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Die Erfindung betrifft ein Buchsenanschlussstück, insbesondere für Starkstromanwendungen in Verbindung mit Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, eine Federbaugruppe zum Kontaktieren einer Kontaktplatte mit einem Gegenkontakt und ein Verfahren zum Ausbilden eines Buchsenanschlussstücks.
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Bei Starkstromanwendungen von Verbindern, wie beispielsweise bei Anwendungen von Hybrid- und Elektrokraftfahrzeugen, besteht ein Problem darin, dass hohe Temperaturen auftreten und selbst ein geringer Widerstand der Verbinder einen Wirkungsgrad eines Antriebssystems zum Antreiben des Fahrzeugs aufgrund eines Energieverlusts selbst durch einen kleinen elektrischen Widerstand reduziert. Folglich ist der Wirkungsgrad umso höher, je kleiner der Widerstand ist, so dass ein Widerstand so weit wie möglich reduziert werden sollte. Ferner muss der geringe Widerstand über eine gesamte Lebensdauer, auch unter harten Umgebungsbedingungen, wie hoher und niedriger Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit, Schwingungen und dergleichen beibehalten werden.
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EP 0 821 437 A1 offenbart ein Buchsenanschlussstück mit einem Paar einander zugewandter nachgiebiger Kontakte. Das Basisende jedes Kontakts ist mit einem rohrförmigen Element verbunden, um eine Verstärkungswand bereitzustellen, welche entlang einer Biegerichtung ausgebildet ist. Wenn ein Steckeranschlussstück zwischen die Kontakte eingeführt wird, biegen sich somit die Verstärkungswände in eine Richtung parallel zu einer Wandfläche, so dass eine erhöhte Klemmkraft bereitgestellt wird.
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WO 2012 176 395 A1 offenbart ein Buchsenanschlussstück mit einem elastischen Kontaktelement, welches elastische Kontaktstücke enthält, die mit einem Zwischenraum in einer Breitenrichtung und an einer Stirnseite auskragend ausgebildet sind.
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EP 2 966 730 A1 offenbart einen Kontakt und einen Verbinder mit Kontakt, bei dem ein Stützelement 22 separat von einem Kontaktkörper ausgebildet ist.
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DE 10 2014 005 536 A1 offenbart eine Kontaktlamelle für einen Stecker sowie ein Gehäuseelement, wobei die Kontaktlamelle einen Anpressdruck auf ein Kontaktmesser ausübt.
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DE 41 31 470 C2 beschreibt ein elektrisches Steckkontaktteil, das durch Stanzen und Biegen aus Blech hergestellt ist.
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DE 10 2013 106 117 A1 beschreibt einen Steckverbinder zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Steckverbinder einen Flachkontakt und eine Kastenüberfeder aufweist.
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US 9 231 326 B2 offenbart einen Hochstrom-Einsteckverbinder für Kraftfahrzeuganwendungen für Ströme über 100 A.
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CH 702 863 A1 beschreibt ein Verbindungselement zur Vermittlung eines elektrischen Kontakts zwischen zwei Stromschienen.
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US 2009 0 291 600 A1 offenbart einen Buchsenanschluss mit einem Federteil, das separat von einem Kastenteil ausgebildet ist.
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DE 10 2007 031 619 A1 offenbart einen elektrischen Steckverbinder mit einem hyperbolisch-zylindrischen bzw. halbzylindrischen Buchsenkontakt.
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Daher ist es notwendig den Widerstand von Starkstromverbindern weiter zu reduzieren und die hohen Temperaturen zu bewältigen, welche in derartigen Verbindern auftreten.
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Diese Aufgabe lösen die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Buchsenanschlussstück bereitgestellt, welches zum Verbinden mit einem Gegen-Steckeranschlussstück geeignet ist, wobei das Buchsenanschlussstück umfasst: eine Kontaktplatte, welche mit einem Ende eines Kabels verbunden oder verbindbar ist und welche mit einem Gegen-Kontaktabschnitt (M1) des Gegen-Steckeranschlussstücks in Kontakt treten kann, eine Federbaugruppe zum Pressen der Kontaktplatte und des Gegen-Kontaktstücks des Gegen-Steckeranschlussstücks gegen einander, wobei die Kontaktplatte zumindest teilweise in die einen Aufnahmeraum begrenzende Federbaugruppe einzuführen ist, und wobei mindestens eine Feder an einer Umfangswand der Federbaugruppe ausgebildet ist, der Aufnahmeraum so konfiguriert ist, dass er den Gegenkontakt des Gegen-Steckeranschlussstücks zumindest teilweise aufnimmt, so dass der Gegenkontakt (M1) mit der Kontaktplatte in Kontakt gebracht werden kann, und die Feder den Gegenkontakt gegen die Kontaktplatte pressen kann, wobei die Federbaugruppe mehrere Wände enthält und mindestens eine Wand in zwei Wandabschnitte unterteilt ist, und wobei jeder Wandabschnitt mindestens einen Quetschansatz für eine Quetschverbindung mit einem Verriegelungsfenster der Kontaktplatte enthält, um die Federbaugruppe und die Kontaktplatte fest zu verbinden und die Wandabschnitte in einer bestimmten Positionsbeziehung zu halten.
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Da die Federbaugruppe separat von der Kontaktplatte ausgebildet ist, kann die Federbaugruppe insbesondere aus einem anderen Material bestehen als das, aus dem die Kontaktplatte ausgebildet ist. Folglich kann das Material für die Kontaktplatte basierend auf Eigenschaften wie einem geringen Widerstand ausgewählt werden, während das Material für die Federbaugruppe basierend auf Eigenschaften wie einer guten Elastizität und Beanspruchbarkeit der Feder ausgewählt werden kann. Ferner kann eine große Oberfläche für die Kontaktplatte bereitgestellt werden, die viel größer als ein Kontaktbereich einer Kontaktplatte nach dem Stand der Technik ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform senkt der Kontaktvorsprung der Kontaktplatte einen elektrischen Widerstand des Buchsenanschlussstücks weiter, da er einen großen Kontaktbereich im Wesentlichen über die gesamte Länge eines Kontaktabschnitts der Kontaktplatte bereitstellt.
