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Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder mit einem Gehäuse und einem elektrischen Kontakt, wobei der elektrische Kontakt durch das Gehäuse aufgenommen wird und einen elektrisch leitenden Gehäusekäfig und ein im Gehäusekäfig angeordnetes Federelement umfasst, wobei das Federelement durch den Gehäusekäfig umfangsseitig zumindest teilweise umschlossen und an dem Gehäusekäfig befestigt ist.
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Es sind Steckverbinder mit einem Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten elektrischen Kontakt bekannt. Der elektrische Kontakt umfasst dabei einen Gehäusekäfig und ein Federelement, um mittels des Federelements einen elektrischen Leiter gegen einen Kontaktbereich im Gehäusekäfig anzudrücken. Um das Federelement am Gehäusekäfig zu fixieren, wird dieses beispielsweise über eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere mittels einer Löt- oder Schweißverbindung, am Gehäusekäfig befestigt. Diese Verbindungsart erfordert einen zusätzlichen Fertigungsschritt, in dem thermische Energie in den elektrischen Kontakt eingebracht wird. Ferner ist zusätzlich eine Abkühlzeit notwendig, um den elektrischen Kontakt in das Gehäuse, das üblicherweise aus Kunststoff gefertigt ist, einfügen zu können.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten elektrischen Kontakt bzw. einen verbesserten Steckverbinder bereitzustellen, der auf einfache Weise und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird mittels eines elektrischen Kontakts gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter und auf einfache Weise herstellbarer elektrischer Kontakt für einen Steckverbinder dadurch bereitgestellt werden kann, dass der elektrische Kontakt einen elektrisch leitenden Gehäusekäfig und ein im Gehäusekäfig angeordnetes Federelement umfasst, wobei das Federelement durch den Gehäusekäfig umfangsseitig zumindest teilweise umschlossen und an dem Gehäusekäfig mittels eines Befestigungsmittels befestigt ist. Das Befestigungsmittel umfasst ein Verrastungsmittel und ein Laschenelement. Das Laschenelement ist dabei ausgebildet, das Federelement am Gehäusekäfig zu befestigen und das Verrastungsmittel ist ausgelegt, das Laschenelement gegen ein selbstständiges Lösen des Federelements vom Gehäusekäfig zu sichern.
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Auf diese Weise kann auf ein Lötverfahren oder ein anderes Verfahren zur Bereitstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Federelement und dem Gehäusekäfig verzichtet werden, so dass in der Fertigung des elektrischen Kontakts auf Abkühlschritte bzw. Abkühlzeiten innerhalb der Serienproduktion verzichtet werden kann. Auf diese Weise können die Taktzeiten in der Herstellung des elektrischen Kontakts reduziert werden. Ferner kann der elektrische Kontakt direkt nach dem Verbinden des Gehäusekäfigs mit dem Federelement in ein Gehäuse eines Steckverbinders eingefügt werden. Des Weiteren kann aufgrund des Verzichts der Einbringung von Wärme in den elektrischen Kontakt die Fertigungsgenauigkeit erhöht werden, so dass mögliche unerwünschte Verformungen beim Erhitzungs- und Abkühlungsprozess vermieden werden können.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Federelement einen Befestigungsabschnitt, wobei das Laschenelement am Gehäusekäfig angeordnet und ausgelegt ist, den Befestigungsabschnitt zu hintergreifen. Auf diese Weise kann das Federelement zuverlässig am Gehäusekäfig gehalten werden.
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Ein unbeabsichtigtes Lösen des Federelements vom Gehäusekäfig wird dadurch verhindert, dass das Verrastungsmittel eine erste im Gehäusekäfig angeordnete Ausnehmung und eine am Federelement angeordnete Rastfeder umfasst, wobei die Rastfeder ausgelegt ist, in die erste Ausnehmung einzugreifen und ein Lösen des Federelements in Richtung der Rastfeder vom Laschenelement zu blockieren.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Gehäusekäfig zwei gegenüberliegend angeordnete erste Führungsflächen, wobei der Befestigungsabschnitt zwei seitlich am Befestigungsabschnitt angeordnete zweite Führungsflächen umfasst, wobei jeweils eine zweite Führungsfläche des Befestigungsabschnitts des Federelements an der zugewandten ersten Führungsfläche des Gehäusekäfigs anliegt. Auf diese Weise kann eine seitliche Führung des Federelements im Gehäusekäfig gewährleistet werden.
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Um eine sichere Befestigung des Federelements an dem Gehäusekäfig bereitzustellen, umfasst ferner der Befestigungsabschnitt des Federelements einen angrenzend an die zweite Führungsfläche angeordneten Schulterabschnitt, wobei der Gehäusekäfig eine korrespondierend zum Schulterabschnitt ausgebildete zweite Ausnehmung aufweist, in die der Schulterabschnitt eingreift. Damit wird ein zusätzlicher Befestigungspunkt für das Federelement am Gehäusekäfig bereitgestellt.
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Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die erste Ausnehmung im Gehäusekäfig zwischen der zweiten Ausnehmung und dem Laschenelement angeordnet ist.
