DE10118186C1 - Kontaktstück für eine elektrische Steckverbindung - Google Patents

Abstract

Ein leitfähiges Kontaktstück (1) für eine lösbare elektrische Steckverbindung mit einem Isolierkörper (2), der eine sich in Steckrichtung (S) erstreckende Bohrung (23) aufweist, wobei das Kontaktstück (1) in die Bohrung (23) einführbar ist und eine Verriegelungskante (16) aufweist, die zum Verriegeln des eingeführten Kontaktstückes (1) mit einer am Isolierkörper (2) angeordneten Rückführsperre (25) zusammenwirkt, welches eine erste Verriegelungskante (16) und eine dazu versetzt angeordnete zweite Verriegelungskante (18) aufweist, die zum alternativen Verriegeln des Kontaktstückes (1) in einer zweiten Steckverbindung mit einem eine zweite Bohrung (23') aufweisenden zweiten Isolierkörper (2') vorgesehen ist, der eine entsprechend versetzt angeordnete zweite Rückführsperre (25') aufweist, ist nicht nur in einem einzigen speziell konfektionierten Isolierkörper, sondern in mehreren elektrischen Steckverbindungen mit unterschiedlichen Isolierkörpern einsetzbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktstück für eine e­ lektrische Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Elektrische Steckverbindungen werden z. B. als Rundsteckverb­ inder zur Leistungsübertragung an Motoren und Antrieben oder aber zur Signalübertragung an Knotenpunkten bei Bussystemen und Steuerungen eingesetzt. Vater- und Mutterteil einer e­ lektrischen Steckverbindung weisen dabei jeweils einen in ei­ nem Steckergehäuse lösbar angeordneten Isolierkörper auf, der koaxial zur Steckrichtung ausgerichtete Bohrungen zur Aufnah­ me leitfähiger Kontaktstücke umfasst. Im Mutterteil der e­ lektrischen Steckverbindung werden die Kontaktstücke durch Kontaktbuchsen gebildet, die bei gesteckter Verbindung als Kontaktstifte ausgebildete Kontaktstücke des Vaterteils zur Herstellung eines elektrischen Kontakts aufnehmen. Damit ein in die Bohrung eingeführtes Kontaktstück beim Stecken oder Lösen der Verbindung oder bei Verdrahtungsarbeiten am Kon­ taktstück angeschlossener Leiter nicht aus der Bohrung he­ rausgezogen wird, weist das Kontaktstück eine Verriegelungs­ kante auf, die zum Verriegeln des eingeführten Kontaktstückes mit einer am Isolierkörper angeordneten Rückführsperre zusam­ menwirkt.

Aus EP 0 367 903 B1 ist beispielsweise ein Muttersteckteil zur gleichzeitigen Herstellung von Starkstrom- und Schwach­ strom-Steckverbindungen bekannt, welches aus einem Steckerge­ häuse mit je einer Anzahl von Schwachstrom-Steckerbuchsen und einer Anzahl von Starkstrom-Steckerbuchsen sowie mindestens einer Schutzleiter-Steckerbuchse besteht, die im Steckerge­ häuse vermittels am einen Teil eines in das Steckergehäuse eingesetzten und in axialer Richtung trennbaren zweiteiligen Halters angeordneter, radial zu den einzelnen Steckerbuchsen gerichteter und diese hintergreifende Federzungen gehalten sind. Beim Zusammenführen der beiden Halterteile werden die Federzungen über geeignete Schrägflächen zwangsweise nach in­ nen abgestellt und hintergreifen jeweils einen Bund der Ste­ ckerbuchsen.

