DE102017127439B4

DE102017127439B4 - Elektrische Buchse mit Toleranzausgleich

Info

Publication number: DE102017127439B4
Application number: DE102017127439.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Ungerer; Wolfgang Kerner
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2037-11-22
Also published as: WO2018091733A1; EP3542423A1; CN111527652A; EP3542423B1; EP3714516A1; DE102017127439A1; DE102016122396B3

Abstract

Elektrische Steckverbindung mit einer elektrischen Buchse (2) für einen Stecker (1), umfassend ein Buchsengehäuse (20) und einen Kontaktpin (21), wobei das Buchsengehäuse (20) eine Durchführung (20a) ausbildet, deren Innenfläche eine Gleitlagerfläche (20b) eines Gleitlagers für den Kontaktpin (21) ausbildet, wobei der Kontaktpin (21) in eine radiale Richtung eine Außenfläche (21a) aufweist, die ein Gegenlager zu der Gleitfläche (20b) ist, wobei der Kontaktpin (21) durch die Gleitlagerfläche (20b) und die Außenfläche (21a) in die radiale Richtung fixiert und in eine Richtung einer Längsachse, welche sich entlang einer Steckrichtung erstreckt, axialbeweglich gelagert ist, wobei an dem Kontaktpin (21) ein Anschlag (22), zur Bewegungsbegrenzung des Kontaktpins (21), angeordnet ist, wobei der Anschlag (22) an einem Befestigungsbereich des Kontaktpins (21) befestigt ist, der außerhalb des Buchsengehäuses (20) liegt, wobei der Anschlag (22), der in und/oder an einem Montagegehäuse (4) angeordneten elektrischen Buchse (2), eine elektrische Kontaktstelle (22a) ausbildet, wobei die Kontaktstelle (22a) mit einer in oder am Montagegehäuse ausgebildeter Gegenkontaktstelle elektrisch leitend verbunden ist, wobei eine elektrisch leitende Verbindung vorzugsweise stoffschlüssig ausgeführt ist, wobei eine Längsbewegung des Anschlags (22) und des Kontaktpins (21) entlang der Längsachse von einer vom Buchsengehäuse (20) ausgebildeten Begrenzungsfläche (20c) und einem davon mit einem Verschiebeweg (W3) beabstandeten Begrenzungselement (20d) begrenzt wird und wobei das Begrenzungselement (20d) vom Buchsengehäuse (20) ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Buchse.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von elektrischen Steckverbindungen aus elektrischen Steckern und elektrischen Buchsen bekannt. Die Buchse muss meist eine enge Toleranz aufweisen um leitend mit dem Stecker verbunden werden zu können und den Kontakt zum Anschluss am Montageort innerhalb der Toleranz bereitstellen zu können. Soll die Verbindung am Montageort durch eine stoffschlüssige Verbindung wie Schweißen hergestellt werden muss sowohl der Kontakt zum Stecker als auch der Kontakt zur Schweißstelle sicher, schnell und leitend herstellbar sein, was in der Praxis meist nicht der Fall ist.
Weitere elektrische Steckverbindungen bzw. zugehörige Buchsen, welche einen innerhalb eines Buchsengehäuses entlang einer Längsachse beweglichen Kontaktpin aufweisen, sind beispielsweise aus den Veröffentlichungen DE 946 363 B , DE 10 2015 211 658 A1 , DE 600 33 303 T2 und WO 2010/041103 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und einfache elektrische Buchse bereitzustellen, welche sowohl die leitende Verbindung zum Stecker, als auch zum Anschlusspunkt sicher, zuverlässig und einfach herstellt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Ein nicht zur Erfindung gehörender elektrischer Stecker umfasst ein Kontaktkörpergehäuse, an dem ein in eine Entrastrichtung bewegbares Rastelement ausgebildet ist, und einen im Kontaktkörpergehäuse durch ein Gegenrastelement verrasteter Kontaktkörper, an dem ein Gegenrastelement ausgebildet ist. Das Rastelement des Kontaktkörpergehäuses ist in eine Entrastrichtung, zumindest teilweise von einer Sicherungshülse umgeben und/oder unmittelbar überdeckt, wobei eine Innenfläche der Sicherungshülse mit einem Abstand in Entrastrichtung zu einer Außenfläche des bewegbaren Rastelements des Kontaktkörpergehäuses beabstandet ist. Der Abstand ist geringer als ein Rastabstand in Entrastrichtung, der zum Entrasten des Rastelement zwischen seiner Verrastposition und der Entrastposition des Rastelements in Entrastrichtung zurück gelegt werden muss, um das Rastelement vom Gegenrastelement des Kontaktkörpers zu lösen.
