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Die
Erfindung betrifft einen Kontaktpartner (Halteschutzbuchse) für einen
Steckverbinder zur Anwendung in der Automobiltechnik oder sonstige Anwendungen
für elektrische
Verbindungen, der am Ende einer elektrischen Leitung angeordnet
und in einem Steckverbindergehäuse
unterbringbar ist, wobei der Kontaktpartner zumindest eine Verriegelungslasche
zur Festlegung und Fixierung des Kontaktpartners in dem Steckverbindergehäuse aufweist,
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Kontaktpartner
für Steckverbinder
zur Anwendung in der Automobiltechnik, Kommunikation, bei Haushaltgeräten oder
bei sonstigen elektrischen Steckverbindungen sind bekannt.
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Bekannte
Kontaktsysteme, aufweisend einen Steckverbinder (wie beispielsweise
Stecker) und einen Gegensteckverbinder (wie beispielsweise eine Buchse)
sind so ausgeführt,
dass sie neben der elektrischen Anforderung wie die Übertragung
von Leistungs- und Signalstrom auch mechanische Anforderungen wie
z.B. Aufbringen der Kontaktnormalkräfte, elektrische Kontaktierung
der Leitung (beispielsweise mittels Crimpverbindung oder Schneidklemmtechnik),
aber auch Halterung und Fixierung des Kontaktpartners in einem Steckverbindergehäuse (insbesondere
dessen Gehäusekammer)
erfüllen.
Bei den Anforderungen an bereits bekannte Kontaktsysteme stehen
niedrige Steckkräfte
beim Zusammenstecken von Stecker und Buchse einerseits und hohe
Kontaktnormalkräfte
(zwecks zuverlässiger
Kontaktierung zur Leistungs- oder Signalstromübertragung) in Widerspruch.
Sollen nämlich
niedrige Steckkräfte
ermöglicht
werden, geht dies einher mit niedrigen Kontaktnormalkräften und
umgekehrt. Sind dann noch die Kontaktbereiche der Kontaktpartner
zur Vermeidung von Korrosionen und damit zur Vermeidung von hohen Übergangswiderständen mit
kostenintensiven Oberflächen
z.B. aus Gold oder Silber überzogen, können Vorschädigungen
an diesen Oberflächen
zu kompletten Systemausfällen
führen,
insbesondere wenn in dem System über
das Steckverbindersystem sehr kleine Ströme oder Spannungen geführt werden.
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Eine
andere Ausführungsform
eines Steckverbinders ist aus der
DE 199 48 037 A1 bekannt. Der Vorteil dieser
bekannten Steckverbindung ist die Vermeidung eines Kontaktpartners,
der am Ende des elektrischen Leiters der Leitung angeschlagen wird. Dazu
ist es vorgesehen, dass zur Aufnahme der Steckkräfte beim Zusammenstecken von
Stecker und Kuppler sowohl der Endbereich der elektrischen Leitung
als auch der freigelegte elektrische Leiter durch das Steckverbindergehäuse festgelegt
werden. Durch die Ausführung
gemäß
1 der
DE 199 48 037 A1 wird eine
Zugentlastung der Leitung dadurch erzielt, dass diese von dem Steckverbindergehäuse umgeben,
insbesondere umspritzt ist. Eine solche Konstruktion ist allerdings äußerst aufwändig in
der Herstellung, da bei dem Umspritzvorgang dafür Sorge getragen werden muss,
dass einerseits der Endbereich der Leitung vollständig mit
Kunststoff umspritzt wird, wohingegen andererseits der freigelegte elektrische
Leiter nur teilweise mit dem Kunststoff des Steckverbindergehäuses umspritzt
werden darf, da er einerseits in dem Steckverbindergehäuse ebenfalls
festgelegt werden muss, andererseits ein Teil von ihm aber auch
frei bleiben muss, damit eine elektrische Kontaktierung mit dem
komplementären Endbereich
des elektrischen Leiters des Kupplers erfolgen kann. Eine solche
Ausführungsform
eines Steckverbinders lässt
sich nur mit sehr großem
Aufwand realisieren, da die Abstimmung beim Umspritzen, insbesondere
bei mehrpoligen Steckverbindern, extrem aufwändig und damit äußerst kostenintensiv sein
kann.
