DE102011077235A1

DE102011077235A1 - Steckverbindersystem

Info

Publication number: DE102011077235A1
Application number: DE102011077235A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schmidt
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-12-13

Abstract

Ein Kontaktmesser für einen elektrischen Steckverbinder weist eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüber liegende Unterseite auf. Dabei weist die Oberseite einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt gegenüber dem zweiten Abschnitt erhaben ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktmesser für einen elektrischen Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Steckverbindersystem mit einem Stecker und einer Buchse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Elektrische Steckverbinder und Steckverbindersysteme sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungen bekannt. Übliche Steckverbindersysteme umfassen ein Kontaktmesser und eine Buchse, die durch Zusammenstecken miteinander verbunden werden können. Bei Zusammenstecken von Kontaktmesser und Buchse werden elektrisch leitende Verbindungen zwischen dem Kontaktmesser und weiblichen Kontaktelementgegenstücken der Buchse hergestellt. Die Kontaktmesser und Kontaktelementgegenstücke sind häufig vergoldet, um elektrisch gut leitende Verbindungen zu ermöglichen.
Allerdings ist bekannt, dass während des Zusammensteckens und Auseinanderziehens von Steckverbindersystemen die Kontaktoberflächen von Kontaktmesser und Buchse in Abhängigkeit von Kontaktdruck und Häufigkeit der Betätigungen einem natürlichen Abrieb ausgesetzt sind. Dieser Abrieb wird umso größer, je länger die Schleifwege beim Zusammenstecken und Auseinanderziehen sind. Der Abrieb kann zu einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften bis hin zu einem völligen Ausfall des Steckverbindersystems führen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Kontaktmesser für einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Kontaktmesser mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Es ist außerdem Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Steckverbindersystem mit einem Stecker und einer Buchse bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Steckverbindersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Kontaktmesser für einen elektrischen Steckverbinder weist eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite auf. Dabei weist die Oberseite einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt gegenüber dem zweiten Abschnitt erhaben ist. Vorteilhafterweise führt diese Ausgestaltung des Kontaktmessers dazu, dass eine Kontaktfeder einer mit dem Steckverbinder zusammengesteckten Buchse im Bewegungszustand während des Zusammensteckens mit dem Steckverbinder und im Ruhezustand in der zusammengesteckten Endposition an unterschiedlich hohen Abschnitten der Oberseite des Kontaktmessers anliegt, wodurch sich für die Kontaktfeder der Buchse unterschiedliche Kontaktpunkte ergeben. Vorteilhafterweise reduziert sich dadurch die Abnutzung der Kontaktfeder der Buchse im eigentlichen End-Kontaktpunkt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bereits während des Zusammensteckens des Steckverbinders mit der Buchse ein Stromfluss über das Kontaktmesser ermöglicht wird, die Stromübertragung also nicht erst in der Endposition des Kontaktmessers ermöglicht wird.
Bevorzugt weist das Kontaktmesser am ersten Abschnitt eine größere Dicke auf, als am zweiten Abschnitt. Vorteilhafterweise kann der zweite Abschnitt dann als Ausnehmung oder Vertiefung ausgebildet sein, wodurch sich eine einfache Herstellungsmöglichkeit für das Kontaktmesser ergibt.
Besonders bevorzugt ist die Oberseite des Kontaktmessers im ersten Abschnitt und/oder im zweiten Abschnitt vergoldet. Vorteilhafterweise verbessert die Vergoldung die elektrischen Eigenschaften des Kontaktmessers. Ein weiterer Vorteil ist, dass es nicht notwendig ist, das gesamte Kontaktmesser zu vergolden. Hierdurch lässt sich das Kontaktmesser kostengünstiger herstellen.
Es ist zweckmäßig, dass das Kontaktmesser aus gefaltetem Blech hergestellt ist. Vorteilhafterweise lässt sich das Kontaktmesser dann einfach und kostengünstig fabrizieren.
In einer Ausführungsform des Kontaktmessers ist der zweite Abschnitt als Ausnehmung des gefalteten Blechs ausgebildet. Vorteilhafterweise lässt sich der zweite Abschnitt auf diese Weise besonders einfach erzeugen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass lediglich der durch die Ausnehmung zugängliche Bereich des Blechs vergoldet werden muss.
Es ist zweckmäßig, dass die Unterseite des Kontaktmessers einen dritten Abschnitt und einen vierten Abschnitt aufweist, wobei der dritte Abschnitt gegenüber dem vierten Abschnitt erhaben ist. Vorteilhafterweise liegt dann auch eine die Unterseite des Kontaktmessers kontaktierende Kontaktfeder einer mit dem Steckverbinder zu verbindenden Buchse während des Zusammensteckens und in der vollständig zusammengesteckten Endposition an unterschiedlichen hohen Abschnitten der Unterseite des Kontaktmessers an, wodurch sich unterschiedliche Kontaktpunkte der Kontaktfeder ergeben, was einen Abrieb der Kontaktfeder reduziert. Dadurch werden vorteilhafterweise Verschlechterungen der elektrischen Eigenschaften des elektrischen Kontakts vermieden.
Besonders bevorzugt ist der zweite Abschnitt bezüglich einer Richtung senkrecht zu Oberseite und Unterseite des Kontaktmessers seitlich gegen den vierten Abschnitt versetzt. Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, dass das Kontaktmesser im zweiten und vierten Abschnitt eine zu geringe Stärke aufweist.
