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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer elektrischen Steckvorrichtung nach
der Gattung des Anspruchs 1. Eine derartige Steckvorrichtung ist
aus der
EP 0 371 040
B1 bekannt.
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Hierbei
sind bei einem ersten Steckverbinder Buchsenkontakte in Aufnahmekammern
eines Kontaktträgers mit radialem Spiel gelagert. Jeweils
durch eine stirnseitige Einstecköffnung in jeder der Aufnahmekammern
ist ein zuordenbarer Steckkontakt eines zweiten Steckverbinders
dem dort ortsfest gelagerten Buchsenkontakt längs einer
Steckrichtung zuführbar. In ungünstigen Fällen
kann es vorkommen, dass zum einen der Buchsenkontakt radial einseitig in
der Aufnahmekammer zu liegen kommt und zum anderen der Steckkontakt,
insbesondere bei stiftförmiger Ausbildung und bei, bezogen
auf die Steckrichtung, schräger Zuführung durch
die Einstecköffnung an dem Buchsenkontakt vorbei in die
Aufnahmekammer eingesteckt wird. Diese sogenannte Hintersteckung
muß verhindert werden.
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Wird
durch eine engere Dimensionierung der Aufnahmekammer der radialen
Ausweichmöglichkeit des Buchsenkontakts vorgebeugt, so
kann es bei Schwingungsbeanspruchungen der Steckvorrichtung zu einer
seitlichen Berührung von Buchsenkontakt und Kontaktkammer
kommen. Dadurch kann der Buchsenkontakt dem Schwingungsausschlag
nicht mehr vollständig folgen. Dies führt in unerwünschter Weise
zu Reibkorrosion an der Kontaktstelle zwischen dem Buchsenkontakt
und dem ausschwingfähigen Steckkontakt und letzlich zu
einem Funktionsverlust der elektrischen Steckverbindung.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße elektrische Steckvorrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten
in zufriedenstellendem Maß vermieden werden.
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Dazu
weisen Kontaktglieder eines jeweiligen Buchsenkontakts Leitelemente
auf, die nach einem Einführen des Buchsenkontakts in eine
zugeordnete Aufnahmekammer zu seitlichen Begrenzungen der Aufnahmekammer
benachbart sind. Dadurch ist eine radial mittige Anordnung des Buchsenkontakts
in der Aufnahmekammer gewährleistet. Erst durch die Einführung
eines Steckkontakts in die Kontaktglieder des jeweiligen Buchsenkontakts
längs einer Steckrichtung distanzieren sich die Leitelemente
radial von den seitlichen Begrenzungen der Aufnahmekammer und ermöglichen
so dem Buchsenkontakt in der Aufnahmekammer ein radialen Sicherheitsabstand
zu den seitlichen Begrenzungen der Aufnahmekammer. Auf diese Weise
lässt sich eine funktionssichere elektrische Steckverbindung
realisieren, die einerseits leicht kontaktierbar ist und andererseits
auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen, wie Schwingungsbeanspruchungen,
funktionsstabil bleibt.
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In
den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnamen
für die Realisierung der Erfindung angegeben.
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Durch
die Ausbildung der Kontaktglieder als Kontaktlamellen ist ein ausfederungsfähiges
Kontaktsystem erstellt, dessen signifikanter Ausfederungsweg für
die Verlagerung der Leitelemente genutzt werden kann. Mit der Einstückigkeit
jeweils eines Kontaktgliedes und eines Leitelements lassen sich
diese Einheiten fertigungsgünstig herstellen, beispielsweise
jeweils über eine einzige Ausstanzung.
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Mit
der Anordnung der Leitelemente jeweils in einem Endbereich der Kontaktglieder
ergibt sich ein großer Verlagerungsweg der Leitelemente
und somit ein großer Sicherheitsabstand zu den quer zur Einsteckrichtung
angeordneten Begrenzungen der Aufnahmekammer.
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Durch
die Positionierung eines Leitelements eines Kontaktgliedes hinter
einem gegenüberliegenden Kontaktglied lässt sich
eine platzsparende Anordnung verwirklichen, die kleinbauende Aufnahmekammern
ermöglicht.