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Aus
der nicht vorveröffentlichten
DE 10 2006 002 774.4 sind
Mittel zur spielfreien Lagefixierung des Endbereiches der Leitung
innerhalb der Kammer an dem Steckverbindergehäuse vorgesehen, um den elektrischen
Leiter von auf die Leitung wirkenden Kräften zu entkoppeln. Das bedeutet,
dass das Steckverbindergehäuse
nicht mehr direkt um den Endbereich der Leitung herum angespritzt wird,
sondern diese Mittel als zusätzliches
Bauteil oder als zusätzliche
Bauteile in die Kammer einsetzbar sind und/oder die Mittel an dem
Steckverbindergehäuse, das
ein- oder mehrteilig ausgebildet ist, angeformt sind. Dadurch ist
bei der Herstellung des Steckverbinders kein direktes Zusammenspiel
zwischen der Umspritzung des Steckverbindergehäuses und dem Endbereich der
Leitung erforderlich, so dass eine wesentlich einfachere und unkompliziertere
Abstimmung der beteiligten Bauteile aufeinander möglich ist,
aus der eine deutliche Kostenreduzierung resultiert.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die eingangs geschilderten
Nachteile zu vermeiden, insbesondere einen Kontaktpartner für einen Steckverbinder
bereit zu stellen, bei dem gleichzeitig niedrige Steckkräfte und
hohe Kontaktnormalkräfte möglich sind
und die die höchsten
Anforderungen wie Vibrationen, Temperatur, Schadgas und Medienbeständigkeit
sowie Montagefreundlichkeit für
die Großserienfertigung
erfüllen.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass der Kontaktpartner aus einem ersten Teil zur Aufnahme eines
komplementären
Steckverbinderelementes, der zumindest eine Verriegelungslasche
aufweist, sowie aus einem weiteren Teil besteht, über das
eine Kontaktnormalkraft aufgebracht wird. Das heißt, dass der
Kontaktpartner, der in einer Kontaktkammer (Gehäusekammer) eines Steckverbindergehäuses unterbringbar
ist, aus einem ersten Teil besteht, der die zumindest eine Verriegelungslasche
zwecks Festlegung und Fixierung in dem Steckverbindergehäuse aufweist
und der einen Gegenkontaktpartner aufnehmen kann. Bei einer bevorzugten
und besonders einfachen Ausgestaltung ist der Kontaktpartner einteilig, wobei
mehrteilige Ausführungen
durchaus denkbar sind. Die Ausgestaltung des Kontaktpartner (auch Halteschutzbuchse
oder ähnlich
genannt) ist so ausgeführt,
dass er eine rein mechanische Funktion übernimmt, wie z. B. Verrastfunktion
(Primärverriegelung,
Sekundärverriegelung
usw.) im Steckverbindergehäuse.
Auf Grund dieser konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kontaktpartners
lassen sich also einerseits die geforderten niedrigen Steckkräfte und
damit eine leichte Montierbarkeit und andererseits die erforderlichen
hohen Kontaktnormalkräfte,
die während
der Lebensdauer eines Fahrzeuges unabdingbar sind, in Einklang bringen.
Das bedeutet, dass neben sehr niedrigen Steckkräften (nahezu null) gleichzeitig
sehr hohe Kontaktnormalkräfte und
dadurch eine hochvibrationsfeste, bewegungsfreie sowie robuste Steckverbindung
sowohl für kleinste
Spannungen und Ströme
(insbesondere kleiner als 5 Mikroampere) wie auch für sehr hohe
Spannungen und Ströme
zuverlässig übertragen
werden können.
