DE102015211658B4 - Steckverbinder und Gegensteckverbinder sowie Steckverbindersystem - Google Patents
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Abstract
Ein Steckverbinder (2) zur Anordnung an einem Gegensteckverbinder (40) und zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung, wobei der Steckverbinder (2) ein Führungsmittel (4) und einen Kontaktstift (6) umfasst, wobei das Führungsmittel (4) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass Kontaktstege (54) einer Kontaktbuchse (44) des Gegensteckverbinders (40) zur Herstellung der elektrisch leitfähigen Verbindung mittels des Führungsmittels (4) in Richtung des Kontaktstifts (6) führbar sind und den Kontaktstift (6) zu einer elektrischen Kontaktierung reibschlüssig umgreifen, und wobei das Führungsmittel (4) als Ringfeder ausgebildet ist, und wobei die Ringfeder im Wesentlichen koaxial zur Mittenlängsachse (10) des Kontaktstifts (6) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder und einen Gegensteckverbinder zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung.
- Aus der
EP 1 763 110 B1 ist ein Buchsenkontakt zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung bekannt. Ein Kontaktteil weist mindestens eine Kontaktlamelle auf, die federschenkelartig am Kontaktteil angeordnet ist. Die Kontaktlamellen laufen zunächst aufeinander zu und bilden im Kontaktierungsbereich Kontaktpunkte. Ein Steckkontakt wird über einen Öffnungsbereich in den Buchsenkontakt eingeführt. Durch das Einführen des Steckkontakts werden die Kontaktlamellen entgegen einer durch die federnde Anordnung wirkende Kontaktnormalkraft zum Auffedern gezwungen ist der jeweilige Kontaktpunkt der Kontaktlamellen mit dem Steckkontakt kontaktiert. - Es ist somit bekannt, dass während eines Steckvorgangs der zugehörige Kontaktpunkt über die gesamte Stecklänge eines Kontaktstifts reibt. Damit einher geht ein entsprechender Abrieb an der Kontaktstelle, was zwangsläufig zu einer Erhöhung des Durchgangswiderstandes der Steckverbindung führt. Umwelteinflüsse wie Schadgase, Feuchte, Wärme, etc. begünstigen darüber hinaus die Erosion der Kontaktstelle und des Kontaktstifts.
-
DE 946 363 B offenbart einen Steckkontakt, wobei ein Steckerstift in eine Kontaktbuchse eingeführt werden kann. Ein Kopfstück eines Gegenstücks wird zum Teil in eine Öffnung des Steckerstifts gedrückt, um diesen aufzuspreizen. Hierdurch wird ein Kontaktdruck an einer Stelle erhöht. - Aufgabe der Erfindung ist es somit, die bekannten Kontaktsysteme zu verbessern.
- Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch einen Steckverbinder nach dem Anspruch 1 und einen Gegensteckverbinder nach dem Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
- Dadurch, dass ein Führungsmittel eines Steckverbinders derart ausgebildet und angeordnet ist, dass Kontaktstege einer Kontaktbuchse eines Gegensteckverbinders zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung in Richtung des Kontaktstifts führbar sind und den Kontaktstift zu einer elektrischen Kontaktierung reibschlüssig umgreifen, werden Bereiche der elektrischen Kontaktierung und Bereiche, an denen Abrieb entstehen kann, vorteilhaft entkoppelt. Durch dieses Auseinanderfallen der Bereiche zur elektrischen Kontaktierung und zur Führung der Kontaktbuchse kann vorteilhaft die Anzahl von Steckzyklen erhöht werden und die Widerstandsfähigkeit des Steckverbinders beziehungsweise des Gegensteckverbinders gegenüber Umwelteinflüssen wird vorteilhaft erhöht. Entsprechend ergibt sich über die Lebenszeit ein im Wesentlichen konstanter Kontaktübergangswiderstand, da der mögliche Abrieb im Bereich der Führung der Kontaktbuchse keinen Einfluss auf diesen hat. Darüber hinaus wird die Beständigkeit gegenüber Vibrationen, die auf die Steckverbindung wirken, stark erhöht. Vorteilhaft kann der Buchsenkontakt aus vergleichsweise weichem Crimpmaterial wie beispielsweise Kupfer gefertigt sein, da das Führungsmittel auf der Seite des Kontaktstiftes die nötige Anpresskraft zur Herstellung des Reibschlusses erzeugt.
