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Beschreibungsteil
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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Steckerteil, insbesondere für einen elektrischen Servomotor für ein Lenksystem in einem Fahrzeug.
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Bekannt sind mehrpolige elektrische Steckverbinder, in denen sich unter ungünstigen äußeren Bedingungen ein ungewollter Kriechstrom aufbauen kann, wodurch der Steckverbinder bis zur Zerstörung erhitzt werden kann. Derartige Kriechströme entstehen beispielsweise bei Feuchtigkeitseintritt in die Kontaktkammer des Steckverbinders, wobei die Kriechströme das Kunststoffmaterial des Steckverbinders bis zum Auftreten eines Brandes erhitzen können. Tritt diese Situation bei einem Steckverbinder auf, welcher in einem Fahrzeug verbaut ist, beispielsweise im Stromkreis einer Elektrolenkung, die als Servomotor einen Elektromotor aufweist, kann der Brand sogar auf das Fahrzeug übergreifen. Im Falle der Verbindung des Stromkreises mit der Fahrzeugbatterie besteht dieses Risiko auch, wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist.
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Um Kriechströme und damit zusammenhängende Gefahren zu vermeiden bzw. zu reduzieren, können größere Kontaktelementabstände im Steckverbinder bzw. Abdichtmaßnahmen realisiert werden, was jedoch mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist. Trotz derartiger Maßnahmen kann jedoch das Risiko von Kriechströmen nicht ausgeschlossen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Maßnahmen ein elektrisches Steckerteil so auszubilden, dass Gefährdungen, die auf eine Überhitzung des Steckerteils zurückgehen, signifikant reduziert sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Das elektrische Steckerteil wird vorzugweise im Stromkreis eines elektrischen Servomotors für ein Lenksystem für ein Fahrzeug eingesetzt, beispielsweise als Stromversorgungsstecker, wobei grundsätzlich auch eine Anwendung in sonstigen Stromkreisen in Fahrzeugen oder auch außerhalb von Fahrzeugen in Betracht kommt. Das elektrische Steckerteil weist zwei elektrische, zueinander beabstandete Kontaktelemente in einem Steckergehäuse auf, welches vorteilhafterweise aus Kunststoff gefertigt ist. Über die elektrischen Kontaktelemente wird das Steckerteil elektrisch mit einem weiteren Steckerteil zum Schließen des Stromkreises verbunden. Beide Steckerteile bilden gemeinsam eine elektrische Steckverbindung.
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Das Steckergehäuse besteht aus einem Material, welches mit ansteigenden Temperaturen weicher wird, insbesondere aus Kunststoff. Um zu vermeiden, dass Kriechströme, welche beispielsweise bei Feuchtigkeitseintritt in das Steckerteil entstehen können, zu einer fortgesetzten Erwärmung des Materials des Steckergehäuses führen, wodurch die Gefahr eines Brandes entsteht, ist ein Federelement im oder am Steckergehäuse angeordnet, das mindestens ein elektrisches Kontaktelement im Steckergehäuse mit einer aus der Ausgangslage auslenkenden Kraft beaufschlagt. Mit weicher werdendem Material kann das Steckergehäuse die zur Federkraft entgegengerichtete Reaktionskraft nicht mehr aufnehmen, die im regulären Betriebszustand von dem festen Material des Steckergehäuses abgestützt wird, so dass das Kontaktelement in seiner Soll- bzw. Ausgangslage im Steckergehäuse verbleibt. Bei weicherem Material dagegen fehlt die Abstützung, so dass das Kontaktelement unter der Wirkung der Federkraft aus seiner Soll- bzw. Ausgangslage ausgelenkt wird, wodurch der Stromfluss im Stromkreis beeinflusst wird. Beispielsweise kann das Kontaktelement in Richtung einer Kurzschlussposition mit dem zweiten Kontaktelement verstellt werden, wobei der auftretende Kurzschluss eine Sicherung, welche in den Stromkreis integriert ist, auslöst, so dass der Stromkreis unterbrochen ist. Möglich ist es aber auch, durch die auf das Kontaktelement wirkende Federkraft des Federelementes das Kontaktelement so auszulenken, dass der Stromkreis unmittelbar unterbrochen wird. Hierzu kann im oder in einer stromführenden Leitung zu dem Kontaktelement eine Sollbruchstelle vorhanden sein, welche bei ausreichender Unterstützung durch die Wandungen des Steckergehäuses intakt ist, jedoch mit weicher werdendem, nachgebendem Gehäuse unter der Wirkung des Federelementes bricht.