DE 195 40 942 A1 offenbart einen elektrischen Steckverbinder mit einem in einem Steckergehäuse lösbar angeordneten Iso­ lierkörper, in welchem koaxial zur Steckergehäuseachse ausge­ richtet eine Vielzahl elektrischer Kontaktbuchsen oder -stif­ te angeordnet sind. Der Isolierkörper ist zweiteilig ausge­ bildet und jeder Isolierkörperteil ist mit in axialer Rich­ tung verlaufenden Durchgangsausnehmungen für die Aufnahme der elektrischen Kontaktbuchsen oder -stifte ausgestattet. Der eine Isolierkörperteil verfügt über radial zur Mittenachse jeder Durchgangsausnehmung abgestellte Widerlager, die beim Zusammenführen der beiden Isolierkörperteile zwangsweise ra­ dial nach innen abgestellt werden und jeweils mit einer radi­ alsymmetrischen Gegenstützfläche jeder Kontaktbuchse oder -stiftes zur Festlegung derselben innerhalb der Isolierkörper­ teile zusammenwirken. Dazu besitzt einer der beiden Isolier­ körperteile im Querschnitt keilförmig ausgebildete Leitab­ schnitte, während das Widerlager als Teil des anderen Iso­ lierkörperteils durch im Querschnitt schlitzförmig ausgebil­ dete Ablenkabschnitte zu einer beim Zusammenführen der beiden Isolierkörperteile formschlüssigen Ablenkung der im wesentli­ chen spannungsfrei ausgebildeten Widerlager radial zur Mit­ tenachse jeder Durchgangsausnehmung nach innen ausgebildet ist.

Die bekannten Kontaktstücke, seien es Drehteile oder gerollte Stanzteile, weisen den Nachteil auf, dass zum Verriegeln des eingeführten Kontaktstücks nur eine Verriegelungskante vorge­ sehen ist, die auf die Tiefe der Bohrung im Isolierkörper bzw. auf die Anordnung der Rückführsperre am Isolierkörper abgestimmt ist. Folglich kann ein und dasselbe Kontaktstück außer in dem speziell dafür vorgesehenen Isolierkörper nicht in anderen Steckverbindungen verwendet werden, die etwa Iso­ lierkörper mit versetzt angeordneten Rückführsperren aufwei­ sen. Durch diese Inkompatibilität zwischen Isolierkörper ei­ ner elektrischen Steckverbindung und Kontaktstücken sind letztere nur für speziell gefertigte Isolierkörper verwend­ bar. Dadurch entsteht unter hohem Kostenaufwand eine Vielzahl speziell konfektionierter Kontaktstück-Isolierkörper- Kombinationen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kontakt­ stück gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart wei­ terzubilden, dass es in verschiedenen elektrischen Steckver­ bindungen einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein gattungsge­ mäßes Kontaktstück mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1. In dem das Kontaktstück eine erste Verriege­ lungskante und eine dazu versetzt angeordnete zweite Verrie­ gelungskante aufweist, die zum alternativen Verriegeln des Kontaktstückes in einer zweiten Steckverbindung mit einem ei­ ne zweite Bohrung aufweisenden zweiten Isolierkörper vorgese­ hen ist, der eine entsprechend versetzt angeordnete zweite Rückführsperre aufweist, kann das Kontaktstück wahlweise in der ersten oder der zweiten elektrischen Steckverbindung ein­ gesetzt werden. Je nach beabsichtigter Verwendung eines er­ findungsgemäßen Kontaktstückes für mehrere Isolierkörper mit durchmessergleichen Bohrungen aber versetzt zueinander ange­ ordneter Rückführsperren, sind am Kontaktstück auf die jewei­ ligen Positionen der Rückführsperren abgestimmte Verriege­ lungskanten, mit welchen die zugehörige Rückführsperre zusam­ menwirkt, vorgesehen. Dadurch wird bei gegebener Anzahl von­ einander verschiedener elektrischer Steckverbindungen mit un­ terschiedlichen Isolierkörpern die benötigte Anzahl von dazu passenden Kontaktstücken reduziert. Die Rückführsperre des Isolierkörpers einer vorgegebenen Steckverbindung steht mit einer der Verriegelungskanten des eingeführten Kontaktstückes in Wirkzusammenhang, während die andere oder auch die anderen Verriegelungskanten bei diesem Isolierkörper nicht zum Ein­ satz kommt oder kommen.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Verriegelungskanten in Steckrichtung mit Versatz zueinander angeordnet. Dadurch können die Verriegelungskanten besonders einfach an Isolierkörper mit unterschiedlichen Bohrungstiefen oder mit in ihrer Lage unterschiedlich angreifenden Rückführ­ sperren angepasst werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Ver­ riegelungskanten als ringförmige Schultern ausgebildet, wel­ che sich gegen die Rückführsperre des jeweiligen Isolierkör­ pers abstützen. Durch die ringförmige Ausbildung bietet sich der Rückführsperre eine definierte Fläche als Gegenlager. Insbesondere durch sich gegen eine Umfangslinie des erfin­ dungsgemäßen Kontaktstückes spannende als Rastfedern ausge­ bildete Rückführsperren, die beim Einführen des Kontaktstü­ ckes hinter die Schulter fallen, wird ein sicheres Positio­ nieren und Verriegeln des eingeführten Kontaktstückes im Iso­ lierkörper erreicht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktstück wenigstens teilweise zylindrisch ausgebildet und weist einen radial aufgeweiteten Abschnitt auf, wobei eine Verriegelungskante durch ein stirnseitiges Ende des aufgewei­ teten Abschnittes gebildet wird. Ein aufgeweiteter Abschnitt lässt sich bei einem stanzgerollten Kontaktstück fertigungs­ technisch einfach durch Aufstemmen erzielen. Das Kontaktstück kann auch einen doppelwandigen Abschnitt mit einer äußeren Wand aufweisen, wobei eine Verriegelungskante durch ein stirnseitiges Ende der äußeren Wand gebildet wird. In dieser Ausführungsform ergibt sich die Verriegelungskante durch das stirnseitige Ende, beispielsweise einer über das Kontaktstück geschobenen Hülse, die eine Schutz- oder Verstärkungsfunktion für diesen Abschnitt haben kann. Bei gedrehten Kontaktstücken lässt sich eine als ringförmige Schulter ausgebildete Verriegelungskante einfach durch einen entsprechend breiten radia­ len Einstich in das Kontaktstück erzielen. Je nach Ausgestal­ tung der Rückführsperre können kreisringförmige oder kegel­ stumpfförmige Schulterflächen angeformt werden.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Kontaktstück als ge­ rolltes Stanzteil mit einem Anschlussbereich zur Aufnahme ei­ nes Leiters und mit einem zumindest teilweise hohlzylindri­ schen Kontaktbereich zum Kontaktieren eines Gegenstückes bei gesteckter Verbindung ausgebildet, wobei die Verriegelungs­ kanten im Kontaktbereich angeordnet sind. Durch diese Anord­ nung werden die Steckkräfte, die beim Einführen eines Kon­ taktstiftes in die Kontaktbuchse auf das jeweilige Kontakt­ stück ausgeübt werden, unmittelbar in ihrem Entstehungsbe­ reich über die Rückführsperre auf den umgebenden Isolierkör­ per übertragen und von diesem aufgenommen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Zeichnungen näher erläutert, in deren

