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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt, welcher mit einem Gegensteckkontakt elektrisch leitend verbindbar ist, wobei der Steckkontakt wenigstens in einem Kontaktabschnitt, welcher zur unmittelbaren elektrisch leitenden Kontaktierung mit dem Gegensteckkontakt ausgebildet ist, einen mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefüllten Kunststoff umfasst, wobei der Kontaktabschnitt eine aus dem mit dem elektrisch leitfähigen Füllmaterial gefüllten Kunststoff gebildete frei liegende Kontaktfläche aufweist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Baugruppe aus einem Gegensteckkontakt und einem elektrischen Steckkontakt, wie oben erwähnt.
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Elektrische Steckverbindungen, wie etwa Kontaktschuhe und in diese einschiebbare Kontaktzungen, sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
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Häufig werden elektrische Steckkontakte zur erleichterten Fertigung aus elektrisch leitfähigem Kunststoff hergestellt, etwa einem Spritzgießverfahren. Die elektrische Leitfähigkeit des verwendeten Kunststoffs wird dabei durch Beimischung von elektrisch leitendem Füllmaterial in die Kunststoffmasse erreicht. Dabei ist ein ausreichend hoher Füllgrad des Kunststoffes mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial sicherzustellen, so dass in den Kunststoff durch sich berührende Füllmaterialpartikel elektrische Leitungswege entstehen.
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Nachteilig an Steckkontakten aus elektrisch leitfähigem Kunststoff im Stand der Technik ist, dass etwa dann, wenn die Steckkontakte oder wenigstens die Kontaktabschnitte mit den frei liegenden und somit von Gegenkontakten kontaktierbaren Kontaktflächen im Spritzgießverfahren gebildet werden, nur sehr wenige elektrisch leitfähige Füllmaterialpartikel tatsächlich an der Kontaktfläche freiliegen und zur Kontaktierung durch einen Gegensteckkontakt zur Verfügung stehen. Vielmehr dringt aus der Kunststoff-Füllmaterial-Mischung beim Spritzgießen vorrangig der fließfähige Kunststoff bis zur Formkavitätswand vor, während das elektrisch leitfähige Füllmaterial in der Regel hinter der so gebildeten Kontaktfläche zurückbleibt. Die Folge ist, dass die Kontaktfläche, die eigentlich zur elektrisch leitenden Kontaktierung durch den Gegensteckkontakt vorgesehen ist, im Wesentlichen durch eine dünne Kunststoffhaut gebildet ist, was zu einem unerwünscht hohen elektrischen Kontaktwiderstand führt.
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Die Druckschrift
DE 20 2012 008 961 U1 beschreibt ein Kontaktelement mit mindestens zwei Kontaktstellen zur elektrischen Kontaktierung einer Kontaktfläche eines Gegenkontaktelements. Im Neuzustand des Kontaktelements kontaktiert lediglich eine erste Kontaktstelle, z. B. eine näher an einem freien Ende einer Federlasche angeordnete Kontaktstelle, die Kontaktfläche. Nachdem durch dauerhafte Vibrationen, d. h. durch eine Schwingungsbelastung, oder durch eine Vielzahl von Steck- und Lösebewegungen ein hinreichend großer Verschleiß und somit ein Abtrag bzw. Teilabtrag der ersten Kontaktstelle aufgetreten ist, hat sich aufgrund der Ausbildung des Kontaktelements die zweite Kontaktstelle des Kontaktelements der Kontaktfläche soweit angenähert, dass die zweite Kontaktstelle die Kontaktfläche kontaktiert. Hierdurch wird die Lebensdauer des Kontaktelements bei auftretendem Verschleiß erhöht. Die Druckschrift
DE 20 2012 008 961 U1 offenbart bezogen auf die vorliegende Erfindung einen elektrischen Steckkontakt, welcher mit einem Gegensteckkontakt elektrisch leitend verbindbar ist, und wobei der Steckkontakt wenigstens einen elektrisch leitfähigen Kunststoff umfasst, wobei ein Kontaktabschnitt des Steckkontakts eine Kontaktfläche mit einem Basisbereich und einem gegenüber dem Basisbereich von dessen Oberfläche weg vorstehenden Vorsprungbereich mit wenigstens einem Vorsprung aufweist, welcher aufgrund von Verschleiß der Verbindung mit dem Gegensteckkontakt wenigstens teilweise abgetragen werden kann.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den elektrischen Steckkontakt der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Steckkontakt bei einer bestimmungsgemäßen Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Gegensteckkontakt gegenüber dem Stand der Technik einen verringerten Kontaktwiderstand aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen Steckkontakt nach Anspruch 1 und eine Baugruppe nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen elektrischen Steckkontakt der eingangs genannten Art, bei welchem unter anderem die Kontaktfläche einen Basisbereich und einen gegenüber dem Basisbereich von dessen Oberfläche weg vorstehenden Opfervorsprungsbereich mit wenigstens einem Opfervorsprung aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, bei der Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Gegensteckkontakt wenigstens teilweise entfernt zu werden.
