DE102014110279B3

DE102014110279B3 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE102014110279B3
Application number: DE102014110279.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beischer; Heiko Meier
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: CN106575835A; WO2016012001A1; CA2950023A1; RU2656358C1; KR20170030640A; US9755346B1; JP2017525111A; KR101865009B1; US20170250490A1; EP3172802A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, bestehend aus einem ersten Steckerteil 10 und einem zweiten Steckerteil 20. Die Steckerteile 10, 20 sind dafür vorgesehen miteinander kontaktiert zu werden, wobei eine Steckseite des Steckerteils 20 in eine erste Steckseite 10.1 des Steckerteils 10 aufgenommen ist. Durch die Kontaktierung des ersten Steckerteils 10 mit dem zweiten Steckerteil 20 kontaktieren elektrische Kontaktelemente, die in den Steckerteilen 10, 20 aufgenommen sind. Durch einen Einsatz, welcher in der Steckseite 10.1 des ersten Steckerteils 10 aufgenommen ist, werden elektrische Fehlkontaktierungen durch Fremdkörper in der Steckseite 10.1 vermieden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Steckverbinder nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Derartige Steckverbinder werden benötigt um elektrische Leitungen oder Kabel miteinander zu verbinden. Dabei bestehen Steckverbinder meist aus zwei Steckerteilen, welche zur gegenseitigen Kontaktierung und Verrastung vorgesehen sind.
Die Steckerteile weisen dabei meist einen isolierenden Trägerkörper auf, welcher entweder auch als Gehäuse dient, oder zusätzlich in einem Gehäuse aufgenommen ist. Die beiden Steckerteile sind korrespondierend ausgebildet, so dass sie ineinander einfügbar sind.
In den isolierenden Trägerkörpern sind elektrische Kontakteelemente aufgenommen, welche ebenfalls korrespondierend ausgeführt sind um miteinander kontaktieren zu können. An die elektrischen Kontaktelemente sind rückseitig die elektrischen Leitungen oder das Kabel angeschlossen, welche miteinander elektronisch kontaktiert werden sollen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Steckverbinder bekannt. Diese unterscheiden sich im Wesentlichen durch Ihre Größe und die Anzahl von Kontaktelementen.
Die DE 20 2010 009 298 U1 offenbart einen elektrischen Steckverbinder mit paarweise ausgebildeten, steckkompatiblen Gehäuseteilen mit mindestens einer Aufnahme für ein Kodierelement an jedem Gehäuseteil.
Aus der US 4,927,374 A ist ein zweiteiliger, zylindrischer Steckverbinder bekannt, mit elastischen Spannfingern an einem ersten Steckverbinderteil mit Eingriff in zylindrische Rippen an einem zweiten Steckverbinderteil. Eine äußere, verschiebbare Hülse befestigt die Spannfinger im Eingriff in die zylindrischen Rippen wenn die verschiebbare Hülse in einer ausgefahrenen Position ist. Die verschiebbare Hülse ist federbelastet, relativ zu einem inneren Kern angebracht.
Die US 5,378,168 und die US 6,364,718 B1 beschreiben weiterhin zweiteilige Steckverbindersysteme zur Kontaktierung elektrischer Kontakte. Die Kontakte sind jeweils in Isolierkörpern angeordnet, welche ineinander gesteckt und miteinander verrastet werden können.
Nachteilig wirkt sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbindern aus, dass gerade bei Steckverbindern mit großen, für hohe, Ströme ausgelegten Kontaktelementen ein Schutz gegen Berühren der Kontaktelemente nicht mehr gegeben ist. Je größer die Kontaktelemente ausgebildet sind, desto größer sind auch die Zwischenräume zwischen den Kontaktelementen, sowie zwischen den Kontaktelementen und dem Gehäuse.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Steckverbinder so auszubilden, dass er für spezielle Anwendungen mit einem Schutz gegen Berührung ausgestattet werden kann. D. h. dass die Kontaktelemente des Steckverbinders gegen unerwünschtes Berühren wie z. B. durch Finger eines Menschen oder gegen das Berühren mit Fremdkörpern wie z. B. Werkzeug geschützt sind.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung handelt es sich um einen Steckverbinder der aus einem ersten Steckerteil und einem zweiten Steckerteil besteht. Dabei sind die Steckerteile korrespondierend ausgeführt. D. h. der erste Steckerteil ist so ausgeführt, dass er in einer ersten Steckseite eine zweite Steckseite des zweiten Steckerteils aufnehmen kann.
