DE10028859A1 - Kontaktsteckelement und elektrische Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Ein Kontaktsteckelement für den Einsatz in einem Steckerkörper oder einem Steckdosenkörper einer elektrischen Steckverbindung zwischen Zug- und Anhängefahrzeugen, das einen Befestigungsmantel zur Verankerung im Stecker- oder Steckdosenkörper, einen Kontaktabschnitt zur Steckverbindung mit einem als Gegenstück dienenden Kontaktsteckelement sowie einen Anschlussbereich für eine elektrische Anschlusslitze aufweist, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das Kontaktsteckelement (1, 2) als einzelnes Blechstanzteil gestaltet, in dem der Befestigungsmantel (4), der Kontaktabschnitt (5a, 5b) und der Anschlussbereich (3) einstückig integriert sind. DOLLAR A Einsatz für Steckverbindungen bei Nutzfahrzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsteckelement für den Ein­ satz in einem Steckerkörper oder einem Steckdosenkörper einer elektrischen Steckverbindung zwischen Zug- und Anhängefahr­ zeugen, das einen Befestigungsmantel zur Verankerung im Ste­ cker- oder Steckdosenkörper, einen Kontaktabschnitt zur Steckverbindung mit einem als Gegenstück dienenden Kontakt­ steckelement sowie einen Anschlussbereich für eine elektri­ sche Leitungslitze aufweist, sowie eine elektrische Steckver­ bindung zwischen Zug- und Anhängenutzfahrzeugen mit einem dem einen Fahrzeug zugeordneten Steckerkörper und einem dem ande­ ren Fahrzeug zugeordneten Steckdosenkörper, wobei Stecker- und Steckdosenkörper mehrere aufeinander abgestimmte Kontakt­ steckelemente aufweisen.

Elektrische Steckverbindungen zwischen Zug- und Anhängefahr­ zeugen, insbesondere zwischen entsprechenden Nutzfahrzeugen, sind allgemein bekannt. Eine solche elektrische Steckverbin­ dung weist einen aus einem isolierenden Kunststoff bestehen­ den Steckdosenkörper einerseits und einen ebenfalls aus einem isolierenden Kunststoff bestehenden Steckerkörper anderer­ seits auf, die für die Schaffung der elektrischen Verbindung ineinandergesteckt werden. In dem Steckdosenkörper sind als Kontaktsteckelemente mehrere Kontaktstecker und in dem Ste­ ckerkörper als korrespondierende Gegenstücke eine entspre­ chende Anzahl von Kontaktsteckelementen in Form von Kontakt­ buchsen angeordnet, die aus elektrisch leitenden Materialien hergestellt sind. Sowohl die Kontaktstecker als auch die Kon­ taktbuchsen weisen aufeinander abgestimmte Kontaktabschnitte auf, die koaxial ineinandersteckbar sind, um die elektrische Verbindung herzustellen. Außerdem weisen sowohl jeder Kon­ taktstecker als auch jede Kontaktbuchse am rückseitigen Ende Anschlussbereiche auf, die zur Verbindung der Kontaktstecker und Kontaktbuchsen mit den entsprechenden elektrischen Lei­ tungslitzen des jeweiligen Elektrokabels dienen. Vorzugsweise sind bei derartigen elektrischen Steckverbindungen, die für 12 V- und 24 V-Ausrüstung ausgelegt sind, 5-/7-/13-/15-polige Verbindungen vorgesehen, so dass jeweils eine Kontaktbuchse und ein Kontaktstecker einen gemeinsamen Pol bilden. Die Kon­ taktsteckelemente in Form der Kontaktstecker und Kontaktbuch­ sen weisen zudem jeweils einen Befestigungsmantel auf, mit­ tels dessen sie im jeweiligen Stecker- oder Steckdosenkörper sicher verankert werden. Bekannte Kontaktstecker und Kontakt­ buchsen sind als metallische Drehteile ausgeführt, wobei der Befestigungsmantel als separates Bauteil jeweils auf den Kon­ taktstecker oder die Kontaktbuchse aufgebracht ist. Die für die Steckerkörper und Steckdosenkörper elektrischer Steckver­ bindungen von Zug- und Anhängefahrzeugen eingesetzten Kon­ taktsteckelemente müssen sehr stabil gestaltet sein und eine relativ hohe Steckkraft erzeugen und müssen dementsprechend sicher im jeweiligen Stecker- oder Steckdosenkörper verankert sein. Um diese verschiedenen Anforderungen zu erfüllen, sind die bislang bekannten Kontaktsteckelemente relativ aufwendig gestaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kontaktsteckelement sowie eine elektrische Steckverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen vereinfachten Aufbau aufweisen und ei­ ne kostengünstigere Herstellung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird für das Kontaktsteckelement dadurch ge­ löst, dass das Kontaktsteckelement als einzelnes Blechstanz­ teil gestaltet ist, in dem der Befestigungsmantel, der Kon­ taktabschnitt und der Anschlussbereich einstückig integriert sind. Unter dem Kontaktsteckelement im Sinne der Erfindung werden sowohl Kontaktstecker als auch Kontaktbuchsen verstan­ den. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine äußerst ein­ fache und kostengünstige Herstellung solcher Kontaktsteckele­ mente ermöglicht. Dies bewirkt auch für die gesamte elektri­ sche Steckverbindung einschließlich Steckerkörper und Steck­ dosenkörper eine entsprechend einfachere und kostengünstigere Herstellbarkeit. Der Befestigungsmantel, der Kontaktabschnitt und der Anschlussbereich sind so ausgeführt, dass sie den be­ kannten Anforderungen an die Verankerung im jeweiligen Ste­ cker- oder Steckdosenkörper an die benötigten Steckkräfte und an die Anschlussvorgaben für die elektrischen Leitungslitzen entsprechen. Sowohl die Ausführung als Kontaktstecker als auch die Ausführung als Kontaktbuchse stellt ein zu beiden Stirnseiten hin offenes Bauteil dar, das zumindest ab­ schnittsweise Hohlkörperform aufweist. Durch die offene Ges­ taltung des Blechstanzteiles kann sich keine Feuchtigkeit im Kontaktsteckelement sammeln, so dass Korrosionen zuverlässig vermieden werden können.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Befestigungsmantel wenigstens zwei über den Umfang des Befestigungsmantels gleichmäßig verteilte, nach außen abgestellte, elastisch nachgiebige Rastlaschen und wenigstens zwei in axialer Flucht zu den Rastlaschen beabstandete, als Anschläge dienende Aus­ prägungen auf, wobei der Abstand der Rastlaschen zu den Aus­ prägungen auf die Dicke eines im Stecker- oder Steckdosenkör­ per angeordneten Gegenstückes abgestimmt ist. Die Rastlaschen sind zungenartig gestaltet und hintergreifen im eingerasteten Zustand des Kontaktsteckelementes ein entsprechendes Gegen­ stück, beispielsweise ein Ringschulter, ein Ringbauteil, Rastnocken oder ähnliches im Stecker- oder Steckdosenkörper.