Fig. 1 ein als Buchsenkontakt ausgebildetes erfindungsgemä­ ßes Kontaktstück mit Teilschnitten und in

Fig. 2 eine Gegenüberstellung der Verriegelung eines erfin­ dungsgemäßen Kontaktstückes in zwei unterschiedlichen Isolierkörpern
dargestellt ist.

Ein in Fig. 1 in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenan­ sicht dargestelltes Kontaktstück 1 für eine elektrische Steckverbindung besitzt an einem Ende einen Anschlussbereich 11 und an dem anderen davon abgekehrten Ende einen Kontaktbe­ reich 12. Das Kontaktstück 1 ist aus zwei Bauteilen zusammen­ gesetzt. Das eine dieser Bauteile ist ein Kontaktelement 10, welches als ein Stanz- und Biegeteil aus einem flachen Band­ material hergestellt ist. In der in Fig. 1 gezeigten Ausfüh­ rungsform des Kontaktelementes 10 ist zum Anschließen eines elektrischen Leiters 3 (vgl. Fig. 2) eine Crimp-Verbindung vorgesehen. Dazu besitzt das Kontaktelement 10 im Anschluss­ bereich 11 zwei Paare von jeweils nach oben gebogenen An­ schlusslappen, zwischen die der in Fig. 2 dargestellte elekt­ rische Leiter 3 beim Anschließen eingeschoben wird. Dabei bildet das breitere, innenliegende Paar der Anschlusslappen den eigentlichen Quetschkontakt von dem nach dem Crimpen das abisolierte freie Ende des in Fig. 2 dargestellten elektri­ schen Leiters 3 umschlossen ist. Auch das außenliegende Paar von Anschlusslappen wird beim Crimp-Vorgang um den Schutzman­ tel des in Fig. 2 dargestellten elektrischen Leiters 3 herum­ gebogen und dient somit als eine Klemmverbindung, die den e­ lektrischen Leiter 3 am Kontaktelement 10 mechanisch derart festlegt, dass die elektrische Verbindung im Bereich des Quetschkontaktes zugentlastet ist.

