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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 Steckvvorrichtung 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,
der einen Erdungskontakt aufweist, 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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Mit
der Bildung eines Erdungsbuchsenkontakts durch einen Erdungskontakt,
der in einer Aufnahmekammer eines Kontaktträgers des ersten Steckverbinders
vormontiert ist und einem in der Aufnahmekammer nachmontierten Buchsenkontakt,
die mit ihrer Positionierung in der Aufnahmekammer elektrisch miteinander
verbunden sind, ist es möglich, Buchsenkontakte in ursprünglicher
Ausgestaltung einzusetzen. Dadurch lässt sich die Steckvorrichtung
kostengünstig herstellen.
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Durch
einen gezahnten Mittelabschnitt des Erdungskontakts ist es möglich,
ihn bei der Vormontage in der Aufnahmekammer in entsprechende Ausnehmungen
in einer Seitenwand der Aufnahmekammer zur axialen Fixierung zu
verklemmen. Dies erspart zusätzliche Verbindungsmittel.
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Durch
einen gekröpften ersten Federschenkel, der an den Mittelabschnitt
des Erdungskontakts entgegen der Steckrichtung anschließt
und der eine Überfeder eines in die Aufnahmekammer eingeschobenen
Buchsenkontaktes rückfedern elektrisch kontaktiert, wird
die elektrische Kontaktierung automatisch mit dem Einbringen des
Buchsenkontakts in die Aufnahmekammer vollzogen.
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Mit
einem zweiten Federschenkel, der in Steckrichtung an den Mittelabschnitt
des Erdungskontakts angefügt ist und der einen Bereich
eines Zentriertrichters für den Erdungssteckkontakt bildet, kann
erreicht werden, dass der Erdungssteckkontakt beim Zusammenfügen
der beiden Steckverbinder den zweiten Federschenkel zwangsweise
rückfedernd radial zurückdrückt. Dadurch
ist eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen dem Erdungssteckkontakt
und dem Erdungsbuchsenkontakt erzielt, die den Prüfaufwand
in der Fertigung verringert.
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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 andererseits, 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.
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 bereichsweise 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 geschüzt
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
beschriebene Grundelemente auf; er ist jedoch mit einem Erdungskontakt 28 verbunden,
der vormontiert in der Aufnahmekammer 19 eingebracht ist
und der bei einem nachfolgenden Einführen eines Buchsenkontakts 13 in
die Aufnahmekammer 19 mit diesem elektrisch kontaktiert.
Dieser so gebildete modifizierte Buchsenkontakt 13 wird nachfolgend
als Erdungsbuchsenkontakt 29 bezeichnet.
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Der
modifizierte Steckkontakt 16 ist, wie auch die anderen
Steckkontakte 16, als axial gerichtetes Kontaktmesser ausgebildet;
er ist jedoch in nicht dargestellter Weise mit Massepotential elektrisch
verbunden und wird 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 29 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 mit
dem Erdungsbuchsenkontakt 31 noch außerhalb des
Aufnahmeabschnitts 27 angeordnet. Der Kontaktträger 18 ist
dabei in seiner Längserstreckung einer Aufnahmeöffnung 32 des Aufnahmeabschnitts 27 fluchtend
zur Steckrichtung 17 zugewandt.
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In
einer zweiten Teilfigur von links ist der Kontaktträger 18 bereits
nach einem fortgeführten Bewegungsschritt in der Steckrichtung 17 mit
seinem freiliegenden Endabschnitt durch die Aufnahmeöffnung 32 in
den Aufnahmeabschnitt 27 eingetreten und hat mit einer
Stirnseite 33 des Endabschnitts nahezu das freie Ende des
Erdungssteckkontakts 31 erreicht.
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In
der dritten Teilfigur von links ist nach einem weitergeführten
Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 das freie
Ende des Erdungssteckkontakts 31, der stellvertretend für
die Stellung der übrigen Steckkontakte 16 des
zweiten Steckverbinders 14 steht, in einen von der Stirnseite 33 des
Kontaktträgers 18 entgegen der Steckrichtung 17 ausgehenden Zentriertrichter 34 eingetreten
und liegt dort unter Bildung eines elektrischen Kontakt an dem Erdungskontakt 28 an.
