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Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steckvorrichtung, vorzugsweise
im Automotive-Bereich.
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Stand der Technik
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Durch
die
EP 0 371 040 B1 ist
eine Steckvorrichtung bekannt, die aus zwei zusammenfügbaren Steckverbindern
besteht. Hierbei sind bei einem ersten Steckverbinder Buchsenkontakte
in Aufnahmekammern eines Kontaktträgers gelagert. Jeweils durch
eine stirnseitige Einstecköffnung in jeder der Aufnahmekammern
ist die Kopplung eines jeweiligen Buchsenkontakts mit einem zuordenbaren
Steckkontakt eines zweiten Steckverbinders längs einer Steckrichtung
möglich.
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Für
bestimmte Anwendungen der elektrischen Steckvorrichtung besteht
die Forderung, dass beim Aufstecken des zweiten Steckverbinders
die erste elektrische Kontaktierung zwischen den Buchsenkontakten
des ersten Steckverbinders und den Steckkontakten des zweiten Steckverbinders
eine sogenannte vorauseilende Massekontaktierung bilden soll.
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Dadurch
soll erreicht werden, dass eventuell vorhandene elektrostatische
Aufladungen an der Steckvorrichtung gezielt und kontrolliert abgeleitet werden.
Eine elektrische Überlastung von sensiblen elektronischen
Bauteilen, die mit der Steckvorrichtung in Verbindung stehen, beispielsweise
in Steuergeräten, wird hierdurch verhindert.
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Aus
demselben Grund kann es auch wünschenswert sein, dass der
Massekontakt der jeweils letzte Kontakt der Steckvorrichtung ist,
der beim Abziehen des zweiten Steckverbinders von dem ersten Steckverbinder
die Verbindung unterbricht.
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Aufgabe der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Steckvorrichtung
so auszugestalten, dass eventuell vorhandene elektrostatische Aufladungen
an der Steckvorrichtung vor der Kontaktierung von Buchsenkontakten
mit Steckkontakten der Steckvorrichtung gezielt und kontrolliert
abgeleitet werden.
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Lösung der Aufgabe
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Die
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße elektrische Steckvorrichtung
weist einen ersten Steckverbinder und einen damit koppelbaren zweiten
Steckverbinder auf, wobei der erste Steckverbinder Buchsenkontakte
und der zweite Steckverbinder Steckkontakte enthält, die bei
der Kopplung der beiden Steckverbinder zum Schließen der
elektrischen Steckvorrichtung zusammengeführt werden. Zu
Beginn des Kopplungsvorgangs der beiden Steckverbinder vor der elektrischen
Kontaktierung der Steckkontakte mit den Buchsenkontakten erfolgt
eine separate elektrische Verbindung, insbesondere eine Masseverbindung, zwischen
den Steckverbindern, so dass eventuell vorhandene elektrostatische
Aufladungen an der Steckvorrichtung gezielt und kontrolliert abgeleitet werden.
Eine elektrische Überlastung von sensiblen elektronischen
Bauteilen, die mit der Steckvorrichtung in Verbindung stehen, beispielsweise
in Steuergeräten, wird hierdurch verhindert.
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In
den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen
für die Realisierung der Erfindung angegeben.
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Durch
den Kopplungsvorgang der beiden Steckverbinder längs einer
axial verlaufenden Steckrichtung wird eine einfach durchzuführende
Betätigung der elektrischen Steckvorrichtung erreicht.
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Mit
mindestens einem Erdungsbuchsenkontakt des ersten Steckverbinders
mit einer im wesentlichen axial verlaufende Kontaktfläche
und einem am zweiten Steckverbinder ausgebildeten zumindest einem
Erdungssteckkontakt, wird bei der Kopplung der beiden Steckverbinder
im Rahmen der Kopplungsbewegung der beiden Steckverbinder selbsttätig
eine Masseverbindung zwischen den Steckverbindern erstellt.
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Dadurch,
dass der Erdungssteckkontakt die Steckkontakte des zweiten Steckverbinders
axial überragt, wird eine sogenannte vorauseilene Massekontaktierung
erzielt.
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Mit
einem axial verlaufenden Zuführkanal für den Erdungssteckkontakt
in einer Aufnahmekammer eines Kontaktträgers wird eine
sichere Zuführung des Erdungssteckkontakts mit dem in der
Aufnahmekammer gelagerten Erdungsbuchsenkontakt erreicht.
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Durch
die radiale Rückfederung des Erdungssteckkontakts an dem
Erdungsbuchsenkontakt wird eine sichere Kontaktierung dieser Kontakte
zueinander erreicht, so dass die Steckvorrichtung auch unter ungünstigen
Einsatzbedingungen, beispielsweise bei Schüttelbeschleunigungen,
betriebssicher ist.