Bevorzugt ist auch der erste Abschnitt bezüglich einer Richtung senkrecht zur Oberseite und Unterseite des Kontaktmessers seitlich gegen den dritten Abschnitt versetzt. Vorteilhafterweise wird dadurch vermieden, dass das Kontaktmesser im ersten Abschnitt und im dritten Abschnitt eine zu hohe Stärke aufweist.
In einer Ausführungsform des Kontaktmessers weist das Kontaktmesser im Bereich des ersten Abschnitts und des dritten Abschnitts einen S-förmigen Querschnitt auf. Vorteilhafterweise besitzt dieses Kontaktmesser eine höhere Längsstäbilität und lässt sich sehr einfach herstellen.
Ein erfindungsgemäßes Steckverbindersystem umfasst einen Stecker mit einem Kontaktmesser und eine Buchse mit einer oberen Kontaktfeder und einer unteren Kontaktfeder. Dabei kann das Kontaktmesser so in der Buchse angeordnet werden, dass die obere Kontaktfeder an einer Oberseite des Kontaktmessers anliegt und die untere Kontaktfeder an einer Unterseite des Kontaktmessers anliegt. Das Kontaktmesser ist dabei wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Außerdem ist das Steckverbindersystem so ausgebildet, dass die obere Kontaktfeder am ersten Abschnitt der Oberseite anliegt, wenn das Kontaktmesser in der Buchse eine erste Position einnimmt, und die obere Kontaktfeder am zweiten Abschnitt der Oberseite anliegt, wenn das Kontaktmesser in der Buchse eine zweite Position einnimmt. Vorteilhafterweise führt diese Ausgestaltung des Steckverbindersystems dazu, dass die obere Kontaktfeder der Buchse im Bewegungszustand während des Zusammensteckens mit dem Steckverbinder und im Ruhezustand in der zusammengesteckten Endposition an unterschiedlich hohen Abschnitten der Oberseite des Kontaktmessers anliegt, wodurch sich für das Kontaktmesser der Buchse unterschiedliche Kontaktpunkte ergeben. Vorteilhafterweise reduziert sich dadurch die Abnutzung der Kontaktfeder der Buchse. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bereits während des Zusammensteckens des Steckverbindersystems ein Stromfluss über das Kontaktmesser ermöglicht wird, die Stromübertragung also nicht erst in der Endposition des Kontaktmessers ermöglicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Steckverbindersystems weist die obere Kontaktfeder einen ersten Kontaktpunkt und einen zweiten Kontaktpunkt auf. Dabei liegt in der ersten Position des Kontaktmessers der erste Kontaktpunkt an der Oberseite des Kontaktmessers an, während in der zweiten Position des Kontaktmessers der zweite Kontaktpunkt an der Oberseite des Kontaktmessers anliegt. Vorteilhafterweise nutzt sich dann der in der Endposition des Kontaktmessers anliegende Kontaktpunkt der Kontaktfeder der Buchse weniger stark ab als der während des Zusammensteckens von Stecker und Buchse am Kontaktmesser anliegende Kontaktpunkt der Kontaktfeder. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine durch häufiges Zusammenstecken und Trennen von Stecker und Buchse bewirkte Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des Steckverbindersystems vermieden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der erste Kontaktpunkt und/oder der zweite Kontaktpunkt vergoldet. Vorteilhafterweise bewirkt die Vergoldung eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktierung.
In einer Ausführungsform des Steckverbindersystems ist die zweite Position eine Endposition, in der das Kontaktmesser vollständig in die Buchse eingesteckt ist.
In einer anderen Ausführungsform des Steckverbindersystems ist die erste Position eine Endposition, in der das Kontaktmesser vollständig in die Buchse eingesteckt ist.
In einer Weiterbildung des Steckverbindersystems weist die Buchse zwei obere Kontaktfedern und zwei untere Kontaktfedern zur Kontaktierung des Kontaktmessers auf. Vorteilhafterweise wird dadurch eine besonders zuverlässige elektrische Kontaktierung erreicht. Außerdem verbessern sich durch das Vorsehen von insgesamt vier Kontaktfedern die mechanischen Eigenschaften des Steckverbindersystems, wodurch das Kontaktmesser besonders zuverlässig in der Buchse gehalten wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Ansicht eines Kontaktmessers gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 einen Schnitt durch das Kontaktmesser der ersten Ausführungsform;
3 ein Halbzeug zur Herstellung des Kontaktmessers der ersten Ausführungsform;
4 einen Teil einer Buchse gemäß einer ersten Ausführungsform;
5 einen Schnitt durch ein Steckverbindersystem gemäß einer ersten Ausführungsform;
6 einen weiteren Schnitt durch das Steckverbindersystem der ersten Ausführungsform;
7 einen Schnitt durch ein Detail des Steckverbindersystems der ersten Ausführungsform;
8 einen Schnitt durch ein weiteres Detail des Steckverbindersystems der ersten Ausführungsform;
9 eine Ansicht eines Kontaktmessers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
10 einen ersten Schnitt durch das Kontaktmesser der zweiten Ausführungsform;
11 einen zweiten Schnitt durch das Kontaktmesser der zweiten Ausführungsform;
12 eine Ansicht eines Halbzeugs zur Herstellung des Kontaktmessers der zweiten Ausführungsform;
13 einen Teil einer Buchse gemäß einer zweiten Ausführungsform;
14 einen ersten Schnitt durch ein Steckverbindersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform;
15 einen zweiten Schnitt durch das Steckverbindersystem gemäß der zweiten Ausführungsform;
16 einen weiteren Schnitt durch das Steckverbindersystem der zweiten Ausführungsform; und
17 einen weiteren Schnitt durch das Steckverbindersystem der zweiten Ausführungsform.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines ersten Kontaktmessers 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das erste Kontaktmesser 100 kann als Kontaktelement oder Kontaktstift eines Steckers eines Steckverbindersystems dienen. Das erste Kontaktmesser 100 kann auch als Pin oder als Tab bezeichnet werden. Das erste Kontaktmesser 100 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt aus einem Metall, und dient zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem das erste Kontaktmesser 100 aufweisenden Stecker und einer Buchse des Steckverbindersystems.
