DE102005043692A1 - Elektrischer Steckverbinder mit vorgespannten Kontaktlamellen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (1) mit einer zum Einführen eines elektrisch leitenden Kontaktpins vorgesehenen Steckaufnahme (3), die durch zwei zueinander beabstandete, parallele Kontaktlamellen (6, 7) gebildet ist, welche sich von einem Grundkörper (3) entgegen der Steckrichtung (5) erstrecken, und mit mindestens einer Rastung (12), die im einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (1) die Kontaktlamellen (6, 7) in einem aufeinander zu und gegenüber dem Grundkörper (3) verdreht vorgespannten Zustand hält und durch Einführen des Kontaktpins lösbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einer zum Einführen eines elektrisch leitenden Kontaktpins vorgesehenen Steckaufnahme.
- Derzeit sind im Automotivbereich Kontaktsysteme bekannt, bei denen Kontaktlamellen in einem vorgespannten Zustand für die Steckung auf den Kontaktpin bereitstehen. Diese Vorspannung wird dadurch erreicht, dass die Kontaktlamellen bewusst aus einem zunächst überbogenen Zustand zurückgebogen werden und in dieser neuen Lage durch starre Widerlager an einer Stahlüberfeder abgestützt werden. Durch die Vorspannung der Kontaktlamellen soll ein großes Kontaktgap eingestellt werden, ohne die im gesteckten Zustand wirksamen Kontaktnormalkräfte zu senken, die durch den Vorverbiegungszustand der Kontaktlamellen im unbelasteten Zustand definiert werden. Der Vorteil eines auf diese Weise eingestellten großen Kontaktgaps liegt darin, dass die hohe Reibkraft zu Beginn des Steckvorgangs (Aufschnäbel-Peak im Steckkraft-Weg-Diagramm) erheblich reduziert wird, da die Kontaktlamellen und der Kontaktpin erst unmittelbar vor dem parallelen Bereich des Kontaktpins aufeinandertreffen, also in einem Bereich, in dem die Gleitwinkel – bezogen auf die Reibkräfte – günstiger sind. Weiterhin wird durch ein großes Kontaktgap die Wahrscheinlichkeit einer Hintersteckung der Kontaktlamellen reduziert. Bei bekannten Kontaktsystemen mit vorgespannten Kontaktlamellen handelt es sich bei den Widerlagern für die Vorspannung um starre Elemente der Stahlüberfeder, die die Federbewegung der Kontaktlamellen auch im gesteckten Zustand einseitig begrenzen.
- Aufgrund der engen Toleranzen solcher Federsysteme besteht die Gefahr, dass die Kontaktkraft nicht vollständig erreicht wird bzw. dass der Kontaktpin nur einseitig kontaktiert wird. Elektrische Steckverbinder für schüttelfeste Steckverbindungen sind etwa aus der
DE 200 06 550 bekannt. Schiebbare elektrische Steckvorrichtungen sind auch aus derDE 195 11 225 bekannt. - Vorteile der Erfindung
- Der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Kontaktlamellen im aufgesteckten Zustand über ihren gesamten Federbereich ohne Beeinflussung durch Spreizelemente arbeiten können. Durch die sehr genaue Art der Vorspannungseinstellung wird der Aufschnäbel-Peak während des Steckvorganges bis auf das Niveau der Gleitreibungskräfte im Plateaubereich des Steckkraft-Weg-Verlaufs reduziert. Er lässt sich ferner in Kontaktsysteme implementieren, deren vorderer Kontaktierbereich schwingungstechnisch von einem Crimpbereich und einer Stahlüberfeder entkoppelt ist, da Wechselwirkungen mit den umgebenden Elementen des Kontakts bei diesem System nicht notwendig sind. Auch lässt sich ein solcher Steckverbinder in sehr engen Toleranzen fertigen, da es sich ausschließlich um Stanz-Biegeprozesse handelt und die Präzision von Stanzprozessen an dieser Stelle das Gap-Maß definiert.