- Des Weiteren ist das Führungsmittel als Ringfeder ausgebildet, wobei die Ringfeder im Wesentlichen koaxial zur Mittenlängsachse des Kontaktstifts angeordnet ist. Bei einer Zuführung der Kontaktstege der Kontaktbuchse werden die Kontaktstege durch die Ringfeder abgelenkt und in Richtung des Kontaktstifts gedrückt, wobei die nötige Anpresskraft der Kontaktstege auf den Kontaktstift zur Herstellung des Reibschlusses durch die Ringfeder erzeugt wird.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Kontaktstift entlang seiner Mittenlängsachse verschiebbar gelagert. Eine Druckfeder des Steckverbinders drückt den Kontaktstift in Steckrichtung. Damit kann vorteilhaft nach der Herstellung des Reibschlusses zwischen den Kontaktstegen und dem Kontaktstift der Kontaktstift eine Kontaktposition einnehmen, in der eine sichere elektrische Kontaktierung bei gleichzeitig minimiertem mögliche Abrieb im Bereich der elektrischen Kontaktierung ermöglicht wird. Dadurch, dass in der Kontaktposition die Haftreibung größer ist als die Federkraft oder gleich groß wie die Federkraft ist, wird vorteilhaft der Kontaktstift in der Kontaktbuchse eingeklemmt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Führungsmittel einen Innendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Außendurchmesser der zugeordneten Kontaktbuchse des Gegensteckverbinders. Dadurch kann vorteilhaft die Kontaktbuchse bis zum Führungsmittel ohne Reibung geführt werden. Zur Kontaktierung der Kontaktbuchse mit dem Kontaktstift führt der Innendurchmesser des Führungsmittels, der kleiner ist als der Außendurchmesser der zugeordneten Kontaktbuchse dazu, dass die Kontaktstege der Kontaktbuchse hin zu dem Kontaktstift geführt werden.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Kontaktstift einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Innendurchmesser der zugeordneten Kontaktbuchse des Gegensteckverbinders in nicht kontaktiertem Zustand. Auch in dieser Ausführungsform führt diese Dimensionierung dazu, dass das in einer Vorsteckposition die Kontaktbuchse im Wesentlichen ohne Reibung dem Kontaktstift zugeführt werden kann.
- Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung. Für funktionsäquivalente Größen und Merkmale werden in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
- Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung eines Steckverbinders; -
2 eine schematische Schnittdarstellung eines zu dem Steckverbinder aus1 korrespondierenden Gegensteckverbinders; -
3 eine schematische Schnittdarstellung des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders in einer Vorsteckposition; und -
4 eine schematische Schnittdarstellung des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders in einer Steckposition. -
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Steckverbinders2 zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung. Der Steckverbinder2 umfasst ein Führungsmittel4 und einen Kontaktstift6 , die in einem Isolierkörper8 angeordnet sind. Der Steckverbinder2 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Mittenlängsachse aufgebaut. - Der Kontaktstift
6 ist entlang der Mittenlängsachse10 in dem Isolierkörper8 verschiebbar gelagert. Eine Druckfeder12 , die sich entgegen einer Steckrichtung14 des Steckverbinders2 an einem zu dem Isolierkörper8 feststehenden Abschnitt16 abstützt, drückt den Kontaktstift6 in die Steckrichtung14 des Steckverbinders2 . Entgegen der Steckrichtung14 ist in dem Bereich18 des Kontaktstifts6 eine elektrische Kontaktierung beispielsweise mit einem Kabel anordenbar. Ein Anschlagbereich20 des Isolierkörpers8 begrenzt gemeinsam mit einem entsprechenden Durchmesservorsprung22 des Kontaktstifts6 die Bewegung des Kontaktstifts6 in die Steckrichtung14 . - Der Kontaktstift
6 befindet sich in einer Position, in der der Kontaktstift6 nicht entgegen der Steckrichtung14 kraftbeaufschlagt ist. In dieser Vorsteckposition des Kontaktstifts6 erstreckt sich der Kontaktstift6 vollständig durch das Führungsmittel4 . - In der Steckrichtung
14 weist der Kontaktstift6 einen Außendurchmesser24 auf. Der Bereich des Kontaktstifts6 mit dem Außendurchmesser24 ist gemeinsam mit dem Führungsmittel4 in einem Aufnahmebereich26 des Isolierkörpers8 angeordnet. - Das Führungsmittel