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Zur Begrenzung einer Einschubbewegung des Federelements in den Gehäusekäfig umfasst der Schulterabschnitt eine der zweiten Führungsfläche zugewandte erste Anschlagsfläche, wobei die zweite Ausnehmung eine gegenüber der ersten Anschlagsfläche angeordnete zweite Anschlagsfläche umfasst, wobei die erste Anschlagsfläche ausgelegt ist, durch ein Anschlagen an der zweiten Anschlagsfläche der zweiten Ausnehmung eine Einschubbewegung des Federkontakts in den Gehäusekäfig zu begrenzen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Federelement im Befestigungsabschnitt eine dritte Ausnehmung auf, die in einem dem Laschenelement zugewanden Fixierungsabschnitt des Befestigungsabschnitts angeordnet und korrespondierend zum Laschenelement ausgebildet und ausgelegt ist, das Laschenelement zumindest teilweise aufzunehmen. Auf diese Weise kann durch die dritte Ausnehmung zusätzlich eine seitliche Führung für das Federelement bereitgestellt werden.
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Besonders einfach ist der elektrische Kontakt dadurch herstellbar, dass der Gehäusekäfig einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist und mittels eines Stanz-Biegeverfahrens herstellbar ist, wobei der Gehäusekäfig einen seitlichen Gehäusekäfigabschnitt mit einem ersten Gehäusekäfigteilabschnitt und einen zweiten Gehäusekäfigteilabschnitt umfasst, wobei die Gehäusekäfigteilabschnitte an einem Stoß aneinanderliegen, und wobei der erste Gehäusekäfigteilabschnitt mit dem zweiten Gehäusekäfigteilabschnitt mittels einer formschlüssigen Verbindung verbunden ist. Auf diese Weise wird ein Aufbiegen des Gehäusekäfigs im Bereich des Stoßes vermieden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die formschlüssige Verbindung wenigstens ein Eingriffselement und eine korrespondierend zum Eingriffselement ausgebildete vierte Ausnehmung auf, wobei das Eingriffselement derart in die vierte Ausnehmung eingreift, dass das Eingriffselement in einer Ebene mit den Gehäusekäfigteilabschnitten angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein Herausragen des Eingriffselements aus einer äußeren Umfangsfläche des Gehäusekäfigs zuverlässig vermieden werden und somit ein Verhaken beim Einschieben des Gehäusekäfigs in ein Gehäuse eines Steckkontakts ebenso zuverlässig vermieden werden.
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Vorteilhaft ist ferner, wenn der Gehäusekäfig an einer der ersten Ausnehmung gegenüberliegenden Seitenfläche ein Anschlagselement umfasst, das ausgelegt ist, einen Einschubweg des elektrischen Leiters in dem ersten Kontaktbereich des Gehäusekäfigs durch ein Anschlagen des elektrischen Leiters zu begrenzen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist an dem Gehäusekäfig ein Klemmabschnitt vorgesehen, der ausgelegt ist, einen weiteren Kontaktbereich zur Verbindung mit einem weiteren elektrischen Leiter bereitzustellen. Auf diese Weise kann der elektrische Leiter mit einem weiteren elektrischen Leiter verbunden werden.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn das Federelement einen Werkstoff mit hohem elastischem Biegevermögen, insbesondere einen Edelstahl, insbesondere einen Federstahl, und der Gehäusekäfig Kupfer, insbesondere eine Kupferlegierung, als Werkstoff aufweist.
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Die Aufgabe wird aber auch durch einen Steckverbinder mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 gelöst.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Steckverbinder kostengünstig hergestellt werden kann, wenn der Steckverbinder ein Gehäuse und einen elektrischen Kontakt umfasst. Der elektrische Kontakt wird durch das Gehäuse aufgenommen. Dabei ist der elektrische Kontakt wie oben beschrieben ausgestaltet. Durch den Wegfall einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Federelement und dem Gehäusekäfig kann auf einen Abkühlschritt beim Herstellen des Steckverbinders verzichtet werden, so dass die Taktzeiten in der Herstellung des Steckverbinders reduziert werden können.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Teilschnitts durch einen Steckverbinder mit einem elektrischen Kontakt,
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2 eine perspektivische Ansichten des in 1 gezeigten elektrischen Kontakts,
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3 und 4 verschiedene perspektivische Ansichten eines in 1 gezeigten Gehäusekäfigs,
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5 in perspektivischer Darstellung einen Teilschnitt des in 1 und 2 gezeigten elektrischen Kontakts in einer ersten Darstellungsperspektive,
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6 in perspektivischer Darstellung einen Teilschnitt durch den in 1 und 2 gezeigten elektrischen Kontakt in einer zweiten Darstellungsperspektive,
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7 eine Rückansicht des in 2 bis 6 gezeigten Gehäusekäfigs,
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8 eine perspektivische Darstellung eines Federelements,
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9 und 10 einen Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung des in 2 gezeigten elektrischen Kontakts,
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11 und 12 perspektivische Darstellungen des in 2 bis 7 gezeigten Gehäusekäfigs an einem Trägerstreifen während unterschiedlicher Fertigungsschritte, und
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13 und 14 eine perspektivische Darstellung des Federelements während unterschiedlicher Fertigungsschritte.