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
- Zeichnungen
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckverbinders wird in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Steckverbinders in seinem zur Einführen eines Kontaktpins bereiten Ausgangszustand; -
2 den Steckverbinder in einer Schnittansicht gemäß II in1 im Ausgangszustand sowie die zugehörige Einbausituation bei noch nicht in den Steckverbinder eingeführtem Kontaktpin relativ zu einem Kontaktpunkt des Steckverbinders; -
3 den Steckverbinder in einer Schnittansicht sowie die zugehörige Einbausituation, kurz bevor der Kontaktpin auf Rastlaschen des Steckverbinders trifft, in einer Darstellung analog zu2 ; -
4 den Steckverbinder in einer Schnittansicht sowie die zugehörige Einbausituation, wenn die Rastlaschen des Steckverbinders durch den eingeführten Kontaktpin teilweise aufgespreizt sind, in einer Darstellung analog zu2 ; und -
5 den Steckverbinder in einer Schnittansicht sowie die zugehörige Einbausituation im Endzustand, wenn die Rastlaschen des Steckverbinders durch den eingeführten Kontaktpin vollständig aufgespreizt sind, in einer Darstellung analog zu2 . - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Der in
1 in seinem Ausgangszustand gezeigte elektrische Steckverbinder1 weist einen rahmenförmigen Grundkörper2 sowie eine Steckaufnahme3 auf, in die ein flacher Kontaktpin4 (2 ) in Steckrichtung5 einführbar ist. Die Steckaufnahme3 ist durch zwei parallele zungenförmige Kontaktlamellen6 ,7 gebildet, zwischen denen der Kontaktpin4 in den Steckverbinder1 eingeführt wird. Die beiden Kontaktlamellen6 ,7 sind an ihrem einen Ende integral mit dem Grundkörper3 verbunden, nämlich die in1 obere Kontaktlamelle6 am oberen Rahmenschenkel2a und die untere Kontaktlamelle7 am unteren Rahmenschenkel2b des Grundkörpers3 , während sich die freien Enden6a ,7a der Kontaktlamellen6 ,7 entgegen der Steckrichtung5 erstrecken. - Die obere Kontaktlamelle
6 weist auf ihrer einen, in2 rechten Seite eine seitlich vorstehende Rastlasche8 , die aus der Lamellenebene um 90° in Richtung auf die untere Kontaktlamelle7 abgewinkelt ist, und auf ihrer anderen, linken Seite eine Stützlasche9 auf. Analog weist die untere Kontaktlamelle7 auf ihrer linken Seite eine seitlich vorstehende Rastlasche10 , die aus der Lamellenebene um 90° in Richtung auf die obere Kontaktlamelle6 abgewinkelt ist, und auf ihrer rechten Seite eine Stützlasche11 auf. Der Steckverbinder1 ist vorzugsweise ein Stanzteil aus elektrisch leitendem Material, wie z.B. Eisen, Kupfer, Messing oder deren Legierungen. - Im Ausgangszustand des Steckverbinders
1 sind einerseits, wie die1 und2 zeigen, die Rastlaschen8 ,10 jeweils auf den Stützlaschen9 ,11 abgestützt, und zwar mit Vorspannung, und andererseits sind die Kontaktlamellen6 ,7 , wie die2 zeigt, im Bereich der Laschen8 bis11 gegenüber ihren Rahmenschenkeln2a ,2b schraubenartig im Uhrzeigersinn verdreht und somit entgegen dem Uhrzeigersinn in ihre zu den Rahmenschenkeln2a ,2b parallele Lage vorgespannt. Die Rast- und Stützlaschen8 bis11 bilden auf beiden Seiten der Kontaktlamellen6 ,7 jeweils eine Rastung12 , durch die die Kontaktlamellen6 ,7 aufeinander zu und entgegen dem Uhrzeigersinn zum Grundkörper3 vorgespannt sind. Zwischen den Stütz- und Rastlaschen8 bis11 und den freien Enden6a ,7a weisen die Kontaktlamellen6 ,7 auf ihren einander zugewandten Innenseiten jeweils einen als erhabene hügelartige Kontaktkuppe ausgebildeten Kontaktpunkt13 ,14 auf, mit dem der Steckverbinder1 den eingeführten Kontaktpin4 kontaktiert. Im einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders ist der Abstand der Kontaktlamellen6 ,7 größer als die Dicke des Kontaktpins4 . - Die
2 bis5 zeigen schematisch die zeitliche Abfolge beim Einführen des Kontaktpins4 in die Steckaufnahme3 des Steckverbinders1 , wobei in der unteren Hälfte schematisch jeweils die Interaktion des Kontaktpunktes13 der unteren Kontaktlamelle7 mit dem Kontaktpin4 in einer schematischen Ansicht von oben dargestellt ist. - In der in