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In jedem Fall wird mithilfe des Federelementes eine Unterbrechung des Stromflusses erzielt. Dadurch ist sichergestellt, dass lediglich das Steckerteil auf Grund der Erwärmung geschädigt wird, wobei die Auslenkung des Kontaktelementes durch das Federelement bereits zu einem Zeitpunkt stattfindet, in welchem die Temperatur noch unterhalb eines oberen Temperatur-Schwellenwertes liegt, bei dessen Überschreiten die Gefahr eines Brandes des Steckergehäuses besteht.
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Grundsätzlich genügt es, dass lediglich eines der Kontaktelemente im Steckergehäuse von dem Federelement kraftbeaufschlagt wird. Das Kontaktelement wird entweder in Richtung der Kurzschlussposition mit dem zweiten Kontaktelement ausgelenkt oder in eine den Stromfluss unterbrechende Position verstellt.
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Möglich ist es auch, zwei Federelemente am Steckergehäuse vorzusehen, die jeweils ein Kontaktelement kraftbeaufschlagen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Kontaktelemente von einem gemeinsamen Federelement kraftbeaufschlagt werden, wobei, wie vorbeschrieben, sowohl eine Beaufschlagung in Richtung einer Kurzschlussposition als auch eine Beaufschlagung in Richtung einer Stromflussunterbrechung in einem oder beiden Kontaktelementen möglich ist. Die Verstellung in Richtung der Kurschlussposition wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das Federelement als eine Federklammer ausgeführt ist, welche das Steckergehäuse umgreift und gegenüberliegende Außenwandungen des Steckergehäuses jeweils mit einer zusammendrückenden Kraft beaufschlagt. Mit weicher werdendem Material des Steckergehäuses werden beide Kontaktelemente, die im Normalzustand auf Abstand zueinander liegen, so weit aufeinander zu bewegt, bis die Kontaktelemente aufeinander liegen und ein Kurzschluss erzeugt wird. Die Federklammer stellt eine einfach zu realisierende Maßnahme dar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die beiden Kontaktelemente von einer zwischenliegenden Trennwand im Steckergehäuse voneinander separiert sind. Die Trennwand ist vorteilhafterweise Bestandteil des Steckergehäuses und einteilig mit diesem ausgebildet. Bei einer Erwärmung wird das Material der Trennwand weicher, so dass mit zunehmender Erweichung ein oder beide Kontaktelemente durch das Material der Trennwand hindurch verstellt werden können.
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Gegebenenfalls ist die Trennwand als ein vom Steckergehäuse separates Bauteil ausgeführt, das aber ggf. mit dem Steckergehäuse zu verbinden ist. Bevorzugt ist die Trennwand aber auch in diesem Fall aus einem Material gefertigt, welches mit zunehmender Erwärmung weicher wird.
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Es kann zweckmäßig sein, die zwischenliegende Trennwand als einen Hohlkörper auszubilden, wodurch das Verstellen der Kontaktelemente durch die Trennwand hindurch im Falle einer Erwärmung und Erweichung erheblich vereinfacht wird.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 ein Steckerteil mit einem Steckergehäuse, in welchem zwei elektrische Kontaktelemente angeordnet sind, mit einer Federklammer, die das Steckergehäuse umgreift, dargestellt im unverformten Zustand in Seitenansicht,
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2 das Steckerteil gemäß 1 in einer Ansicht von unten,
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3 das Steckerteil in Seitenansicht im verformten Zustand, in welchem die elektrischen Kontaktelemente einander berühren,
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4 das Steckerteil im verformten Zustand in einer Ansicht von unten,
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5 in schematischer Darstellung ein elektrischer Stromkreis mit einer das Steckerteil enthaltenden Steckverbindung und einer Sicherung.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 und 2 ist ein elektrisches Steckerteil 1 dargestellt, welches in einem Stromkreis eingesetzt werden kann und Teil einer Steckverbindung ist zum Schließen des Stromkreises. Derartige Steckerteile werden beispielsweise im Stromkreis elektrischer Servomotoren für Lenksysteme in Fahrzeugen eingesetzt.