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Zur leichteren Erläuterung wird im Folgenden auf das in den jeweiligen Figuren gezeigte Koordinatensystem Bezug genommen. Dabei handelt es sich um ein Rechtssystem, dessen Achsrichtungen beispielhaft sind. Selbstverständlich sind auch andere Koordinatensysteme mit anderen als der gezeigten Ausrichtung denkbar.
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1 zeigt einen Teilschnitt einer perspektivischen Ansicht durch einen Steckverbinder 5 mit einem Gehäuse 10 und mehreren im Gehäuse 10 in zwei Reihen angeordneten Aufnahmen 15, in denen jeweils ein elektrischer Kontakt 20 angeordnet ist. Die Aufnahmen 15 umfassen jeweils eine in einem oberen Bereich 24 angeordnete obere erste Kontaktöffnung 30 und eine in einem unteren Bereich 35 des Gehäuses 10 angeordnete zweite Kontaktöffnung 40. Der in der Aufnahme 15 angeordnete elektrische Kontakt 20 umfasst einen Gehäusekäfig 25 und ein am Gehäusekäfig 25 befestigtes Federelement 45. Das Federelement 45 umfasst einen Befestigungsabschnitt 50 und einen mit dem Befestigungsabschnitt 50 verbundenen Federabschnitt 55. Das Federelement 45 ist dabei in dem oberen Bereich 24 des Gehäusekäfigs 25 bzw. des Gehäuses 10 angeordnet. Der Befestigungsabschnitt 50 des Federelements 45 ist flach und eben ausgebildet und liegt rückseitig an einer ersten Führungsfläche 65 innenseitig am Gehäusekäfig 25 an. Gegenüberliegend zum Befestigungsabschnitt 50 ist innenseitig an einer zur ersten Führungsfläche 65 gegenüberliegenden Seite des Gehäusekäfigs 25 ein erster Kontaktbereich 70 vorgesehen, an dem ein freies Ende 75 des Federabschnitts 55 einen ersten elektrischen Leiter 80, beispielsweise eine Kupferlitze oder einen Draht oder einen Steckerkontakt, an den ersten Kontaktbereich 70 andrückt.
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Gegenüberliegend zum Federelement 45 ist im unteren Bereich 35 des Gehäuses 10 an dem Gehäusekäfig 25 ein zweiter Kontaktbereich 85 angeordnet, der ausgelegt ist, einen durch die zweite Kontaktöffnung 40 geführten zweiten elektrischen Leiter 90 zu umklammern und mit dem Gehäusekäfig 25 elektrisch leitend zu verbinden. Der zweite elektrische Leiter 90 kann dabei als abisolierte Litze, Draht oder als Steckerkontakt ausgebildet sein. Der Gehäusekäfig 25 weist dabei selbst einen elektrisch leitenden Werkstoff, insbesondere einen Kupferwerkstoff, besonders vorteilhafterweise eine Kupferlegierung auf, so dass durch den Gehäusekäfig 25 der erste elektrische Leiter 80 mit dem zweiten elektrischen Leiter 90 elektrisch verbunden ist. Bezüglich einer detaillierten Darstellung und Beschreibung des elektrischen Kontakts 20 wird auf die nachfolgenden 2 bis 14 verwiesen.
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Um den ersten elektrischen Leiter 80 bzw. den zweiten elektrischen Leiter 90 einfach in den jeweils korrespondierenden ersten bzw. zweiten Kontaktbereich 70, 85 einzuführen, weist die erste Kontaktöffnung 30 bzw. die zweite Kontaktöffnung 40 eine konische Ausgestaltung in zumindest einem Teilabschnitt auf, die durch eine umlaufende Fase 95, 100 in der jeweiligen Kontaktöffnung 30, 40 ausgebildet wird.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten elektrischen Kontakts 20. 3 und 4 zeigen verschiedene perspektivische Ansichten des in 1 gezeigten Gehäusekäfigs 25. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teilschnitt des in 1 und 2 gezeigten Gehäusekäfigs 25 in einer ersten Darstellungsperspektive und 6 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Teilschnitt durch den in 1 und 2 gezeigten Gehäusekäfig 25 in einer zweiten Darstellungsperspektive. 7 zeigt eine Rückansicht des in 2 bis 6 gezeigten Gehäusekäfigs 25 und 8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Federelements 45. 9 und 10 zeigen einen Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung des in 2 gezeigten elektrischen Kontakts 20. Die 2 bis 10 sollen im Folgenden gemeinsam erläutert werden.