Bei einer nicht zu der Erfindung gehörenden Ausbildungsvariante wird die Sicherungshülse integral von einem Steckgehäuse ausgebildet. Die integrale Ausführung von Sicherungshülse und Steckgehäuse des Steckers reduziert die Anzahl der Bauteile und damit Montage- und Herstellungskosten.
Ferner weist die Innenfläche des Steckgehäuses zumindest abschnittsweise entgegen der Steckrichtung des Steckers betrachtet einen abnehmenden Innendurchmesser auf. Der abnehmende Innendurchmesser dient als Rampe an dem eine in radial nach außenweisende Fläche des Rastelements beim Zusammenbau entlang gleitet.
Erfindungsgemäß wird eine elektrische Buchse für einen Stecker vorgeschlagen. Die Buchse umfasst ein Buchsengehäuse und einen Kontaktpin. Das Buchsengehäuse bildet eine Durchführung aus, deren Innenfläche eine Gleitlagerfläche eines Gleitlagers für den Kontaktpin ausbildet, wobei der Kontaktpin in eine radiale Richtung eine Außenfläche aufweist, die ein Gegenlager zu der Gleitfläche ist. Der Kontaktpin ist durch die Gleitlagerfläche und die Außenfläche in die radiale Richtung fixiert und in eine Richtung einer Längsachse, welche sich entlang einer Steckrichtung erstreckt, axialbeweglich gelagert. An dem Kontaktpin ist ein Anschlag zur Bewegungsbegrenzung des Kontaktpins angeordnet.
Der Anschlag ist an einem Befestigungsbereich des Kontaktpins befestigt, der außerhalb des Buchsengehäuses liegt. Der Anschlag ist dabei als Platte ausführbar, der an einer Basis des Pins fixiert ist.
Der Anschlag, der in und/oder an einem Montagegehäuse angeordneten elektrischen Buchse, bildet eine elektrische Kontaktstelle aus. Die Kontaktstelle ist im montierten Zustand mit einer in oder an dem Montagegehäuse ausgebildeten oder angeordneten Gegenkontaktstelle elektrisch leitend verbunden, wobei eine elektrisch leitende Verbindung vorzugsweise stoffschlüssig ausgeführt ist. Um die Gegenkontaktstelle ortsfest belassen zu können, kann der Anschlag an dem Kontaktpin so verschoben werden, dass der Anschlag direkt auf der Gegenkontaktstelle aufliegt.
Weiter ist von Vorteil, dass eine Längsbewegung des Anschlags und des Kontaktpins entlang der Längsachse von einer vom Buchsengehäuse ausgebildeten Begrenzungsfläche und einem davon mit einem Verschiebeweg beabstandeten Begrenzungselement begrenzt ist.
Das Begrenzungselement wird vom Buchsengehäuse ausgebildet.
Ferner ist es von Vorteil, dass bei einer Ausbildungsvariante das Begrenzungselement ein Aufrastelement ausbildet. Der Anschlag rastet durch das Aufrastelement auf einer Führungsschiene auf, sodass der Anschlag sich zwischen den Begrenzungselement und der Begrenzungsfläche bewegen kann. Die Führungsschiene ist dabei zumindest zum Teil beweglich ausgebildet, sodass das am von der Buchse abgewandten Ende der Führungsschiene ausgebildete Aufrastelement in eine im Wesentlichen zu der Führungsschiene orthogonale Richtung beweglich bzw. federnd beweglich ist.
Eine nicht zur Erfindung gehörende elektrische Steckverbindung umfasst einen elektrischen Stecker und eine elektrische Buchse. Der elektrische Stecker und die elektrische Buchse umfassen ein Buchsengehäuse, ein Kontaktkörpergehäuse, an dem zumindest ein Gegenrasthaken ausgebildet ist, und ein Steckgehäuse, an dem zumindest eine Rastlasche zum Verrasten mit dem Gegenrasthaken ausgebildet ist. Das Kontaktkörpergehäuse ist zumindest teilweise vom Steckgehäuse umgeben, was das Kontaktkörpergehäuse in einer radialen Bewegung relativ zum Steckgehäuse fixiert und/oder begrenzt. Der Gegenrasthaken ausgebildet ist in die Rastlasche einzugreifen. In einem eingesteckten Zustand, in dem ein Kontaktkörper elektrisch leitenden mit einem Kontaktpin verbunden ist, wird ein Entrasten von der Rastlasche und dem Rasthaken von einer Sicherungsfläche blockiert.