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Dadurch, dass von dem Basisbereich der Kontaktfläche wenigstens ein Opfervorsprung vorsteht, welcher dazu ausgebildet ist, bei der Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Gegensteckkontakt wenigstens teilweise entfernt zu werden, lässt sich der Kontaktwiderstand zwischen Steckkontakt und Gegensteckkontakt im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduzieren, da die wenigstens teilweise Entfernung des Opfervorsprungs zu einem Freilegen von elektrisch leitfähigem Füllmaterial in der Kunststoffmatrix führt.
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Zwar wird die aus einem mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefüllten Kunststoff gebildete freiliegende Kontaktfläche des Steckkontakts ohne weitere Maßnahmen mit gewisser Wahrscheinlichkeit pro Volumeneinheit einen überdurchschnittlich hohen Kunststoffanteil bzw. einen überdurchschnittlich niedrigen Anteil an elektrisch leitfähigem Füllmaterial aufweisen, - deshalb auch häufig als „Kunststoff(außen)haut“ bezeichnet - jedoch befinden sich unmittelbar unter der freiliegenden Kontaktfläche bereits in ausreichendem Maße elektrisch leitfähige Füllpartikel. Wird also der Opfervorsprung und damit die ihn überdeckende „Kunststoff(außen)haut“ wenigstens teilweise entfernt, liegen die unter der Außenfläche des ursprünglich unversehrten Opfervorsprungs vorhandenen elektrisch leitfähigen Füllpartikel frei und können einen Gegensteckkontakt elektrisch leitend kontaktieren.
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Die wenigstens teilweise Entfernung des Opfervorsprungs ist im Wesentlichen eine Verringerung der Vorsprungsabmessung, mit welcher der Opfervorsprung gegenüber dem Basisbereich vorsteht. Das Entfernen ist vorzugsweise ein abtragendes Entfernen, so dass Material von dem wenigstens einen Opfervorsprung abgetrennt wird.
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Grundsätzlich kann daran gedacht sein, mit dem Vorsehen des wenigstens einen Opfervorsprungs, welcher von einem Basisbereich der Kontaktfläche vorsteht, einer mit dem Steckkontakt arbeitenden Person die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Gegensteckkontakt zu erleichtern, indem es für die Person ausreicht, über den Basisbereich mit dem wenigstens einen Opfervorsprung eine scharfe Klinge, etwa eines Taschenmessers oder eines anderen bei Elektrikern gebräuchlichen Werkzeugs, zu ziehen und dadurch den Opfervorsprung wenigstens teilweise zu entfernen. Aufgrund des Opfervorsprungs wird die Klinge zunächst nur auf den Spitzen auf den vom Basisbereich weg auskragenden Ende des Opfervorsprungs aufliegen, so dass hier lokal ohne großen Kraftaufwand ein sehr hoher Druck auf das Material des Opfervorsprungs ausübbar ist. Mit diesem hohen Druck ist das teilweise Entfernen des Opfervorsprungs - von dem vom Basisbereich weg weisenden Auskragende des Opfervorsprungs ausgehend - ohne großen Kraftaufwand möglich.
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Bevorzugt ist jedoch, dass eine mit dem hier diskutierten Steckkontakt arbeitende Person keinerlei zusätzliches Werkzeug zur wenigstens teilweisen Entfernung des wenigstens einen Opfervorsprungs benötigt. Daher kann der wenigstens eine Opfervorsprung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung dazu ausgebildet sein, bei der Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Gegensteckkontakt durch einen Bereich des Gegensteckkontakts wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, entfernt zu werden.
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Beispielsweise kann der Gegensteckkontakt eine Kante aufweisen, mit welcher der wenigstens eine Opfervorsprung wenigstens teilweise entfernbar ist. Der Gegensteckkontakt kann dann wie ein Hobel materialabtragend wirken.
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Zur erleichterten Handhabung des Steckkontakts ist dieser vorteilhaft durch Aufschieben auf oder Einschieben in den Gegensteckkontakt längs einer Schiebeachse mit dem Gegensteckkontakt elektrisch leitend verbindbar. Daher kann vorteilhafterweise daran gedacht sein, eine beim Aufschieben oder Einschieben längs der Schiebeachse vorauseilende Kante des Gegensteckkontakts als Abtragkante auszubilden, welche beim Aufschieben oder Einschieben des elektrischen Steckkontakts auf bzw. in den Gegensteckkontakt über den wenigstens einen vorstehenden Opfervorsprung hinweg geführt wird und dabei Material des Opfervorsprungs wenigstens teilweise von dem Kontaktabschnitt des Steckontakts entfernt. In diesem Falle wird die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem passenden Gegensteckkontakt unvermeidlich zu dem gewünschten wenigstens teilweisen Entfernen des wenigstens einen Opfervorsprungs.