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Insbesondere durch Bereitstellen des Verriegelungsvorsprungs an der Kontaktplatte und eines entsprechenden Verriegelungsfensters an der Federbaugruppe (insbesondere an einer Außenfläche derselben), kann die Kontaktplatte leicht an der Federbaugruppe befestigt werden, indem die Kontaktplatte zu einer derartigen Tiefe in den Aufnahmeraum der Federbaugruppe geschoben wird, dass der Verriegelungsvorsprung mit dem entsprechenden Verriegelungsfenster in Eingriff kommt.
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Ferner ist die Federbaugruppe insbesondere mit mindestens einem Verriegelungsstück in Form einer ausgeschnittenen und gebogenen Lasche an einer Außenfläche des Aufnahmeraums der Federbaugruppe ausgestattet, welche mit einem entsprechenden Eingriffsabschnitt eines Isoliergehäuses eines Verbinders in Eingriff treten kann. Demgemäß kann das Buchsenanschlussstück leicht in einem Isoliergehäuse eines Verbinders befestigt werden, indem es zu einer derartigen Tiefe in das Isoliergehäuse geschoben wird, dass das Verriegelungsstück mit dem entsprechenden Verriegelungsabschnitt des Isoliergehäuses in Eingriff kommt.
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Ferner ist die Federbaugruppe insbesondere an einer Vorderseite des Aufnahmeraums mit mindestens einer Führungswand ausgestattet, welche ein Einführen eines Gegen-Steckeranschlussstücks in den Aufnahmeraum führen kann, um das Buchsenanschlussstück mit einem Gegen-Steckeranschlussstück zu verbinden.
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In dieser Hinsicht ist eine Vorderseite des Buchsenanschlussstücks als die Seite definiert, welche mit einem Gegen-Steckeranschlussstück in Verbindung tritt, d.h. die Seite, an der ein Gegenkontakt des Gegen-Steckeranschlussstücks in den Aufnahmeraum der Federbaugruppe eingeführt wird. Somit ist die andere Seite als die Hinterseite des Buchsenanschlussstücks definiert. Eine Seite parallel zur Kontaktplatte wird als eine Unterseite und die der Unterseite abgewandte Seite wird als die Oberseite des Buchsenanschlussstücks definiert. Schließlich werden die Seiten, welche die Oberseite und die Unterseite verbinden, als die Seitenflächen des Buchsenanschlussstücks bezeichnet.
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Ferner ist die Feder insbesondere einstückig mit der Federbaugruppe, d.h. mit der unteren Wand der Federbaugruppe ausgebildet, indem ein vorwärts vorstehendes Ende der unteren Wand um im Wesentlichen 180° derart gebogen wird, dass die Feder so ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen zur hinteren Seite des Aufnahmeraums verläuft und in dem Aufnahmeraum angeordnet ist.
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Ferner ist insbesondere der Basisabschnitt, welcher die untere Wand des Aufnahmeraums, d.h. der Federbaugruppe, mit der Feder verbindet, in einer runden oder abgerundeten Form ausgebildet, um eine Führungswand zum Führen des Gegen-Steckeranschlussstücks beim Einführen in den Aufnahmeraum zu bilden.
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Erfindungsgemäß umfasst die Federbaugruppe mehrere Wände, und mindestens eine Wand ist in mehrere Wandabschnitte unterteilt und umfasst Quetschansätze für eine Quetschverbindung mit einem Verriegelungsfenster der Kontaktplatte, um die Federbaugruppe und die Kontaktplatte fest zu verbinden und die mehreren Wandabschnitte in einer bestimmten (vorgegebenen oder vorgebbaren) Lagebeziehung zu halten.
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Insbesondere umfasst die Federbaugruppe eine untere Wand, eine der unteren Wand gegenüberliegende obere Wand und zwei Seitenwände, welche die untere Wand und die obere Wand verbinden, und/oder die obere Wand umfasst mindestens einen Quetschansatz zum Quetschen eines Paars oberer Wandabschnitte, um die obere Wand zu bilden. Demgemäß kann die Federbaugruppe leicht ausgebildet werden, indem eine einzige Metallplatte so gebogen wird, dass der Aufnahmeraum des Buchsenanschlussstücks erzeugt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Federbaugruppe zum Pressen einer Kontaktplatte gegen ein Gegen-Steckeranschlussstück bereitgestellt. Die Federbaugruppe umfasst einen Aufnahmeraum, in den die Kontaktplatte zumindest teilweise einführbar ist, und mindestens eine Feder, welche an einer Innenseite des Aufnahmeraums an einer Umfangswand derselben ausgebildet ist, wobei der Aufnahmeraum so konfiguriert ist, dass er den Gegenkontakt des Gegen-Steckeranschlussstücks zumindest teilweise aufnimmt, so dass der Gegenkontakt mit der Kontaktplatte in Kontakt gebracht ist, und die Feder den Gegenkontakt gegen die Kontaktplatte pressen kann, wobei die Federbaugruppe mehrere Wände enthält und mindestens eine Wand in zwei Wandabschnitte unterteilt ist, und wobei jeder Wandabschnitt mindestens einen Quetschansatz für eine Quetschverbindung mit einem Verriegelungsfenster der Kontaktplatte enthält, um die Federbaugruppe und die Kontaktplatte fest zu verbinden und die Wandabschnitte in einer bestimmten Positionsbeziehung zu halten.