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Um den zweiten elektrischen Leiter 90 zuverlässig im zweiten Kontaktbereich 85 anzudrücken, umfasst der Gehäusekäfig 25 zwei gegenüberliegend angeordnete Kontaktschenkel 105, 106, die spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und in einer Ebene angeordnet sind. Um bei einem Einfügen des zweiten elektrischen Leiters 90 und somit einer Aufweitung eines Abstands der beiden Kontaktschenkel 105, 106 zueinander in y-Richtung ein zuverlässiges Anlegen des zweiten elektrischen Leiters 90 zu gewährleisten, weisen die Kontaktschenkel 105, 106 einen ballenförmig ausgestalteten Abschnitt 110 auf, so dass unabhängig von der Aufweitung des Abstands der Kontaktschenkel 105, 106 zueinander der zweite elektrische Leiter 90 zuverlässig durch die ballenförmigen Abschnitte 110 zusammengepresst und kontaktiert wird.
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Um eine definierte Federspannung der Kontaktschenkel 105 festzulegen, ist in einem Fußabschnitt 115 des jeweiligen Kontaktschenkels 105 eine Öffnung 120 vorgesehen. Mit Hilfe der Öffnung 120 kann durch eine Variation des Durchmessers der Öffnung 120 die Federsteifigkeit des als Balkenfeder ausgestalteten Kontaktschenkels 105 variiert werden. Dabei wird die Federsteifigkeit durch eine Vergrößerung des Durchmessers der Öffnung 120 reduziert.
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Die erste Führungsfläche 65 ist an einer Innenfläche eines unteren Gehäusekäfigabschnitts 125 des Gehäusekäfigs 25 angeordnet. Im unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 ist ferner eine erste Ausnehmung 130 vorgesehen, die länglich in z-Richtung ausgebildet ist. An der ersten Ausnehmung 130 ist an einem dem zweiten Kontaktbereichs 85 zugewandten Ende ein erstes Laschenelement 135 angeordnet. Gegenüberliegend zum ersten Laschenelement 135 weist die erste Ausnehmung 130 einen sich verjüngenden Abschnitt 140 auf.
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Das erste Laschenelement 135 kann dabei in einem Stanz-Biegeprozess aus dem Material des ursprünglich in der ersten Ausnehmung 130 befindlichen Werkstoffs durch ein Ausstanzen und Biegen des ausgestanzten ersten Laschenelements 135 in den Innenraum 144 ausgebildet werden. Das erste Laschenelement 135 umfasst dabei einen im Wesentlichen quer zur ersten Führungsfläche 65 angeordneten Verbindungsabschnitt 145 und einen im Wesentlichen parallel zur ersten Führungsfläche 65 angeordneten Halteabschnitt 150. Der Verbindungsabschnitt 145 wird dabei seitlich an dem Befestigungsabschnitt 50 des Federelements 45 vorbeigeführt, so dass der Halteabschnitt 150 den Befestigungsabschnitt 50 hintergreift und das Federelement 45 somit an dem unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 des Gehäusekäfigs 25 befestigt. Der Halteabschnitt 150 ist dabei korrespondierend zu einer Dicke des Befestigungsabschnitts 50 beabstandet zu der ersten Führungsfläche 65 angeordnet.
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Der Befestigungsabschnitt 50 des Federelements 45 umfasst korrespondierend zur Anordnung der ersten Ausnehmung 130 eine Rastfeder 155, die als Balkenfeder ausgebildet ist, wobei ein Abstand zwischen einem freien Ende 160 der Rastfeder 155 und dem dem Verbindungsabschnitt 145 zugewandten Ende des Befestigungsabschnitts 50 des Federelements 45 einer Erstreckung der ersten Ausnehmung 130 in z-Richtung entspricht. Dabei dient die der Rastfeder 155 zugewandte Endfläche 165 der Ausnehmung 130 als Rastfläche, an der das freie Ende 160 der Rastfeder 155 in eingerastetem Zustand eine Verschiebung des Federelements 45 in negative z-Richtung durch ein Anschlagen des freien Endes 160 der Rastfeder 155 an der ihr zugewandten Endfläche 165 blockiert. Auf diese Weise wird ein ungewolltes Lösen des Befestigungsabschnitts 55 aus dem Laschenelement 135 vermieden. Um ein Einschieben des Federelements 45 in den Gehäusekäfig 25 zu erleichtern, ist die Rastfeder 155 derart ausgebildet, dass das freie Ende 160 der Rastfeder 155 in Richtung des Federabschnitts bzw. in negative z-Richtung nach unten bzw. in Richtung des unteren Gehäusekäfigabschnitts 125 ragend ausgebildet ist.