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Dadurch,
dass der Erdungssteckkontakt die Steckkontakte des zweiten Steckverbinders
axial überragt, wird eine sogenannte vorauseilene Massekontaktierung
mit einem besonders großen axialen Spielraum erzielt.
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Durch
das Massepotential des Erdungssteckkontakts und des Erdungsbuchsenkontakts werden
elektrostatische Aufladungen an der Steckvorrichtung zuverlässig
abgeleitet.
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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 Zusammenführung des ersten Steckverbinders mit dem zweiten
Steckverbinder.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Eine
elektrische Steckvorrichtung 11 entsprechend der 1 umfaßt
als Teil eines beweglichen Kabelbaumsteckers einen ersten Steckverbinder 12,
der Buchsenkontakte 13 aufweist und als Teil einer Messerleiste,
die ortsfest an einem elektrischen Steuergerät. angebracht
sein kann, einen zweiten Steckverbinder 14, der Steckkontakte 16 enthält.
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Entlang
einer axial verlaufenden Steckrichtung 17 sind die Buchsenkontakte 13 jeweils
mit zugeordneten Steckkontakten 16 koppelbar.
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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 elektrischen
Leiters 21 einen Anschlußabschnitt 22,
einen daran anschließenden Verriegelungsabschnitt 23 zur
Lagefixierung des Buchsenkontakts 13 in der Aufnahmekammer 19 und
einen darauf folgenden Kontaktabschnitt 24 zum Kontaktieren
mit einem zugeordneten Steckkontakt 16 auf. Der Verriegelungsabschnitt 23 nimmt
gegenüber dem Anschlußabschnitt 22 und
dem Kontaktabschnitt 24 eine verminderte Querschnittsfläche
ein. Der Kontaktabschnitt 24 ist weitgehend von einer kastenförmigen Überfeder 26 aus
Stahl umgeben.
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Der
zweite Steckverbinder 14 weist zur Führung des
ersten Steckverbinders 12 einen umlaufenden Aufnahmeabschnitt 27 auf,
in dem die Steckkontakte 16 als reihenförmig angeordnete,
axial gerichtete Kontaktmesser gegen radiale Lageveränderungen geschützt
untergebracht sind.
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Entsprechend
der vorliegenden Aufgabenstellung ist bei dieser Steckvorrichtung 11 einer
der reihenförmig angeordneten Buchsenkontakte 13 und ein
zugeordneter Steckkontakt 16 modifiziert.
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Der
modifizierte Buchsenkontakt 13 weist zwar baulich die zuvor
beschriebenen Grundelemente auf; er ist jedoch mit einem elektrischen
Leiter 21 verbunden, der zu Massepotential führt
und wird nachfolgend als Erdungsbuchsenkontakt 28 bezeichnet.
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Der
modifizierte Steckkontakt 16 ist, wie auch die anderen
Steckkontakte 16, als axial gerichtetes Kontaktmesser mit
gleicher axialer Längserstreckung ausgebildet; er ist jedoch
um einen nebengestellten, ihn axial überragenden und mit
ihm elektrisch verbundenen Erdungskontakt 29 ergänzt
und wird in dieser Ausführung nachfolgend als Erdungssteckkontakt 31 bezeichnet.
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In
der 1 ist von der Steckvorrichtung 11 in
einer Reihendarstellung mit aneinandergefügten Teilfiguren
ausschließlich nur die in Steckrichtung 17 erfolgende
Zuführung des Erdungsbuchsenkontakts 28 zu dem
Erdungssteckkontakt 31 schrittweise fortfahrend gezeigt.
Die Zuführung der Buchsenkontakte 13 zu den zugeordneten
Steckkontakten 16 erfolgt mit diesen Kopplungsschritten
des ersten Steckverbinders 12 mit dem zweiten Steckverbinder 14 gleichzeitig.
Die Bezugszeichen der dargestellten Elemente sind weitgehend in
der ersten Teilfigur links konzentriert.
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In
der ersten Teilfigur links außen ist der Kontaktträger 18 noch
außerhalb des Aufnahmeabschnitts 27 angeordnet.
Der Kontaktträger 18 ist in seiner Längserstreckung
einer Aufnahmeöffnung 32 des Aufnahmeabschnitts 27 fluchtend
zur Steckrichtung 17 zugewandt.
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In
der zweiten Teilfigur von links ist der Kontaktträger 18 bereits
mit seinem freiliegenden Endbereich durch die Aufnahmeöffnung 32 in
den Aufnahmeabschnitts 27 eingetreten und hat mit einer
Stirnseite 33 des Endbereichs das freie Ende des Erdungskontakts 29 erreicht.
Der freiliegende Endbereich des Erdungskontakts 29 weist
eine zum Steckkontakt 16 gerichtete Kontaktkuppe 34 auf,
die zum freiliegenden Ende des Erdungskontakts 29 hin in
einer schräg von dem Steckkontakt 16 wegweisenden Anlaufschräge 36 endet.