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Bei einer derartigen Konfiguration kann das Gegen-Steckeranschlussstück die gleiche oder eine ähnliche Form wie eine Kontaktplatte haben, mit welcher ein Gegen-Steckeranschlussstück in Kontakt gebracht werden soll. Mit anderen Worten: Die Federbaugruppe ist dafür geeignet, zwei Kontaktplatten oder Kontakte, welche miteinander in Kontakt gebracht werden sollen, zu pressen. Da die Federbaugruppe separat von dem Steckeranschlussstück und der entsprechenden Kontaktplatte ausgebildet ist, kann das Material für die Federbaugruppe ein anderes als die Materialien sein, aus denen die Kontaktplatte und das Steckeranschlussstück hergestellt sind. Folglich kann das Material für die Federbaugruppe im Hinblick auf eine hohe Elastizität und eine hohe Federkraft zum Aneinanderpressen der Kontaktplatten ausgewählt werden. Die Kontaktplatten dagegen können aus einem Material hergestellt werden, welches unter dem Aspekt ausgewählt ist, dass es auch bei Anwendungen bei hohen Temperaturen einen geringen elektrischen Widerstand hat.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Ausbilden eines Buchsenanschlussstücks angegeben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines ersten Plattenelements mit einer bestimmten (vorgegebenen oder vorgebbaren) Form, um die Federbaugruppe zu bilden,
- Biegen des ersten Plattenelements derart, dass die Federbaugruppe mehrere Wände enthält, wobei mindestens eine Wand in zwei Wandabschnitte unterteilt ist, und um einen Aufnahmeraum und eine Feder an einer Innenseite des Aufnahmeraums zu bilden,
- Bereitstellen eines zweiten Plattenelements, um eine Kontaktplatte zu bilden;
- Einführen der gebildeten Kontaktplatte zumindest teilweise in den Aufnahmeraum der Federbaugruppe, und
- Befestigen des zweiten Plattenelements an dem ersten Plattenelement, indem an jedem Wandabschnitt mindestens einen Quetschansatz ausgebildet wird und mit einem Verriegelungsfenster der Kontaktplatte durch Quetschen in Eingriff gebracht wird, um die Federbaugruppe und die Kontaktplatte fest zu verbinden und die Wandabschnitte in einer bestimmten Positionsbeziehung zu halten.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Ausbildens der Federbaugruppe mit einer unteren Wand, einer der unteren Wand im Wesentlichen gegenüber stehenden oberen Wand und zwei Seitenwänden, welche die obere und die untere Wand verbinden, wobei die obere Wand aus einem Paar von oberen Wandabschnitten gebildet ist und die Feder von der unteren Wand in den Aufnahmeraum verläuft, und/oder die Feder von einer Einführöffnung des Aufnahmeraums zum Einführen eines Gegen-Steckeranschlussstücks ausgeht.
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Ferner umfasst das Verfahren insbesondere den Schritt des Ausbildens eines Anschlags zum Begrenzen einer Verbiegung der Feder durch Schneiden zumindest einer Seitenwand und Biegen eines geschnittenen Stücks hin zu einer Innenseite des Aufnahmeraums.
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Insbesondere besteht das erste Plattenelement für die Federbaugruppe aus einem Material, welches sich von dem Material des zweiten Plattenelements, aus dem die Kontaktplatte besteht, unterscheidet.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus dem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der begleitenden Zeichnungen. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar Ausführungsformen separat beschrieben sind, doch einzelne Merkmale derselben zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden können.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Federbaugruppe einer Ausführungsform von einer Oberseite.
- 2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform, jedoch von einer Unterseite der Federbaugruppe.
- 3 zeigt die Kontaktplatte, welche mit der in den 1 und 2 gezeigten Federbaugruppe zusammenzubauen ist.
- 4 zeigt die zusammengebaute Konfiguration des Buchsenanschlussstücks mit der Federbaugruppe der 1 und 2 und der Kontaktplatte der 3 in einer perspektivischen Schnittansicht (teilweise aufgebrochen).
- 5 zeigt einen Verbinder, bei dem das Buchsenanschlussstück der Ausführungsform mit einem Haltelement in einem Verbindergehäuse befestigt ist.
- 6 zeigt ein Buchsenanschlussstück und ein damit verbindbares Steckeranschlussstück.
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Im Folgenden wird eine Stirnseite FS des Buchsenanschlussstücks F als die Seite definiert, an der ein Gegen-Steckeranschlussstück M zumindest teilweise in das Buchsenanschlussstück F eingeführt ist, d.h. die Seite, welche eine Öffnung zum Verbinden des Buchsenanschlussstücks F mit ihrem Gegenstück hat. Folglich ist eine im Wesentlichen abgewandte Seite als die Hinterseite des Buchsenanschlussstücks F definiert, d.h. die Seite, an der ein Kabel entfernt oder angeschlossen werden soll. Mit anderen Worten: Ein Gegen-Kontaktabschnitt M1 eines Steckeranschlussstücks wird von der Stirnseite FS des Buchsenanschlussstücks F zu dessen Hinterseite hin (Verbindungsrichtung CD) zumindest teilweise in das Buchsenanschlussstück F eingeführt, siehe 6.
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Ferner verläuft eine Kontaktplatte 40, welche zumindest teilweise in einem Innenraum S des Buchsenanschlussstücks angeordnet oder anzuordnen ist, im Wesentlichen von der Hinterseite eines Aufnahmeraums S aus, in den der Gegen-Kontaktabschnitt M1 des Gegen-Steckeranschlussstücks M zumindest teilweise einführbar ist, und ein Abschnitt der Kontaktplatte 40, welcher zu der Hinterseite hin verläuft, umfasst einen Verbindungsabschnitt 47 zum Verbinden mit einem Kabel (nicht dargestellt), wie beispielsweise mindestens eine Leiterquetschhülse 48, die mit einem Isolierüberzug eines Leiters zu verbinden ist, und/oder mindestens eine Isolierquetschhülse, die mit einem Isolierüberzug des Leiters zu verbinden ist (siehe 3 und 6). Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Kontaktplatte 40 über den Verbindungsabschnitt 47 durch jedes geeignete Mittel, darunter Löten, Schweißen, usw. mit dem Leiter verbunden werden kann.