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Der Gehäusekäfig 25 ist im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und umfasst neben dem unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 einen oberen ersten Gehäusekäfigabschnitt 170, der gegenüberliegend zum unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 angeordnet ist. An dem oberen ersten Gehäusekäfigabschnitt 170 ist innenseitig der erste Kontaktbereich 70 vorgesehen. Der erste Kontaktbereich 70 umfasst eine Verrippung 171, um den ersten elektrischen Leiter 80 gegen ein Verrutschen zu sichern. Ferner ist an dem oberen ersten Gehäusekäfigabschnitt 170 zur Begrenzung einer Einschubtiefe des ersten elektrischen Leiters 80 ein erstes Anschlagselement 175 zwischen dem ersten Kontaktbereich 70 und dem zweiten Kontaktbereich 85 vorgesehen, das im Wesentlichen quer in Richtung des Laschenelements 135 in den Innenraum 144 gebogen ist. Dabei umfasst das erste Anschlagselement 175 eine erste Anschlagsfläche 180, die dem freien Ende 75 des Federabschnitts 55 des Federelements zugewandt ist. Die Einschubtiefe des ersten elektrischen Leiters 80 wird durch ein Anschlagen des ersten elektrischen Leiters an der ersten Anschlagsfläche 180 beim Einschieben des ersten elektrischen Leiters 80 in den ersten Kontaktbereich 70 begrenzt. Um ein seitliches Ausbrechen des ersten elektrischen Leiters 80 zu verhindern, ist an dem freien Ende 75 des Federabschnitts 55 eine elliptisch ausgebildete Anpresskontur 181 vorgesehen, die flächig an dem in der Ausführungsform kreisrunden ersten elektrischen Leiter 80 anliegt.
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Zwischen dem oberen ersten Gehäusekäfigabschnitt 170 und dem unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 ist beidseitig ein seitlicher Gehäusekäfigabschnitt 180, 185 angeordnet. Innenseitig am seitlichen Gehäusekäfigabschnitt 180, 185 ist eine erste Führungsfläche 190, 195 angeordnet. Der Befestigungsabschnitt 50 umfasst dabei seitlich jeweils eine zweite Führungsfläche 200, 205, die der jeweils korrespondierend gegenüberliegend angeordneten Führungsfläche 190, 195 zugewandt ist. Dabei sind die Führungsflächen 190, 195, 200, 205 parallel zueinander angeordnet. Die Breite in x-Richtung des Befestigungsabschnitts 50 an den zweiten Führungsflächen 200, 205 ist derart zu einem Abstand der ersten Führungsflächen 190, 195 gewählt, dass diese ein Spielpassungssystem ausbilden, so dass der Befestigungsabschnitt 55 beim Einführen in den Gehäusekäfig 25 geführt ist. Dabei ist das Spielpassungssystem derart gewählt, dass trotz einer Verrundung 206, 207 zwischen den seitlichen Gehäusekäfigabschnitten 180, 185 und dem unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 der Befestigungsabschnitt 55 in montiertem Zustand flächig an der ersten Führungsfläche 130 anliegt.
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Auf Höhe des freien Endes 160 der Rastfeder 55 ist ferner angrenzend an die zweiten Führungsflächen 200, 205 ein Schulterabschnitt 210 vorgesehen, der breiter in x-Richtung ausgebildet ist als der Befestigungsabschnitt 55 im Bereich der zweiten Führungsflächen 200, 205. Dem Schulterabschnitt 210 ist im Gehäusekäfig 25 eine zweite Ausnehmung 215 zugeordnet, die zwischen dem unteren Gehäuseabschnitt 125 und dem seitlichen Gehäuseabschnitt 180, 185 angeordnet ist. Die zweite Ausnehmung 215 weist dabei die gleiche Längserstreckung (in z-Richtung) auf wie der Schulterabschnitt 210. Der Schulterabschnitt 210 weist an einer der zweiten Führungsfläche 200, 205 zugewandten Seitenfläche eine zweite Anschlagsfläche 220 auf. Die zweite Ausnehmung 215 ist ferner wegweisend vom zweiten Kontaktbereich 85 ebenso wie das Laschenelement 135 geöffnet und umfasst eine zur zweiten Anschlagsfläche 220 gegenüberliegend angeordnete dritte Anschlagsfläche 225, die ausgelegt ist, eine Einschubbewegung des Federelements 45 bei der Montage in den Gehäusekäfig 25 in Längsrichtung (in z-Richtung) durch ein Anschlagen der zweiten Anschlagsfläche 220 an der dritten Anschlagsfläche 225 zu begrenzen. Ferner wird durch die zweite Ausnehmung 215 bzw. den Schulterabschnitt 210 eine Bewegung bzw. ein Aushaken des Befestigungsabschnitts 55 aus dem Laschenelement 135 bzw. der Rastfeder 160 aus der ersten Ausnehmung 130 quer zur Längsachse bzw. in y-Richtung blockiert und somit ein Verdrehen des Federelements 45 im Gehäusekäfig 25 verhindert.
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Sowohl der obere Gehäuseabschnitt 170 als auch der untere Gehäuseabschnitt 125 sind gegenüber den seitlichen Gehäuseabschnitten 180, 185 an der zum ersten Kontaktbereich 85 gegenüberliegenden Seite um einen Stützabschnitt 230 in zum zweiten Kontaktbereich 85 entgegen gesetzte Längsrichtung verlängert ausgebildet, um sowohl den Befestigungsabschnitt 55 an der ersten Führungsfläche 125 als auch den ersten elektrischen Leiter 80 in eingeschobenem Zustand quer zur Längsrichtung (y-Richtung) abstützen zu können.