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Diese wengistens teilweise Entfernung des wenigstens einen Opfervorsprungs vom Kontaktabschnitt des elektrischen Steckkontakts ohne weitere zusätzliche Maßnahmen kann dadurch unterstützt werden, dass der wenigstens eine Opfervorsprung bezüglich des Basisbereichs in einer Vorsprungsrichtung mit einer Hauptkomponente orthogonal zur Schiebeachse vom Basisbereich vorsteht. „Hauptkomponente“ bedeutet dabei, dass diese Komponente die betragsmäßig größte von möglichen zueinander orthogonalen Komponenten der Vorsprungsrichtung ist. Beispielsweise kann die Vorsprungsrichtung geringfügig längs der Schiebeachse geneigt sein, wenn die Kontaktfläche und ihr Basisbereich zur Erleichterung eines Einführens des Kontaktabschnitts in den Gegensteckkontakt im Sinne einer Einführschräge angeordnet sind.
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Es ist jedoch grundsätzlich auch denkbar, dass die Vorsprungsrichtung im Wesentlichen parallel zur Schiebeachse verläuft. Dann ist der wenigstens eine Opfervorsprung auf einer in axialer Richtung weisenden Stirnseite des Steckkontakts vorgesehen. In diesem Falle kann der wenigstens eine Opfervorsprung bis zum Anliegen der mit Opfervorsprung versehenen Stirnfläche an einer Gegenanschlagfläche des Gegensteckkontakts in diesen eingeführt und der wenigstens eine Opfervorsprung durch Relativbewegung orthogonal zur Einführbewegung, insbesondere Relativverdrehung von Steckkontakt und Gegensteckkontakt zueinander um die Schiebeachse als Relativdrehachse, teilweise oder vollständig entfernt werden. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Gegenanschlagfläche eine abtragende Kante aufweist, an der der Opfervorsprung im eingeführten Zustand anliegt. Der letztgenannte Fall ist jedoch gegenüber dem Vorgenannten, bei welchem der Opfervorsprung im Wesentlichen orthogonal zur Schiebeachse vom Basisbereich vorsteht, weniger bevorzugt.
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Zur Sicherstellung einer möglichst großen Kontaktfläche zwischen dem Gegensteckkontakt und durch wenigstens teilweises Entfernen freigelegten elektrisch leitfähigen Füllpartikeln in dem Kontaktabschnitt des elektrischen Steckkontakts kann zur Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass der Opfervorsprungsbereich eine Mehrzahl von gesonderten Opfervorsprüngen umfasst. Die Mehrzahl der Opfervorsprünge kann wenigstens einen Opfervorsprung umfassen, der als punktförmige Erhebung ausgebildet ist, etwa in Form eines Kegels, Kegelstumpfs, Zylinders oder eines ähnlichen sich in Richtung vom Basisbereich weg erstreckenden und sich gegebenenfalls verjüngenden Gebildes.
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Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Opfervorsprung als linienförmige Erhebung ausgebildet, welche insbesondere entlang der Kontaktfläche verläuft. Die letztgenannte Variante bietet den Vorteil, dass bei geeignetem Verlauf der Opfervorsprung mit größerer Wahrscheinlichkeit an einer abtragenden Kante des Gegensteckkontakts bei der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung vorbeigeführt wird.
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Eine besonders hohe Wahrscheinlichkeit, dass wenigstens ein Abschnitt des Opfervorsprungs wenigstens teilweise beim Herstellen der elektrischen Verbindung durch einen Bereich des Gegensteckkontakts wenigstens teilweise entfernt wird, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der wenigstens eine Opfervorsprung sich als linienförmige Erhebung über einen Axialabschnitt der Kontaktfläche wellen- oder zickzackförmig in einer zur Schiebeachse und zur Vorsprungsrichtung orthogonalen Richtung oszillierend erstreckt. Hinzu kommt, dass der Opfervorsprung als bevorzugt linienförmige Erhebung ausgebildet ist, also längs seines linienförmigen Verlaufs eine wesentlich größere Abmessung aufweist als in Vorsprungsrichtung und in einer zur Vorsprungsrichtung und zur Verlaufsrichtung der linienförmigen Erhebung orthogonalen Breitenrichtung des wenigstens einen Opfervorsprungs. Somit kann der durch das teilweise Entfernen des Opfervorsprungs beim Herstellen der elektrischen Verbindung auftretende Widerstand gegen eine Relativbewegung von Steckkontakt und Gegensteckkontakt klein gehalten werden.