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Bei der Ausführungsform ist die Kontaktplatte 40 separat (oder als separates Element) von einer Federbaugruppe 10 gefertigt. Während die Federbaugruppe 10 insbesondere aus Stahl, wie einem rostfreien Stahl (z.B. X12CrNi18.8, 1.4310) hergestellt ist, ist die Kontaktplatte 40 aus einem anderen Material, wie beispielsweise aus einer Kupferlegierung mit geringem Widerstand, wie z.B. CuSn0.15 oder dergleichen hergestellt. Die Kontaktplatte 40 kann mit einer Beschichtung aus, beispielsweise, Sn, SnAg, Agil, AgNi oder dergleichen überzogen sein. Insbesondere kann die Kontaktplatte 40 tauchverzinnt und/oder galvanisch versilbert sein. Somit besteht die Federbaugruppe 10 aus Material mit hoher Elastizität und/oder hoher Kraft (ungefähr 1000N/mm2 oder mehr), insbesondere verglichen mit dem Material der Kontaktplatte 40, um eine hohe Kontaktkraft bereitzustellen, während die Kontaktplatte 40 aus einem Material mit hoher Leitfähigkeit besteht (ungefähr 80% IACS oder mehr), welches einen geringen elektrischen Widerstand hat (insbesondere unter ungefähr 0,5 mΩ, vorzugsweise unter ungefähr 0,2 mΩ), insbesondere verglichen mit der Federbaugruppe 10, um den Energieverlust eines elektrischen Antriebssystems z.B. ein einem Elektro- oder Hybridfahrzeug zu reduzieren und/oder die Leistung desselben zu erhöhen. Die Kontaktplatte hat eine Plattenstärke von ungefähr 1 mm bis ungefähr 1,5 mm, vorzugsweise ungefähr 1,2 mm.
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Die Federbaugruppe 10 wird weiter ausführlicher unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Federbaugruppe 10, von ihrer Oberseite aus betrachtet. Die Federbaugruppe 10 ist im Wesentlichen kastenförmig ausgebildet und umfasst insbesondere eine obere Wand oder Deckenwand 10a, eine untere Wand oder Basiswand 10c und zwei Seiten oder Seitenwände 10b, welche Seitenkanten der oberen und der unteren Wand 10a, 10c verbinden. Somit hat die Federbaugruppe 10 insbesondere eine im Wesentlichen rechteckige Form und bildet oder begrenzt einen Aufnahmeraum S an ihrer Innenseite.
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Vorzugsweise ist die obere Wand 10a im Wesentlichen in ihrem Zwischenteil (insbesondere ihrem mittleren Teil) in Breitenrichtung WD, d.h. insbesondere an einer Position im Wesentlichen in einer Mitte zwischen den beiden Seitenwänden10b so unterteilt, dass ein Paar von oberen Wandabschnitten 10a1, 10a2 gebildet wird. Die zwei Teile der oberen Wand 10a, d.h. das Paar von oberen Wandabschnitten 10a1, 10a2 sind mittels mindestens einem Quetschansatz18, insbesondere durch ein Paar von Quetschansätzen 18, wie in 1 dargestellt, zusammengehalten oder im Wesentlichen aneinander befestigt, die zumindest teilweise in mindestens ein Fenster 52 der Kontaktplatte 40 einzuführen sind, wie später beschrieben wird. Folglich ist die Federbaugruppe 10 dadurch erzeugt, dass eine leitende (insbesondere metallische) Platte (insbesondere mit einer Stärke zwischen ungefähr 0,2 mm und ungefähr 0,5 mm) so gebogen wird, dass die untere Wand 10c, die beiden Seitenwände 10b und die obere Wand 10a (insbesondere die beiden Teile derselben) erzeugt werden. Schließlich werden die beiden Teile der oberen Wand 10a durch Biegen und/oder Falten der Quetschansätze 18 miteinander verbunden oder aneinander (und insbesondere an der Kontaktplatte 40) befestigt.
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Ferner umfasst die Federbaugruppe 10 mindestens eine Feder 12 an ihrer Innenseite, d.h. in Richtung von und/oder in dem Aufnahmeraum S. Ein Basisabschnitt der Feder 12 ist an einer Stirnseite der Federbaugruppe 10 ausgebildet, indem ein verlängerter Abschnitt der unteren Wand 10c in Richtung zur hinteren Seite der Federbaugruppe 10 gebogen wird, so dass die Feder 12 im Wesentlichen von der Stirnseite aus zur hinteren Seite der Federbaugruppe 10, insbesondere in einer auskragenden Form verläuft. Wie in 4 gezeigt, umfasst die Feder 12 einen an einer Stirnseite (angrenzend an eine später zu beschreibende Führungswand 20) gelegenen ersten Teil 12A, welcher von (nahe bei) einem vorderen Teil der Federbaugruppe 10 (insbesondere deren unterer Wand oder Basiswand 10c) ausgeht. Der erste Teil 12A ist gegenüber der Verbindungsrichtung CD so geneigt, dass er aufwärts oder einwärts zu dem Raum S hin vorsteht. Ein zweiter Teil 12B der Feder 12 ist angrenzend an den ersten Teil 12A angeordnet und dient insbesondere als ein Kontaktabschnitt, um mit dem Gegen-Anschlussstück M in Kontakt zu treten, welches zumindest teilweise in den Raum S eingeführt ist. Der zweite Teil 12B ist insbesondere im Wesentlichen als ein Plateauabschnitt ausgebildet, welcher eine im Wesentlichen ebene Fläche ist, die parallel zur Verbindungsrichtung CD und/oder der Kontaktplatte 40 ist, die richtig in der Federbaugruppe (auf oder an der oberen Wand oder Deckenwand 10a, wie insbesondere später beschrieben) angeordnet ist. Folglich kann die Feder (insbesondere ihr zweiter Teil 12B) zusammen mit der richtig in der Federbaugruppe 10 angeordneten Kontaktplatte 40 einen Kontaktabschnitt des Gegen-Anschlussstücks M in einer bestimmten (vorgegebenen oder vorgebbaren) Positionsbeziehung kontaktieren, und somit einen adäquaten elektrischen Kontakt mit diesem sicherstellen. Außerdem kann die Einführkraft für das zumindest teilweise Einführen des Gegen-Anschlussstücks in den Raum S passend eingestellt werden. Ferner umfasst die Feder 12 einen dritten Teil 12C, welcher schräg rückwärts und auswärts gerichtet in einer Position angrenzend an den zweiten Teil 12B angeordnet ist. Insbesondere kann der dritte Teil 12C der Feder 12 mit einem (nachfolgend beschriebenen) Anschlag (Anschlägen) 14 in Kontakt treten, um eine übermäßige Verbiegung der Feder 12, z.B. durch externe Gegenstände, welche versehentlich in den Raum S eingeführt wurden, und/oder durch ungenaues Einführen des Gegen-Anschlussstücks M in den Raum S (z.B. in einer geneigten Stellung) zu vermeiden.