Das erste Kontaktmesser 100 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist eine Oberseite 110 und eine der Oberseite 110 gegenüberliegende Unterseite 120 auf. Eine Stirnseite des ersten Kontaktmessers 100 ist als Spitze 101 ausgebildet, um ein Einstecken des ersten Kontaktmessers 100 in eine Kontaktöffnung einer Buchse zu erleichtern.
Die Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 weist einen ersten Abschnitt 111 und einen zweiten Abschnitt 112 auf. Der zweite Abschnitt 112 ist als obere Ausnehmung 113 ausgebildet und weist eine geringere Höhe auf als der erste Abschnitt 111. Der erste Abschnitt 111 ist somit gegenüber dem zweiten Abschnitt 112 erhaben oder erhöht. Die den zweiten Abschnitt 112 bildende obere Ausnehmung 113 ist im dargestellten Beispiel rechteckig ausgebildet, kann jedoch auch eine andere Form aufweisen.
2 zeigt einen Schnitt durch das erste Kontaktmesser 100 entlang einer Längsrichtung des ersten Kontaktmessers 100. Aus 2 ist erkennbar, dass die Unterseite 120 des ersten Kontaktmessers 100 einen dritten Abschnitt 121 und einen vierten Abschnitt 122 aufweist. Der vierte Abschnitt 122 ist durch eine untere Ausnehmung 123 gebildet, die eine etwa rechteckige Form aufweist. Der vierte Abschnitt 122 ist gegenüber dem dritten Abschnitt 121 vertieft. Der dritte Abschnitt 121 ist gegenüber dem vierten Abschnitt 122 der Unterseite 120 erhöht bzw. erhaben.
Der zweite Abschnitt 112 der Oberseite 110 und der vierte Abschnitt 122 der Unterseite 120 sind in Längsrichtung des ersten Kontaktmessers 100 gegeneinander versetzt. In eine Richtung senkrecht zu Oberseite 110 und Unterseite 120 ist der zweite Abschnitt 112 somit nicht oberhalb des vierten Abschnitts 122 angeordnet. Entsprechend ist auch der erste Abschnitt 111 der Oberseite 110 in Längsrichtung des ersten Kontaktmessers 100 gegen den dritten Abschnitt 121 der Unterseite 120 versetzt.
Die Außenkanten der oberen Ausnehmung 113 und der unteren Ausnehmung 123 sind im in 1 und 2 dargstellte Ausführungsbeispiel teilweise abgerundet. Die Außenkanten der Ausnehmungen 113, 123 können jedoch auch ohne Abrundungen senkrecht ausgebildet sein.
3 zeigt ein Halbzeug zur Herstellung des ersten Kontaktmessers 100 der 1 und 2. Das erste Kontaktmesser 100 wird aus einem Blech gebildet, das die obere Ausnehmung 113 und die untere Ausnehmung 123 aufweist. Das Blech wird entlang einer Falzlinie 102 in eine Falzrichtung 103 gefalzt, um das erste Kontaktmesser 100 zu erhalten.
Vor dem Falzen des in 3 dargestellten Halbzeugs wird ein Bereich 104 des Halbzeugs, der die obere Ausnehmung 113 und die untere Ausnehmung 123 umschließt, vergoldet. Nach dem Falzen des Halbzeugs zum ersten Kontaktmesser 100 ist der vergoldete Bereich 104 somit durch die obere Ausnehmung 113 und durch die untere Ausnehmung 123 zugänglich. Somit sind beim fertig hergestellten ersten Kontaktmesser 100 der zweite Abschnitt 112 und der vierte Abschnitt 122 vergoldet, während die übrigen Abschnitte des ersten Kontaktmessers 100 nicht vergoldet sind. In einer anderen Ausführungsform könnten jedoch auch die übrigen Abschnitte des ersten Kontaktmessers 100 vergoldet sein.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer ersten Buchse 150. Die erste Buchse dient zur Kontaktierung eines Steckers, der das anhand von 1 bis 3 erläuterte erste Kontaktmesser 100 aufweist. Hierzu kann das erste Kontaktmesser 100 in einer Einsteckrichtung 151 in die erste Buchse 150 eingesteckt werden.
Die erste Buchse 150 weist eine erste obere Kontaktfeder 161, eine zweite obere Kontaktfeder 162, eine erste untere Kontaktfeder 171 und eine zweite untere Kontaktfeder 172 auf. Die erste obere Kontaktfeder 161 ist neben der zweiten oberen Kontaktfeder 162 an einem oberen Bereich der ersten Buchse 150 angeordnet. Die erste untere Kontaktfeder 171 ist neben der zweiten unteren Kontaktfeder 172 an einem unteren Bereich der ersten Buchse 150 angeordnet. Jede der Kontaktfedern 161, 162, 171, 172 besteht aus einem länglichen Streifen eines elektrisch leitenden und elastischen Materials, bevorzugt aus einem Blechstreifen. Die oberen Kontaktfedern 161, 162 sind in Einsteckrichtung 151 vor den unteren Kontaktfedern 171, 172 angeordnet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Die oberen Kontaktfedern 161, 162 dienen zur elektrischen Kontaktierung der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100. Die unteren Kontaktfedern 171, 172 dienen zur elektrischen Kontaktierung der Unterseite 120 des ersten Kontaktmessers 100. Gleichzeitig dienen alle Kontaktfedern 161, 162, 171, 172 zur mechanischen Fixierung des ersten Kontaktmessers 100 in der ersten Buchse 150. Die Kontaktfedern 161, 162, 171, 172 sind allesamt elektrisch leitend miteinander verbunden.