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In
der dritten Teilfigur von links ist der Kontaktträger 18 etwas
weiter in den Aufnahmeabschnitt 27 eingetreten, so dass
die Anlaufschräge 36 des Erdungskontakts 29 in
einem der Aufnahmekammer 19 benachbarten, von der Stirnseite 33 ausgehenden, axial
gerichteten Zuführkanal 37 für den Erdungskontakt 29 eintritt.
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Bei
einem weitergeführten Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der vierten Teilfigur
von links tritt auch die Kontaktkuppe 34 in den Zuführkanal 37 ein.
Damit verbunden ist eine radiale rückfederungsfähige Auslenkung
des Erdungskontakts 29, dessen ursprüngliche leichte
Neigung zum Steckkontakt 16 hin dabei in eine geringfügige
Neigung vom Steckkontakt 16 weg übergeht.
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Nach
einem weiteren Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der fünften
Teilfigur von links ist die Kontaktkuppe 34 an einer planen,
zumindest weitgehend axial gerichteten Außenseite 38 der Überfeder 26,
die eine masseführende Kontaktfläche 39 bildet,
angelangt. Dieser mit der Zusammenführung der Kontaktfläche 39 und
der Kontaktkuppe 34 entstandene Kontakt stellt die erste
elektrisch leitfähige Berührung zwischen dem Erdungskontakt 29 des
Erdungssteckkontakts 31 und dem Erdungsbuchsenkontakt 28 dar. Das
freie Ende des zugehörige Steckkontakt 16 des Erdungssteckkontakts 31,
der stellvertretend für die Stellung der übrigen
Steckkontakte 16 des zweiten Steckverbinders 14 steht,
hat gerade erst, insbesondere aufgrund seiner gegenüber
dem Erdungskontakt 29 geringeren Länge, einen
von der Stirnseite 33 des Kontaktträgers 18 ausgehenden
Zentriertrichter 41 zur Hinführung auf eine elektrische
Kontaktierung mit dem zugeordneten Buchsenkontakt 13 erreicht.
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Bei
einem weitergeführten Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der sechsten Teilfigur
von links ist die Kontaktkuppe 34 unter Beibehaltung des
elektrischen Kontakts mit der Kontaktfläche 39 auf
der Außenseite 38 der Überfeder 26 axial
weiter verschoben und das freie Ende des Steckkontakts 16 ist durch
eine an den Zentriertrichter 41 axial anschließende
Einstecköffnung 42 in die Aufnahmekammer 19 hineingeführt.
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Nach
einem weitergeführten Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der siebten Teilfigur
von links ist die Kontaktkuppe 34 bei bestehendem Kontakt
mit der Kontaktfläche 39 weiter auf der Außenseite 38 der Überfeder 26 verschoben
und erst jetzt kommt das freie Ende des Steckkontakts 16 des
zweiten Steckverbinders 14 in elektrischen Kontakt mit
einem Kontaktpunkt 44 von Kontaktlamellen 43 in
dem Kontaktabschnitt 24 des Erdungsbuchsenkontakts 28, welche
Kontaktlamellen 43 stellvertretend für die Kontaktlamellen 43 in
den übrigen Buchsenkontakten 13 des ersten Steckverbinders 12 stehen.
Die Kontaktlamellen 43 sind jeweils mit der zugeordneten Überfeder 26 elektrisch
verbunden.
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Nach
einem abschließenden Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der achten Teilfigur
von links ist die Kopplung zwischen den beiden Steckverbindern 12, 14 unter
Beibehaltung der erfolgten Kontakte vollständig vollzogen
und die elektrische Steckvorrichtung 11 endpositioniert
geschlossen.
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Bei
einer solchermaßen ausgebildeten Steckvorrichtung 11 ist
möglich, handelsübliche Kontakte für
eine voreilende Massekontaktierung einzusetzen und im Falle einer
gleichen axialen Länge des Erdungskontakts 29 und
der Steckkontakte 16 mindestens die axiale Distanz zwischen
dem Beginn der Kontaktfläche 39 der Überfeder 26 und
dem gegenüber dieser axial zurückverlagerten Kontaktpunkt 44 der
Kontaktlamellen 43 für eine voreilende Masseverbindung
nutzbar zu machen. Dieser Spielraum kann, entsprechend dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel, durch eine Verlängerung des
Erdungskontakts 29 über die Länge der
Steckkontakte 16 hinaus, noch vergrößert
werden. Eine möglichst frühe Massekontaktierung
führt zu größeren konstruktiven Freiheiten
für die axiale Erstreckung von Steckverbindungskonstruktionen
von elektrischen Steckvorrichtungen 11.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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