Bei einer nicht zur Erfindung gehörenden Ausbildungsalternative ist das Kontaktkörpergehäuse in dem eingesteckten Zustand zumindest teilweise von dem Buchsengehäuse umgeben. Das Kontaktkörpergehäuse ist in dem eingesteckten Zustand zumindest teilweise von dem Buchsengehäuse umgeben, wobei die Sicherungsfläche, welche an dem Buchsengehäuse ausgebildet ist, eine relative Bewegung, in eine radiale Richtung, des Gegenrasthakens und der Rastlasche zueinander blockiert und wobei die Sicherungsfläche zumindest teilweise das Steckgehäuse in einer radialen Richtung umläuft.
Ferner kann bei einer nicht zur Erfindung gehörenden Gestaltungsvariante die Rastlasche im nicht eingesteckten Zustand aus dem Eingriff mit dem Gegenrasthaken gelöst werden. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Demontage.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine schematische räumliche Darstellung einer elektrischen Steckverbindung;
2 eine schematische Aufsicht auf eine elektrische Steckverbindung;
3 eine schematische räumliche Darstellung einer elektrischen Steckverbindung;
4 eine Schnittansicht durch eine elektrische Steckverbindung.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
1 zeigt eine schematische räumliche Darstellung einer elektrischen Steckverbindung 3. Die elektrische Buchse 2 ist in einem nur teilweise dargestellten Montagegehäuse 4 befestigt, wobei sie das Montagegehäuse 4 zum Teil durchdringt. Der elektrische Stecker 1 ist in die elektrische Buchse 2 eingesteckt. Von dem Stecker 1 ist in der 1 lediglich das Steckgehäuse 12 mit dem Steckdeckel 12e zu erkennen. Eine Seite des Buchsengehäuses 20 bildet die Begrenzungsfläche 20c, die gleichzeitig als Anschlagsfläche dient, aus. In dem Zentrum der Begrenzungsfläche 20c ist die Durchführung 20a angeordnet durch die der Kontaktpin 21 geführt ist. Die Außenfläche 21a bildet eine Gleitlagerfläche aus. An der Basis des Kontaktpins 21 ist der Anschlag 22, der mit seiner Kontaktstelle 22a mit einer Gegenkontaktstelle in dem Montagegehäuse 4 kontaktiert wird, fixiert. Der Anschlag 22 ist auf einer Führungsschiene zwischen der Begrenzungsfläche 20c und dem Begrenzungselement 20d geführt, sodass ein Abstand zwischen Kontaktstelle 22a und Gegenkontaktstelle ausgeglichen werden kann.
2 zeigt eine elektrische Steckverbindung 3 wie in 1 aus der Aufsicht wodurch die gleichen Komponenten wie in 1 zu sehen sind. Durch die Aufsicht ist besonders gut erkennbar, dass es sich um zwei elektrische Steckverbindungen handelt, die nebeneinander angeordnet und jeweils buchsen- und steckerseitig über eine Brücke A, B verbunden sind.
In 3 ist eine Darstellung der elektrischen Steckverbindung 3 ähnlich 1 zu sehen. Es sind die gleichen Komponenten wie in 1 gezeigt, bis auf das Montagegehäuse 4.
4 zeigt eine elektrische Steckverbindung 3 im Schnitt, wodurch neben den Komponenten des elektrischen Steckers 1 auch das Zusammenwirken mit der elektrischen Buchse 2 gezeigt ist. Die Gleitlagerfläche 20b führt den Kontaktpin 21 durch dessen Außenfläche 21a durch die Durchführung 20a. Der Kontaktkörper 11 umschließt zumindest zum Teil den Kontaktpin 21 und stellt so die leitende Verbindung von dem Leiter C über den leitfähigen Kontaktkörper 11, den leitfähigen Kontaktpin 21 und den leitfähigen Anschlag 22 zu der leitfähigen elektrischen Kontaktstelle 22a her. Ein Entrasten der Rastlasche 12c wird im eingesteckten Zustand dadurch verhindert, dass die Rastlasche 12c zumindest zum Teil von der Sicherungsfläche 20e umgeben ist, wodurch eine Bewegung in eine Entrastrichtung der Rastlasche 12c verhindert ist.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise könnte die Buchse nicht von einem Montagegehäuse umgeben sein, sondern mit einer elektrisch leitenden Zuführung in Kontakt stehen.
Bezugszeichenliste