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Somit verläuft die Feder 12 im Wesentlichen an einer Seite der unteren Wand 10c von der Stirnseite der Federbaugruppe aus zu ihrer hinteren Seite, während in dieser Ausführungsform insbesondere keine Feder an der im Wesentlichen gegenüberliegenden Seite, d.h. an der Seite der oberen Wand 10a vorgesehen ist. Zudem kann eine Kontaktplatte 40 auf oder an der oberen Wand oder der Deckenwand 10a (insbesondere fest) angeordnet sein, um den Innenraum oder Aufnahmeraum S der Federbaugruppe 10 zu der oberen Wand oder Deckenwand 10a hin zu begrenzen.
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Die Federbaugruppe 10 ist ferner mit mindestens einem Verriegelungsfenster 22 ausgestattet, welches insbesondere durch Schneiden zumindest einer der Wände von oberer Wand/Deckenwand und unterer Wand/Basiswand 10a, 10c und der Seitenwände 10b ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Verriegelungsfenster 22 insbesondere in jeder der beiden Seitenwände 10b ausgebildet. Ferner ist insbesondere ein Paar von Verriegelungsfenstern 22 in jeder Seitenwand 10b in einem Bereich nahe der oberen Wand 10a ausgebildet, wie in 2 gezeigt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und das (die) Verriegelungsfenster kann (können) an jeder anderen Position ausgebildet sein. Das Verriegelungsfenster 22 dient als ein Verriegelungsabschnitt zum festen Verriegeln oder Befestigen der Kontaktplatte 40 mit der Federbaugruppe 10 in dem Aufnahmeraum S der Federbaugruppe 10. Ein Anschlag 14 ist auf oder an mindestens einer der Seitenwände 10b, vorzugsweise an beiden Seitenwänden 10b an einer Position angrenzend an die untere Wand 10b, insbesondere durch Schneiden und Falten oder Biegen eines Teils der Seitenwand 10b ausgebildet. Dieser Anschlag 14 kann mit der Feder 10 so in Eingriff treten, dass eine maximale Verbiegung der Feder 12 begrenzt wird. Folglich kann ein Überbiegen oder eine übermäßige Verbiegung der Feder 12 durch diesen Anschlag 14 vermieden werden.
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Ferner umfasst die Federbaugruppe 10 mindestens ein Verriegelungsstück 16, insbesondere in Form eines elastischen (insbesondere im Wesentlichen auskragend geformten) Vorsprungs, welcher auswärts oder über die Höhe der oberen Wand 10a vorsteht und in der Lage ist, nachgiebig oder elastisch einwärts oder in Richtung zu der oberen Wand oder Deckenwand 10a verformt zu werden, um mit einem entsprechenden Eingriffsabschnitt eines Gehäuses 80 einer Anschlussbuchse FC in Eingriff zu treten (siehe 5, in welches das Buchsenanschlussstück F zu montieren ist). Zwar ist bei dieser Ausführungsform das Verriegelungsstück 16 sowohl an der oberen Wand 10a als auch an der unteren Wand 10c ausgebildet, doch kann das Verriegelungsstück 16 ebenso nur an einer von oberer und unterer Wand 10a, 10c ausgebildet sein. Ferner ist vorzugsweise ein Führungsvorsprung 24 in der unteren Wand 10c ausgebildet, indem ein Zwischenteil (insbesondere ein mittlerer Teil) in Längsrichtung derselben geschnitten und gebogen wird. Dieser Führungsvorsprung 24 kann das Einführen 24 des Buchsenanschlussstücks in das Gehäuse 80 führen. Zudem kann der Führungsvorsprung 24 mit einem Halteelement 70 zum Verriegeln des Buchsenanschlussstücks F mit dem Gehäuse 80 zusammenwirken, wie später beschrieben wird.
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Eine oder mehrere, insbesondere ein Paar von Führungswänden 20 ist an oder nahe einer Stirnseite der Federbaugruppe 10 ausgebildet, um eine Einführoperation des Gegen-Steckeranschlussstücks M in den Aufnahmeraum S der Federbaugruppe 10 zu führen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Führungswand 20 an der unteren Wand 10c insbesondere auch als die Basis für die Feder 12 dient. Mit anderen Worten: Die Feder 12 ist insbesondere dadurch gebildet, dass der verlängerte Abschnitt der unteren Wand 10c im Wesentlichen in eine runde oder abgerundete Form gebogen wird, um die Führungswand 20 und die Feder 12 zu bilden. Somit hat die Führungswand 20 der unteren Wand 10c insbesondere eine doppelte Funktion, nämlich eine erste Funktion, in der sie im Wesentlichen ein Einführen eines Gegen-Steckeranschlussstücks M in den Aufnahmeraum S führt, und eine zweite Funktion, in der sie einen Basisabschnitt und Biegepunkt für die Feder 12 darstellt.
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Auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. der Seite an oder nahe der oberen Wand 10a umfasst die Führungswand 20 im Wesentlichen keine weitere Verlängerung, d.h. keine Feder. Die Kontaktplatte 40 ist insbesondere zumindest teilweise hinter der oder angrenzend an die Führungswand 20 der Seite der oberen Wand 10a unterzubringen, und zwar anliegend an der oberen Wand 10a nahe der Führungswand 20 oder anliegend an der Führungswand, wie in 4 zu erkennen.
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Die Kontaktplatte 40 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 weiter beschrieben. Die Kontaktplatte 40 ist aus einer im Wesentlichen flachen Patte gefertigt, welche aus einem leitenden (insbesondere metallischen) Blechmaterial, insbesondere aus einer Kupferlegierung, wie CuSN0.15 gebildet ist. An der hinteren Seite ist die Kontaktplatte 40 mit mindestens einer Quetschhülse 48 ausgestattet, welche mit einem freiliegenden Teil (insbesondere) dem Leiter eines (nicht dargestellten) Kabels zu quetschen ist. Die Quetschhülse 48 kann einen oder mehrere Quetschvorsprünge 48a (welche insbesondere durch Prägen oder Pressen ausgebildet sind) umfassen, die mit dem Leiter des Kabels in Kontakt treten. Mindestens ein Quetschansatz 49 zum Quetschen der Isolierung des Kabels ist ferner hinter der Quetschhülse 48 vorgesehen.
