DE102019133032A1

DE102019133032A1 - Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung sowie elektrischer Kleinkraft-Verbinder

Info

Publication number: DE102019133032A1
Application number: DE102019133032.7A
Authority: DE
Inventors: Volker Seipel
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2021-08-12
Also published as: FR3104328A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20), insbesondere Kleinkraft-Buchsenkontakteinrichtung (20), für einen elektrischen Kleinkraft-Verbinder (1), insbesondere einen Kleinkraft-Buchsenverbinder (1), bevorzugt für den Fahrzeugbereich; umfassend einen Spannkörper (300) und einen sich in Längsrichtung (Lr) erstreckenden Kontaktkörper (200) mit einer Kontaktfeder (220), mittels welchen in einem Endmontagezustand (E) der Kontakteinrichtung (20) eine Kontaktnormalkraft (FN) auf ein Gegenterminal (60) eines Gegenverbinders (6) aufbringbar ist; wobei der Kontaktkörper (200) und der Spannkörper (300) in Längsrichtung (Lr) relativ zueinander in der Kontakteinrichtung (20) verlagerbar eingerichtet sind; wobei zwischen dem Kontaktkörper (200) und dem Spannkörper (300) eine mechanische Anschlageinrichtung (22; 23, 24, 25, 236) in der Kontakteinrichtung (20) ausgebildet ist, welche einen gegenseitigen Anschlag (23) für einen Vormontagezustand (V) des Kontaktkörpers (200) gegenüber dem Spannkörper (300) und somit der Kontakteinrichtung (20) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung, insbesondere eine Kleinkraft-Buchsenkontakteinrichtung, für einen elektrischen Kleinkraft-Verbinder, insbesondere einen Kleinkraft-Buchsenverbinder, bevorzugt für den Fahrzeugbereich. Ferner betrifft die Erfindung einen elektrischen Kleinkraft-Verbinder, insbesondere einen Kleinkraft-Buchsenverbinder bevorzugt für den Fahrzeugbereich. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrische Entität, bevorzugt für den Fahrzeugbereich.
Im elektrischen Bereich (Elektronik, Elektrotechnik, Elektrik, elektrische Energietechnik etc.) sind eine große Anzahl von elektrischen Verbindervorrichtungen bzw. Verbindereinrichtungen, Buchsen-, Stift- und/oder Hybridverbindern etc. - im Folgenden als (elektrische) Verbinder (auch: Gegenverbinder) bezeichnet - bekannt, welche dazu dienen, elektrische Ströme, Spannungen, Signale und/oder Daten mit einer großen Bandbreite von Strömen, Spannungen, Frequenzen und/oder Datenraten zu übertragen. Im Nieder-, Mittel- oder Hochspannungs- und/oder -strombereich, und insbesondere im Fahrzeugbereich, müssen solche Verbinder in mechanisch belasteten, warmen, ggf. heißen, verunreinigten, feuchten und/oder chemisch aggressiven Umgebungen dauerhaft, wiederholt und/oder nach einer vergleichsweise langen Zeit einer Inaktivität kurzfristig eine Übertragung von elektrischer Leistung, Signalen und/oder Daten gewährleisten. Aufgrund einer großen Bandbreite von Anwendungen ist eine große Anzahl von speziell ausgestalteten Verbindern bekannt.
Solch ein Verbinder und ggf. dessen zugehöriges (z. B. bei einer Verbindervorrichtung oder einer Verbindereinrichtung) oder übergeordnetes (z. B. bei einer Verbindereinrichtung) Gehäuse kann an einer elektrischen Leitung, einem Kabel, einem Kabelbaum etc. - im Folgenden als konfektioniertes (elektrisches) Kabel bezeichnet -, oder an/in einer elektrischen Einrichtung bzw. Vorrichtung, wie z. B. an/in einem Gehäuse, an/auf einem Stanzgitter, an/auf einer Leiterplatte etc., einer (leistungs-)elektrischen, elektrooptischen bzw. elektronischen Komponente bzw. einer entsprechenden Aggregation etc. (elektrische Entität) verbaut sein.