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Das Steckerteil 1 weist ein Steckergehäuse 2 aus Kunststoff auf, in welchem zwei elektrische, bei geschlossenem Stromkreis Strom führende Kontaktelemente 3 und 4 angeordnet sind. Die beiden Kontaktelemente 3, 4 sind von einer zwischenliegenden Trennwand 5 separiert, die einteilig mit dem Steckergehäuse 2 ausgebildet ist und zweckmäßigerweise als ein Hohlkörper ausgebildet ist. Gegebenenfalls ist die Trennwand 5 als ein separat vom Steckergehäuse 2 ausgeführtes Bauteil ausgebildet, das jedoch mit dem Steckergehäuse 2 verbunden ist.
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Das Steckergehäuse 2 einschließlich der Trennwand 5 besteht aus einem Kunststoffmaterial, welches bei Erwärmung weich wird. Wird bei der Erwärmung ein oberer Temperatur-Schwellenwert überschritten, besteht grundsätzlich die Gefahr eines Brandes des Steckergehäuses.
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Um dieser Gefahr entgegenzuwirken, wird das Steckergehäuse 2 von einem als Federklammer 6 ausgebildeten Federelement umgriffen, das gegenüberliegende Außenwände des Steckergehäuses mit einer nach innen gerichteten Federkraft gemäß den Kraftpfeilen 7 und 8 beaufschlagt. Die Kraftpfeile 7, 8 sind entgegengesetzt gerichtet und der Höhe nach gleich groß. So lange die Temperatur unterhalb eines unteren Temperatur-Schwellenwertes bleibt, ist das Material des Steckergehäuses ausreichend steif, um die von der Federklammer 6 ausgeübten Federkräfte gemäß den Kraftpfeilen 7 und 8 aufnehmen zu können. Übersteigt dagegen die Temperatur den unteren Temperatur-Schwellenwert, wo erweicht das Material des Steckergehäuses, so dass unter der Wirkung des Federelementes 6 das Steckergehäuse zusammengedrückt wird, wodurch auch die zwischen den Kontaktelementen 3, 4 liegende Trennwand 5 zusammengequetscht wird. Auf Grund der Ausführung der Trennwand 5 als Hohlkörper ist sichergestellt, dass die beiden Kontaktelemente 3 und 4 unter der Kraftwirkung der Federklammer 6 durch die Trennwand 5 hindurch zusammengedrückt werden und sich so weit annähern, bis sich die Kontaktelemente 3, 4 berühren, so wie dies in den 3 und 4 dargestellt ist, in denen das Steckergehäuse 2 im verformten Zustand dargestellt ist. Auf diese Weise kann ein Kurzschluss erzeugt werden, sobald das Steckergehäuse ausreichend weich wird. Der Kurzschluss wird bereits bei einer Temperatur erreicht, der unterhalb des oberen Temperaturschwellenwertes liegt, bei dessen Überschreiten die Gefahr eines Brandes besteht. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Steckergehäuse nicht in Brand geraten kann.
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In 5 ist ein Stromkreis 9 dargestellt, in den ein Verbraucher 11 integriert ist, welcher über eine Stromquelle 10 mit Strom versorgt wird. Bei der Stromquelle 10 handelt es sich beispielsweise um die Fahrzeugbatterie in einem Fahrzeug, bei dem Verbraucher 11 um den elektrischen Servomotor für das Lenksystem im Fahrzeug. Der elektrische Verbraucher 11 ist über das Steckerteil 1 an den Stromkreis 9 angeschlossen, in welchem sich auch eine Sicherung 12 befindet. Das Steckerteil 1 ist ein der vorbeschriebenen Weise gemäß den 1 bis 4 ausgebildet. Mit Überschreiten eines Temperaturschwellenwertes gelangt das Steckerteil 1 in einem Kurzschluss, woraufhin die Sicherung 12 durchbrennt und der Stromfluss unterbrochen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckerteil
- 2
- Steckergehäuse
- 3
- Kontaktelement
- 4
- Kontaktelement
- 5
- Trennwand
- 6
- Federelement
- 7
- Kraftpfeil
- 8
- Kraftpfeil
- 9
- Stromkreis
- 10
- Stromquelle
- 11
- Verbraucher
- 12
- Sicherung
