DE102012002145A1 - Hülsenkontakt für einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Hülsenkontakt für einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder, der einen Grundkörper aufweist, der einen Kontaktbereich zum Anfügen eines komplementären elektrischen Steckkontakts ausbildet, und der eine am Grundkörper angeordnete und gegen den Grundkörper verschiebbare Spannhülse aufweist, die in einer Schiebestellung zum Kontaktieren eines in den Hülsenkontakt eingesetzten Steckkontakts eine Kontaktkraft auf den Kontaktbereich des Hülsenkontakts bewirkt, wobei die Spannhülse auf eine als Zusatzteil in den Grundkörper eingebrachte Feder einwirkt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Hülsenkontakt für einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder, der einen Grundkörper aufweist, der einen Kontaktbereich zum Anfügen eines komplementären elektrischen Steckkontakts ausbildet, und der eine am Grundkörper angeordnete und gegen den Grundkörper verschiebbare Spannhülse aufweist, die in einer Schiebestellung zum Kontaktieren eines in den Hülsenkontakt eingesetzten Steckkontakts eine Kontaktkraft auf den Kontaktbereich des Hülsenkontakts bewirkt.
• Steckverbinder, wie sie in modernen Geräten und insbesondere im Automotivbereich, etwa zur Kontaktierung von Steuergeräten oder zum Anschließen der im Armaturenbrett integrierten elektrischen/elektronischen Baugruppen an das Bordnetz eingesetzt werden, weisen aufgrund der zunehmenden Komplexität solcher Baugruppen oftmals eine hohe Polzahl auf. Die zum Zusammenführen von konventionellen vielpoligen Steckverbinderteilen benötigte Kraft ist nicht unerheblich. Dieses liegt darin begründet, daß zum bestimmungsgemäßen Kontaktieren eine relativ hohe Kontaktkraft von jeweils einem Hülsenkontakt auf den darin eingesetzten Steckkontakt ausgeübt werden muß, damit eine sichere Kontaktierung auch bei unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen gewährleistet ist. Diese Kontaktkraft steigt der Anzahl der zu verbindenden Kontakte entsprechend an. Um das Verbinden von vielpoligen Steckverbinderteilen zu erleichtern, sind sogenannte Nullkraftsteckverbinder entwickelt worden, die mit nur geringem Kraftaufwand zusammengefügt werden können und die die Kontaktkräfte erst am Ende des Fügeweges aufbauen.
• In der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 015 344 ist ein Nullkraftsteckverbinder beschrieben, bei dem Hülsenkontakte kräftefrei mit stiftförmigen Gegenkontakten eines zweiten Steckverbinderteils zusammengefügt werden. Erst in der Endphase des Zusammenfügens der beiden Steckverbinderteile bringt ein Aktivierungselement durch Verschieben einer Stelllasche die Kontaktkraft auf den Kontaktbereich des Hülsenkontaktes auf.
• Die europäische Patentschrift EP 1 760 837 B1 beschreibt unter anderem einen Hülsenkontakt als Teils eines elektrischen Nullkraftsteckverbinders. Dieser Hülsenkontakt weist Kontaktlamellen auf, die als Teil eines Grundkörpers ausgebildet sind. Diesem Stand der Technik entsprechende Hülsenkontakte sind im vorliegenden Dokument in der 3 und 4 dargestellt und werden anhand der Figurenbeschreibung noch näher erläutert.
• Bei den aus den vorgenannten Schriften bekannten Hülsenkontakten bewirkt jeweils eine verschiebliche Spannhülse, dass in einer ersten Schiebestellung der Spannhülse ein stiftförmiger Steckkontakt, der als Rund- oder Flachkontakt ausgeführt sein kann, nahezu kraftfrei in eine Aufnahmeöffnung des Grundkörpers eingeschoben werden kann. In einer zweiten Schiebestellung presst die Spannhülse Kontaktpunkte und/oder Kontaktlamellen des Grundkörpers gegen den eingefügten Steckkontakt und stellt so die für eine gutleitende elektrische Verbindung erforderliche Kontaktkraft her. Die Stärke der hierbei erreichbaren Kontaktkraft wird dabei wesentlich durch Eigenschaften wie Materialart, Materialstärke und Formgebung des Grundkörpers bestimmt und auch begrenzt.
• Es stellte sich die Aufgabe, auf einfache und kostengünstige Weise einen elektrischen Hülsenkontakt für einen Nullkraftsteckverbinder zu schaffen, der eine besonders hohe Kontaktkraft herstellen kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spannhülse auf eine als Zusatzteil in den Grundkörper eingebrachte Feder einwirkt.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Idee bestand darin, eine die Kontaktkraft herstellende Feder als ein separates Einzelteil auszubilden. Da die Feder vom Grundkörper unabhängig gefertigt ist, kann sie zur Kontaktkrafterzeugung optimierte Eigenschaften aufweisen.
• Vorteilhaft dabei ist, dass die Feder aus einem anderen Material als der Grundkörper bestehen kann und beispielsweise aus einem Federstahl hergestellt sein kann. Besonders vorteilhaft ist es, die Feder aus einem Edelstahl zu fertigen, wodurch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und damit lang anhaltende gute elektrische Kontakteigenschaften erreichbar sind.
• Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Feder eine größere Materialstärke als der Grundkörper aufweist. Die Feder kann so eine hohe Federkonstante besitzen, durch die schon mit einer kleinen Federauslenkung eine relativ hohe Federkraft erzeugt werden kann.
• Die Feder kann konstruktiv eine sehr einfache Formgebung aufweisen, und dadurch sehr einfach und kostengünstig herstellbar sein. Beispielsweise kann die Feder als ein einfacher, leicht s-förmig gebogener Metallstreifen geformt sein.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen in jeweils einer Schnittansicht die
• 1 und 2 einen erfindungsgemäßen Hülsenkontakt, und die
• 3 und 4 einen Hülsenkontakt nach dem Stand der Technik.
• Ein Hülsenkontakt nach dem Stand der Technik ist in den 3 und 4 in zwei unterschiedlichen Montagezuständen dargestellt. Der Hülsenkontakt 1 besteht aus einem aus Metall geformten Grundkörper 2 der an einem angeformten Crimpabschnitt 8 mit einer, hier nicht dargestellten Anschlussleitung mechanisch und elektrisch verbunden werden kann.
• Am eingangsseitigen Abschnitt des Hülsenkontakts 1 befindet sich eine einstückig an den Grundkörper 2 angeformte Kontaktlamelle 4, die zusammen mit einer Grundfläche 9 des Grundkörpers 2 einen Aufnahmebereich 11 für einen Steckkontakt 5 ausbildet. Zur Ausbildung definierter elektrischer Verbindungsstellen sind an die Grundfläche 9 mehrere, in Richtung des Aufnahmebereichs 11 hervorstehende Kontaktpunkte 6 angeformt.
• Am Grundkörper 2 verschieblich angeordnet ist eine den Umfang des Grundkörpers 2 teilweise umgreifende federnde Spannhülse 3. Befindet sich die Spannhülse 3 im Bereich der Kontaktlamelle 4, wie in der 4 dargestellt, so drückt eine Ausbuchtung 15 der Spannhülse 3 die Kontaktlamelle 4 in Richtung auf den eingesetzten Steckkontakt 5. Ist die Spannhülse 3 dagegen, entsprechend der Ansicht in der 3, entfernt von den Kontaktlamelle 4 angeordnet, so wirkt von der Spannhülse 3 keine Kraft auf die Kontaktlamelle 4. Die letztgenannte Anordnung der Spannhülse 3 auf dem Grundkörper 2 ermöglicht es daher, einen hier als Flachsteckerstift ausgebildeten Steckkontakt 5 kraftfrei in den Aufnahmebereich 11 zwischen der Kontaktlamelle 4 und der Grundfläche 9 einzufügen.
• In den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Hülsenkontakt dargestellt, der einen ähnlichen Aufbau aufweist wie der zuvor beschriebene bekannte Hülsenkontakt 1. Daher sind gleichartige oder in ihrer Funktion vergleichbare Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
• Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Hülsenkontakt weist der in den 1 und 2 dargestellte Hülsenkontakt statt der einstückig angeformten Kontaktlamelle 4 eine als Einzelteil gefertigte s-förmige Feder 7 auf. Ein Endabschnitt 10 der Feder 7 ist an einer Lagerstelle 12 innerhalb des Grundkörpers 2 beweglich gelagert. Die s-förmige Feder 7 bildet einen ersten S-Kurvenabschnitt 13 aus, dessen konvexe Seite sich in Richtung des Aufnahmebereichs 11 des Hülsenkontakts 1 erstreckt, sowie einen zweiten S-Kurvenabschnitt 14, der an der Spannhülse 3 anliegt.
• Wird nach dem Einsetzen eines Steckkontakts 5 in den Aufnahmebereich 11 die Spannhülse 3 gegen den Grundkörper 2 verschoben, so trifft schließlich eine Ausbuchtung 15 der Spannhülse 3 auf den zweiten S-Kurvenabschnitt 14 der Feder 7. Hierdurch wird der freie Abschnitt der Feder 7 in Richtung des Aufnahmebereichs 11 verschoben. Zugleich wird der erste S-Kurvenabschnitt 13 der Feder 7 an den Steckkontakt 5 angepresst.
• Da die Feder 7 nur an ihrem Endabschnitt 10 am Grundkörpers 2 gelagert ist, bildet sie einen einarmigen Hebel aus und zwar mit einem kurzen Hebelarm zwischen dem Endabschnitt 10 und dem ersten S-Kurvenabschnitt 13, der am Steckkontakt 5 anliegt und einem im Vergleich dazu langen Hebelarm vom Endabschnitt 10 bis zum zweiten S-Kurvenabschnitt 14 der Feder 7, der an der Ausbuchtung 15 der Spannhülse 3 anliegt.
• Die Feder 7 kann aufgrund der Hebelübersetzung eine große Kontaktkraft auf den Steckkontakt 5 ausüben, was erstens zur Herstellung einer guten elektrischen Verbindung vorteilhaft ist und zweitens auch eine gute mechanischen Befestigung des Steckkontakts 5 in der Hülsenkontakt 1 bewirkt.
• Unterstützend hierbei wirkt, dass die Feder 7 als ein vom Grundkörper 2 unabhängiges Einzelteil gefertigt ist und daher eine höhere Materialstärke aufweisen kann und aus einem besonders geeigneten Federmaterial bestehen kann. Insbesondere kann die Feder 7 aus einem Federstahl gefertigt sein und eine sehr viel höhere Federkonstante aufweisen als die Kontaktlamelle 4 bei einem vorbekannten Steckverbinder, wie er in den 1 und 2 skizziert ist.
• Bezugszeichenliste