Ein weiterer Vorteil ist der Verzicht auf kostenintensive, beschichtete
Oberflächen
aus beispielsweise Gold oder Silber, die bei den bekannten Kontaktpartnern
erforderlich waren, um etwaigen Kontaktverschleiß möglichst klein zu halten und
auch die Steckkräfte
zu minimieren und die Steckhäufigkeit
zu erhöhen.
Durch die erzielbaren sehr hohen Kontaktnormalkräfte werden Relativbewegungen zwischen
Kontaktpartner und Gegenkontaktpartner vermieden bzw. nahezu ausgeschlossen,
so dass es weder zu Reibkorrosionen noch zu einem Verschleiß und somit
zu Übergangwiderstandserhöhungen kommen
kann und daher die Lebensdauer und Zuverlässigkeit einer solchen Steckverbindung
deutlich verbessert wird, als herkömmliche Steckverbinder.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kontaktpartner
mit seinem Andruckelement zur Aufbringung der Kontaktnormalkraft
in dem Steckverbindergehäuse
festsitzt in relativbewegungsfreier Verbindung mit der elektrischen
Leitung. Das heißt,
dass der Kontaktpartner ein Andruckelement zur Erzeugung der hohen
Kontaktnormalkraft in Wirkverbindung mit dem Gegenkontaktpartner
aufweist. Durch dieses Andruckelement können also in vorteilhafter
Weise die Kontaktnormalkräfte
weiter erhöht
werden. Das Andruckelement ist beispielsweise durch Stanzen oder
Biegen oder dergleichen aus demselben oder einem anderen Material
des Kontaktpartners ausgebildet.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist der Kontaktpartner eine Primärverriegelungslasche
und vorzugsweise eine Sekundärverriegelungslasche
auf und ist mit dem Andruckelement fest verbunden. Mit der Primärverriegelungslasche
und gegebenenfalls zusätzlich
mit der Sekundärverriegelungslasche
wird der Kontaktpartner beim Einsetzen in die zugehörige Kontaktkammer
des Steckverbindergehäuses
in dieser festgelegt und fixiert. Diese Laschen können ebenfalls
durch Stanzen und/oder Biegen aus dem Kontaktpartner herausgearbeitet
werden oder als zusätzlicher
dort befestigbarer Bestandteil ausgebildet sein.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist der Kontaktpartner eine von einem
Ende des Kontaktpartners eine mechanische Verbindung als Crimpverbindung
auf, mit dem die Leitung mit dem Kontaktpartner mechanisch verbunden
ist. Eine Crimpverbindung ist für
die Anwendung in der Großserie
deshalb von besonderem Vorteil, da sie mit herkömmlichen Crimpwerkzeugen eine
dauerhafte Verbindung darstellt, und damit die rein mechanischen
Aufgaben auch bei Zug- und Druckbeanspruchungen, realisiert werden
können.
Neben der Crimpverbindung sind aber auch alle vergleichbaren dauerhaltbaren
mechanischen Verbindungen zwischen der Leitung und dem Kontaktpartner
denkbar. Des Weiteren kann der Kontaktpartner (Halteschutzbuchse)
sowohl mit und ohne Aufnahme für
eine Längswasserabdichtung zum
Steckverbindergehäuse
hin ausgeführt
werden. Diese Verbindung kann über
die Leitungsisolation, über
den elektrischen Leiter oder auch einer Kombination aus beiden hergestellt
werden.
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Der
erfindungsgemäße Kontaktpartner
ist einsetzbar bei ein- oder mehrpoligen Steckverbindern, wobei
mehrpolige Steckverbinder ein- oder mehrreihig angeordnet werden
können.
Bei den elektrischen Leitungen kann es sich um Einzelleitungen, Rasterstegleitungen,
Flachbandleitungen und dergleichen handeln. Je nach geometrischer
Ausgestaltung der elektrischen Leitung wird auch der geometrische
Bereich des Steckverbindergehäuses,
in den die Leitung hineingeführt
wird, und ebenso ein optional vorhandenes Dichtelement ausgeführt.