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Zwar umfasst die Kontaktplatte 40 die Quetschhülse 48 und den Quetschansatz 49 zum Verbinden mit einem Kabel (nicht dargestellt) durch Quetschen, doch kann die Kontaktplatte 40 auch mit dem Kabel verschweißt oder verlötet sein, um die elektrische Verbindung herzustellen. In einem solchen Fall umfasst die Kontaktplatte 40 insbesondere einen im Wesentlichen flachen Kontaktabschnitt (nicht dargestellt), der mit dem Leiter des Kabels in Kontakt zu bringen und z.B. durch Löten oder Schweißen mit diesem elektrisch zu verbinden und mechanisch daran zu befestigen ist.
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Eine vordere Seite der Kontaktplatte 40 ist im Wesentlichen zu einer flachen Form ausgebildet, wodurch sie einen flachen Abschnitt 54 bildet, welcher mindestens einen Kontaktvorsprung 44, vorzugsweise zwei Kontaktvorsprünge 44 in 3 der Ausführungsform enthält, die z.B. durch Hämmern ausgebildet sind. Die Kontaktvorsprünge 44 sind insbesondere als Längsvorsprünge ausgebildet, welche im Wesentlichen in einer Längsrichtung der Kontaktplatte 40 über ungefähr die Hälfte des flachen Abschnitts 54, insbesondere im Wesentlichen von einer vorderen Seite zu einer hinteren Seite der Kontaktplatte 40 (insbesondere des flachen Abschnitts 54 derselben) verlaufen.
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Ein geneigter Abschnitt 44a ist an einer vorderen Seite des Kontaktvorsprungs so ausgebildet, dass er das Einführen eines Gegen-Steckeranschlussstücks M in das Buchsenanschlussstück F erleichtert. Der geneigte Abschnitt 44a kann insbesondere eine abgerundete Form, eine geneigte oder abgeschrägte Form haben, die mit einem Winkel gegenüber der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung oder der Verbindungsrichtung CD geneigt ist.
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Ein oder mehrere Verrieglungsvorsprünge 42 sind an der Kontaktplatte 40 (insbesondere an einer Seitenkante derselben) ausgebildet und so konfiguriert, dass sie in das eine oder die mehreren entsprechenden Verriegelungsfenster 22 der Federbaugruppe 10 eingreifen. Der Verriegelungsvorsprung 42 umfasst vorzugsweise einen geneigten Abschnitt 42a an seiner Vorderseite, um das Anordnen der Kontaktplatte 40 in der Federbaugruppe 10 und das Eingreifen des Verriegelungsvorsprungs (der Verriegelungsvorsprünge) 42 mit dem (den) Verriegelungsfenster(n) 22 zu erleichtern. Demgemäß kann die Kontaktplatte 40 fest an der Federbaugruppe 10 montiert werden, um das Buchsenanschlussstück F zu bilden.
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Eine oder mehrere Seitenwände 50 sind zwischen dem flachen Abschnitt 54 der Kontaktplatte 40 und der Quetschhülse 48 ausgebildet, um eine Steifigkeit oder Festigkeit der gesamten Kontaktplatte 40 zu erhöhen. Vorzugsweise sind die Seitenwände 50 so gebogen, dass sie eine Verbindung zwischen dem flachen Abschnitt 54 und der Quetschhülse 48 sind, welche in einem Winkel, der nicht 0° oder 180° ist, im Wesentlichen orthogonal zu dem flachen Abschnitt 54 verläuft. Da der Verbindungsabschnitt 47 eine seitliche Abmessung in der Breitenrichtung WD hat, welche kleiner als eine seitliche Abmessung des flachen Abschnitts 54 ist, sind die eine oder mehreren Seitenwände 50 gegenüber dem flachen Abschnitt 54 geneigt oder gebogen und/oder stehen aus der Ebene des flachen Abschnitts 54 hervor, um eine Gesamtsteifigkeit der Kontaktplatte 40 weiter zu erhöhen.
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Ferner ist mindestens ein Verriegelungsfenster oder eine Aussparung 52, in der Ausführungsform zwei Verriegelungsfenster 52 oder Aussparungen, in oder an dem flachen Abschnitt 54 (insbesondere im Wesentlichen zwischen den Kontaktvorsprüngen 44) ausgebildet, die dafür konfiguriert sind, mit einem entsprechenden Quetschansatz (Quetschansätzen) oder einem Verriegelungsvorsprung (Verrieglungsvorsprüngen) 18 der Federbaugruppe 10 in Eingriff zu treten. Folglich kann die Kontaktplatte 40 durch das Zusammenwirken (des) der Verriegelungsfenster(s) 52 und des Quetschansatzes (der Quetschansätze) oder des Verriegelungsvorsprungs (der Verriegelungsvorsprünge) 18 auf zuverlässige Weise mit der Federbaugruppe 10 fest montiert gehalten werden. Wenn die Wand (insbesondere die obere Wand oder Deckenwand 10a) in zwei Wandabschnitte 10a-1, 10a-2 unterteilt ist, können durch Bereitstellen eines Quetschansatzes oder eines Verriegelungsvorsprungs 18 an jedem der Wandabschnitte 10a-1, 10a-2, die jeweils in die Verriegelungsfenster 52 eingeführt sind, die Wandabschnitte 10a-1, 10a-2 zudem sicher positioniert werden und insbesondere eine Öffnungsverformung der Federbaugruppe 10 verhindern.
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Insbesondere sind das eine oder die mehreren Verriegelungsfenster 52 in dem flachen Abschnitt 54 in einer Zwischenposition (insbesondere einer mittleren Position) in Breitenrichtung WD ausgebildet.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Buchsenanschlussstücks F weiter beschrieben.