Im Kontaktbereich 12 weist das Kontaktelement 10 ein Buchsen­ teil 13 auf, das zum Aufnehmen eines nicht dargestellten Kon­ taktstiftes der elektrischen Steckverbindung ausgestaltet ist. Zu diesem Zweck ist das Buchsenteil 13 als ein zylindri­ scher Hohlkörper ausgebildet, der im Kontaktbereich 12 längs Steckrichtung S des Kontaktstiftes geschlitzt ausgebildet ist. Er besitzt somit eine Mehrzahl von stegartigen Lamellen, die im Endzustand des Kontaktelementes 10 durch Verdrehen in Form hyperbolischer Flächen 14 nach innen gewölbt sind und ihrer Gesamtheit eine Vielzahl von lokalen Kontaktstellen bilden. Da das Buchsenteil 13 des Kontaktelementes 10 ein in mechanischer Hinsicht relativ empfindliches Gebilde ist, ist als zweites Bauteil des Kontaktstückes 1 eine dünnwandige Schutzhülse 15 vorgesehen, die über den Kontaktbereich 12 des Kontaktelementes 10 geschoben und beispielsweise durch Punkt­ schweißung befestigt ist.

Das dem Anschlussbereich 11 zugewandte stirnseitige Ende der Schutzhülse 15 bildet eine erste Verriegelungskante 16, die zum Verriegeln des Kontaktstückes 1 mit einer in Fig. 2 näher dargestellten Rückführsperre 25 zusammenwirkt. Das Kontaktstück 1 weist außerdem einen aufgeweiteten Abschnitt 17 im Buchsenteil 13 des Kontaktelements 10 auf, dessen dem An­ schlussbereich 11 zugewandtes stirnseitiges Ende eine zweite Verriegelungskante 18 bildet, die zum Verriegeln des Kontakt­ stückes 1 mit einer ebenfalls in Fig. 2 dargestellten Rück­ führsperre 25' zusammenwirkt. Dabei kann die zweite Verriege­ lungskante 18 des aufgeweiteten Abschnitts 17 ohne Einschrän­ kung der Verriegelungswirkung ebenfalls durch eine aufgescho­ bene Hülse gebildet werden. Ebenfalls gleichwirkend kann der aufgeweitete Abschnitt 17 bündig mit dem dem Anschlussbereich 11 zugewandten Ende des Buchsenteils 13 abschließen und so als trichterförmige Erweiterung ausgebildet sein. Die erste Verriegelungskante 16 und zweite Verriegelungskante 18 sind in Steckrichtung S mit einem Versatz V zueinander angeordnet und als ringförmige Schultern ausgebildet.

Ein erfindungsgemäßes Kontaktstück 1 ist im oberen Teil von Fig. 2 in einen ersten Isolierkörper 2 eingeführt und im unte­ ren Teil in einen zweiten Isolierkörper 2' eingeführt darge­ stellt. Die Isolierkörper 2 bzw. 2' sind jeweils zweiteilig ausgebildet und aus einem leiterseitigen Isolierteil 21 bzw. 21' und einem steckseitigen Isolierteil 22 bzw. 22' zusammen­ gesetzt. Die Isolierteile 21 und 22 bzw. 21' und 22' sind lösbar in einem nicht dargestellten Steckergehäuse angeordnet und weisen eine Bohrung 23 bzw. 23' zur Aufnahme eines Kon­ taktstückes 1 auf. Das Kontaktstück 1 ist durch das leiter­ seitige Isolierteil 21 bzw. 21' hindurch und in das stecksei­ tige Isolierteil 22 bzw. 22' bis zu einem Bund 24 bzw. 24' in die Bohrung 23 bzw. 23' einführbar. Am leiterseitigen Iso­ lierteil 21 bzw. 21' ist am Übergang zum steckseitigen Iso­ lierteil 22 bzw. 22' eine Rückführsperre 25 bzw. 25' angeord­ net, die durch das eingeführte Kontaktstück 1 unter Spannung umgreifende Rastfedern gebildet sind. Bei Verriegelung des Kontaktstückes 1 in dem ersten Isolierkörper 2 steht die Rückführsperre 25 in Wirkzusammenhang mit der ersten Verrie­ gelungskante 16 des Kontaktstückes 1, in dem die Rastfedern nach dem Durchführen der Schutzhülse 15 hinter der ersten Verriegelungskante 16 auf einen durchmesserkleineren Bereich des Kontaktstückes 1 fallen und so - in an sich bekannter Weise - das Kontaktstück 1 in der Bohrung 23 des Isolierkör­ pers 2 verriegeln. Dasselbe Kontaktstück 1 kann aber auch al­ ternativ in einem zweiten Isolierkörper 2' verriegelt werden, dessen Rückführsperre 25' gegenüber der Rückführsperre 25 des ersten Isolierkörpers 2 in Steckrichtung S mit Versatz V an­ geordnet ist. Dazu wird das Kontaktstück 1 soweit in die Boh­ rung 23' des steckseitigen Isolierteils 22' eingeführt, bis das dem Leiter 3 zugewandte stirnseitige Ende des aufgeweite­ ten Abschnitts 17 durch die Rückführsperre 25' hindurchge­ schoben ist und die auf den durchmesserkleineren Bereich fal­ len, um so das Kontaktstück 1 gegen Herausführen aus der Boh­ rung 23' zu sichern. Auf diese Weise kann ein und dasselbe Kontaktstück 1 in vorteilhafter Weise in elektrischen Steck­ verbindungen mit unterschiedlich ausgestalteten Isolierkör­ pern 2 bzw. 2' verwendet werden.