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Mit
der Positionierung eines Leitelements zu dem zugeordneten Kontaktglied über
wenigstens eine Abwinkelung lässt sich eine platzsparende
Anordnung innerhalb der Aufnahmekammer umsetzen. Dieser Effekt ist
besonders günstig, wenn es sich um eine zweifache, jeweils
rechtwinkelige Abwinkelung handelt. Verläuft die Abwinkelung
in einer Ebene, so ist auch noch eine Raumersparnis in axialer Richtung entlang
der Einsteckrichtung gegeben.
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Durch
die Lagerung der geschlossenen Steckvorrichtung mit dem Buchsenkontakt
und dem eingeschobenen Steckkontakt in einem Dichtabschnitt der
Aufnahmekammer einerseits und dem Steckkontakt andererseits ist
die geschlossene Steckvorrichtung von der übrigen Kontur
der Aufnahmekammer entkoppelt und so auch bei erschwerten Betriebsbedingungen
durch Schwingungsbeanspruchungen einsetzbar.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Schnittdarstellungen
in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher
erläutert. Die 1 zeigt in einer Reihendarstellung
mit aneinander gefügten Teilfiguren einzelne Phasen bei
der Bestückung eines ersten Steckverbinders mit einem Buchsenkontakt
und eine nachfolgende Einführung eines Steckkontakts eines
zweiten Steckverbinders in den Buchsenkontakt zum Schließen
der elektrischen Steckvorrichtung. Die 2 zeigt
in Detaildarstellungen den Kontaktabschnitt vor und nach der Einführung
des Steckkontakts in den Buchsenkontakt. In der 3 sind
die Detaildarstellungen der 2 in weiteren
Schnittebenen gezeigt.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion
mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
elektrische Steckvorrichtung 11, entsprechend der 1,
umfasst einen ersten Steckverbinder 12, der Buchsenkontakte 13 aufweist
und einen zweiten Steckverbinder 14, der Steckkontakte 16 enthält,
die entlang einer Steckrichtung 17 jeweils in die zugeordneten
Buchsenkontakte 13 einführbar sind.
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In
einem Kontaktträger 18 des ersten Steckverbinders 12 sind
entsprechend der Polzahl der Steckvorrichtung 11 in Reihen
angeordnete Aufnahmekammern 19 für die Buchsenkontakte 13 ausgebildet.
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Der
Buchsenkontakt 13 weist zum Anschluß eines von
einem Dichtelement 21 umgebenen elektrischen Leiters 22 einen
Anschlußabschnitt 23, einen daran anschließenden
Verriegelungsabschnitt 24 zur Lagefixierung des Buchsenkontakts 13 in
der Aufnahmekammer 19 und einen darauf folgenden Kontaktabschnitt 26 zum
Kontaktieren mit einem zugeordneten Steckkontakt 16 auf.
Der Verriegelungsabschnitt 24 nimmt gegenüber
dem Anschlußabschnitt 23 und dem Kontaktabschnitt 26 eine
verminderte Querschnittsfläche ein.
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In
der 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel in
einer Reihendarstellung mit aneinander gefügten Teilfiguren
die Bestückung einer Aufnahmekammer 19 durch einen
Buchsenkontakt 13 im Bewegungsablauf in einer der Steckrichtung 17 entgegengerichteten
Fügerichtung und die Zuführung eines der Steckkontakte 16 in
Steckrichtung 17 schrittweise fortfahrend gezeigt. Die
Bezugszeichen sind dabei weitgehend in der ersten Teilfigur links
außen konzentriert.
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In
der ersten Teilfigur links außen ist der Buchsenkontakt 13 noch
außerhalb der Aufnahmekammer 19 angeordnet. Dabei
ist der Kontaktabschnitt 26 des Buchsenkontakts 13 in
seiner Längserstreckung einer Zuführöffnung 27 der
Aufnahmekammer 19 fluchtend zur Steckrichtung 17 zugewandt.
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In
der zweiten Teilfigur von links ist der Kontaktabschnitt 26 bereits
mit einem freiliegenden Endbereich 28 durch einen der Zuführöffnung 27 nachfolgenden
Dichtabschnitt 29 der Aufnahmekammer 19 in einen
Lagerabschnitt 31 der Aufnahmekammer 19 eingetreten.