Durch die axiale Zuordnung der Ausprägungen zu den Rastla­ schen wird auf gleicher Umfangshöhe für die Rastlaschen je­ weils direkt die Gegenstützung geschaffen, wodurch eine be­ sonders große Stabilität für die Verankerung des Kontakt­ steckelementes im jeweiligen Stecker- oder Steckdosenkörper erzielbar ist. Die Rastlaschen sind zungenartig aus dem Be­ festigungsmantel des Blechstanzteiles ausgestanzt und schräg nach außen gebogen. Die Ausprägungen, die als Anschläge die­ nen, sind von innen nach außen über dem Befestigungsmantel abgestellt, wobei die Ausprägungen nockenartige Form aufwei­ sen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zur form­ schlüssigen Umfangssicherung von in Mantelbereichen des Blechstanzteiles aneinanderstoßenden Randkanten des Blech­ stanzteiles vorgesehen. Vorzugsweise ist eine Randkante des Blechstanzteiles mit zungenartigen Fortsätzen versehen, die in korrespondierende Aussparungen der benachbarten Randkante in Umfangsrichtung eingreifen. Diese Ausgestaltung ist im Be­ reich von hohlzylindrischen Abschnitten des Kontaktsteckele­ mentes vorgesehen, um keine unbeabsichtigte Aufweitung des jeweiligen Mantelbereiches zu riskieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem als Kontaktbuchse ausgebildeten Kontaktsteckelement der Kontakt­ abschnitt mit bogenartig nach innen gewölbten, federelastisch nachgiebigen und eine Steckachse flankierenden Klemmstreifen versehen, die auf einer Seite in einen hülsenförmigen Aufnah­ mebereich und auf der gegenüberliegenden Seite in den Befes­ tigungsmantel einstückig übergehen. Diese Klemmstreifen be­ wirken die Klemmkraft für den Kontaktabschnitt des korrespon­ dierenden Kontaktsteckers, wobei die Klemmstreifen durch ent­ sprechende Materialwahl des Blechstanzteiles derart gestaltet sind, dass die erforderliche Klemmkraft auch bei häufigem Zu­ sammenstecken und Lösen von Kontaktbuchse und Kontaktstecker aufrechterhalten bleibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlussbe­ reich als Crimpverbindung ausgeführt. Vorzugsweise ragen die gegenüberliegenden Crimplaschen parallel zueinander zu einer Seite ab, um beim Crimpen eine besonders gute Verbindung zu dem entsprechenden Anschlussdraht der jeweiligen elektrischen Leitungslitze zu erzielen.