Dazu verfügt der erste Steckerteil über eine erste Anformung, welche einen ersten Kragen ausbildet. Der erste Kragen bildet die erste Steckseite des ersten Steckerteils. Der umlaufende, erste Kragen ist so am ersten Steckerteil vorgesehen, dass er einen ersten Freiraum umgrenzt. D. h. innerhalb des ersten Kragens ist der erste Freiraum vorgesehen. Dabei dient der erste Freiraum zur Aufnahme der zweiten Steckseite des zweiten Steckerteils.
An dem zweiten Steckerteil ist wenigstens eine zweite Anformung vorgesehen welche die zweite Steckseite des zweiten Steckerteils bildet. Dabei ist die Kontur der wenigstens einen zweiten Anformung so ausgeformt, dass sie im ersten Kragen des ersten Steckerteils aufgenommen werden kann. Die erste Anformung und die wenigstens eine zweite Anformung stimmen dabei von ihren inneren bzw. äußeren Konturen so überein, dass die wenigstens eine zweite Anformung formschlüssig in die, den ersten Kragen bildende, erste Anformung steckbar ist.
Erfindungsgemäß ist die zumindest eine zweite Anformung, welche die zweite Steckseite des zweiten Steckerteils bildet, als zweiter Kragen ausgeformt. Dabei umgrenzt der zweite Kragen an der zweiten Steckseite einen zweiten Freiraum. Bei mehreren zweiten Anformungen können je nach Ausgestaltung dieser auch mehrere zweite Freiräume gebildet werden.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Einsatz vorgesehen, welcher in den ersten Freiraum des ersten Steckerteils einsetzbar ist. Dabei wird der Einsatz vorzugsweise vollständig in der ersten Steckseite, innerhalb des ersten Kragens aufgenommen.
Erfindungsgemäß wird der Einsatz rastbar im ersten Freiraum aufgenommen. Dabei können am Einsatz sowie im ersten Freiraum korrespondierende Rastmittel vorgesehen sein, die es ermöglichen den Einsatz im Freiraum zu verrasten. Je nach Ausführung der Rastmittel kann ein wiederholtes Verrasten und Lösen des Einsatzes im ersten Freiraum ermöglicht werden.
Der Einsatz ist aus einem Trägerelement gebildet, welches mit den Rastmitteln versehen ist, um den Einsatz im ersten Freiraum verrasten zu können. Auf dem Trägerelement ist erfindungsgemäß wenigstens eine dritte Anformung vorgesehen. Dabei ist die wenigstens eine dritte Anformung so an dem Einsatz angebracht, dass sie in Steckrichtung ausgerichtet ist. D. h. wenn der Einsatz in der ersten Steckseite eingesetzt und ggf. verrastet ist, zeigt die wenigstens eine dritte Anformung in Steckrichtung.
Erfindungsgemäß ist die Kontur der wenigstens einen dritten Anformung so ausgeformt, dass sie im wenigstens einen zweiten Kragen des zweiten Steckerteils aufgenommen werden kann. Die wenigstens eine zweite Anformung und die wenigstens eine dritte Anformung stimmen dabei von ihren inneren bzw. äußeren Konturen so überein, dass die wenigstens eine dritte Anformung formschlüssig in die, den wenigstens einen zweiten Kragen bildende, wenigstens eine zweite Anformung steckbar ist.
Erfindungsgemäß verfügen die beiden Steckerteile über ein erstes und ein zweites Kontaktelement, welche in den Steckerteilen aufgenommen sind.
Dabei sind die Kontaktelemente in den Steckerteilen mechanisch gehalten. Jeweils eine Steckseite der Kontaktelemente ragt in die erste und zweite Steckseite der ersten und zweiten Steckerteile.
Die Steckseiten der Kontaktelemente sind ebenfalls korrespondierend ausgeführt, so dass sie gleichzeitig mit den Steckerteilen kontaktierbar sind. Dabei ist die Steckseite des ersten Kontaktelements als Stiftkontakt ausgeführt und die Steckseite des zweiten Kontaktelements als Buchsenkontakt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktspitze des ersten Kontaktelements aus einem isolierenden Material ausgeführt. Die isolierende Kontaktspitze dient als Schutz vor ungewolltem, elektrischem Kontakt von Gegenständen mit dem Kontaktelement.