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Der
erfindungsgemäße Kontaktpartner
lässt sich
in vorteilhafter Weise in einem Stanzbiegeverfahren schnell und
kostengünstig
aus einem entsprechenden Blechmaterial ein- oder mehrteilig herstellen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Kontaktpartners,
auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im Folgenden an
Hand eines abgedichte ten Kontaktpartners (optional auch ungedichtet)
beschrieben und an Hand der Figuren erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
einen erfindungsgemäßen Kontaktpartner
in dreidimensionaler Ansicht,
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2:
einen erfindungsgemäßen Kontaktpartner
symbolisch in einem Gehäuse,
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3:
einen erfindungsgemäßen Kontaktpartner
in Schnittdarstellung mit einem Komplementärsteckverbinderelement.
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1 und 2 zeigen,
soweit im Einzelnen dargestellt, einen Kontaktpartner 1 für einen
Steckverbinder zur Anwendung im elektrischen Verbindungssektor,
vorzugsweise in der Automobiltechnik. Der Kontaktpartner 1 ist
am Ende einer elektrischen Leitung 2 angeordnet. Der Kontaktpartner 1 weist
ein längliches
U-Profil (Verriegelungsteil
A) auf, zur Ausgestaltung einer Primär- und Sekundärverriegelungslasche 3, 4 sowie
zur Aufnahme und Führung
eines komplementären
Steckverbinderelements und einer Querverbindung der beiden Seitenprofile
zur Fixierung der elektrischen Leitungsenden und Ausgestaltung einer
Kodiervorrichtung, um ein gerichtetes Stecken zu gewährleisten.
Der Teil (A) weist eine Primärverriegelungslasche 3 und
vorzugsweise auch eine Sekundärverriegelungslasche 4 auf.
Mittels einer Crimpverbindung 5 wird die elektrische Leitung 2 mit dem
Kontaktpartner 1 unlösbar
mechanisch verbunden. Ausgehend von der Crimpverbindung 5 in
Richtung der elektrischen Leitung 2 kann ein standardmäßig herkömmlicher
Einzelleiterdichtungscrimp 6 vorhanden sein, der bewirkt,
dass der Außenmantel
der Leitung 2 gegenüber
dem Kontaktpartner 1 im Bedarfsfall mittels Einzelleiterabdichtung
längswasserdicht
abgedichtet ist. Ausgehend von der Crimpverbindung 5 in
Richtung der elektrischen Leitung 2 kann also der Einzelleiterdichtungscrimp 6 vorhanden
sein, der bewirkt, dass der Außenmantel
der Leitung 2 gegenüber
dem Kontaktpartner 1 längswasserdicht
abgedichtet ist. Zur Erhöhung
der Dichtwirkung ist in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen,
dass zumindest teilweise zwischen dem Einzelleiterdichtungscrimp 6 und
dem Außenmantel
der Leitung 2 ein Dichtelement 7 angeordnet ist,
wobei das Dichtelement 7 von dem Einzelleiterdichtungscrimp 6 auf
dem Außenmantel
der Leitung 2 festgelegt ist. Das Dichtelement 7 ist
aus einem elastisch verformbaren Material (wie z.B. Gummi, Elastomer oder
dergleichen) und weist in Längsrichtung
eine glatte durchgehende Oberfläche
auf oder eine Rippenform, wie sie in 1 dargestellt
ist. Beim Einsetzen des Kontaktpartners 1 in das hier nicht
gezeigte Steckverbindergehäuse
gelangt die Oberfläche
des Dichtelementes 7 an die Innenkontur des Steckverbindergehäuses, so
dass dadurch in Längsrichtung die
Dichtwirkung erzielt wird. Zur Erhöhung der Dichtwirkung ist vorgesehen,
dass der Querschnitt des Dichtelementes 7 größer ist
als der Querschnitt des Kontaktpartners 1, so dass das
Dichtelement 7 beim Einsetzen in die Kontaktkammer dauerhaft
zusammen gedrückt
wird.