5 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Steckverbindersystem 10, das die erste Buchse 150 und das erste Kontaktmesser 100 umfasst. Dargestellt sind in 5 die erste Buchse 150 und das erste Kontaktmesser 100, während das erste Kontaktmesser 100 in Einsteckrichtung 150 in die erste Buchse 150 eingesteckt wird, jedoch noch bevor das erste Kontaktmesser 100 seine Endposition in der ersten Buchse 150 erreicht hat. Die erste obere Kontaktfeder 161 steht in elektrisch leitendem Kontakt mit dem ersten Abschnitt 111 der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100. Dies gilt entsprechend auch für die in 5 nicht sichtbare zweite obere Kontaktfeder 162. Die erste untere Kontaktfeder 171 steht in elektrisch leitendem Kontakt mit dem dritten Abschnitt 121 der Unterseite 120 des ersten Kontaktmessers 100. Dies gilt entsprechend auch für die in 5 nicht sichtbare zweite untere Kontaktfeder 172. Gleichzeitig sind die oberen Kontaktfedern 161, 162 und die unteren Kontaktfedern 171, 172 durch das Einschieben des ersten Kontaktmessers 100 in die erste Buchse 150 elastisch verformt und üben dadurch eine Haltekraft auf das erste Kontaktmesser 100 aus.
6 zeigt einen weiteren Schnitt durch das erste Steckverbindersystem 100 mit der ersten Buchse 150 und dem in die erste Buchse 150 eingesteckten ersten Kontaktmesser 100. In der Darstellung der 6 hat das erste Kontaktmesser 100 in der ersten Buchse 150 seine vollständig eingesteckte Endposition bzw. Ruheposition erreicht. In der Endposition des ersten Kontaktmessers 100 liegt die erste obere Kontaktfeder 161 der ersten Buchse 150 am zweiten Abschnitt 112 der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 an. Dies gilt entsprechend auch für die in 6 nicht sichtbare zweite obere Kontaktfeder 162. Die erste untere Kontaktfeder 171 liegt elektrisch leitend am vierten Abschnitt 122 der Unterseite 120 des ersten Kontaktmessers 100 an. Dies gilt entsprechend auch für die in 6 nicht sichtbare zweite untere Kontaktfeder 172.
Da der zweite Abschnitt 112 der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 gegenüber dem ersten Abschnitt 111 vertieft ist, sind die oberen Kontaktfedern 161, 172 in der in 6 dargestellten Endposition des ersten Kontaktmessers 100 weniger stark elastisch deformiert als in der in 5 dargestellten Zwischenposition des ersten Kontaktmessers 100. Somit üben die oberen Kontaktfedern 161, 162 in der in 6 dargestellten Endposition des ersten Kontaktmessers 100 eine etwas geringere Haltekraft auf das erste Kontaktmesser 100 aus als in der in 5 dargstellten Situation. Da der vierte Abschnitt 122 der Unterseite 120 des ersten Kontaktmessers 100 gegenüber dem dritten Abschnitt 121 vertieft ist, sind auch die unteren Kontaktfedern 171, 172 in der in 6 dargestellten Situation weniger stark deformiert als in der in 5 dargestellten Position des ersten Kontaktmessers 100. Entsprechend üben auch die unteren Kontaktfedern 171, 172 in der in 6 dargestellten Endposition des ersten Kontaktmessers 100 eine etwas geringere Haltekraft auf das erste Kontaktmesser 100 aus als in der in 5 dargestellten Zwischenposition des ersten Kontaktmessers 100.
Da die Kontaktfedern 161, 162, 171, 172 in der in 6 dargestellten Endposition des ersten Kontaktmessers 100 in der ersten Buchse 150 in den Ausnehmungen 113, 123 des ersten Kontaktmessers 100 anliegen, ist das erste Kontaktmesser 100 in seiner Endposition zusätzlich in der ersten Buchse 150 fixiert. Zum Entfernen des ersten Kontaktmessers 100 aus der ersten Buchse 150 müssten die Kontaktfedern 161, 162, 171, 172 zunächst entgegen der durch die Kontaktfedern 161, 162, 171, 172 ausgeübten Federkraft aus den Ausnehmungen 113, 123 bewegt werden, was das Überwinden einer Kraftschwelle erfordert.
7 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch das erste Steckverbindersystem 10 in der in 5 dargestellten Situation, in der das erste Kontaktmesser 100 noch nicht vollständig in die erste Buchse 150 eingeschoben ist, sondern sich in der Zwischenposition bzw. Bewegungsposition bzw. Schleifposition befindet. Erkennbar ist, dass ein erster Kontaktpunkt 163 der ersten oberen Kontaktfeder 161 der ersten Buchse 150 am ersten Abschnitt 111 der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 anliegt. Entsprechend stehen auch erste Kontaktpunkte der zweiten oberen Kontaktfeder 162, der ersten unteren Kontaktfeder 171 und der zweiten unteren Kontaktfeder 172 mit dem ersten Kontaktmesser 100 in Kontakt. Die erste obere Kontaktfeder 161 nimmt einen ersten Winkel 165 ein.