Für die elektrische Steckverbindung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kontakt­ steckelemente des Steckerkörpers und/oder des Steckdosenkör­ pers gemäß dem zuvor beschriebenen Kontaktsteckelement ausge­ führt sind. Dabei können sowohl die Kontaktbuchsen als auch die Kontaktstecker als erfindungsgemäße Kontaktsteckelemente ausgeführt sein. Es ist auch möglich, lediglich die Kontakt­ stecker oder die Kontaktbuchsen als erfindungsgemäße Kontakt­ steckelemente auszuführen und dann die entsprechend gegenü­ berliegenden Kontaktstecker oder Kontaktbuchsen konventionell gemäß bekannten Kontaktsteckelementen zu gestalten.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht eine Ausführungsform ei­ nes erfindungsgemäßen Kontaktsteckelementes in Form einer Kontaktbuchse und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemä­ ßen Kontaktsteckelementes in Form eines Kontaktste­ ckers.

Die Kontaktbuchse nach Fig. 1 sowie der Kontaktstecker nach Fig. 2 bilden zueinander korrespondierende Gegenstücke und sind für den Einsatz bei einer elektrischen Steckverbindung zwischen Zug- und Anhängenutzfahrzeugen vorgesehen, die eine 12 V-/24 V-Ausrüstung aufweisen. Eine derartige Kontaktbuchse 1 oder ein derartiger Kontaktstecker 2 bilden jeweils einen Pol der mehrpoligen Steckverbindung, wobei die Steckverbindungen für derartige Nutzfahrzeuge üblicherweise 5-/7-/13-/15-polig ausgeführt sind. Jede Steckverbindung weist somit 5, 7, 13 oder 15 Kontaktbuchsen 1 und sechs Kontaktstecker 2 auf. Die Steckverbindung wird einerseits durch einen Steckerkörper ge­ bildet, der die Kontaktbuchsen 1 aufweist. Andererseits weist die Steckverbindung einen Steckdosenkörper auf, in dem die Kontaktstecker 2 angeordnet sind. Der grundsätzliche Aufbau einer solchen Steckverbindung wie auch eines Steckerkörpers und eines Steckdosenkörpers sind dem Fachmann bekannt und ausführlich in entsprechenden DIN-ISO-Normen, insbesondere der DIN-ISO 7638-1, der DIN-ISO 7638-2, der DIN-ISO 12089, der DIN-ISO 3731 und der DIN-ISO 1185 beschrieben. Bezüglich der Offenbarung der grundsätzlichen Gestaltung derartiger Steckverbindungen einschließlich der zugehörigen Stecker- und Steckdosenkörper wird somit ausdrücklich auf den Inhalt die­ ser genannten Normen Bezug genommen.

Sowohl die Kontaktbuchse 1 als auch der Kontaktstecker 2 sind jeweils als einstückiges Blechstanzteil, vorzugsweise aus ei­ nem Metallblech, gestaltet. Bei der Herstellung der Kontakt­ buchse 1 und des Kontaktsteckers 2 werden beide aus einem ebenen Blechstanzteil jeweils zu einem zumindest abschnitts­ weise hohlkörperförmigen Bauteil gestaltet, so dass sowohl die Kontaktbuchse 1 als auch der Kontaktstecker 2 jeweils hohlzylindrische Abschnitte aufweisen. In den hohlzylindri­ schen Bereichen ergeben sich durch die aneinanderliegenden Randkanten des Blechstanzteiles gemeinsame Stoßkanten 11, 13 für die Kontaktbuchse 1 und den Kontaktstecker 2. Um eine verbesserte Umfangssicherung im Bereich der Stoßkante 13 der Kontaktbuchse 1 zu erzielen, weisen die Randkanten zusätzlich in den hohlzylindrischen Bereichen formschlüssige Mittel in Gestalt jeweils einer Zunge 14 einerseits und einer korres­ pondierenden Aufnahme 15 im anderen Randkantenbereich ande­ rerseits auf. Die Zungen 14 und Aufnahmen 15 greifen im Mantelbereich und damit in Umfangsrichtung ineinander und bilden die formschlüssige Sicherung in Umfangsrichtung.