Befindet sich ein Verbinder (mit/ohne Gehäuse) an einem Kabel, einer Leitung bzw. einem Kabelbaum, so spricht man auch von einem fliegenden (Steck-)Verbinder bzw. einem Stecker, einer Buchse oder einer Kupplung; befindet er sich an/in einer elektrischen, elektrooptischen bzw. elektronischen Komponente, Aggregation etc., so spricht man auch von einer (Verbindereinrichtung, wie z. B. einem (Einbau-/Anbau-)Verbinder, einem (Einbau-/Anbau-)Stecker oder einer (Einbau-/Anbau-) Buchse. Ferner wird ein Verbinder an einer solchen Einrichtung oft auch als (Stecker-)Aufnahme, Stiftwanne, Stiftleiste oder Header bezeichnet. - Im Rahmen der elektrischen Energietechnik (Erzeugung, Umwandlung, Speicherung, Transport und Weiterleitung von elektrischem Starkstrom in elektrischen Netzen bevorzugt mit Drehstrom-Hochspannungs-Übertragung) spricht man hier, wegen ihres vergleichsweise komplexen Aufbaus, von Kabelgarnituren.
Solch ein Verbinder muss eine einwandfreie Übertragung von Elektrizität gewährleisten, wobei miteinander korrespondierende und teilkomplementäre Verbinder (Verbinder und Gegenverbinder) meist Verriegelungseinrichtungen und/oder Befestigungseinrichtungen zum dauerhaften aber in der Regel lösbaren Verriegeln und/oder Befestigen des Verbinders am/im Gegenverbinder bzw. vice versa aufweisen. - Ferner muss eine elektrische Verbindungseinrichtung für einen Verbinder, z. B. aufweisend oder umfassend eine eigentliche Kontaktvorrichtung (Terminal; meist stofflich einstückig oder integral ausgebildet, z. B. ein Kontaktelement etc.) oder eine Kontakteinrichtung (Terminal; meist mehrteilig, zweiteilig, einstückig, stofflich einstückig oder integral ausgebildet, z. B. eine ein- oder mehrteilige (Crimp-)Kontakteinrichtung), sicher in diesem aufgenommen sein. Bei einem (vor-)konfektionierten elektrischen Kabel kann solch eine Verbindungseinrichtung als ein Verbinder (vgl. o.), also ohne ein Gehäuse, z. B. fliegend, vorgesehen sein.
Kleinkraft-Verbinder (englisch auch Zero Insertion Force: ZIF) dienen in vielen Branchen des elektrischen Bereichs (vgl. o.) als kostengünstige Hochleistungssteckverbinder für elektrische Signale und ggf. elektrischen Strom. Sie sind überall dort einsetzbar, wo ein elektrisches Verbinden von elektrischen Terminals ohne ein Werkzeug mit hohen Haltekräften der betreffenden Verbinder und/oder hohen Normalkräften zwischen den Terminals der Verbinder bei ggf. einem kleinen Bauraum notwendig ist. Kleinkraft-Steckverbinder können eine hohe Lebensdauer von z. B. wenigstens 10.000 vollständigen Zyklen (Stecken und Lösen des Kleinkraft-Steckverbinders) ohne einen wesentlichen Verschleiß und damit Leistungsverlust gewährleisten. Kleinkraft heißt in diesem Zusammenhang, dass kaum oder nur geringe mechanische Kräfte beim vollständigen translatorischen Zusammenbewegen zwischen den Verbindern auftreten. In einem Idealfall beträgt eine Steckkraft null Newton, weswegen solche Kleinkraft-Verbinder auch als Nullkraft-Verbinder bezeichenbar sind; analog ergibt sich aus einer Kleinkraft-Kontakteinrichtung eine Nullkraft-Kontakteinrichtung.