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Damit einerseits der Opfervorsprung als solcher überhaupt wahrnehmbar ist, ist es erforderlich, dass die Vorsprungsabmessung, also die Abmessung des wenigstens einen Opfervorsprungs in Vorsprungsrichtung vom Basisbereich der Kontaktfläche weg, größer ist als die mittlere Rauheit der Kontaktfläche im Basisbereich.
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Damit andererseits, gerade dann, wenn das wenigstens teilweise Entfernen des Opfervorsprungs durch einen Bereich des Gegensteckkontakts während der Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Gegensteckkontakt und Steckkontakt erfolgen soll, die Relativbewegung zwischen Steckkontakt und Gegensteckkontakt nicht unnötig erschwert wird, ist es vorteilhaft, wenn die Vorsprungsabmessung kleiner ist als 0,7 mm. Einen noch geringeren beim Aufschieben des Steckkontakts auf oder beim Einschieben desselben in einen Gegensteckkontakt längs der Schiebeachse spürbaren Widerstand erhält man, mit einer Vorsprungsabmessung, die kleiner als 0,5 mm ist, besonders bevorzugt kleiner als 0,3 mm ist.
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Bei einer Relativbewegung zwischen Steckkontakt und Gegensteckkontakt, welche zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen diesen ausgeführt wird, vorzugsweise längs der Schiebeachse, kann der durch das wenigstens teilweise Entfernen des Opfervorsprungsbereichs bewirkte mechanische Bewegungswiderstand bzw. die zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung durch Relativbewegung erforderliche Kraft im Wesentlichen über die gesamte Relativbewegung hinweg konstant gehalten werden, wenn die Vorsprungsabmessung des wenigstens einen Opfervorsprungs längs der Relativbewegungsbahn, welche beim Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung von Steckkontant und Gegensteckkontakt durchlaufen wird, konstant ist. Vorzugsweise ist die Relativbewegungsbahn die zuvor genannte Schiebeachse, welche besonders bevorzugt geradlinig verläuft, so dass eine eindimensionale Relativbewegung zur Herstellung elektrisch leitenden Verbindung zwischen Steckkontakt und Gegensteckkontakt ausreichen kann.
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Alternativ hierzu kann unter Aufgabe eines zeitlich konstanten Kraftaufwands bei der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Stekkontakt und Gegensteckkontakt die Wahrscheinlichkeit, dass ein ausreichender Teil des Opfervorsprungs wenigstens in einem Abschnitt desselben entfernt wird, dadurch erhöht werden, dass die Vorsprungsabmessung des wenigstens einen Opfervorsprungs längs einer Relativbewegungsbahn zwischen Steckkontakt und Gegensteckkontakt, welche beim Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen diesen durchlaufen wird, vorzugsweise längs der Schiebeachse, in Richtung zunehmender Überlappung von Steckkontakt und Gegensteckkontakt größer wird. Allerdings nimmt dann die für eine vollständige Ausführung der Relativbewegung notwendige Kraft während der Relativbewegung zu.
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Es kann gewünscht sein, dass ein „Einfädeln“ von Steckkontakt und Gegensteckkontakt ineinander zur Vorbereitung einer an das „Einfädeln“ anschließenden Relativbewegung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung nicht durch den wenigstens einen Opfervorsprung behindert werden soll. In diesem Fall kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass ein zum Einschieben in oder zum Aufschieben auf den Gegensteckkontakt ausgebildetes Einführende und ein daran anschließender axialer Einführbereich frei von Opfervorsprüngen ist.
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Der Umstand, dass ein ganz außen liegender Bereich des einen mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefüllten Kunststoff umfassenden Kontaktabschnitts einen geringeren Anteil an elektrisch leitfähigem Füllmaterial aufweist als weiter innen im Bauteil gelegene Bereiche des gefüllten Kunststoffs, verbunden mit der geringen vorteilhaften Vorsprungsabmessung im Bereich von einigen wenigen Hunderstel bis einigen wenigen Zehntel Millimetern, kann dazu führen, dass der wenigstens eine Opfervorsprung - verglichen mit dem übrigen aus dem mit dem elektrisch leitfähigen Füllmaterial gefüllten Kunststoff gebildeten Kontaktabschnitt - einen geringeren Anteil an Füllmaterial als der übrige Kontaktabschnitt aufweist. Der Opfervorsprung besteht dann zu einem signifikanten Anteil aus der eingangs genannten „Kunststoff(außen)haut“, die beim wenigstens teilweisen Entfernen vom Kontaktabschnitt abgetragen werden soll.