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Zunächst wird ein erstes Blech zum Fertigen der Federbaugruppe 10 in eine bestimmte Form geschnitten, gebogen, geprägt und/oder gestanzt, um die obere und die untere Wand 10a, 10c, beide Seitenwände 10b und die Feder 12 einstückig oder als Einheit auszubilden. Demgemäß ist insbesondere die Seite der unteren Wand 10c länger als die Seite der oberen Wand 10a, da die Feder 12 von einer vorderen Seite der unteren Wand 10c ausgeht. In einem ersten Biegeschritt wird die von einer vorderen Seite der unteren Wand 10c ausgehende Feder 12 so gebogen, dass sie im Wesentlichen parallel zur unteren Wand 10c zu einer hinteren Seite der Federbaugruppe 10 verläuft. Insbesondere wird gleichzeitig die Führungswand 20, welche die untere Wand 10c mit der Feder 12 verbindet, durch Biegen der Führungswand 20 insbesondere im Wesentlichen in eine runde Form ausgebildet. Die gegenüberliegende Führungswand 20 wird insbesondere ebenfalls durch Biegen eines vorderen Teils der oberen Wand 10a im Wesentlichen in eine runde Form ausgebildet.
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In einem nächsten Schritt wird das Blech zum Ausbilden der Federbaugruppe 10 in einem Winkel, der nicht 0° oder 180°beträgt, vorzugsweise im Wesentlichen um 90° gebogen, um die Kante zwischen der unteren Wand 10c und den beiden Seitenwänden 10d zu bilden und wird weiter in einem Winkel, der nicht 0° oder 180° beträgt, vorzugsweise im Wesentlichen um im Wesentlichen 90° gebogen, um die Kante zwischen den beiden Seitenwänden 10b und der oberen Wand 10a zu bilden.
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Die Kontaktplatte 40 wird von der hinteren Seite der Federbaugruppe und/oder anliegend an die obere Wand 10a zu einer solchen Tiefe zumindest teilweise in die Federbaugruppe 10 eingeführt, dass die Verriegelungsvorsprünge 42 in die Verriegelungsfenster 22 eingreifen. In diesem Zustand ist die Kontaktplatte 40 insbesondere durch den Eingriff (des) der Verriegelungsfenster(s) 22 und (des Verriegelungsvorsprungs) der Verriegelungsvorsprünge 42 an der Federbaugruppe 10 befestigt. Damit ist der Aufnahmeraum S für das zumindest teilweise Einführen des Steckeranschlussstücks M in die Federbaugruppe 10 darin definiert.
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Ferner werden der eine Quetschansatz oder die mehreren Quetschansätze 18 zumindest teilweise in das Verriegelungsfenster 52 gequetscht oder gebogen, um beide der Teile der oberen Wand 10a an der Kontaktplatte 40 zu befestigen, die kastenförmige rechteckige Form der Federbaugruppe 10 zu stabilisieren und/oder die Kontaktplatte 40 und die Federbaugruppe 10 fest zu verbinden und/oder zu fixieren, um das Buchsenanschlussstück F zu bilden. Somit ist das Buchsenanschlussstück F fertiggestellt.
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Das fertiggestellte Buchsenanschlussstück F kann in ein Gehäuse 80 aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise Kunstharz montiert werden, indem das Buchsenanschlussstück F zumindest teilweise in das Gehäuse 80 eingeführt wird und das Verriegelungsstück (die Verriegelungsstücke) 16 mit dem (den) entsprechenden Eingriffsabschnitt(en) 82 des Gehäuses 80 in Eingriff gebracht wird (werden). Ferner wird ein Halteelement 70 insbesondere im Wesentlichen von einer Seitenfläche des Gehäuses 80 aus eingeführt, wie in 5 gezeigt, um das Buchsenanschlussstück F in dem Gehäuse 80 doppelt zu sichern, insbesondere indem das Halteelement 70 mit dem Führungsvorsprung 24 in Eingriff gebracht wird.
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Der (die) (insbesondere gehämmerte(n)) Kontaktvorsprung (Kontaktvorsprünge) 44 der Kontaktplatte 40 bietet (bieten) den Vorteil einer vergrößerten Kontaktfläche mit dem Gegen-Anschlussstück M, so dass der elektrische Widerstand zwischen der Kontaktplatte 40 und dem Gegen-Anschlussstück M minimiert wird. Auch ist die elektrische Verbindung dynamisch stabil und somit auch innerhalb einer schwingenden Umgebung, wie in einem Kraftfahrzeug, zuverlässig. Folglich kann eine stabile Verbindung mit geringem Widerstand bereitgestellt werden. Ferner ermöglicht eine hohe Druckkraft, die von der Feder 12 (welche insbesondere aus rostfreiem Stahl besteht) bereitgestellt wird, eine hohe Hertzsche Pressung des Buchsenanschlussstücks F, so dass ein geringer Widerstand des mit dem Gegen-Steckeranschlussstück M verbundenen Buchsenanschlussstücks F beibehalten wird.
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Insbesondere kann eine Zinnbeschichtung bis zu einer Temperatur von ungefähr 130° auf der Kontaktplatte 40 aufgebracht sein, wobei die Zinnbeschichtung eine Dicke im Bereich von ungefähr 1 µm bis ungefähr 3 µm haben kann. Für höhere Temperaturen bis zu ungefähr 150° kann insbesondere eine Zinn-Silber-Beschichtung ausgebildet sein. Ebenso kann eine Silber-Nickel-Beschichtung insbesondere für Temperaturen bis zu ungefähr 175° ausgebildet sein.
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Die Quetschverbindung der Quetschhülse 48 und eines Quetschansatzes 49 umfasst eine Blechdicke von ungefähr 1 mm bis ungefähr 1,5 mm, insbesondere ungefähr 1,2 mm und kann auf eine Kabelgröße von bis zu ungefähr 25 mm2 angewendet werden. Dickere Kabel von bis zu ungefähr 35 mm2 werden vorzugsweise an die Kontaktplatte 40 geschweißt oder gelötet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Quetsch- oder Schweißverbindung der Kontaktplatte 40 beschränkt, und jedes andere bekannte Verbindungsverfahren zum Verbinden des Buchsenanschlussstücks F mit dem Kabel kann angewendet werden, wie beispielsweise Löten oder Schweißen des Kabels, auch Bolzen oder Niete oder dergleichen können angewendet werden.