8 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung des ersten Steckverbindersystems 10 in der in 6 dargestellten Situation, in der das erste Kontaktmesser 100 vollständig in die erste Buchse 150 eingeschoben ist und seine Endposition bzw. Ruheposition erreicht hat. Erkennbar ist, dass ein zweiter Kontaktpunkt 164 der ersten oberen Kontaktfeder 161 am zweiten Abschnitt 112 der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 anliegt. Der zweite Kontaktpunkt 164 fällt nicht mit dem ersten Kontaktpunkt 163 zusammen. Entsprechend liegen auch zweite Kontaktpunkte der zweiten oberen Kontaktfeder 162, der ersten unteren Kontaktfeder 171 und der zweiten unteren Kontaktfeder 172 am ersten Kontaktmesser 100 an, die nicht mit den ersten Kontaktpunkten der Kontaktfedern 162, 171, 172 zusammenfallen. Außerdem nimmt die erste obere Kontaktfeder 161 in der in 8 dargestellten Situation einen zweiten Winkel 166 ein, der größer als der erste Winkel 165 ist. Daher ist die erste obere Kontaktfeder 161 in der in 8 dargestellten Situation weniger stark elastisch deformiert und übt eine etwas geringere Haltekraft auf das erste Kontaktmesser 100 aus als in der in 7 dargestellten Situation.
Während des Einsteckens des ersten Kontaktmessers 100 in die erste Buchse 150 schleift der erste Kontaktpunkt 163 der ersten oberen Kontaktfeder 161 am ersten Abschnitt 111 der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 entlang und wird dabei geringfügig abgerieben. Der Abrieb ist umso stärker, je häufiger das erste Kontaktmesser 100 und die erste Buchse 150 zusammengesteckt und wieder getrennt werden. Außerdem ist der Abrieb umso größer, je länger der Schleifweg ist, je weiter also der Einsteckweg beim Einstecken des ersten Kontaktmessers 100 in die erste Buchse 150 ist. Außerdem ist der Abrieb umso größer, je größer die während des Einsteckens durch die erste obere Kontaktfeder 161 auf das erste Kontaktmesser 100 ausgeübte Haltekraft ist.
Durch den Abrieb am ersten Kontaktpunkt 163 der ersten oberen Kontaktfeder 161 kann sich ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten oberen Kontaktfeder 161 über den ersten Kontaktpunkt 163 zur Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 verschlechtern. Da in der Endposition des ersten Kontaktmessers 100 jedoch, wie in 6 und 8 dargestellt, der zweite Kontaktpunkt 164 an der Oberseite 110 des ersten Kontaktmessers 100 anliegt, verschlechtert sich durch den Abrieb des ersten Kontaktpunkts 163 der elektrische Kontakt zwischen erstem Kontaktmesser 100 und erster Buchse 150 in der Endposition des ersten Kontaktmessers 100 nicht. Der zweite Kontaktpunkt 164 der ersten oberen Kontaktfeder 161 unterliegt selbst praktisch keinem Abrieb, da der zweite Kontaktpunkt 164 lediglich in der Endposition des ersten Kontaktmessers 100 mit dem ersten Kontaktmesser 100 in Berührung ist. Dies gilt entsprechend auch für die weiteren Kontaktfedern 162, 171, 172 der ersten Buchse 150.
Der zweite obere Kontaktpunkt 164 der ersten oberen Kontaktfedern 161 kann vergoldet sein, um eine besonders gut elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der ersten oberen Kontaktfeder 161 und dem ersten Kontaktmesser 100 in der Endposition des ersten Kontaktmessers 100 zu bewirken. Vorteilhafterweise unterliegt diese Vergoldung dann so gut wie keinem Abrieb. Es kann auch der erste Kontaktpunkt 163 der ersten oberen Kontaktfeder 161 oder die gesamte erste obere Kontaktfeder 161 vergoldet sein. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig. Vorteilhafterweise ergeben sich durch den nur kleinen zu vergoldenden Bereich am zweiten Kontaktpunkt 164 Kostenvorteile bei der Herstellung der ersten Buchse 150. Das selektive Vergolden lediglich des zweiten Kontaktpunkts 164 der ersten oberen Kontaktfeder 161 kann beispielsweise mittels einer Maske erfolgen.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Kontaktmessers 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das zweite Kontaktmesser 200 besteht wiederum aus einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt aus einem Metallblech, und weist eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt mit einer Oberseite 210 und einer der Oberseite 210 gegenüberliegenden Unterseite 220 auf. Eine Stirnseite des zweiten Kontaktmessers 200 ist wiederum als Spitze 201 ausgebildet, um ein Einstecken des zweiten Kontaktmessers 200 in eine Buchse zu erleichtern.
Die Oberseite 210 weist einen ersten Abschnitt 211 und einen zweiten Abschnitt 212 auf. Der erste Abschnitt 211 ist gegenüber dem zweiten Abschnitt 212 erhöht bzw. erhaben. Sowohl der erste Abschnitt 211 als auch der zweite Abschnitt 212 der Oberseite 210 befinden sich in einer in Steckrichtung des zweiten Kontaktmessers 200 rechten Hälfte der Oberseite 210. Die linke Hälfte der Oberseite 210 ist für die Funktion des zweiten Kontaktmessers 200 unerheblich. Die Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 weist einen dritten Abschnitt 221 und einen vierten Abschnitt 222 auf. Der dritte Abschnitt 221 und der vierte Abschnitt 222 sind in Einsteckrichtung des zweiten Kontaktmessers 200 in einer linken Hälfte der Unterseite 220 angeordnet. Der dritte Abschnitt 221 ist gegenüber dem vierten Abschnitt 222 erhöht oder erhaben.