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Der
Erdungskontakt 28 weist als elektrisch leitfähiger
Blechstreifen, dessen beiden Enden rückfedern ausgebildet
sind, einen gezahnten Mittelabschnitt 36 auf, der ihn in
die Lage versetzt, in nicht näher ausgeführter
Weise bei der eingangs erwähnten Vormontage in der Aufnahmekammer 19 in
entsprechenden Ausnehmungen in einer Seitenwand 37 der Aufnahmekammer 19 zur
axialen Fixierung zu verklemmen.
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An
dem Mittelabschnitt 36 schließt sich als ein erstes
freiliegendes Ende, gegen die Steckrichtung 17 gerichtet,
ein gekröpfter erster Federschenkel 38 an, der
die Überfeder 26 des zur Bildung des Erdungsbuchsenkontakts 29 eingeschobenen
Buchsenkontakts 13 elektrisch leitend berührt.
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Auf
der anderen Seite des Mittelabschnitts 36 ist als ein zweites
freiliegendes Ende ein in Steckrichtung 17 gerichteter
langgezogener zweiter Federschenkel 39 angefügt,
der zur Stirnseite 33 des Kontaktträgers 18 hin
so gebogen ist, dass er einen Bereich des Zentriertrichters 34 bildet.
An diesem erfolgt die zuvor erwähnte Kontaktierung mit
dem Erdungssteckkontakts 31 derart, dass das kegelig verjüngte freie
Ende des Erdungssteckkontakts 31 beim Eintreten in den
Zentriertrichter 34 den zweiten Federschenkel 39 zwangsweise
rückfedern radial zurückdrückt.
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Dieser
mit der Zusammenführung des Erdungssteckkontakts 31 und
dem Erdungskontakt 28 so entstandene elektrische Kontakt
stellt die erste elektrisch leitfähige Berührung
zwischen dem Erdungssteckkontakt 31 und dem Erdungsbuchsenkontakt 29 dar.
Dabei erfolgt der elektrische Pfad über die Elemente Erdungssteckkontakt 31,
Erdungskontakt 28, Überfeder 26 und elektrischer
Leiter 21.
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Bei
einem weitergeführten Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der vierten Teilfigur
von links ist einerseits das freie Ende des Erdungssteckkontakts 31 durch
eine an den Zentriertrichter 34 axial anschließende
Einstecköffnung 41 in die Aufnahmekammer 19 eingeführt.
Andererseits ist der erste Federschenkel 38 unter Beibehaltung
des elektrischen Kontakts mit der Überfeder 26 auf
einer axial glatten Außenseite 42 derselben verschoben.
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Nach
einem fortgeführten Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 entsprechend der fünften
Teilfigur von links gelangt das freie Ende des Erdungssteckkontakt 31 in
elektrischen Kontakt mit einem Kontaktpunkt 43 von Kontaktlamellen 44 in
dem Kontaktabschnitt 24 des Erdungsbuchsenkontakts 29,
welche Kontaktlamellen 44 stellvertretend für
die Kontaktlamellen 44 in den übrigen Buchsenkontakten 13 des
ersten Steckverbinders 12 stehen. Die Kontaktlamellen 44 sind
jeweils mit der zugeordneten Überfeder 26 elektrisch verbunden.
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Bei
gleichbleibenden elektrischen Kontaktierungen ist in der sechsten
Teilfigur von links ein weiterer Bewegungsschritt des Kontaktträgers 18 in
den Aufnahmeabschnitt 27 und in der siebten Teilfigur von
links ein abschließender Bewegungsschritt dargestellt,
mit dem die Kopplung der beiden Steckverbinder 12, 14 vollständig
vollzogen und die elektrische Steckvorrichtung 11 endpositioniert
geschlossen ist.
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Mit
einer solchermaßen ausgebildeten Steckvorrichtung 11 ist
es möglich, handelsübliche Kontakte für
eine voreilende Massekontaktierung einzusetzen und die axiale Distanz
zwischen dem Auflaufen des freien Endes des Erdungssteckkontakts 31 an
dem zweiten Federschenkel 39 einerseits und dem axial zurückverlagerten
Kontaktpunkt 43 der Kontaktlamellen 44 andererseits
für eine voreilende Masseverbindung nutzbar zu machen.
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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