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Zur Fixierung des Federelements 45 im Bereich des Laschenelements 135, um somit ein Verdrehen des Federelements 45 im Gehäusekäfig 25 zu vermeiden, ist an dem Befestigungsabschnitt 50 des Federelements 45 eine dritte Ausnehmung 240 vorgesehen, die trapezförmig ausgebildet ist und seitlich jeweils eine erste Anschrägung 241 umfasst. Der Verbindungsabschnitt 145 des Laschenelements 135 ist derart angeordnet, dass dieser zu einem Grund 242 der dritten Ausnehmung 240 beabstandet in z-Richtung durch die dritte Ausnehmung 240 geführt ist. An seitlich in x-Richtung angeordneten Verbindungsabschnittsseitenflächen 243 des Verbindungsabschnitts 145 liegt der Verbindungsabschnitt 145 an der ersten Anschrägung 241 der dritten Ausnehmung 240 an. Auf diese Weise kann eine Führung des Befestigungsabschnitts in x-Richtung festgelegt werden. In y-Richtung wird der Befestigungsabschnitt 50 des Federelements 45 durch das Hintergreifen des Halteabschnitts 150 an dem Gehäusekäfig 25 gesichert.
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Um ein Einschieben des Federelements 45 in den Gehäusekäfig 25 zu erleichtern, sind in einem Fixierungsbereich 244 des Befestigungsabschnitts 50 an den zweiten Führungsflächen 200, 205 zweite Anschrägungen 246 vorgesehen.
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Zur Festlegung der Federsteifigkeit bzw. des Anpressdrucks des ersten elektrischen Leiters 80 an den ersten Kontaktbereich 70 ist der Federabschnitt 55 über einen ersten Bogen 245 mit dem Befestigungsabschnitt 50 verbunden. Ferner ist in dem Federabschnitt 50 ein zweiter Bogen 250 bzw. ein dritter Bogen 255 vorgesehen, mit Hilfe dessen eine Federkennlinie des Federabschnitts 50 vordefiniert und an den entsprechenden ersten elektrischen Leiter 80 angepasst werden kann. Um ein zuverlässiges Anpressen des ersten elektrischen Leiters 80 zu gewährleisten, ist das Federelement 45 federnd aus einem Werkstoff mit hohem elastischem Biegevermögen, vorzugsweise aus einem Edelstahl, insbesondere aus einem Federstahl, gefertigt. Alternativ bieten sich auch andere Werkstoffe an, wobei insbesondere beispielsweise auch ein Kunststoff zur Ausbildung des Federelements 45 denkbar ist.
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Um den zweiten Kontaktbereich 85 einstückig und materialeinheitlich mit dem unteren bzw. mit dem linken ersten Gehäusekäfigabschnitt 125, 180 zu verbinden, ist zwischen dem zweiten Kontaktbereich 85 und einem Aufnahmebereich 260 zur Aufnahme des Federelements 45 ein Verbindungsbereich 265 angeordnet, in den der untere Gehäusekäfigabschnitt 125 und in seiner Höhe (y-Richtung) teilweise der erste linksseitig in den 2, 3 angeordnete erste Gehäusekäfigabschnitt 180 fortgeführt sind, wobei an dem unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 der erste untere Kontaktschenkel 105 angeordnet ist. Ferner ist gegenüberliegend zum unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 ein zweiter oberer Gehäusekäfigabschnitt 270 vorgesehen, der mit dem in seiner Höhe reduziert ausgebildeten ersten seitlichen Gehäuseabschnitt 180 verbunden ist. Am zweiten oberen Gehäusekäfigabschnitt 270 ist der obere zweite Kontaktschenkel 106 befestigt. In dem Verbindungsbereich 265 ist in der Ausführungsform die Höhe des Gehäusekäfigs 25 im Verbindungsabschnitt 265 (in 6 in y-Richtung) geringer als im Aufnahmebereich 260. Dabei richtet sich die Höhe nach Querschnitt des im zweiten Kontaktbereich 85 zu befestigenden zweiten elektrischen Leiters 90.
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In der Ausführungsform sind die beiden Kontaktschenkel 105, 106 direkt gegenüberliegend zueinander an dem unteren bzw. oberen zweiten Gehäusekäfigabschnitt 125, 270 angeordnet. Selbstverständlich können die Kontaktschenkel 105, 106 auch versetzt in Richtung der seitlichen Gehäusekäfigabschnitte 180, 185 (x-Richtung) zueinander angeordnet werden. Auch ist denkbar, dass die Kontaktschenkel eine unterschiedliche Länge (z-Richtung) aufweisen, wobei die unterschiedliche Länge der Kontaktschenkel 105, 106 auch durch eine in z-Richtung versetzte Befestigung der Kontaktschenkel 105, 106 an dem unteren Gehäuseabschnitt 125 bzw. dem zweiten oberen Gehäuseabschnitt 270 erreichbar ist. Um den zweiten Kontaktbereich 85 an unterschiedliche Querschnitte des aufzunehmenden zweiten elektrischen Leiters 90 anzupassen, können die Kontaktschenkel 105, 106 in ihrer Kontur variiert werden. Auch kann ein Abstand der balligen Abschnitte 110 der Kontaktschenkel 105, 106 dadurch variiert werden, dass der Abstand des zweiten oberen Gehäuseabschnitts 270 zu dem unteren Gehäuseabschnitt 125 an den Querschnitt des zweiten elektrischen Leiters 90 angepasst wird.
