unabhängig von einer Einsteckposition der stiftförmigen Elektrode in die Öffnung hergestellt werden kann. Die Rastverbindung kann hierbei lösbar oder unlösbar ausgebildet sein. Durch die Rastverbindung ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine Bewegung der stiftförmigen Elektrode im eingesteckten Zustand verhindert wird. Auch können die gehäuseseitigen Rastelemente derart ausgebildet sein, dass bei einer erfolgten Rastverbindung eine vorbestimmte Bewegung der Elektrode in axialer Richtung der stiftförmigen Elektrode weiter möglich ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass eventuell durch spätere Fertigungs- oder Montageschritte notwendige axiale Verschiebungen des Steckers gegenüber dem Gehäuse auch nach erfolgter elektrischer Kontaktierung möglich sind.In one embodiment, the housing has latching elements on the housing side, wherein the housing can be latched to the plug by means of the latching elements on the housing side. The latching elements are designed in such a way that latching is achieved regardless of an insertion position of the pin-shaped electrode into the opening can. The locking connection can be designed to be detachable or non-detachable. The latching connection advantageously results in movement of the pin-shaped electrode being prevented when inserted. The housing-side latching elements can also be designed in such a way that a predetermined movement of the electrode in the axial direction of the pin-shaped electrode is still possible when a latching connection has been made. This can advantageously ensure that any axial displacements of the plug relative to the housing that may be necessary in later manufacturing or assembly steps are possible even after electrical contacting has been made.
Selbstverständlich kann der Stecker hierbei korrespondierende Rastelemente aufweisen. Alternativ oder kumulativ können auch weitere lösbare und unlösbare Verbindungsarten, z.B. Klemmen, Verkleben, Verschrauben, Vernieten, zur Anwendung kommen. Hierfür kann das Gehäuse und/oder der Stecker notwendige Verbindungsflächen aufweisen.Of course, the plug can have corresponding locking elements. Alternatively or cumulatively, other detachable and non-detachable connection types, e.g. clamping, gluing, screwing, riveting, can also be used. For this purpose, the housing and/or the plug can have the necessary connecting surfaces.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse mindestens ein Kopplungselement auf, wobei das Gehäuse mittels des Kopplungselements mit einem weiteren Gehäuse koppelbar ist. Beispielsweise kann das Gehäuse eine so genannte Schwalbenschwanzführung, die z.B. als schwalbenschwanzförmiger Steg ausgebildet ist, aufweisen. Auch kann das Gehäuse eine Nut zur Aufnahme der vorhergehend genannten Schwalbenschwanzführung aufweisen. Hierdurch ist eine mechanische Verbindung zwischen mehreren Gehäusen und somit ein modularer Aufbau einer elektrischen Steckverbindung möglich. Beispielsweise kann das Gehäuse würfel- oder quaderförmig ausgebildet sein. Hierbei können an mindestens einer, vorzugsweise jedoch zwei oder drei, Außenflächen, die vorzugsweise benachbarte Außenflächen sind, schwalbenschwanzförmige Stege angeordnet sein. Weiter können von diesen Außenseiten verschiedene Außenseiten, insbesondere die drei verbliebenen Außenseiten, schwalbenschwanzförmige Nuten aufweisen, in die die vorhergehend genannten schwalbenschwanzförmigen Stege einführbar sind.In a further embodiment, the housing has at least one coupling element, wherein the housing can be coupled to another housing by means of the coupling element. For example, the housing can have a so-called dovetail guide, which is designed, for example, as a dovetail-shaped web. The housing can also have a groove for receiving the aforementioned dovetail guide. This enables a mechanical connection between several housings and thus a modular structure of an electrical plug connection. For example, the housing can be cube-shaped or cuboid-shaped. Dovetail-shaped webs can be arranged on at least one, but preferably two or three, outer surfaces, which are preferably adjacent outer surfaces. Furthermore, different outer sides of these outer sides, in particular the three remaining outer sides, can have dovetail-shaped grooves into which the aforementioned dovetail-shaped webs can be inserted.