Zweckmäßig verfügt der Einsatz über einen Durchbruch, welches es ermöglicht, dass das erste Kontaktelement, durch den Einsatz geführt werden kann. Der Einsatz erfüllt mit seiner wenigstens einen dritten Anformung den Zweck, dass der erste Freiraum des ersten Steckerteils ausgefüllt wird und eine ungewollte, elektrische Kontaktierung durch Gegenstände oder Körperteile wie z. B. Finger verhindert wird.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der ersten, zweiten und dritten Anformungen wird das Eindringen von Fremdkörpern in den ersten Freiraum verhindert und ein elektrischer Fehlkontakt so vermieden. Dennoch ist durch die Verschachtelung der Anformungen eine Kontaktierung des ersten Steckerteils mit dem zweiten Steckerteils möglich.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Steckverbinder,
2 einen ersten Steckerteil mit einem Einsatz und einem ersten Kontaktelement,
3 einen vereinzelten ersten Steckerteil,
4 einen vereinzelten Einsatz,
5 einen vereinzelten zweiten Steckerteil,
6 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
7 die Kontur eines ersten Steckteils,
8 die Kontur eines Einsatzes, und
9 die Kontur eines zweiten Steckteils.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die 1 zeigt einen Steckverbinder in einer perspektivischen Darstellung. Der Steckverbinder besteht aus einem ersten Steckerteil 10 und einem zweiten Steckerteil 20. Bei den Steckerteilen 10, 20 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um Steckverbindermodule, die zum Einsatz in einem modularen Steckverbinder vorgesehen sind.
Der erste Steckerteil 10 weist an seinem in Steckrichtung liegenden Ende eine erste Steckseite 10.1 auf. Die erste Steckseite 10.1 ist so ausgebildet, dass eine zweite Steckseite 20.1 des zweiten Steckerteils 20 in dieser aufgenommen ist.
In der 2 ist der erste Steckerteil 10 gezeigt. Zentrisch im ersten Steckerteil 10 ist ein erstes Kontaktelement 11 aufgenommen. Das erste Kontaktelement 11 ragt mit einem Steckende in die erste Steckseite 10.1 des Steckerteils 10.
Die erste Steckseite 10.1 des Steckerteils 10 wird aus einer ersten Anformung 10.2 gebildet. Die erste Anformung 10.2 bildet dabei einen umlaufenden ersten Kragen 10.3. Dabei bildet die erste Anformung 10.2 gleichzeitig das Gehäuse des Steckerteils 10.
Im Inneren des ersten Kragens 10.3 ist das erste Kontaktelement 11 erkennbar. Im Zwischenbereich zwischen dem ersten Kragen 10.3 und dem ersten Kontaktelement 11 ist ein Einsatz 30 vorgesehen. Der Einsatz 30 verhindert, dass Fremdkörper wie Kleinteile oder auch ein Finger eines Menschen in den Zwischenraum eindringen und einen elektrischen Fehlschluss verursachen können.
Das erste Steckerteil 10 aus den 1 und 2 ist in der 3 noch einmal vereinzelt dargestellt. Hier ist erkennbar, dass die erste Anformung 10.2 den ersten Kragen 10.3 bildet. Dabei umgibt der erste Kragen 10.3 einen erste Freiraum 10.4 in der Steckseite 10.1 des Steckerteils 10. Der erste Freiraum 10.4 dient zur Aufnahme des ersten Kontaktelements 11 sowie des Einsatzes 30.
Ein solcher Einsatz 30 ist in der 4 einzeln dargestellt. Der Einsatz 30 besteht im Wesentlichen aus einer Vielzahl – hier sieben – dritten Anformungen 30.2. Die dritten Anformungen 30.2 sind um einen Durchbruch 30.1 angeordnet. Der Durchbruch 30.1 dient später zur Durchführung des ersten Kontaktelements 11.
Die dritten Anformungen 30.2 sind auf einer Basis des Einsatzes 30 angeformt. Die Basis dient gleichzeitig zur Verrastung des Einsatzes 30 im ersten Freiraum 10.4 des ersten Steckerteils 10.
In der 5 ist ein zweiter Steckerteil 20 eines Steckverbinders gezeigt. Die perspektivische Darstellung ermöglicht eine Sicht auf die Steckseite des Steckerteils 20, welche eine zweite Steckseite 20.1 bildet. Erfindungsgemäß wird die zweite Steckseite 20.1 aus zweiten Anformungen 20.2 gebildet. Diese erstrecken sich in Steckrichtung.
Die zweiten Anformungen 20.2 sind so angeordnet, dass sie mehrere zweite Kragen 20.3 bilden. Die zweiten Kragen 20.3 sind so in der zweiten Steckseite 20.1 angeordnet, dass sie mehrere – hier fünf – zweite Freiräume 20.4 umschließen. Die zweiten Freiräume 20.4 dienen bei einer Kontaktierung des ersten Steckerteils 10 mit dem zweiten Steckerteil 20 zur Aufnahme der dritten Anformungen 30.2 des Einsatzes 30.