Ohne damit den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ein­ zuschränken, kann das hier für den Einsatz in zwei verschie­ denen Isolierkörpern veranschaulichte Verriegelungsprinzip leicht auf drei oder mehr elektrische Steckverbindungen mit voneinander verschiedenen Isolierkörpern übertragen werden, in dem drei oder mehr am Kontaktstück entsprechend angeordne­ te Verriegelungskanten vorgesehen werden.

Claims (6)

1. Leitfähiges Kontaktstück (1) für eine lösbare elektrische Steckverbindung mit einem Isolierkörper (2), der eine sich in Steckrichtung (S) erstreckende Bohrung (23) aufweist, wo­ bei das Kontaktstück (1) in die Bohrung (23) einführbar ist und eine Verriegelungskante (16) aufweist, die zum Verriegeln des eingeführten Kontaktstücks (1) mit einer am Isolierkörper (2) angeordneten Rückführsperre (25) zusammenwirkt, da­ durch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (1) eine erste Verriegelungskante (16) und eine dazu versetzt angeordnete zweite Verriegelungskante (18) aufweist, die zum alternativen Verriegeln des Kontaktstücks (1) in einer zwei­ ten Steckverbindung mit einem eine zweite Bohrung (23') auf­ weisenden zweiten Isolierkörper (2') vorgesehen ist, der eine entsprechend versetzt angeordnete zweite Rückführsperre (25') aufweist.

2. Kontaktstück nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Verriegelungskanten (16, 18) in Steckrichtung (S) mit einem Versatz (V) zueinander ange­ ordnet sind.

3. Kontaktstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungskanten (16, 18) als ringförmige Schultern ausgebildet sind, welche sich gegen die Rückführsperre (25, 25') des jeweiligen Isolierkör­ pers (2, 2') abstützen.

4. Kontaktstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (1) wenigstens teilweise zylindrisch ausgebildet ist und ei­ nen radial aufgeweiteten Abschnitt (17) aufweist, wobei eine Verriegelungskante (18) durch ein stirnseitiges Ende des auf­ geweiteten Abschnitts (17) gebildet wird.

5. Kontaktstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (1) wenigstens teilweise zylindrisch ausgebildet ist und ei­ nen doppelwandigen Abschnitt mit einer äußeren Wand (15) auf­ weist, wobei eine Verriegelungskante (16) durch ein stirnsei­ tiges Ende der äußeren Wand (15) gebildet wird.

6. Kontaktstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (1) als gerolltes Stanzteil mit einem Anschlussbereich (11) zur Aufnahme eines Leiters (3) und mit einem zumindest teil­ weise hohlzylindrischen Kontaktbereich (12) zum Kontaktieren eines Gegenstückes bei gesteckter Verbindung ausgebildet ist, wobei die Verriegelungskanten (16, 18) im Kontaktbereich (12) angeordnet sind.