2 gezeigten aufnahmebereiten Ausgangsstellung des Steckverbinders1 sind die Kontaktlamellen6 ,7 durch die beiden Rastungen12 aufeinander zu und verdreht zum Grundkörper3 vorgespannt gehalten. Der Querabstand zwischen beiden Rastlaschen8 ,10 ist mit a bezeichnet und ist kleiner als die Breite des Kontaktpins4 , dessen vorderer Steckbereich4a verjüngt ist. -
3 zeigt den Steckverbinder1 und den in die Steckaufnahme3 eingeführten Kontaktpin4 , dessen vorderer Steckbereich4a noch nicht auf die Rastlaschen8 ,10 des Steckverbinders1 aufgelaufen ist. Der Kontaktpin4 ist noch nicht in Kontakt mit den Kontaktpunkten13 ,14 der Kontaktlamellen6 ,7 . -
4 zeigt den Steckverbinder1 und den tiefer in die Steckaufnahme3 eingeführten Kontaktpin4 , der mit seinem verjüngten vorderen Steckbereich4a nunmehr zwischen die Rastlaschen8 ,10 des Steckverbinders1 eingeschoben ist. Dadurch sind die Rastlaschen8 ,10 in Querrichtung auf ein Maß b gegeneinander aufgespreizt, liegen aber noch auf den Stützlaschen9 ,11 auf. Der Kontaktpin4 ist noch nicht in Kontakt mit den Kontaktpunkten13 ,14 der Kontaktlamellen6 ,7 . - Sobald durch weiteres Einführen des Kontaktpins
4 die Stützlaschen8 ,10 in Querrichtung vollständig auf die Breite c des Kontaktpins4 aufgespreizt sind, liegen die Rastlaschen8 ,10 nicht mehr auf den Stützlaschen9 ,11 auf. Die Rastungen12 sind gelöst, so dass sich die beiden Kontaktlamellen6 ,7 aufgrund ihrer Vorspannungen sowohl aufeinander zu bewegen als auch entgegen dem Uhrzeigersinn in ihre zu den Rahmenschenkeln2a ,2b parallele Lage zurückdrehen.5 zeigt den Steckverbinder1 in diesem Endzustand, in dem die Kontaktlamellen6 ,7 mit ihren Kontaktpunkten13 ,14 am Kontaktpin4 anliegen und parallel zu den Rahmenschenkeln2a ,2b ausgerichtet sind. - Statt auf den seitlich vorstehenden Stützlaschen
9 ,11 können sich die Rastlaschen8 ,10 im aufnahmebereiten Ausgangszustand auch auf den Kontaktlamellen6 ,7 abstützen.
Claims (8)
- Elektrischer Steckverbinder (
1 ) mit einer zum Einführen eines elektrisch leitenden Kontaktpins (2 ) vorgesehenen Steckaufnahme (3 ), die durch zwei zueinander beabstandete, parallele Kontaktlamellen (6 ,7 ) gebildet ist, welche sich von einem Grundkörper (3 ) entgegen der Steckrichtung (5 ) erstrecken, und mit mindestens einer Rastung (12 ), die im einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (1 ) die Kontaktlamellen (6 ,7 ) in einem aufeinander zu und gegenüber dem Grundkörper (3 ) verdreht vorgespannten Zustand hält und durch Einführen des Kontaktpins (2 ) lösbar ist. - Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des eingeführten Kontaktpins (
4 ) jeweils eine Rastung (12 ) vorgesehen ist. - Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Rastung (
12 ) durch eine an der einen Kontaktlamelle (6 ,7 ) auslenkbar vorgesehene Rastlasche (8 ,10 ) gebildet ist, die im einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (1 ) auf dieser Kontaktlamelle abgestützt ist und in die Einführbahn des Kontaktpins (4 ) ragt. - Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der einen Kontaktlamelle (
6 ,7 ) vorgesehene Rastlasche (8 ,10 ) in Richtung auf die andere Kontaktlamelle abgewinkelt ist. - Steckverbinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Rastlasche (
8 ,10 ) durch den Kontaktpin (4 ) in Querrichtung aus ihrer abgestützten Rastposition auslenkbar ist. - Steckverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (
1 ) die an der einen Kontaktlamelle (6 ,7 ) vorgesehene Rastlasche (8 ,10 ) auf einer seitlich überstehenden Stützlasche (11 ,12 ) der anderen Kontaktlamelle abgestützt ist. - Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlamellen (
6 ,7 ) auf ihren einander zugewandeten Innenseiten Kontaktpunkte (13 ,14 ) zum Kontaktieren des Kontaktpins (4 ) aufweisen. - Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (
1 ) der Abstand der Kontaktlamellen (6 ,7 ) größer als die Dicke des Kontaktpins (4 ) ist.
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