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Um den Gehäusekäfig 25 einstückig und materialeinheitlich in einem Stanz-Biegeverfahren herstellen zu können und gleichzeitig das Aufbiegen des Gehäusekäfigs 25 beim Einschieben der elektrischen Leiter 80, 90 zu vermeiden, umfasst der zweite in 3 rechtsseitig angeordnete seitliche Gehäusekäfigabschnitt 185 einen ersten seitlichen Gehäusekäfigteilabschnitt 275 und einen unterhalb des ersten Gehäusekäfigteilabschnitts 275 angeordneten zweiten Gehäusekäfigteilabschnitt 280. Die beiden Gehäusekäfigteilabschnitte 275, 280 liegen in einem Stoß 285 aneinander an.
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Zur Verbindung des ersten Gehäusekäfigteilabschnitts mit dem zweiten Gehäusekäfigteilabschnitt 280 ist eine formschlüssige Verbindung 290 vorgesehen (vgl. 3 und 5), die eine pilzförmig ausgestaltete vierte Ausnehmung 295 und ein korrespondierend zur vierten Ausnehmung 295 ausgestaltetes Eingriffselement 300 umfasst. Das Eingriffselement 300 umfasst einen Steg 305 und einen Kopf 310, wobei der Kopf 310 breiter (in z-Richtung) ausgebildet ist als der Steg 305. Der Steg 305 ist dabei ausgelegt, den Kopf 310 mit dem oberen ersten Gehäusekäfigteilabschnitt 275 zu verbinden. Die vierte Ausnehmung 295 weist korrespondierend zum Steg 305 einen Stegaufnahmeabschnitt 311 und einen Kopfaufnahmeabschnitt 312 auf, wobei der Kopfaufnahmeabschnitt 312 breiter ausgebildet ist als der Stegaufnahmeabschnitt 311. In der Ausführungsform ist der Kopf 310 im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Ausbildungsformen, wie polygonförmig, rechteckförmig oder elliptisch denkbar. Wesentlich dabei ist jedoch, dass der Kopf 310 des Eingriffselements 300 ein Herausrutschen des Eingriffselements aus der vierten Ausnehmung 295 in y-Richtung blockiert. Auf diese Weise kann zuverlässig das Aufbiegen des Gehäusekäfigs 25 an dem zweiten Gehäusekäfigabschnitt 185 vermieden werden. In 3 sind für die formschlüssige Verbindung 290 zwei Eingriffselemente 300 und jeweils zwei vierte Ausnehmungen 295 vorgesehen. Selbstverständlich kann die Anzahl der vierten Ausnehmungen 295 bzw. der Eingriffselemente 300 an die Ausgestaltung, insbesondere an die Erstreckung in z-Richtung des zweiten seitlichen Gehäusekäfigabschnitts 185 angepasst werden. Selbstverständlich sind auch andere formschlüssige Verbindungen zur Verbindung der beiden seitlichen Gehäuseteilabschnitte 275, 280 denkbar.
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11 zeigt eine perspektivische Darstellung mehrerer in unterschiedlichen Herstellungsschritten befindlicher Gehäusekäfige 25. 12 zeigt eine perspektivische Darstellung eines in 11 gezeigten Ausschnitts des fertig gebogenen Gehäusekäfigs 25. In 11 ist dabei rechtsseitig ein fertig gebogener Gehäusekäfig 25 dargestellt, wobei linksseitig des fertig gebogenen Gehäusekäfigs 25 zwei weitere nach einem ersten Herstellungsschritt befindliche Gehäusekäfige 315 dargestellt sind. 13 und 14 zeigen eine perspektivische Darstellung des Federelements während unterschiedlicher Fertigungsschritte.
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Die Gehäusekäfige 315 (vgl. 11 linksseitig dargestellt) werden im ersten Herstellungsschritt aus einem Flachmaterial ausgestanzt und der ballenförmige Abschnitt 110 der Kontaktschenkel 105, 106 gebogen und sind somit nach dem ersten Herstellungsschritt noch im Wesentlichen flach ausgebildet. Dabei ragt ausschließlich der ballenförmige Abschnitt 110 am Kontaktschenkel 105, 106 aus einer Ebene 320 des ursprünglichen nichtdargestellten Flachmaterials hervor. Durch die Ausbildung der Kontaktschenkel 105, 106 im ersten Herstellungsschritt, können diese einfach durch eine Anpassung des Stanz-/Biegewerkzeugs an den aufzunehmenden zweiten elektrischen Leiter 90 angepasst werden. Ferner sind die Gehäusekäfige 25, 315 mit einem Trägerstreifen 325 verbunden, der in gleichem Abstand erste Pilotlöcher 330 aufweist, die zum Weitertransport des Trägerstreifens 325 und der daran angeordneten Gehäusekäfige 25, 315 dient. Der Trägerstreifen 325 und die ersten Pilotlöcher 330 werden ebenso im ersten Herstellungsschritt im Stanzprozess hergestellt.