In dem Endbereich 28 sind an Kontaktgliedern 32 des
zweiten Steckverbinders 14 in Form von Kontaktlamellen
Leitelemente 33 angebracht. Die Leitelemente 33,
die radial, normal zur Steckrichtung 17 verschiebbar sind
so ausgebildet, dass sie Begrenzungen 34 der Aufnahmekammer 19 mit
endseitigen Führungsabschnitten 48 benachbart
sind. In diesem Fall sind die Begrenzungen 34 einerseits durch
eine Längswand 36 der Aufnahmekammer 19 und
andererseits durch eine Rastnase 37 eines Rastarms 38 gebildet,
der in seinem Ruhezustand entsprechend der Teilfigur 1 den
lichten Querschnitt der Aufnahmekammer 19 einengt und der
entsprechend der Teilfigur 2 durch
eines der Leitelemente 33 entgegen seiner Rückfederungskraft
soweit zurückgedrängt ist, dass der lichte Querschnitt
auch in diesem Bereich hergestellt ist.
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Wie
aus der dritten Teilfigur von links ersichtlich, ist der Buchsenkontakt 13 größtenteils
in die Aufnahmekammer 19 eingebracht. Dabei ist der Anschlußabschnitt 23 mit
dem angefügten Leiter 22, der von dem Dichtelement 21 in
der Art einer einer mehrstufigen Einzeladerabdichtung umgeben ist,
weitgehend in dem Dichtabschnitt 29 eingedrungen. Die Rastnase 37 des
Rastarms 38 ist gegen einen Rahmen 39 des Kontaktabschnitts 26 am Übergang
zum Verriegelungsabschnitt 24 angelaufen und noch nicht in
ihre Ruhelage zurückgekehrt. Die Leitelemente 33 sind
mit den Führungsabschnitten 48 zumindest annähern
in Anlage an der einen Längswand 36 und einer
dazu parallel verlaufenden weiteren Längswand 36,
die hier eine radiale Begrenzung der Aufnahmekammer 19 bildet.
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Ab
der 4. Teilfigur von links ist der
Buchsenkontakt 13 in seiner Endposition in der Aufnahmekammer 19 angelangt.
Hierbei ist das Dichtelement 21 vollständig in
dem Dichtabschnitt 29 positioniert, der Rastarm 38 mit
der Rastnase 37 hinter dem Rahmen 39 im Bereich
des Verrriegelungsabschnittes 24 in seine Ruhelage zurückgekeht
und der Endbereich der Kontaktglieder 22 mit einer stirnseitigen
Aufnahmeöffnung 41 einer Einstecköffnung 42 in
einer stirnseitigen Wand 43 der Aufnahmekammer 19 gegenüberliegend
zugewandt.
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In
der 5. Teilfigur von links wird ein
auf die Einstecköffnung 42 gerichteter, am freiliegenden Ende
zugespitzter Steckkontakt 16 des zweiten Steckverbinders 14 dem
Buchsenkontakt 13 der Aufnahmekammer 19 zugeführt.
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In
der 6. und 7.
Teilfigur von links ist der Steckkontakt 16 über
eine Teillänge durch einen Zentriertrichter 44 der
Einstecköffnung 42 in die Aufnahmekammer 19 hinein
geführt und ragt endseitig infolge der hier angebrachten
Verjüngung mit reduzierter Querschnittsfläche
in die Aufnahmeöffnung 41 der Kontaktglieder 32 hinein,
die dadurch schon geringfügig aufspreizen und ein Abrücken
der Führungsabschnitte 48 der Leitelemente 33 von
den Längswänden 36 der Aufnahmekammer 19 einleiten.
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Nach
einer weitergeführten Zuführbewegung des Steckkontakts 16 bis
zur Endlage entsprechend der 8. und
der 9. Teilfigur von links ist der
Steckkontakt 16 mit voller Querschnittsfläche
in der Aufnahmeöffnung 41 der Kontaktglieder 32 angelangt. Durch
die dadurch erzielte vollständige radiale Aufspreizung
der Kontaktglieder 32 werden die Leitelemente 33 mit
den Führungsabschnitten 48 von den Längswänden 36 in
größtmöglichstem Maß radial distanziert,
wie nachfolgend anhand der 2, 3 näher
ausgeführt wird.
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Entsprechend
den 2, 3 mit schematisierten Darstellungen
des Endbereichs 28 des Kontaktabschnitts 26 ist
die Steckvorrichtung 11 vor und nach der Einführung
des Steckkontakts 16 in den Buchsenkontakt 13 dargestellt.