Die DE 10 2005 040 952 A1 offenbart einen elektrischen Kleinkraft-Steckverbinder mit einem zweiteiligen Gehäuse umfassend ein Umgehäuse und ein Fixiergehäuse. Sowohl das Umgehäuse als auch das Fixiergehäuse weist Aufnahmen für Buchsenkontakteinrichtungen auf. Die Buchsenkontakteinrichtungen umfassen jeweils Grundkörper mit Kontaktlamellen und eine gegenüber dem Grundkörper verschiebliche Spannhülse. An einer Unterseite des Umgehäuses ist das Fixiergehäuse als ein eigenständiges Gehäuse des Kleinkraft-Steckverbinders vorgesehen. Das Fixiergehäuse ist mit dem Umgehäuse in einer Vorraststellung verrastet und in einer Endraststellung verrastbar, wobei ein Aggregatanschluss beim Anfügen an das Umgehäuse eine Rastvorrichtung des Fixiergehäuses am Umgehäuse löst und das Fixiergehäuse von der Vorraststellung in die Endraststellung überführt. Hierbei werden die Spannhülsen entlang der Grundkörper verschoben, wobei die Spannhülsen die Kontaktlamellen an Stiftkontaktvorrichtungen des Aggregatanschlusses drücken.
Es sind ständig Bestrebungen im Gang, elektrische Verbinder und deren Terminals zu verbessern, insbesondere effektiver auszulegen sowie kostengünstiger zu gestalten und/oder herzustellen. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kleinkraft-Kontakteinrichtung sowie einen verbesserten Kleinkraft-Verbinder, bevorzugt für den Fahrzeugbereich anzugeben. Insbesondere sollen die Kleinkraft-Kontakteinrichtung und der Kleinkraft-Verbinder kostengünstig hergestellt werden können sowie klein bauen, einfach aufgebaut und/oder einfach zu handhaben sein, wobei ferner eine spätere Montage kostengünstig sein soll.
Die Aufgabe der Erfindung ist mittels einer elektrischen Kleinkraft-Kontakteinrichtung, insbesondere einer Kleinkraft-Buchsenkontakteinrichtung, für einen elektrischen Kleinkraft-Verbinder, insbesondere einen Kleinkraft-Buchsenverbinder, bevorzugt für den Fahrzeugbereich; mittels eines elektrischen Kleinkraft-Verbinders, insbesondere eines Kleinkraft-Buchsenverbinders bevorzugt für den Fahrzeugbereich; und mittels einer elektrischen Entität, bevorzugt für den Fahrzeugbereich; gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. - Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
Die erfindungsgemäße Kleinkraft-Kontakteinrichtung umfasst einen Spannkörper und einen sich in Längsrichtung erstreckenden Kontaktkörper mit einer Kontaktfeder, mittels welchen - also dem Spannkörper und dem Kontaktkörper - in einem Endmontagezustand der Kontakteinrichtung eine Kontaktnormalkraft auf ein Gegenterminal eines Gegenverbinders aufbringbar ist, wobei der Kontaktkörper und der Spannkörper in Längsrichtung relativ zueinander in der Kontakteinrichtung verlagerbar eingerichtet sind. Gemäß der Erfindung ist zwischen dem Kontaktkörper und dem Spannkörper eine mechanische Anschlageinrichtung in der Kontakteinrichtung ausgebildet, welche einen gegenseitigen Anschlag für einen Vormontagezustand des Kontaktkörpers gegenüber dem Spannkörper und somit der Kontakteinrichtung bildet.
Hierbei umfasst der Kontaktkörper wenigstens eine Kontaktfeder, mittels welcher im Wesentlichen entlang einer Hochrichtung des Kontaktkörpers die Kontaktnormalkraft im Wesentlichen in einem rechten Winkel zur Längsrichtung und/oder zu einer Querrichtung des Kontaktkörpers auf das Gegenterminal aufbringbar ist. Gemäß der Erfindung sind der Kontaktkörper und der Spannkörper zwei Einzelteile, die für eine einsatzbereite Kontakteinrichtung aneinander vorgesehen sind. Die Anschlageinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie eine gegenseitige Maximallage für den Kontaktkörper und den Spannkörper im Vormontagezustand bildet. Hierbei kann mittels der Anschlageinrichtung die Verlagerbarkeit des Kontaktkörpers relativ gegenüber dem Spannkörper in wenigstens eine einzige Längsrichtung limitiert sein.