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Wie eingangs dargelegt ist, betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Baugruppe aus einem Gegensteckkontakt und einem elektrischen Steckkontakt, wie er zuvor beschrieben und weitergebildet wurde.
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Eine sichere Ausbildung des Gegensteckkontakts zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem Steckontakt einerseits sowie zur abtragenden wenigstens teilweisen Entfernung des wenigstens einen Opfervorsprungs am Steckkontakt andererseits, kann dadurch erhalten werden, dass der Gegensteckkontakt wenigstens abschnittsweise aus Metall gebildet ist. Zum einen ist das Metall hart genug, um daran eine Kante oder einen Rand auszubilden, mit welchem das gefüllte Kunststoffmaterial des wenigstens einen Opfervorsprungs wenigstens teilweise vom Kontaktabschnitt des Steckkontakts entfernt werden kann, zum anderen kann das Metall unmittelbar den Kontaktabschnitt des Steckkontakts elektrisch leitend kontaktieren. Aus letztgenanntem Grund ist der Gegensteckkontakt vorzugsweise wenigstens in einem zur unmittelbaren elektrisch leitenden Kontaktierung des Kontaktabschnitts ausgebildeten Gegenkontaktabschnitt des Gegensteckkontakts aus Metall gebildet.
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Vorzugsweise ist ein Rand des Gegensteckkontakts aus Metall gebildet, um mit diesem Rand den wenigstens einen Opfervorsprung beim Herstellen der elektrisch leitfähigen Verbindung wenigstens teilweise zu entfernen. Dies ist vorzugsweise ein Rand des Gegensteckkontakts, welcher in einer Relativbewegungsrichtung eine Relativbewegung zwischen Steckkontakt und Gegensteckkontakt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen diesen vorauseilt. Vorzugsweise verläuft die Relativbewegungsrichtung längs der oben genannten Schiebeachse.
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Der Gegensteckkontakt kann in an sich bekannter Weise als Kontaktschuh ausgebildet sein, in den der elektrische Steckkontakt, dann beispielsweise als Kontaktzunge, eingeschoben wird.
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Der Gegensteckkontakt kann zur wenigstens teilweisen Entfernung des wenigstens einen Opfervorsprungs als eine Art Hobel oder Klinge wirken, welcher bzw. welche beim Zusammenführen von Steckkontakt und Gegensteckkontakt den wenigstens einen Opfervorsprung teilweise oder vollständig vom restlichen Steckkontakt trennt.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert werden. Es stellt dar:
- 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines elektrischen Steckkontakts der vorliegenden Anmeldung,
- 2 eine Querschnittsansicht durch den Steckkontakt von 1 längs der Schnittebene II-II,
- 3 eine Draufsicht auf eine alternative zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines elektrischen Steckkontakts der vorliegenden Anmeldung,
- 4a eine Draufsicht auf einen Gegensteckkontakt zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einem der Steckkontakte von 1 oder 3, und
- 4b eine Querschnittsansicht durch den Gegensteckkontakt von 4a längs der Schnittebene IVb-IVb.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform eines elektrischen Steckkontakts allgemein mit 10 bezeichnet. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Steckkontakt 10 eine Kontaktzunge 12, welche von einem Sockelabschnitt 14 längs einer Auskragachse A auskragt. Der Sockelabschnitt 14 kann zur Handhabung des Steckkontakts 10 dienen und kann eine oder mehrere elektrische Leitungen in den Bereich der Kontaktzunge 12 führen.
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Die beispielhafte Kontaktzunge 12 umfasst in Richtung ausgehend von dem freien Längsende 12a zum Sockel 14 hin einen Einführabschnitt 16, welcher mit einer oder mehreren Einführschrägen ausgebildet sein kann. Im in 1 dargestellten Beispiel verjüngt sich der Einführabschnitt 16 zum freien Längsende 12a der Kontaktzunge 12 hin.
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An den Einführabschnitt 16, in Richtung zum Sockel 14 hin, schließt ein Kontaktabschnitt 18 an, welcher zur eigentlichen elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckkontakt ausgebildet ist. Im Kontaktabschnitt 18 kann die Kontaktzunge 12 einen längs der Auskragrichtung vom Sockel 14 im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen. Auch der Kontaktabschnitt 18 kann sich jedoch zur Erleichterung eines Aufschiebens eines Gegensteckkontakts auf die Kontaktzunge 12 vom Sockel 14 weg und zum Längsende 12a der Kontaktzunge 12 hin geringfügig verjüngen.