10 zeigt einen an der in 9 dargestellten Schnittlinie A-A durchgeführten Schnitt durch das zweite Kontaktmesser 200. 11 zeigt einen Schnitt durch das Kontaktmesser 200 entlang der in 3 gezeigten Schnittlinie B-B. Aus 10 und 11 ist erkennbar, dass das zweite Kontaktmesser 200 entlang einer in Längsrichtung des zweiten Kontaktmessers 200 verlaufenden Abwinkelung 206 abgewinkelt ist. Somit ist, in Steckrichtung des zweiten Kontaktmessers 200 betrachtet, eine rechte Hälfte des zweiten Kontaktmessers 200 gegenüber einer linken Hälfte des zweiten Kontaktmessers 200 nach unten versetzt. Die Abwinkelung 206 bewirkt eine vorteilhafte Versteifung des zweiten Kontaktmessers 200. Aus 11 ist außerdem ersichtlich, dass der erste Abschnitt 211 der Oberseite 210 und der dritte Abschnitt 221 der Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 jeweils durch umgefaltete Bereiche des zweiten Kontaktmessers 200 gebildet werden. Im Bereich des ersten Abschnitts 211 und des dritten Abschnitts 221 weist das zweite Kontaktmesser 200 somit einen S-förmigen Querschnitt auf.
12 zeigt ein Halbzeug zur Herstellung des zweiten Kontaktmessers 200. Das Halbzeug ist bevorzugt ein metallisches Blech und im Wesentlichen flach ausgebildet. Zum Herstellen des zweiten Kontaktmessers 200 der 9 bis 11 wird das in 12 gezeigte Halbzeug entlang einer ersten Falzlinie 202 in eine erste Falzrichtung 203 gefalzt, um den erhabenen ersten Abschnitt 211 der Oberseite 210 zu erzeugen, und anschließend an einer zweiten Falzlinie 204 in eine zweite Falzrichtung 205 gefalzt, um den erhabenen dritten Abschnitt 221 der Unterseite 220 zu erzeugen. Vor oder nach den Falzschritten wird das Halbzeug außerdem an der Abwinkelung 206 abgewinkelt.
Der erste Abschnitt 211 der Oberseite 210 und der dritte Abschnitt 221 der Unterseite 220 werden außerdem bevorzugt vergoldet. Es ist möglich, jedoch nicht zwingend notwendig, auch die übrigen Bereiche des zweiten Kontaktmessers 200 zu vergolden. Das selektive Vergolden lediglich des ersten Abschnitts 211 und des dritten Abschnitts 221 kann beispielsweise mittels einer Maske erfolgen und führt zu einem Kostenvorteil gegenüber einer vollständigen Vergoldung des zweiten Kontaktmessers 200.
13 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils einer zweiten Buchse 250, die dazu vorgesehen ist, mit dem zweiten Kontaktmesser 200 zusammengesteckt zu werden, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktmesser 200 und der zweiten Buchse 250 herzustellen. Hierzu wird das zweite Kontaktmesser 200 mit seiner Spitze 201 voran in eine Einsteckrichtung 251 in die zweite Buchse 250 eingesteckt.
Die zweite Buchse 250 weist eine erste obere Kontaktfeder 261, eine zweite obere Kontaktfeder 262, eine erste untere Kontaktfeder 271 und eine zweite untere Kontaktfeder 272 auf. Die zweite obere Kontaktfeder 262 ist in Einsteckrichtung 251 hinter der ersten oberen Kontaktfeder 261 angeordnet. Die zweite untere Kontaktfeder 272 ist in Einsteckrichtung 251 hinter der ersten unteren Kontaktfeder 272 angeordnet. Die unteren Kontaktfedern 271, 272 sind senkrecht zur Einsteckrichtung 251 gegen die oberen Kontaktfedern 261, 262 versetzt. Alle vier Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 sind als elastisch verformbare Blechfedern ausgebildet und elektrisch leitend miteinander verbunden.
Das zweite Kontaktmesser 200 kann in Einsteckrichtung 251 derart in die zweite Buchse 250 eingesteckt werden, dass die oberen Kontaktfedern 261, 262 die Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 berühren, während die unteren Kontaktfedern 271, 272 die Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 berühren. Die zweite Buchse 250 könnte auch mehr oder weniger als vier Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 aufweisen. Beispielsweise wäre es möglich, lediglich eine obere Kontaktfeder und eine untere Kontaktfeder vorzusehen.
14 zeigt einen Schnitt durch ein zweites Steckverbindersystem 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das zweite Steckverbindersystem 20 umfasst einen Stecker mit dem zweiten Kontaktmesser 200 sowie die zweite Buchse 250. 14 zeigt eine Situation während des Einsteckens des zweiten Kontaktmessers in die zweite Buchse 250, in der sich das zweite Kontaktmesser 200 noch nicht in seiner End- oder Ruheposition befindet, sondern noch nicht vollständig eingesteckt ist und sich somit in einer Bewegungs- oder Schleifposition befindet. In der Schleifposition liegt die erste obere Kontaktfeder 261 der Buchse 250 am zweiten Abschnitt 212 der Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Die erste untere Kontaktfeder 271 der zweiten Buchse 250 liegt am vierten Abschnitt 222 der Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Auch die zweite obere Kontaktfeder 262 liegt am zweiten Abschnitt 212 der Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Auch die zweite untere Kontaktfeder 272 liegt am vierten Abschnitt 222 der Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 an.