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Nach einem Falten des Gehäusekäfigs 315 in einem zweiten Herstellungsschritt (vgl. 11 rechtsseitig dargestellt und 12) ist der Gehäusekäfig 315 wie der in den 1 bis 7 dargestellte Gehäusekäfig 25 oder wie der in 12 rechtsseitig strichliert markiert ausgebildete Gehäusekäfig 25 ausgebildet und bereits wie in den 1 bis 9 fertig ausgeformt. Dabei ist der Gehäusekäfig 25 auch nach dem zweiten Herstellungsschritt weiterhin mit dem Trägerstreifen 325 verbunden, um einen einfachen Transport des Gehäusekäfigs 25 in den Fertigungsanlagen zu ermöglichen.
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In einem dritten Herstellungsschritt (vgl. 13) wird aus einem Flachmaterial das Federelement 45 ausgestanzt, wobei das Federelement 45 in einem Stanzstreifen 331 mit zweiten Pilotlöchern 332 ausgeformt wird. In einem vierten Herstellungsschritt (vgl. 14) wird das Federelement 45 in die in den 1 bis 10 gezeigte gebogene Form gebogen, wobei es weiterhin in dem Stanzstreifen 331 einteilig ausgebildet ist.
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In einem fünften Herstellungsschritt werden die einzelnen Federelemente 45 des Stanzstreifens 331 entlang von ersten Trennlinien 332 getrennt, um sie direkt anschließend daran in den Gehäusekäfig 25 einzufügen. Dabei ist die erste Trennlinie 332 etwa mittig zwischen zwei Schulterabschnitten 210 von zwei Federelementen 45 angeordnet. Zum erleichterten Transport des elektrischen Kontakts 20 ist der Gehäusekäfig 25 weiterhin mit dem Trägerstreifen 325 verbunden.
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Vor einem Einfügen des Gehäusekäfigs 25 in das Gehäuse 10 des Steckverbinders 5 wird der Gehäusekäfig 25 entlang zweier gegenüberliegender parallel verlaufender seitlich am Stützabschnitt 230 angeordneter zweiter Trennlinien 335 abgetrennt (vgl. 11). Der Trägerstreifen 325 weist stirnseitig an dem Stützabschnitt 230 des unteren Gehäusekäfigabschnitts 125 eine fünfte Ausnehmung 340 auf, die sich über die gesamte Breite (x-Richtung) des Stützabschnitts 230 erstreckt, so dass sich bei einem Abtrennen des Trägerstreifens 325 entlang der Trennlinien 335 die Trennlinien 335 mit der fünften Ausnehmung 340 schneiden. Auf diese Weise wird ein leichtes Abtrennen des Gehäusekäfigs 25 vom Trägerstreifen 325 erreicht. Nach dem Abtrennen des Trägerstreifens 325 wird der Gehäusekäfig 25 in das in 1 gezeigte Gehäuse 10 eingefügt.
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Der in den 1 bis 14 gezeigte elektrische Kontakt 20 kann ohne geometrische Veränderung des bisher bekannten Gehäuses 10 des Steckverbinders 5 in das Gehäuse 10 eingebracht werden, so dass auf einfache Art und Weise ein bisher gelöteter elektrischer Kontakt durch den in den 1 bis 14 gezeigten elektrischen Kontakt 20 ersetzt werden kann. Auf diese Weise können bestehende Spritzgussformen für das Gehäuse 10 weiter genutzt werden.
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Der in den 1 bis 13 gezeigte Steckverbinder 5 bzw. der gezeigte elektrische Kontakt 20 stellt eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung dar. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen denkbar. So ist z. B. denkbar, dass das Laschenelement 135 im Befestigungsabschnitt 50 des Federelements 45 angeordnet ist und den unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 im Bereich der ersten Ausnehmung 130 hintergreift. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die erste Ausnehmung 130 im Befestigungsabschnitt 50 und die Rastfeder 155 am unteren Gehäusekäfigabschnitt 125 vorgesehen ist.
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Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der zweite Kontaktbereich 85 am oberen ersten Gehäuseteilabschnitt 170 und/oder am zweiten seitlichen Gehäuseteilabschnitt 185 angeordnet ist. Auch kann die geometrische Ausgestaltung des zweiten Kontaktbereichs 85 mit den Kontaktschenkeln 105, 106 je nach zu befestigenden zweiten elektrischen Leitern 90 variiert werden. Auch ist denkbar, dass im zweiten Kontaktbereich 85 Schneidklemmen vorgesehen sind, um eine Isolierung des zweiten elektrischen Leiters 90 zu durchtrennen und direkt auf den stromführenden Teil des elektrischen Leiters 90 vordringen zu können.