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An den Kontaktabschnitt 18 schließt in Richtung zum Sockel 14 hin ein Fußbereich 20 an, welcher den Übergang der Kontaktzunge 12 zum Sockel 14 bildet. Im Fußbereich 20 kann die Querschnittsfläche der Kontaktzunge 12 zum Sockel 14 hin größer werden, um für eine möglichst sichere und feste Verbindung der Kontaktzunge 12 mit dem Sockel 14 zu sorgen.
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Wenigstens im Bereich des Kontaktabschnitts 18 ist die Kontaktzunge 12 unter Beteiligung eines mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefüllten Kunststoffs gebildet, etwa durch Spritzgießen. Es ist eine Oberfläche 18a des Kontaktabschnitts 18 durch den mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefüllten Kunststoff gebildet, wobei die Oberfläche 18a und ein unmittelbar darunter liegender sehr dünner Bereich einen geringeren Füllgrad an elektrisch leitfähigem Füllmaterial aufweisen kann als das Innere des Kontaktabschnitts 18. Fachleute sprechen deshalb auch von einer „Kunststoffhaut“, die aus mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefülltem Kunststoff gebildete spritzgegossene Bauteile umgibt (s. Kunststoffhaut 28 in 2). Durch diese Besonderheit weist der Steckkontakt 10 im Kontaktabschnitt 18 ohne weitere Maßnahmen einen unerwünscht hohen Kontaktwiderstand auf, wenn der Kontaktabschnitt 18 von außen durch einen elektrischen Leiter kontaktiert wird.
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Die vorliegende erste Ausführungsform versucht dieser Erscheinung durch Ausbildung von wenigstens einem, vorzugsweise mehreren Opfervorsprüngen 22 entgegen zu wirken.
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Die Opfervorsprünge 22, in dem in 1 gezeigten Beispiel sind dies fünf Opfervorsprünge 22, stehen von einem Basisbereich 24, der von der Oberfläche 18a gebildeten Kontaktfläche 18a des Kontaktabschnitts 18 in Vorsprungsrichtung V vor (siehe auch 2). Die Vorsprungsrichtung V ist in 1 orthogonal zur Zeichenebene.
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Die Kontaktzunge 12 kragt längs der Auskragachse A vom Sockel geradlinig aus. Die Ausgkragachse A ist auch eine Schiebeachse S, längs welcher ein in 4a und 4b dargestellter Kontaktschuh 40 als Gegensteckkontakt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung auf die Kontaktzunge 12 aufgeschoben werden kann. Das Aufschieben des Kontaktschuhs 40 auf die Kontaktzunge 12 ist dabei mit dem Einschieben der Kontaktzunge 12 in den Kontaktschuh 40 gleichbedeutend.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel sind die Opfervorsprünge 22 als im Wesentlichen linienförmige Erhebung gegenüber dem Basisbereich 30 des Kontaktabschnitts 18 ausgebildet. Wie bereits dargelegt, erheben sich die Opfervorsprünge 22 in Vorsprungsrichtung V und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Auskragachse A bzw. zur Schiebeachse S. „Linienförmig“ bedeutet dabei, dass die Längserstreckung, hier in Richtung der Auskragachse A, wesentlich größer ist als die Abmessung des Opfervorsprungs in Vorsprungsrichtung V und in einer zur Vorsprungsrichtung V und zur Auskragachse A orthogonalen Breitenrichtung des jeweiligen Opfervorsprungs 22.
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Die Funktionsweise des elektrischen Steckkontakts 10 von 1 ist in 2 näher erläutert. Diese zeigt eine Querschnittsansicht durch den Kontaktabschnitt 18 der Kontaktzunge 12 des Steckkontakts 10 in der Schnittebene II-II von 1. Zu erkennen ist in der Schnittansicht zunächst, dass der grobschraffierte Schnittbereich der Kontaktzunge 12, welcher von mit leitfähigem Füllmaterial gefülltem Kunststoff gebildet ist, einen elektrischen Leiter 26, etwa einen Metallstreifen oder dergleichen, umgeben kann. An diesem elektrischen Leiter 26 kann im Sockel 14 eine elektrische Leitung angeschlossen sein, mit welcher der elektrische Steckkontakt 10 elektrisch mit einem weiteren Kontakt verbindbar ist. Der elektrische Leiter 26 muss jedoch nicht vorhanden sein. Die Kontaktzunge 12 kann auch nur aus dem mit leitfähigem Füllmaterial gefüllten Kunststoff gebildet sein.
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In dem vergrößerten Bildausschnitt von 2 ist feinschraffiert in der Nähe der die Außenfläche bildenden Kontaktfläche 18a des Kontaktabschnitts 18 die zuvor beschriebene „Kunststoffhaut“ grobschematisch als Kunststoffhaut 28 dargestellt.