4 ist in einer umlaufenden Innennut28 des Aufnahmebereichs26 angeordnet. Entgegen der Steckrichtung14 des Steckverbinders4 weist das Führungsmittel4 eine Einführschräge30 auf, die bis zu dem Innendurchmesser32 des Führungsmittels4 führt. Der Aufnahmebereich26 des Isolierkörpers8 selbst weist einen Innendurchmesser34 auf. Das Führungsmittel4 ist als Ringfeder ausgebildet und weist in Umfangsrichtung zumindest eine Unterbrechung auf, um die gewünschte Elastizität bereitzustellen. In Steckrichtung14 verjüngt sich ein Außendurchmesser36 auf einen Außendurchmesser38 .2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Gegensteckverbinders40 , der zur Anordnung an dem Steckverbinder2 ausgebildet ist. Der Gegensteckverbinder40 weist einen Isolierkörper42 und eine Kontaktbuchse44 auf, die in dem Isolierkörper42 angeordnet ist. Ein Bereich46 der Kontaktbuchse44 dient zur elektrischen Kontaktierung, beispielsweise mit einem entsprechenden Kabel. Der Gegensteckverbinder40 ist im Wesentlichen konzentrisch um eine Mittenlängsachse48 aufgebaut. Die Kontaktbuchse44 weist einen zu dem Isolierkörper8 korrespondierenden Aufnahmebereich50 auf. - In dem Aufnahmebereich
50 weist die Kontaktbuchse44 von Schlitzen52 unterbrochene Kontaktstege54 auf, die vorzugsweise spiegelsymmetrisch zur Mittenlängsachse48 angeordnet sind und sich im Wesentlichen parallel zur Mittenlängsachse48 erstrecken. Die Kontaktstege54 zeigen in eine Steckrichtung56 des Gegensteckverbinders40 . Des Weiteren können sich gegenüberliegende Kontaktstege54 aufeinander zu in Richtung der Mittenlängsachse48 bewegt werden, was auch durch die Schlitze52 ermöglicht wird. Die Kontaktbuchse44 weist im Bereich der Kontaktstege54 einen Innendurchmesser58 und einen Außendurchmesser60 auf. Zum distalen Ende hin weisen die Stege54 der Kontaktbuchse44 eine jeweilige zu der Einführschräge30 korrespondierende Einführschräge62 auf. - Bei Auftreffen der Einführschräge
62 auf die Einführschräge30 werden die Kontaktstege54 durch das Führungsmittel4 in Richtung des Kontaktstifts6 abgelenkt und das Führungsmittel4 bringt die notwendige Anpresskraft auf, um die Kontaktstege54 reibschlüssig mit dem Kontaktstift6 elektrisch zu kontaktieren und den Kontaktstift6 entgegen der Steckrichtung14 zu drücken. Der Aufnahmebereich50 weist einen Innendurchmesser64 auf, der größer ist als der Außendurchmesser38 . Der Isolierkörper42 weist einen Außendurchmesser66 auf. - Die Kontaktstege
54 weisen jeweils außenliegende Führungsabschnitte68 auf, die bei einem Auftreffen auf das Führungsmittel4 die Kontaktstege54 jeweils in Richtung der Mittenlängsachse48 hin zu dem Kontaktstift6 drücken. Gleichzeitig werden innenliegende Kontaktabschnitte70 auf den Kontaktstift6 gedrückt und führen somit zu einer elektrischen Verbindung zwischen der Kontaktbuchse44 und dem Kontaktstift6 . Die so separierten Führungsabschnitte68 und Kontaktabschnitte70 ermöglichen, dass ein Abrieb im Bereich der Führungsabschnitte68 keinen nachteiligen Einfluss auf die Funktion der Kontaktabschnitte70 hat. -
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Steckverbinders2 und des korrespondierenden Gegensteckverbinders40 in einer Vorsteckposition. In dieser Vorsteckposition werden die Kontaktstege54 im Wesentlichen parallel zueinander auf den Kontaktstift6 zugeführt. Gleichzeitig greift der Isolierkörper8 in den Aufnahmeraum50 des Isolierkörpers42 ein. Bis zu der gezeigten Vorsteckposition läuft der Kontaktstift6 ohne Reibung und Kontaktierung zur Kontaktbuchse44 . Gleichzeitig befindet sich der Kontaktstift6 bei Erreichen der gezeigten Vorsteckposition bereits innerhalb der Kontaktbuchse44 . -
4 zeigt eine schematische Schnittansicht des Steckverbinders2 und des Gegensteckverbinders40 in einer Steckposition. Es ist gezeigt, wie sich die einzelnen Komponenten des Steckverbinders2 und des Gegensteckverbinders40 in einer Kontaktposition befinden. Der Steckverbinder2 und der Gegensteckverbinder40 bilden ein Steckverbindersystem zum Herstellen der elektrisch leitfähigen Verbindung. - Ausgehend von der in
3 gezeigten Vorsteckposition wurden in4 der Steckverbinder2 und der Gegensteckverbinder40 weiter aufeinander zu bewegt, was dazu führt, dass die Kontaktstege54 in Richtung der Mittenlängsachse10 beziehungsweise48 geführt werden und damit dem Kontaktstift6 reibschlüssig umgreifen. Durch diesen entstehenden Reibschluss drückt die Kontaktbuchse44 den Kontaktstift6 entgegen der Steckrichtung14 und komprimiert somit die Druckfeder12 . Die Kontaktstege54 umgreifen somit den Kontaktstift6 reibschlüssig und kontaktieren den Kontaktstift6 mittels der innenliegenden Kontaktabschnitte70 . - In dem in den
1 bis4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kontaktstift6 beweglich in dem Steckverbinder2 gelagert. Die Kontaktbuchse44 ist hingegen feststehend in dem Gegensteckverbinder40 angeordnet.