Gemäß der Erfindung ist eine gegenseitige Lage von Spannkörper und Kontaktkörper im Vormontagezustand (der Kontakteinrichtung) für einen bestimmungsgemäßem Gebrauch der Kontakteinrichtung in eine gegenseitige Lage von Spannkörper und Kontaktkörper im Endmontagezustand (der Kontakteinrichtung) überführbar. Hierbei muss der Spannkörper bevorzugt auf dem Kontaktkörper und/oder der Kontaktkörper bevorzugt im Spannkörper verlagert werden. Im Endmontagezustand der Kontakteinrichtung, wobei der Verbinder mit der wenigstens einen Kontakteinrichtung und der Gegenverbinder mit einer dazu korrespondierenden Anzahl von Gegenterminals endgültig zusammengesteckt sind, ist der Spannkörper für die bestimmungsgemäße Kontaktnormalkraft des Kontaktkörpers bzw. seiner Kontaktfeder ursprünglich verantwortlich.
Die Kontakteinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass der Kontaktkörper vom Gegenterminal gegenüber dem Spannkörper in der Kontakteinrichtung verlagerbar eingerichtet ist. Ferner kann die Kontakteinrichtung derart ausgebildet sein, dass der Spannkörper von außen, insbesondere mittels eines Verbindergehäuses, gegenüber dem Kontaktkörper in der Kontakteinrichtung verlagerbar eingerichtet ist. In Ausführungsformen ist im Wesentlichen lediglich aufgrund des Spannkörpers die Kontaktnormalkraft auf das Gegenterminal aufbringbar. Des Weiteren kann die Kontakteinrichtung eine Radialleitungsdichtung (vgl. a. u.) aufweisen, deren Radialdichtabschnitte in Längsrichtung zueinander verlagerbar in der Radialleitungsdichtung eingerichtet sind. Hierbei ist die Radialleitungsdichtung bevorzugt integral (vgl. u.) ausgebildet.
Die Anschlageinrichtung weist bevorzugt einen Freilauf und/oder einen gegenseitigen Anschlag für den Endmontagezustand des Kontaktkörpers gegenüber dem Spannkörper auf. Die Anschlageinrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie eine gegenseitige Maximallage für den Kontaktkörper und den Spannkörper im Endmontagezustand bildet. Hierbei ist mittels der Anschlageinrichtung die Verlagerbarkeit des Kontaktkörpers relativ gegenüber dem Spannkörper in beide Längsrichtungen limitiert.
Ferner kann die Anschlageinrichtung für ein Verlagern der Kontakteinrichtung aus deren Vormontagezustand in deren Endmontagezustand, eine Führung, insbesondere eine Linearführung, zwischen dem Kontaktkörper und dem Spannkörper umfassen. Bevorzugt umfasst die Führung eine in einer Ausnehmung, insbesondere einer Durchgangsausnehmung, gelagerte und/oder geführte Lasche, wobei eine Außenabmessung der Lasche etwas geringer als eine Innenabmessung der Ausnehmung ist. Hierbei kann die Lasche aus einer Materiallage des Spannkörpers oder des Kontaktkörpers herausgebogen sein, wobei die Lasche in die Ausnehmung des Kontaktkörpers bzw. des Spannkörpers eingreift. Bevorzugt weist der Spannkörper die Lasche und der Kontaktkörper die Ausnehmung auf.
Darüber hinaus kann die Anschlageinrichtung eine Anschlagvorrichtung am/im Kontaktkörper für das Gegenterminal aufweisen, mittels welcher ein Bewegungszustand des Gegenterminals auf den Kontaktkörper übertragbar ist. So kann z. B. (vgl. die 1 und 2) mittels eines relativ ortsfesten Gegenterminals eine translatorische Bewegung des Kontaktkörpers auf das Gegenterminal zu gestoppt werden. Ferner kann z. B. (vgl. die 3 und 4) eine translatorische Bewegung des Gegenterminals dem Kontaktkörper aufgeprägt werden.