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Da der Opfervorsprung 22 sich vorteilhafterweise nur wenige Hundertstel oder Zehntel Millimeter in Vorsprungrichtung über den Basisbereich 24 erhebt, weist der Opfervorsprung verglichen mit dem übrigen Kontaktabschnitt 18 ein überdurchschnittlich großes Oberflächen-Volumen-Verhältnis auf, weshalb der Volumenanteil, den die Kunststoffhaut 28 im Opfervorsprung 22 einnimmt, erheblich größer ist als im übrigen Kontaktabschnitt 18. Die Folge davon ist, dass der Opfervorsprung 22 einen kleineren Anteil an elektrisch leitfähigem Füllmaterial aufweist als der übrige Kontaktabschnitt 18. Dennoch ist gerade der Opfervorsprung 22 besonders geeignet, den Kontaktwiderstand des Kontaktabschnitts 18 zu reduzieren.
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Wie in der Vergrößerungsdarstellung von 2 gezeigt ist, ist der Opfervorsprung 22 dazu ausgebildet, bei der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem Steckkontakt 10 und einem Gegensteckkontakt wenigstens teilweise entfernt zu werden. Dabei wird der Opfervorsprung 22 vorzugsweise trennend abgetragen. Das Abtragen kann durch ein beliebiges Werkzeug erfolgen, erfolgt jedoch bevorzugt durch den im Falle des Beispiels von 1 längs der Schiebeachse S auf die Kontaktzunge und damit den Kontaktabschnitt 18 des Steckkontakts 10 aufgeschobenen Gegensteckkontakt. Wie in der vergrößerten Darstellung von 2 erkennbar ist, wird somit der Opfervorsprung 22 in seiner Vorsprungsabmessung in Vorsprungrichtung V verringert, d. h. das Abtragen erfolgt von dem dem Basisbereich 24 fern liegenden freien Vorsprungsende 22a ausgehend zum Basisbereich 24 hin.
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In der vergrößerten Darstellung von 2 ist die ursprüngliche Gestalt des Opfervorsprungs 22 strichliniert dargestellt. Beispielhaft sei ein Teil dieses ursprünglichen Opfervorsprungs 22 durch ein Aufschieben eines Gegensteckkontakts auf die Kontaktzunge 12 des Steckkontakts 10 in der oben beschriebenen Weise materialabhebend abgetragen worden. Zu erkennen ist dabei, dass durch dieses Abtragen die zu unerwünscht hohem Kontaktwiderstand führende Kunststoffhaut 28 entfernt und somit eine Trennfläche 22b geschaffen wurde, in der das elektrisch leitfähige Füllmaterial des gefüllten Kunststoffs mit dem üblichen Füllgrad vorliegt und durch das Abtragen vom Material des Opfervorsprungs an der Trennfläche 22b zur Kontaktierung durch einen Gegensteckkontakt freiliegt.
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Insbesondere dann, wenn die Trennfläche 22b durch einen elektrisch leitenden Abschnitt eines Gegensteckkontakts geschaffen wurde, kann dieser das an der Trennfläche 22b freiliegende elektrisch leitfähige Füllmaterial unmittelbar nach Aufschieben des Gegensteckkontakts auf die Kontaktzunge 12 kontaktieren und somit mit einem erheblich geringeren Kontaktwiderstand die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Steckkontakt 10 und einem auf diesen aufgeschobenen Gegensteckkontakt herstellen.
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Der Steckkontakt 10 ist in 1 am Beispiel einer Kontaktzunge bzw. eines Steckers gezeigt. Selbstverständlich kann der Gegensteckkontakt 10 auch als Buchse ausgebildet sein. Dann sind die Opfervorsprünge 22 in der Einführ-Kontaktöffnung der Buchse vorgesehen, so dass sie durch Einführen des Gegensteckkontakts teilweise entfernt werden können.
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In 3 ist eine alternative erfindungsgemäße Ausführungsform eines elektrischen Steckkontakts 110 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die zweite Ausführungsform der 3 wird nachfolgend nur insofern erläutert werden, als sie sich von der Ausführungsform von 1 unterschiedet, auf deren Beschreibung ansonsten zur Erläuterung auch der 3 ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Gleiche und funktionsgleiche Bauteile und Bauteilabschnitte wie in der Ausführungsform von 1 in einer Ausführungsform von 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100.