Sowohl die Kontaktbuchse 1 als auch der Kontaktstecker 2 wei­ sen jeweils einen Anschlussbereich 3 auf, der für die Verbin­ dung mit einer entsprechenden elektrischen Leitungslitze ei­ nes elektrischen Leitungskabels oder einer einzelnen Kabel­ ader dient. Außerdem weisen beide Kontaktsteckelemente, d. h. sowohl die Kontaktbuchse 1 als auch der Kontaktstecker 2, je­ weils einen Befestigungsmantel 4 auf, der zur Verankerung in dem Stecker- bzw. dem Steckdosenkörper dient. Der Befesti­ gungsmantel 4 ist hohlzylindrisch gestaltet, wobei lediglich im Bereich der Kontaktbuchse 1 die Stoßkante 13 zusätzlich noch mit den Umfangssicherungsmitteln 14, 15 versehen ist. Bei beiden Befestigungsmänteln 4 der Kontaktbuchse 1 und des Kontaktsteckers 2 sind jeweils mehrere, vorzugsweise drei, Rastlaschen 7 schräg aus dem Befestigungsmantel 4 herausge­ stellt, die zungenartig durch entsprechend U-förmige Ausstan­ zungen gebildet und anschließend nach außen gebogen sind. Die Rastlaschen 7 sind entgegen der Steckrichtung schräg nach au­ ßen gestellt, so dass sie beim Einschieben von hinten in ent­ sprechende Aussparungen des Steckerkörpers oder des Steckdo­ senkörpers durch ein im Stecker- oder Steckdosenkörper ange­ ordnetes Gegenstück in Form eines Ringteiles, einer Ring­ schulter oder ähnlichem nach innen gedrückt werden und hinter dem entsprechenden Gegenstück durch ihre federelastische Wir­ kung wieder in die unbelastete Stellung nach außen federn, wodurch sie das entsprechende Gegenstück formschlüssig hin­ tergreifen. Jeder Rastlasche 7 ist zudem ein Anschlag zuge­ ordnet, der auf gleicher Umfangshöhe in axialer Flucht, je­ doch auch in axialem Abstand zur jeweiligen Rastlasche 7 an­ geordnet ist und als nach außen vom Befestigungsmantel 4 ab­ ragende Ausprägung 6 gestaltet ist. Der Abstand jeder Ausprä­ gung 6 zur jeweiligen Rastlasche 7 ist auf die in Einsteck­ richtung gesehene Dicke des Gegenstückes im Stecker- oder Steckdosenkörper abgestimmt, so dass die Kontaktbuchse 1 bzw. der Kontaktstecker 2 mit den Ausprägungen 6 an dem Gegenstück anschlagen und gleichzeitig die Rastlaschen 7 nach außen ras­ ten. Dadurch ist die sichere Verankerung jeder Kontaktbuchse 1 bzw. jedes Kontaktsteckers 2 im jeweiligen Stecker- oder Steckdosenkörper gewährleistet.

Die beiden Anschlussbereiche 3 des Kontaktsteckers 2 und der Kontaktbuchse 1 sind identisch gestaltet und weisen in grund­ sätzlich bekannter Weise jeweils nach oben abragende, plas­ tisch nach innen umbiegbare Schenkel auf, die durch Crimpen in grundsätzlich bekannter Weise die sichere Crimpverbindung mit der jeweiligen Leitungslitze erzielen.

Sowohl die Kontaktbuchse 1 als auch der Kontaktstecker 2 sind zudem mit jeweils einem Kontaktabschnitt 5a, 5b versehen, die derart aufeinander abgestimmt sind, dass sie eine sichere elektrische Kontaktierung bei ausreichender Klemmkraft im zu­ sammengesteckten Zustand bewirken. Dem Kontaktabschnitt 5a der Kontaktbuchse 1 ist in Steckrichtung ein hohlzylindri­ scher Aufnahmebereich 9 vorgelagert, der den stirnseitigen Abschluss der Kontaktbuchse 1 bildet. Dieser ist mit Umfangs­ sicherungsmitteln 14, 15 versehen, wie zuvor bereits be­ schrieben wurde. Der Kontaktabschnitt 5a weist die äußere Form eines Paraboloids auf und ist durch mehrere parallel zu­ einander verlaufende Klemm- oder Kontaktstreifen 8 gebildet, die durch längliche Aussparungen voneinander in Umfangsrich­ tung getrennt sind. Die Klemmstreifen 8 schließen auf der ei­ nen Seite einstückig an den Aufnahmebereich 9 und auf der an­ deren Seite einstückig an den Befestigungsmantel 4 an. Durch die bogenförmige Wölbung der Klemmstreifen 8 zur Steckachse S hin nach innen wird die Klemmkraft auf den Kontaktabschnitt 5b des Kontaktsteckers 2 erzielt.