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In
der oberen Teilfigur der 2 und in der Schnittdarstellung
A-A der 3 ist der Buchsenkontakt 13 vor
der Einführung des Steckkontakts 16 gezeigt. Die
an den Kontaktglieder 32 angebrachten Leitelemente 33 liegen
mit den Führungsabschnitten 48 symmetrisch an
den Längswänden 36 der Aufnahmekammern 19 an
und positionieren damit die Aufnahmeöffnung 41 der
Kontaktglieder 32 radial mittig innerhalb der Aufnahmekammer 19.
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Nach
dem Einführen des Steckkontakts 16 in den Buchsenkontakt 13 entsprechend
der unteren Teilfigur der 2 und in
der Schnittdarstellung B-B der 3 sind die
Kontaktglieder 32 radial aufgeweitet. Aufgrund der Einstückigkeit eines
jeden Kontaktgliedes 32 mit einem Leitelement 33 nehmen
die Leitelemente 33 an Lageänderungen des jeweils
zugeordneten Kontaktgliedes 32 teil.
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Infolge
der Positionierung jedes der Leitelemente 33 mit einem
Führungsabschnitt 48 hinter dem gegenüberliegenden,
nicht zugeordneten Kontaktglied 32 erfolgt die Verlagerung
der Führungsabschnitte 48 der Leitelemente 33 bei
der Aufspreizung der Kontaktglieder 32 durch den Steckkontakt 16 aufeinander
zu. Dies führt zu einer Distanzierung der Führungsabschnitte 48 der
Leitelemente 33 von den Längswänden 36 der
Aufnahmekammer 19, welche in diesem Bereich die radialen
Begrenzungen 34 der Aufnahmekammer 19 bilden.
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Mit
dem Einführen des Steckkontakts 16 in den Buchsenkontakt 13 wird
somit die durch die Leitelemente 33 vermittelte radiale
Mittellage der Aufnahmeöffnung 41 der Kontaktglieder 32 in
der Aufnahmekammer 19, die zunächst für
deren Positionierung zum zielsicheren Einführen des Steckkontakts 16 in
den Buchsenkontakt 13 notwendig war, aufgehoben. Der Kontaktabschnitt 26 des
Buchsenkontakts 13 liegt nun durch die Distanzierung der
Führungsabschnitte 48 der Leitelemente 33 von
den Längswänden 36 mit keinem Teil mehr
an den Längswänden 36 der Aufnahmekammer 19 an,
sondern weist zu diesen jeweils ein radiales Bewegungsspiel 46 auf.
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Entsprechend
der 3 ist die Anbindung eines Leitelements 33 an
das zugeordnete Kontaktglied 32 durch eine zweifache, jeweils
rechtwinkelige Abwinkelung 47 ausgeführt. Alternativ
könnte die Anbindung eines Leitelements 33 an
das zugeordnete Kontaktglied 32 auch über eine
einzelne oder mehr als zweifache Abwinkelung 47 erfolgen,
die nicht rechtwinkelig ausgeführt sein muß.
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Nach
den 2, 3 verläuft die Abwinkelung 47 in
einer Ebene. Alternativ könnte der radialen Ausrichtung
der Abwinkelung 47 auch eine axiale Ausrichtung überlagert
sein.
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Unabhängig
von der gewählten Ausgestaltung der Leitelemente 33 ist
der Buchsenkontakt 13 nach der Einführung des
Steckkontaktes 16 durch die Distanzierung von den Längswänden 36 der
Aufnahmekammer 19 im Endbereich 28 nur von dem
Steckkontakt 16 geführt.
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Am
anderen Ende des Buchsenkontakts 13 liegt dieser über
das am Anschlußabschnitt 23 angebrachte Dichtelement 21 nachgiebig
rückfedernd an dem Dichtabschnitt 29 der Aufnahmekammer 19 an.
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Eine
solchermaßen gelagerte und mit Leitelementen 33 versehene
Steckvorrichtung ermöglicht zum einen eine sichere Kontaktierung
und sie ist andererseits, nach der Kontaktierung, durch die Entkoppelung
von der Aufnahmekammer 19 schwingungstechnisch hoch belastbar
und auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen, wie sie insbesondere
durch die Vibrationen in einem Kraftfahrzeug auftreten, funktionsstabil
einsetzbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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