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Ein elektrischer Widerstand des Buchsenanschlussstücks F der oben beschriebenen Ausführungsform ist insbesondere nicht größer als ungefähr 0,14 Ω, so dass ein Strom von ungefähr minimal 70 A bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 70° bei einem Kabel mit einem Querschnitt von ungefähr 10 mm2 angelegt werden kann, minimal 90 A bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 70° bei einem Kabel mit ungefähr 16 mm2 angelegt werden kann und minimal 140 A bei einer Umgebungstemperatur von ungefähr 70° bei einem Kabel mit ungefähr 35 mm2 angelegt werden kann.
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Eine Dicke der Federbaugruppe 10 aus rostfreiem Stahl sollte im Bereich von ungefähr 0,2 bis ungefähr 0,5 mm, insbesondere im Bereich von zwischen 0, 25 mm und ungefähr 0,35 mm liegen, um eine geeignete Kontaktkraft ebenso wie eine geeignete Verbindungskraft bereitzustellen. Die Feder 12 ist so konfiguriert, dass eine Verbindungskraft zum Einführen des Gegen-Steckeranschlussstücks in das Buchsenanschlussstück bei ungefähr 25 N oder darunter liegt.
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Zwar besteht die Federbaugruppe dieser Ausführungsform aus rostfreiem Stahl, doch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Jedes andere Material kann verwendet werden, so lange es die erforderliche Elastizität und eine genügend hohe Kontaktkraft bereitstellt. Ferner unterliegt das Material für die Kontaktplatte 40 keinen Einschränkungen, so lange es einen geeigneten kleinen Widerstand hat und insbesondere diesen Widerstand in einem großen Temperaturbereich über einen langen Zeitraum auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen, wie hohe Luftfeuchtigkeit, Schwingungen und dergleichen beibehalten kann.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Buchsenanschlussstück F bereitgestellt, welches zum Verbinden mit einem Gegen-Steckeranschlussstück M geeignet ist, wobei das Buchsenanschlussstück umfasst: eine Kontaktplatte 40, welche mit einem Ende eines Kabels verbunden oder verbindbar ist und welche mit einem Gegen-Kontaktabschnitt des Gegen-Steckeranschlussstücks in Kontakt treten kann, eine Federbaugruppe 10 zum Pressen der Kontaktplatte 40 gegen das GegenKontaktstück des Gegen-Steckeranschlussstücks, wobei die Federbaugruppe 10 einen Aufnahmeraum S, in dem die Kontaktplatte 40 zumindest teilweise angeordnet ist, und mindestens eine Feder 12 umfasst, welche an einer Innenseite des Aufnahmeraums S an einer Umfangswand desselben ausgebildet ist, wobei der Aufnahmeraum S so konfiguriert ist, dass er den Gegenkontakt des Gegen-Steckeranschlussstücks zumindest teilweise aufnimmt, so dass der Gegenkontakt mit der Kontaktplatte 40 in Kontakt gebracht wird, und die Feder 12 den Gegenkontakt gegen die Kontaktplatte 40 pressen kann.
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Dadurch, dass das Buchsenanschlussstück F zu einer Gesamtbaugruppe aus der Federbaugruppe 10 und der separaten Kontaktplatte 40 ausgebildet ist (und dadurch, dass insbesondere nur eine Feder 12 an der Federbaugruppe 10 vorgesehen ist), können die Kontaktplatte 40 des Buchsenanschlussstücks F und das Steckeranschlussstück M eine sehr ähnliche Struktur haben, wie in den 3 und 6 ersichtlich ist, so dass es möglich ist, die Kontaktplatte 40 des Buchsenanschlussstücks F und das Steckeranschlussstück M zum Großteil unter Verwendung der gleichen Stanzvorrichtungen und Formen herzustellen. Zudem ermöglicht das separate Bereitstellen der Federbaugruppe 10 und der Kontaktplatte 40 das Herstellen dieser Teile aus verschiedenen Materialien, um mechanisch stabile Verbindungen durch die Federbaugruppe 10 und elektrisch effiziente Verbindungen durch die Kontaktplatte 40 zu erreichen. Ferner kann eine gute Raumeffizienz erreicht werden. Da das eine oder die mehreren Verriegelungsfenster 52 insbesondere zwischen den Kontaktvorsprüngen 44 angeordnet sind, welche an Seitenflächen des flachen Abschnitts 54 ausgebildet sind, kann eine besonders stabile Gesamtbaugruppe aus Federbaugruppe 10 und Kontaktplatte 40 erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Federbaugruppe
- 10a
- obere Wand/Deckenwand
- 10a1, 10a2
- obere(r) Wandabschnitt(e) / Deckenwandabschnitt(e)
- 10b
- seitliche Wand/Seitenwand
- 10c
- untere Wand /Basiswand
- 12
- Feder
- 12A
- erster Teil
- 12B
- zweiter Teil
- 13C
- dritter Teil
- 14
- Anschlag
- 16
- Verriegelungsstück
- 18
- Quetschlasche
- 20
- Führungswand
- 22
- Verriegelungsfenster
- 24
- Führungsvorsprung
- 40
- Kontaktplatte
- 42
- Verriegelungsvorsprung
- 42a
- geneigter Abschnitt
- 44
- Kontaktvorsprung
- 44a
- geneigter Abschnitt
- 46
- Abschrägung
- 47
- Verbindungsabschnitt
- 48
- Quetschhülse
- 49
- Quetschansatz
- 50
- Seitenwand
- 52
- Verriegelungsfenster
- 54
- flacher Abschnitt
- 70
- Halteelement
- 80
- Gehäuse
- 82
- Gegen-Eingriffsabschnitt
- F
- Buchsenanschlussstück
- FC
- Buchse
- M
- Stecker(Gegen)-Anschlussstück
- M1
- Gegen-Kontaktabschnitt
- S
- Aufnahmeraum