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2 zeigt
den gleichen Kontaktpartner 1 wie in 1,
allerdings in symbolischer Ansicht in einem Gehäuse sowie einer Kennzeichnung
des Einzelleiterdichtungscrimp 6, welcher bei nicht gedichteter
Variante entfallen kann. Mit der Bezugsziffer 8 ist ein
Steckverbindergehäuse
bezeichnet, das eine Kontaktkammer zur Aufnahme des Kontaktpartners 1 aufweist.
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3 zeigt
den gleichen Kontaktpartner 1 im Schnitt mit einem komplementären Steckerverbinderelement 9 sowie
mit einem elektrischen Leiter 10 der elektrischen Leitung 2 und
der Verriegelungslasche 3 sowie dem Andruckelement (B).
Dabei ist erkennbar, dass der elektrische Leiter der elektrischen Leitung 2 flach
ausgestaltet ist oder so bearbeitet wurde, dass er eine flache Gestalt
aufweist (dies ist zum Beispiel nötig bei Rundleitern). Das heißt, dass in
diesem Fall der elektrische Leiter ausgehend von einem Rundleiter
kompaktiert worden ist. Ist die elektrische Leitung 2 eine
Flachbandleitung, ist dies nicht erforderlich. Der derart vorbereitete
oder entsprechend gestaltete Endbereich des elektrischen Leiters bildet
somit auch den Kontakt- bzw. Anlagebereich zu dem komplementären Steckverbinderelement 9 (zum Beispiel
ein Kontaktstift). Dieser Bereich wird beaufschlagt von dem Andruckelement
B, so dass im gesteckten Zustand der elektrischen Leitung 2 unter Druck
an dem komplementären
Steckverbinderteil 9 dauerhaft (solange der gesteckte Zustand
beibehalten wird) anliegt.
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Zusammenfassend
stellt also der Kontaktpartner 1, wie vorstehend beschrieben,
ein Mittel zur Realisierung von Steckverbindern in der elektrischen Verbindungstechnik,
speziell für
die Anwendung im Automobilbereich für höchste Anforderungen bereit, bei
der die bisherigen Widersprüche
zwischen geringen Steckkräften
und hohen Kontaktnormalkräften
in Einklang gebracht worden sind. Das heißt, dass bei der vorgestellten
Steckverbindung mechanische und elektrische Anforderungen unabhängig voneinander ausgeführt werden.
Somit steht nach wie vor eine kostengünstige und frei konfektionierbare
Lösung
zur Verfügung.
Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Halteschutzbuchse (Kontaktpartner)
so ausgeführt
werden, dass diese sowohl für
nicht gedichtete als auch für
gedichtete Varianten mit Einzelleiterdichtungsaufnahme geeignet
ist. Ebenso ist die Halteschutzbuchse für eine Primär- und optional eine Sekundärverriegelung
im Kunststoffgehäuse
des Steckverbinders ausgeführt.
Ebenso wird die Andruckfeder (allgemein Andruckelement) für die Kontaktnormalkraftübertragung
in die Halteschutzbuchse integriert.
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- A
- Verriegelungsteil
im U-Profil (Haltschutzbuchse)
- B
- Andruckelement
für die
Aufbringung der Kontaktnormalkraft
- 1.
- Kontaktpartner
- 2.
- elektrische
Leitung
- 3.
- Primärverriegelungslasche
- 4.
- Sekundärverriegelungslasche
- 5.
- Crimpverbindung
für mechanische
Leitungsfixierung
- 6.
- Einzelleiterdichtungscrimp
- 7.
- Dichtelement
- 8.
- Steckverbindergehäuse
- 9.
- Komplementäres Steckverbinderelement
- 10.
- elektrischer
Leiter