Claims (9)
- Ein Steckverbinder (2) zur Anordnung an einem Gegensteckverbinder (40) und zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung, wobei der Steckverbinder (2) ein Führungsmittel (4) und einen Kontaktstift (6) umfasst, wobei das Führungsmittel (4) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass Kontaktstege (54) einer Kontaktbuchse (44) des Gegensteckverbinders (40) zur Herstellung der elektrisch leitfähigen Verbindung mittels des Führungsmittels (4) in Richtung des Kontaktstifts (6) führbar sind und den Kontaktstift (6) zu einer elektrischen Kontaktierung reibschlüssig umgreifen, und wobei das Führungsmittel (4) als Ringfeder ausgebildet ist, und wobei die Ringfeder im Wesentlichen koaxial zur Mittenlängsachse (10) des Kontaktstifts (6) angeordnet ist.
- Der Steckverbinder (2) nach
Anspruch 1 , wobei der Kontaktstift (6) entlang seiner Mittenlängsachse (10) verschiebbar gelagert ist, und wobei eine Druckfeder (12) des Steckverbinders (2) den Kontaktstift (6) in eine Steckrichtung (14) des Steckverbinders (2) drückt. - Der Steckverbinder (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Führungsmittel (4) einen Innendurchmesser (32) aufweist, der kleiner ist als ein Außendurchmesser (60) der zugeordneten Kontaktbuchse (44) des Gegensteckverbinders (40).
- Der Steckverbinder (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kontaktstift (6) einen Außendurchmesser (24) aufweist, der kleiner ist als ein Innendurchmesser (58) der zugeordneten Kontaktbuchse (44) des Gegensteckverbinders (40) in nicht kontaktiertem Zustand.
- Ein Gegensteckverbinder (40) zur Anordnung an einem Steckverbinder (2) und zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung, wobei der Gegensteckverbinder (40) eine Kontaktbuchse (44) mit zumindest zwei Kontaktstegen (54) umfasst, wobei die zumindest zwei Kontaktstege (54) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Kontaktstege (54) zur Herstellung der elektrisch leitfähigen Verbindung mittels eines Führungsmittels (4) des Steckverbinders (2) in Richtung eines Kontaktstifts (6) des Steckverbinders (2) führbar sind und den Kontaktstift (6) zu einer elektrischen Kontaktierung reibschlüssig umgreifen, und wobei die Kontaktstege (54) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Kontaktstege (54), die dem als Ringfeder ausgebildeten, und im Wesentlichen koaxial zur Mittenlängsachse (10) des Kontaktstifts (6) angeordneten Führungsmittel (4) zugeführt werden, in Richtung des Kontaktstifts (6) gedrückt werden.
- Der Gegensteckverbinder (40) nach
Anspruch 5 , wobei die Kontaktbuchse (44) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Kontaktstift (6) des Steckverbinders (2), der entlang seiner Mittenlängsachse (10) verschiebbar in dem Steckverbinder (2) gelagert ist und mittels einer Druckfeder (12) in Steckrichtung (14) gedrückt ist, nach Herstellung des Reibschlusses zwischen den Kontaktstegen (54) und dem Kontaktstift (6) bezüglich dem Steckverbinder (2) eine Kontaktposition einnimmt. - Der Gegensteckverbinder (40) nach
Anspruch 5 oder6 , wobei die Kontaktstege (54) koaxial zur Mittenlängsachse (48) der Kontaktbuchse (44) angeordnet sind, und wobei der Außendurchmesser (60) der Kontaktbuchse (44) größer ist als ein Innendurchmesser (32) des zugeordneten Führungsmittels (4) des Steckverbinders (2). - Der Gegensteckverbinder (40) nach einem der
Ansprüche 5 bis7 , wobei die Kontaktbuchse (44) in nicht kontaktiertem Zustand einen Innendurchmesser (58) aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser (24) des zugeordneten Kontaktstifts (6) des Steckverbinders (2) . - Ein Steckverbindersystem zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung, umfassend den Steckverbinder (2) nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , und den Gegensteckverbinder (40) nach einem derAnsprüche 5 bis8 .
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