15 zeigt einen weiteren Schnitt durch das zweite Steckverbindersystem 20. In der in 15 dargestellten Position ist das zweite Kontaktmesser 200 vollständig in die zweite Buchse 250 eingesteckt und hat seine End- oder Ruheposition erreicht. In dieser Ruheposition liegt die erste obere Kontaktfeder 261 der zweiten Buchse 250 am ersten Abschnitt 211 der Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Die erste untere Kontaktfeder 271 liegt am dritten Abschnitt 221 der Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Auch die zweite obere Kontaktfeder 262 liegt am ersten Abschnitt 211 der Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Auch die zweite untere Kontaktfeder 272 liegt am dritten Abschnitt 221 der Unterseite 220 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Im Unterschied zum ersten Steckverbindersystem 10 der 1 bis 8 werden beim zweiten Steckverbindersystem 20 in der Endposition des zweiten Kontaktmessers 200 also die erhabenen ersten und dritten Abschnitte 211, 221 kontaktiert.
16 zeigt einen zur Längsrichtung des zweiten Kontaktmessers 200 parallelen Schnitt durch das zweite Steckverbindersystem 20 in der in 14 dargestellten Bewegungsposition des zweiten Kontaktmessers 200 in der zweiten Buchse 250. Erkennbar ist, dass ein erster Kontaktpunkt 263 der ersten oberen Kontaktfeder 261 am zweiten Abschnitt 212 der Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 anliegt und diesen elektrisch kontaktiert. Entsprechend liegen auch erste Kontaktpunkte der zweiten oberen Kontaktfeder 262, der ersten unteren Kontaktfeder 271 und der zweiten unteren Kontaktfeder 272 am zweiten Kontaktmesser 200 an. Die erste obere Kontaktfeder 261 nimmt einen ersten Winkel 265 ein.
17 zeigt einen parallel zur Längsrichtung des ersten Kontaktmessers 200 ausgeführten Schnitt durch das zweite Steckverbindersystem 20 in der in 15 gezeigten Endposition des zweiten Kontaktmessers 200 in der zweiten Buchse 250. Erkennbar ist, dass die erste obere Kontaktfeder 261 der zweiten Buchse einen zweiten Winkel 266 einnimmt, der geringer als der erste Winkel 265 der 16 ist. In der Folge liegt ein zweiter Kontaktpunkt 264 der ersten oberen Kontaktfeder 261 am ersten Abschnitt 211 der Oberseite 210 des zweiten Kontaktmessers 200 an. Der zweite Kontaktpunkt 264 ist in Längsrichtung der ersten oberen Kontaktfeder 261 gegen den ersten Kontaktpunkt 263 verschoben. Entsprechend liegen in der in 17 gezeigten Endposition auch zweite Kontaktpunkte der zweiten oberen Kontaktfeder 262, der ersten unteren Kontaktfeder 271 und der zweiten unteren Kontaktfeder 272 am zweiten Kontaktmesser 200 an.
Der zweite Kontaktpunkt 264 der ersten oberen Kontaktfeder 261 kann wie die zweiten Kontaktpunkte der übrigen Kontaktfedern 262, 271, 272 vergoldet sein, um eine besonders gut leitende Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktmesser 200 und der zweiten Buchse 250 zu erzeugen. Auch die ersten Kontaktpunkte 263 der Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 oder die gesamten Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 können vergoldet sein, was jedoch nicht zwingend notwendig ist. Durch das selektive Vergolden nur der zweiten Kontaktpunkte 264, das mittels einer Maske erfolgen kann, ergibt sich eine Materialeinsparung bei der Herstellung der zweiten Buchse 250.
Während des Einsteckens des zweiten Kontaktmessers 200 des zweiten Steckverbindersystems 20 in die zweite Buchse 250 schleifen die ersten Kontaktpunkte 263 der Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 an den zweiten und vierten Abschnitten 212, 222 des zweiten Kontaktmessers 200 entlang, was zu einem Abrieb an den ersten Kontaktpunkten 263 der Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 führt. Dieser Abrieb ist für die Zuverlässigkeit der zwischen dem zweiten Kontaktmesser 200 und der zweiten Buchse 250 bestehenden elektrischen Verbindung jedoch unerheblich, da in der Endposition des zweiten Kontaktmessers 200 in der zweiten Buchse 250 die elektrische Verbindung zwischen zweitem Kontaktmesser 200 und zweiter Buchse 250 durch die zweiten Kontaktpunkte 264 vermittelt wird, die praktisch keinem Abrieb unterliegen.
Wegen des in der in 17 dargestellten Endposition kleineren zweiten Winkels 266 der ersten oberen Kontaktfeder 261 gegenüber dem in 16 dargestellten ersten Winkels 265 in der Bewegungsposition, üben die Kontaktfedern 261, 271, 272 in der Endposition des zweiten Kontaktmessers 200 in der zweiten Buchse 250 eine höhere Kraft auf das zweite Kontaktmesser 200 aus, als in der Bewegungsposition. Dadurch ist das zweite Steckverbindersystem 20 besonders unempfindlich gegenüber mechanischen Erschütterungen. Außerdem kann mittels des zweiten Steckverbindersystems 20 aufgrund der in der Endposition des zweiten Kontaktmessers 200 hohen Kontaktkraft zwischen den Kontaktfedern 261, 262, 271, 272 und dem zweiten Kontaktmesser 200 ein besonders hoher Strom übertragen werden.