Zum Einrichten einer elektromechanischen Kontaktierung zwischen der Kontakteinrichtung und dem Gegenterminal kann, ausgehend vom Vormontagezustand der Kontakteinrichtung, der Spannkörper auf dem Kontaktkörper über die Kontaktfeder und/oder der Kontaktkörper mit der Kontaktfeder in den Spannkörper bewegbar sein, wobei beim Einnehmen des Endmontagezustands der Kontakteinrichtung, ein sich für den Kontaktkörper verengender innerer Querschnitt des Spannkörpers über einen betreffenden äußeren Querschnitt des Kontaktkörpers, insbesondere in einem Bereich seiner Kontaktfeder, schiebt. Solch ein betreffender äußerer Querschnitt - vgl. u. Spannbereich an, auf oder bei der Kontaktfeder - zeigt sich z. B. in einer, in Hochrichtung der Kontakteinrichtung ausgezeichneten, insbesondere zumindest lokal maximalen Abmessung des Kontaktkörpers.
Der Spannkörper kann im Vormontagezustand der Kontakteinrichtung in einem Vergleich mit dem Endmontagezustand der Kontakteinrichtung locker auf dem Kontaktkörper sitzen. Hierbei übt der Spannkörper im Wesentlichen keine nach innen gerichteten Kräften auf den Kontaktkörper, insbesondre keine Spannkräfte auf die Kontaktfeder, aus, die in einer Aufbringung bzw. deutlichen Erhöhung der Kontaktnormalkraft der Kontaktfeder auf das Gegenterminal resultieren. Im Vormontagezustand kann wenigstens ein Spannbereich, können insbesondere zwei Spannbereiche, für die oder der Kontaktfeder, abseits ihres elektrischen Kontaktierungsbereichs im Spannkörper mechanisch ungespannt eingerichtet sein.
Der Spannkörper kann im Endmontagezustand der Kontakteinrichtung in einem Vergleich mit dem Vormontagezustand der Kontakteinrichtung fest auf dem Kontaktkörper sitzen. Hierbei übt der Spannkörper eine wesentliche, nach innen gerichtete Kraft auf den Kontaktkörper, insbesondre eine Spannkraft auf die Kontaktfeder, aus, die in einer Aufbringung bzw. deutlichen Erhöhung der Kontaktnormalkraft der Kontaktfeder auf das Gegenterminal resultiert. Im Endmontagezustand kann wenigstens ein Spannbereich, können insbesondere zwei Spannbereiche, für die oder der Kontaktfeder, abseits ihres elektrischen Kontaktierungsbereichs im Spannkörper mechanisch gespannt eingerichtet sein.
Die Spannbereiche der Kontaktfeder und deren betreffende Innenabschnitte des Spannkörpers können derart in der Kontakteinrichtung eingerichtet sein, dass beim Überführen der Kontakteinrichtung aus dem Vormontagezustand in den Endmontagezustand dadurch auslösbare Kraftspitzen zeitlich auseinanderfallen, d. h. nicht hauptsächlich oder nicht im Wesentlichen gleichzeitig auftreten. In Ausführungsformen kann eine Reibpaarung einander betreffender Gleitreibflächen in der Kontakteinrichtung derart gewählt sein, dass sich dort eine geringere Reibung einstellt, als zwischen der Kontaktfeder und dem (hypothetischen oder intendierten) Gegenterminal.
Solch betreffende Gleitreibflächen sind insbesondere eine Außenfläche eines Spannbereichs des Kontaktkörpers und eine diesem gegenüberliegende Innenfläche des Spannkörpers. Ferner können die einander betreffenden Gleitreibflächen derart ausgelegt sein, dass durch eine niedrige Reibung eine maximal erlaubte Steckkraft eines Verbinders mit einer Mehrzahl von Kontakteinrichtungen für dessen bestimmungsgemäße Anwendung nicht überschritten ist. Hierdurch sind z. B. harte Oberflächen, eine Schmierung, ein Verschleiß etc. kein mehr zu behandelndes oder nur noch ein untergeordnetes Problem.
Der Spannkörper kann eine Rasteinrichtung, insbesondere eine Rastlasche, zum Verrasten des Spannkörpers mit einem/dem Verbindergehäuse eines/des Verbinders aufweisen. Die Rasteinrichtung des Spannkörpers und die Anschlagvorrichtung des Kontaktkörpers wirken in entgegengesetzte Längsrichtungen in der Kontakteinrichtung bei deren bestimmungsgemäßem Gebrauch (Verbinder mit Kontakteinrichtungen wird auf/in Gegenverbinder mit Gegenterminals und/oder Gegenverbinder mit Gegenterminals wird in/auf Verbinder mit Kontakteinrichtungen gesteckt). Ferner kann der Spannkörper und/oder der Kontaktkörper eine zweite Kontaktsicherung der Kontakteinrichtung aufweisen. Darüber hinaus kann der Spannkörper aus einem Edelstahl oder einer hochfesten Kupferlegierung gefertigt sein. Ein Spannkörper aus Titan bzw. einer Titanlegierung, einem Glas, einer Keramik, einem Kunststoff etc. ist ebenfalls gemäß der Erfindung anwendbar.