Der Kontaktstecker 2 weist einen Kontaktabschnitt 5b auf, der nach Art eines Steckers mit kegelartig zulaufender Spitze versehen ist. Auch der Kontaktabschnitt 5b ist als Hohlkörper gestaltet, in dem die entsprechenden Stanzflächenabschnitte nach innen gerollt und mit deren Rändern im Bereich der Stoßkante 11 aneinanderliegend ausgeführt sind. Im Stirnendbe­ reich des Kontaktabschnittes 5b weist der Kontaktstecker 2 kleine Aussparungen 16 auf, durch die seine Spitze offen ge­ staltet ist. Hierdurch wird die Ansammlung von Feuchtigkeit innerhalb des hohlkörperförmigen Kontaktabschnittes 5b ver­ hindert.

Jedes Kontaktsteckelement 1, 2, d. h. sowohl die Kontaktbuchse 1 als auch der Kontaktstecker 2 werden, wie anhand der Fig. 1 und 2 erkennbar ist und bereits zuvor angesprochen worden war, jeweils aus einem einstückigen Blechstanzteil herge­ stellt, das durch Umform- und Stanzvorgänge in die jeweilige endgültige Form für die Kontaktbuchse 1 bzw. den Kontaktste­ cker 2 gebracht wird.

Claims (6)

1. Kontaktsteckelement für den Einsatz in einem Stecker­ körper oder einem Steckdosenkörper einer elektrischen Steck­ verbindung zwischen Zug- und Anhängefahrzeugen, das einen Be­ festigungsmantel zur Verankerung im Stecker- oder Steckdosen­ körper, einen Kontaktabschnitt zur Steckverbindung mit einem als Gegenstück dienenden Kontaktsteckelement sowie einen An­ schlussbereich für eine elektrische Leitungslitze aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsteckelement (1, 2) als einzelnes Blechstanzteil gestaltet ist, in dem der Befestigungsmantel (4), der Kon­ taktabschnitt (5a, 5b) und der Anschlussbereich (3) einstü­ ckig integriert sind.

2. Kontaktsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Befestigungsmantel (4) wenigstens zwei ü­ ber den Umfang des Befestigungsmantels (4) gleichmäßig ver­ teilte, nach außen abgestellte, elastisch nachgiebige Rastla­ schen (7) und wenigstens zwei in axialer Flucht zu den Rast­ laschen (7) beabstandete, als Anschläge dienende Ausprägungen (6) aufweist, wobei der Abstand der Rastlaschen (7) zu den Ausprägungen (6) auf die Dicke eines im Stecker- oder Steck­ dosenkörper angeordneten Gegenstückes abgestimmt ist.

3. Kontaktsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass Mittel (14, 15) zur formschlüssigen Umfangssi­ cherung von in Mantelbereichen des Blechstanzteiles aneinan­ derstoßenden Randkanten des Blechstanzteiles vorgesehen sind.

4. Kontaktsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei einem als Kontaktbuchse (1) ausgebildeten Kontaktsteckelement der Kontaktabschnitt (5a) mit bogenartig nach innen gewölbten, federelastisch nachgiebigen und eine Steckachse (S) flankierenden Klemmstreifen (8) versehen ist, die auf einer Seite in einen hülsenförmigen Aufnahmebereich (9) und auf der gegenüberliegenden Seite in den Befestigungs­ mantel (4) einstückig übergehen.

5. Kontaktsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Anschlussbereich (3) als Crimpverbindung ausgeführt ist.

6. Elektrische Steckverbindung zwischen Zug- und Anhänge­ nutzfahrzeugen mit einem dem einen Fahrzeug zugeordneten Ste­ ckerkörper und einem dem anderen Fahrzeug zugeordneten Steck­ dosenkörper, wobei Stecker- und Steckdosenkörper mehrere auf­ einander abgestimmte Kontaktsteckelemente (1, 2) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktsteckelemente (1, 2) des Steckerkörpers und/oder des Steckdosenkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgeführt sind.