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Die zweite erfindungsgemäße Ausführungsform von 3 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der 1 ausschließlich hinsichtlich der Gestalten der vorhandenen Opfervorsprünge. In 3 ist ein Opfervorsprung 122 gezeigt, welcher wie die Opfervorsprünge 22 eine linienförmige Erhebung über dem Basisbereich 124 bildet, welche jedoch nicht geradlinig parallel zur Auskragachse A bzw. zur Schiebeachse S verläuft, sondern wellenförmig um eine zur Auskragachse A parallel Achse oszilliert. Dadurch kann erreicht werden, dass nahezu die gesamte Breite einer Flächenseite der Kontaktfläche 118a des Kontaktabschnitts 118 mit einem einzigen Opfervorsprung 122 überspannt werden kann. Dadurch sind bei der Herstellung von elektrischen Steckkontakten und zu diesen passenden Gegensteckkontakten vergleichsweise hohe Fertigungstoleranzen möglich, da der Gegensteckkontakt bei einem derart wellenförmig ausgebildeten Opfervorsprung 122 selbst bei Maß- oder/und Lageschwankungen zwischen Bauteilabschnitten unterschiedlicher, aber gleichartiger Exemplare stets an irgendeinem Abschnitt des Opfervorsprungs 122 sicher abtragend wirken wird.
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Ebenso ist in 3 ein punktförmiger Opfervorsprung 122 gezeigt, bei welchem Abmessungen in zueinander und zur Vorsprungsrichtung orthogonalen Erstreckungsrichtungen nicht mehr als das Drei- bis Vierfache der ursprünglichen Vorsprungsabmessung in Vorsprungsrichtung V betragen. Derartige punktförmige Opfervorsprünge 123 können musterartig oder nach dem Zufallsprinzip über die Kontaktfläche 118a verteilt sein, um selbst bei Gestattung großer Fertigungstoleranzen für Steckkontakt 110 und Gegensteckkontakt das wenigstens teilweise Entfernen einiger Opfervorsprünge 123 mit großer Wahrscheinlichkeit zu erreichen.
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Wie 3 zeigt, können auch unterschiedliche Gestalten von Opfervorsprüngen miteinander in Kombination an ein- und demselben Steckkontakt 10 bzw. 110 vorgesehen sein.
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In den 4a und 4b ist lediglich der Vollständigkeit halber ein zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit dem Steckkontakt 10 oder/und dem Steckkontakt 110 ausgebildeter Gegensteckkontakt 40 dargestellt. Der Gegensteckkontakt 40 weist einen Gegenkontaktbereich 42 und einen Leiter-Haltebereich 44 auf.
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Der Gegensteckkontakt 40, in 4a als in an sich bekannter Weise aufgebauter Kontaktschuh dargestellt, kann vorzugsweise einstückig hergestellt sein, besonders bevorzugt durch Stanzen und Biegen von Metallblech. Metall ist als elektrischer Leiter mit gerinem Ohmschen Widerstand als Material zur Herstellung wenigstens des Gegenkontaktabschnitts 42 bevorzugt.
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Wie in 4b gezeigt ist, können die Querenden des Metallblechs in Kontaktabschnitt 24 zu Federarmen 46 bzw. 48 umgebogen sein, um einen vorzugsweise ebenen Kontaktflächenbereich 50 mit Vorspannkraft der Federarme 46 und 48 gegen eine entsprechende Gegenfläche des Kontaktabschnitts 18 bzw. 118 anzudrücken.
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Durch diese Federwirkung kommt auch der beim Einschieben der Kontaktzunge 12 bzw. 112 in den Gegensteckkontakt 40 in Relativbewegungsrichtung vom Steckontakt 10 bzw. 110 und Gegensteckkontakt 40 vorauseilende Rand 40a des Gegensteckkontakts 40 in Anlage an die Kontaktfläche 18a bzw. 118a des elektrischen Steckkontakts 10 bzw. 110. Somit ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass der Rand 40a beim fortgesetzten Einschieben des elektrischen Steckkontakts 10 bzw. 110 in den Gegensteckkontakt materialabtragend auf den gegenüber dem Basisbereich 24 bzw. 124 vorstehenden Opfervorsprung 22, 122 oder 123 einwirkt. Aus diesem Grunde ist auch bevorzugt, das auskragende Längsende 12a bzw. 112a der Kontaktzunge 12 bzw. 112 des Steckkontakts 10 bzw. 110 und einen längs der Schiebeachse S an diesen anschließenden Bereich frei von Opfervorsprüngen zu lassen. Dies ist in den Beispielen der 1 und 3 wenigstens der Einführabschnitt 16 bzw. 116 und der unmittelbar auf den Einführabschnitt 16 bzw. 116 folgende Teilbereich des Kontaktabschnitts 18 bzw. 118.
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Mit den oben beschriebenen Ausführungsformen kann ein elektrischer Steckkontakt unter Beteiligung von mit elektrisch leitfähigem Füllmaterial gefülltem Kunststoff hergestellt und mit vorteilhaft geringem Kontaktwiderstand mit einem Gegensteckkontakt in elektrisch leitende Verbindung gebracht werden.