Der mittlere zweite Freiraum 20.4 ist für die Aufnahme eines zweiten Kontaktelements 21 im zweiten Steckerteil 20 vorgesehen. Im kontaktierten Zustand wird in dem zweiten Freiraum 20.4 zudem der Kontaktbereich des ersten Kontaktelements 11 aufgenommen.
Das erfindungsgemäße Zusammenspiel zwischen dem ersten Kragen 10.3, den zweiten Kragen 20.3 und den dritten Anformungen 30.2 ist in der 6 dargestellt. Gezeigt ist ein Querschnitt durch die erste Steckseite 10.1 und die zweite Steckseite 20.1 zweier kontaktierter Steckerteile 10, 20.
Erkennbar sind die Konturen des ersten Kragens 10.3 der im äußeren Bereich alle anderen Teile umfasst. Formschlüssig an die Innenseite des ersten Kragens 10.3 grenzt die Kontur des zweiten Kragens 20.3. Die Freiräume 20.4 zwischen dem. zweiten Kragen 20.3 sind wiederrum formschlüssig mit den dritten Anformungen 30.2 gefüllt.
Die Konturen der ersten Anformung 10.2, der zweiten Anformung 20.2 und der dritten Anformung 30.2 sind noch einmal vereinzelt in den 7, 8 und 9 dargestellt.
Bezugszeichenliste

10: erster Steckerteil
10.1: erste Steckseite
10.2: erste Anformung
10.3: erster Kragen
10.4: ersten Freiraum
11: erstes Kontaktelement
11.1: Kontaktspitze
20: zweiter Steckerteil
20.1: zweite Steckseite
20.2: zweite Anformung
20.3: zweiter Kragen
20.4: zweiter Freiraum
21: zweites Kontaktelement
30: Einsatz
30.1: Durchbruch
30.2: dritte Anformung

Claims

Steckverbinder, bestehend aus einem ersten Steckerteil (10) und einem korrespondierenden, zweiten Steckerteil (20), sowie zumindest zwei korrespondierenden, in den ersten und zweiten Steckerteilen (10, 20) aufgenommenen Kontaktelementen (11), wobei der erste Steckerteil (10) eine erste Steckseite (10.1) aufweist, welche aus einer ersten Anformung (10.2) gebildet ist, wobei die erste Anformung (10.2) aus einem umlaufenden, ersten Kragen (10.3) gebildet ist, der einen ersten Freiraum (10.4) umgrenzt und innerhalb des ersten Kragens (10.3) ein erstes der Kontaktelemente (11) angeordnet ist, wobei der zweite Steckerteil (20) eine zweite Steckseite (20.1) aufweist, welche aus wenigstens einer zweiten Anformung (20.2) gebildet ist und innerhalb der wenigstens einen zweiten Anformung (20.2) ein zweites der Kontaktelemente angeordnet ist, wobei die Kontur der wenigstens einen zweiten Anformung (20.2) so mit der Kontur des ersten Kragens (10.3) übereinstimmt, dass die wenigstens eine zweite Anformung (20.2) formschlüssig innerhalb des ersten Kragens (10.3) aufgenommen werden kann, wobei die wenigstens eine zweite Anformung (20.2) als zweiter Kragen (20.3) ausgebildet ist, wobei der zweite Kragen (20.3), der die wenigstens eine zweite Anformung (20.2) bildet, einen zweiten Freiraum (20.4) umgrenzt, wobei ein Einsatz (30) vorgesehen ist, welcher in den ersten Freiraum (10.4) der ersten Steckseite (10.1) des ersten Steckerteils (10) einsetzbar ist, wobei der Einsatz (30) im ersten Freiraum (10.4) des ersten Steckerteils (10) verrastbar ist, wobei der Einsatz (30) wenigstens eine dritte Anformung (30.2) aufweist, wobei die wenigstens eine dritte Anformung (30.2) in Steckrichtung ausgerichtet ist, und wobei die wenigstens eine dritte Anformung (30.2) so mit der Kontur des zweiten Kragens (20.3) übereinstimmt, dass die wenigstens eine dritte Anformung (30.2) formschlüssig im zweiten Freiraum (20.4), innerhalb des zweiten Kragens (20.3) angeordnet werden kann.
Steckverbinder nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (30) einen Durchbruch (30.1) aufweist, wobei der Durchbruch (30.1) zur Durchführung des ersten Kontaktelements (11) dient.
Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktelement (11) an seiner in Steckrichtung zeigenden Kontaktspitze aus einem isolierenden Material besteht.