Weiter vorgeschlagen wird eine Steckkontaktverbindung, wobei die Steckkontaktverbindung ein Gehäuse und einen Stecker mit einer stiftförmigen Elektrode umfasst, wobei das Gehäuse mindestens eine Öffnung aufweist. Die Fläche der Öffnung ist um ein vorbestimmtes Maß größer als eine Querschnittsfläche der stiftförmigen Elektrode. In dem Gehäuse ist eine gehäuseseitige Elektrode angeordnet. Erfindungsgemäß ist die gehäuseseitige Elektrode mittels der stiftförmigen Elektrode elektrisch kontaktierbar, falls die stiftförmige Elektrode mit einer vorbestimmten Länge der stiftförmigen Elektrode durch eine beliebige Stelle der Öffnung mit einem Einsteckwinkel relativ zur Fläche der Öffnung in das Gehäuse eingesteckt wird, wobei der Einsteckwinkel größer oder gleich einem vorbestimmten Einsteckwinkel ist.A plug contact connection is also proposed, wherein the plug contact connection comprises a housing and a plug with a pin-shaped electrode, the housing having at least one opening. The area of the opening is larger by a predetermined amount than a cross-sectional area of the pin-shaped electrode. A housing-side electrode is arranged in the housing. According to the invention, the housing-side electrode can be electrically contacted by means of the pin-shaped electrode if the pin-shaped electrode with a predetermined length of the pin-shaped electrode is inserted into the housing through any point in the opening with an insertion angle relative to the surface of the opening, the insertion angle being greater than or equal to one predetermined insertion angle.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung, wobei ein Gehäuse mindestens eine Öffnung aufweist. Weiter ist eine gehäuseseitige Elektrode im Gehäuse angeordnet. Weiter weist ein Stecker eine stiftförmige Elektrode auf. Weiter ist eine Fläche der Öffnung um ein vorbestimmtes Maß größer als eine Querschnittsfläche einer stiftförmigen Elektrode ist. Erfindungsgemäß wird die gehäuseseitige Elektrode mittels der stiftförmigen Elektrode elektrisch kontaktiert, falls die stiftförmige Elektrode mit einer vorbestimmten Länge der stiftförmigen Elektrode durch eine beliebige Stelle der Öffnung mit einem Einsteckwinkel relativ zur Fläche der Öffnung in das Gehäuse eingesteckt wird, wobei der Einsteckwinkel größer oder gleich einem vorbestimmten Einsteckwinkel ist.A method for electrical contacting is also proposed, wherein a housing has at least one opening. Furthermore, a housing-side electrode is arranged in the housing. A plug also has a pin-shaped electrode. Furthermore, an area of the opening is larger by a predetermined amount than a cross-sectional area of a pin-shaped electrode. According to the invention, the housing-side electrode is electrically contacted by means of the pin-shaped electrode if the pin-shaped electrode with a predetermined length of the pin-shaped electrode is inserted into the housing through any point in the opening with an insertion angle relative to the surface of the opening, the insertion angle being greater than or equal to one predetermined insertion angle.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
-
1 eine schematische Seitenansicht eines Steckers und eines Gehäuses, -
2a eine schematische Seitenansicht eines Steckers und eines Gehäuses vor einem Einsteckvorgang, -
2b eine schematische Seitenansicht eines Steckers und eines Gehäuses nach einem Einsteckvorgang, -
3a einen Querschnitt eines Gehäuses, -
3b eine erste Draufsicht auf ein Gehäuse, -
3c eine zweite Draufsicht auf ein Gehäuse, -
4a eine schematische Darstellung einer Ein-Pin-Anordnung und -
4b eine schematische Darstellung einer Drei-Pin-Anordnung.
-
1 a schematic side view of a plug and a housing, -
2a a schematic side view of a plug and a housing before an insertion process, -
2 B a schematic side view of a plug and a housing after an insertion process, -
3a a cross section of a housing, -
3b a first top view of a housing, -
3c a second top view of a housing, -
4a a schematic representation of a one-pin arrangement and -
4b a schematic representation of a three-pin arrangement.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Eigenschaften.Below, the same reference numbers designate elements with the same or similar technical properties.
In
In
In
In
In
Auch in
In
In
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- SteckerPlug
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- SteckergehäuseConnector housing
- 44
- stiftförmige Elektrodepen-shaped electrode
- 55
- erster Leiterfirst leader
- 66
- Hohlraumcavity
- 77
- Öffnungopening
- 88th
- gehäuseseitige Elektrodehousing-side electrode
- 99
- erste Seitenwand der gehäuseseitigen Elektrodefirst side wall of the housing-side electrode
- 1010
- zweite Seitenwand der gehäuseseitigen Elektrodesecond side wall of the housing-side electrode
- 1111
- zweiter Leitersecond leader
- 1212
- elektrisch isolierendes Materialelectrically insulating material
- 1414
- zentrale Längsachsecentral longitudinal axis
- 1515
- OberseiteTop
- 1616
- SeitenwandSide wall
- 1717
- schwalbenschwanzförmiger Stegdovetail-shaped bridge
- 1818
- schwalbenschwanzförmige Nutdovetail-shaped groove
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