1: Stecker
2: Buchse
3: Steckverbindung
4: Montagegehäuse
10: Kontaktkörpergehäuse
10a: Rastelement
10b: Außenfläche
10c: Gegenrasthaken
11: Kontaktkörper
11a: Gegenrastelement
12: Steckgehäuse
12a: Innenfläche
12b: Dichtelement
12c: Rastlasche
12d: Sicherungshülse
12e: Steckdeckel
20: Buchsengehäuse
20a: Durchführung
20b: Gleitlagerfläche
20c: Begrenzungsfläche
20d: Begrenzungselement
20e: Sicherungsfläche
21: Kontaktpin
21a: Außenfläche
22: Anschlag
22a: Kontaktstelle
A: Brücke
B: Brücke
C: Leiter
W3: Verschiebeweg

Claims

Elektrische Steckverbindung mit einer elektrischen Buchse (2) für einen Stecker (1), umfassend ein Buchsengehäuse (20) und einen Kontaktpin (21), wobei das Buchsengehäuse (20) eine Durchführung (20a) ausbildet, deren Innenfläche eine Gleitlagerfläche (20b) eines Gleitlagers für den Kontaktpin (21) ausbildet, wobei der Kontaktpin (21) in eine radiale Richtung eine Außenfläche (21a) aufweist, die ein Gegenlager zu der Gleitfläche (20b) ist, wobei der Kontaktpin (21) durch die Gleitlagerfläche (20b) und die Außenfläche (21a) in die radiale Richtung fixiert und in eine Richtung einer Längsachse, welche sich entlang einer Steckrichtung erstreckt, axialbeweglich gelagert ist, wobei an dem Kontaktpin (21) ein Anschlag (22), zur Bewegungsbegrenzung des Kontaktpins (21), angeordnet ist, wobei der Anschlag (22) an einem Befestigungsbereich des Kontaktpins (21) befestigt ist, der außerhalb des Buchsengehäuses (20) liegt, wobei der Anschlag (22), der in und/oder an einem Montagegehäuse (4) angeordneten elektrischen Buchse (2), eine elektrische Kontaktstelle (22a) ausbildet, wobei die Kontaktstelle (22a) mit einer in oder am Montagegehäuse ausgebildeter Gegenkontaktstelle elektrisch leitend verbunden ist, wobei eine elektrisch leitende Verbindung vorzugsweise stoffschlüssig ausgeführt ist, wobei eine Längsbewegung des Anschlags (22) und des Kontaktpins (21) entlang der Längsachse von einer vom Buchsengehäuse (20) ausgebildeten Begrenzungsfläche (20c) und einem davon mit einem Verschiebeweg (W3) beabstandeten Begrenzungselement (20d) begrenzt wird und wobei das Begrenzungselement (20d) vom Buchsengehäuse (20) ausgebildet wird.
Elektrische Buchse (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (20d) ein Aufrastelement ausbildet.