1

Hülsenkontakt

2

Grundkörper

3

Spannhülse

4

Kontaktlamelle

5

Steckkontakt (Steckerstift)

6

Kontaktpunkte

7

Feder

8

Crimpabschnitt

9

Grundfläche

10

Endabschnitt

11

Aufnahmebereich

12

Lagerstelle

13

erster S-Kurvenabschnitt

14

zweiter S-Kurvenabschnitt

15

Ausbuchtung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102004015344 [0003]
• EP 1760837 B1 [0004]

Claims (7)

1. Hülsenkontakt (1) für einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder, der einen Grundkörper (2) aufweist, der einen Kontaktbereich zum Anfügen eines komplementären elektrischen Steckkontakts (5) ausbildet, und der eine am Grundkörper (2) angeordnete und gegen den Grundkörper (2) verschiebbare Spannhülse (3) aufweist, die in einer Schiebestellung zum Kontaktieren eines in den Hülsenkontakt (1) eingesetzten Steckkontakts (5) eine Kontaktkraft auf den Kontaktbereich des Hülsenkontakts (1) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (3) auf eine als Zusatzteil in den Grundkörper (2) eingebrachte Feder (7) einwirkt.
2. Hülsenkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) eine größere Materialstärke aufweist als der Grundkörper (2).
3. Hülsenkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) aus einem anderen Material besteht als der Grundkörper (2).
4. Hülsenkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) als Stahlfeder ausgebildet ist.
5. Hülsenkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) ein s-förmiges Profil ausgebildet ist.
6. Hülsenkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) einstückig ausgebildet ist.
7. Elektrischer Nullkraftsteckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannhülse (3) federnd ausgebildet ist.

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