Sowohl beim ersten Steckverbindersystem 10 als auch beim zweiten Steckverbindersystem 20 besteht bereits während des Zusammensteckens von Kontaktmesser 100, 200 und Buchse 150, 250 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Kontaktmesser 100, 200 und Buchse 150, 250. Beide Steckverbindersysteme 10, 20 gestatten eine hohe Zahl von Steckzyklen, ohne dass die Qualität der durch die Steckverbindersysteme 10, 20 hergestellten elektrischen Verbindungen leidet. Auch ist die Herstellung von Steckverbindersystemen mit langen Verfahrenswegen beim Zusammenstecken und Trennen möglich.

Claims

Kontaktmesser (100, 200) für einen elektrischen Steckverbinder (10, 20) mit einer Oberseite (110, 210) und einer der Oberseite (110, 210) gegenüberliegenden Unterseite (120, 220), dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (110, 210) einen ersten Abschnitt (111, 211) und einen zweiten Abschnitt (112, 212) aufweist, wobei der erste Abschnitt (111, 211) gegenüber dem zweiten Abschnitt (112, 212) erhaben ist.
Kontaktmesser (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei das Kontaktmesser (100, 200) am ersten Abschnitt (111, 211) eine größere Dicke aufweist als am zweiten Abschnitt (112, 212).
Kontaktmesser (100, 200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberseite (110, 210) im ersten Abschnitt (111, 211) und/oder im zweiten Abschnitt (112, 212) vergoldet ist.
Kontaktmesser (100, 200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktmesser (100, 200) aus gefaltetem Blech hergestellt ist.
Kontaktmesser (100) gemäß Anspruch 4, wobei der zweite Abschnitt (112) als Ausnehmung (113) des gefalteten Blechs ausgebildet ist.
Kontaktmesser (100, 200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterseite (120, 220) einen dritten Abschnitt (121, 221) und einen vierten Abschnitt (122, 222) aufweist, wobei der dritte Abschnitt (121, 221) gegenüber dem vierten Abschnitt (122, 222) erhaben ist.
Kontaktmesser (100) gemäß Anspruch 6, wobei der zweite Abschnitt (112) bezüglich einer Richtung senkrecht zu Oberseite (110) und Unterseite (120) seitlich gegen den vierten Abschnitt (122) versetzt ist.
Kontaktmesser (200) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der erste Abschnitt (211) bezüglich einer Richtung senkrecht zu Oberseite (210) und Unterseite (220) seitlich gegen den dritten Abschnitt (221) versetzt ist.
Kontaktmesser (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktmesser (200) im Bereich des ersten Abschnitts (211) und des dritten Abschnitts (221) einen S-förmigen Querschnitt aufweist.
Steckverbindersystem (10, 20) mit einem Stecker mit einem Kontaktmesser (100, 200) und mit einer Buchse (150, 250) mit einer oberen Kontaktfeder (161, 162, 261, 262) und einer unteren Kontaktfeder (171, 172, 271, 272), wobei das Kontaktmesser (100, 200) so in der Buchse (150, 250) angeordnet werden kann, dass die obere Kontaktfeder (161, 162, 261, 262) an einer Oberseite (110, 210) des Kontaktmessers (100, 200) anliegt und die untere Kontaktfeder (171, 172, 271, 272) an einer Unterseite (120, 220) des Kontaktmessers (100, 200) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmesser (100, 200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, wobei das Steckverbindersystem (10, 20) so ausgebildet ist, dass die obere Kontaktfeder (161, 162, 261, 262) am ersten Abschnitt (111, 211) der Oberseite (110, 210) anliegt, wenn das Kontaktmesser (100, 200) in der Buchse (150, 250) eine erste Position einnimmt, und die obere Kontaktfeder (161, 162, 261, 262) am zweiten Abschnitt (112, 212) der Oberseite (110, 210) anliegt, wenn das Kontaktmesser (100, 200) in der Buchse (150, 250) eine zweite Position einnimmt.
Steckverbindersystem (10, 20) gemäß Anspruch 10, wobei die obere Kontaktfeder (171, 172, 271, 272) einen ersten Kontaktpunkt (163, 263) und einen zweiten Kontaktpunkt (164, 264) aufweist, wobei in der ersten Position des Kontaktmessers (100, 200) der erste Kontaktpunkt (163, 263) an der Oberseite (110, 210) des Kontaktmessers (100, 200) anliegt, wobei in der zweiten Position des Kontaktmessers (100, 200) der zweite Kontaktpunkt (164, 264) an der Oberseite (110, 210) des Kontaktmessers (100, 200) anliegt.
Steckverbindersystem (10, 20) gemäß Anspruch 11, wobei der erste Kontaktpunkt (163, 263) und/oder der zweite Kontaktpunkt (164, 264) vergoldet sind.
Steckverbindersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die zweite Position eine Endposition ist, in der das Kontaktmesser (100) vollständig in die Buchse (150) eingesteckt ist.
Steckverbindersystem (20) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die erste Position eine Endposition ist, in der das Kontaktmesser (200) vollständig in die Buchse (250) eingesteckt ist.
Steckverbindersystem (10, 20) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Buchse (150, 250) zwei obere Kontaktfedern (161, 162, 261, 262) und zwei unteren Kontaktfedern (171, 172, 271, 272) zur Kontaktierung des Kontaktmessers (100, 200) aufweist.