Der Kontaktkörper und/oder der Spannkörper kann integral oder stofflich einstückig ausgebildet sein. Unter einer integralen Ausbildung ist eine Ausbildung des Kontaktkörpers bzw. des Spannkörpers verstanden, bei welcher es nur ein einziges, nur unter dessen Zerstörung teilbares Bauteil gibt. Das Bauteil ist aus einem einzigen Ursprungsstück (Blech, Rohling etc.) und/oder einer einzigen Ursprungsmasse (Metallschmelze) gefertigt, das seinerseits bzw. die ihrerseits gezwungenermaßen integral ist. Ein innerer Zusammenhalt erfolgt mittels Adhäsion und/oder Kohäsion. Unter einer stofflich (adhäsiv) einstückigen Ausbildung ist eine Ausbildung des Kontaktkörpers bzw. des Spannkörpers verstanden, dessen Einzelteile stoffschlüssig aneinander festgelegt (Schweißen, Löten, Kleben etc.) und bevorzugt nicht ohne Beschädigung eines seiner Einzelteile, in seine Einzelteile separierbar ist. Der Zusammenhalt kann dabei ferner mittels eines Kraft- und/oder Formschlusses erzeugt sein (nicht bei integraler Ausbildung).
Der erfindungsgemäße Kleinkraft-Verbinder weist ein Verbindergehäuse auf, an/in welchem wenigstens eine elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung eingerichtet ist, wobei die Kontakteinrichtung bevorzugt als eine erfindungsgemäße elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung ausgebildet ist. - Das Verbindergehäuse kann als das einzige Gehäuseteil, der einzige Gehäuseabschnitt oder der einzige Gehäusebereich des Verbinders vorgesehen sein. Ferner kann der Verbinder ferner ein Umgehäuse aufweisen, gegenüber welchem das Verbindergehäuse in Längsrichtung verschieblich gelagert ist. Des Weiteren kann im Umgehäuse ein Kontaktkörper wenigstens einer Kontakteinrichtung des Verbinders in beide Längsrichtungen festgelegt sein.
Der Verbinder kann derart ausgebildet sein, dass der Verbinder mit einem elektrischen Gegenverbinder zunächst in den Vormontagezustand verbringbar ist, für welchen der Verbinder mit dem Gegenverbinder mechanisch zusammensteckt ist, wobei keine bestimmungsgemäße Kontaktnormalkraft mittels der Kontakteinrichtung ausübbar ist. In einem zeitlichen Anschluss daran kann der Verbinder mit dem Gegenverbinder in den Endmontagezustand überführbar sein, in welchem der Verbinder mit dem Gegenverbinder elektromechanisch festgelegt verbunden ist, wobei eine bestimmungsgemäße Kontaktnormalkraft mittels der Kontakteinrichtung ausübbar ist.
In einem ersten Schritt zum mechanischen Verbinden des Verbinders mit dem Gegenverbinder kann eine im Wesentlichen unfixierte Verbindung zwischen dem Kontaktkörper und dem Gegenterminal einrichtbar und/oder eingerichtet sein. D. h. im ersten Schritt wird der Vormontagezustand des Kontaktkörpers ggü. dem Gegenterminal eingerichtet, wobei keine eigentliche, im Wesentlichen ohne eine Kontaktnormalkraft behaftete, (mechanische) Verbindung zwischen der Kontakteinrichtung und dem Gegenterminal einrichtbar und/oder eingerichtet ist. Im Vormontagezustand ist keine bestimmungsgemäße elektromechanische Kontaktierung zwischen dem Kontaktkörper und dem Gegenterminal einrichtbar und/oder eingerichtet.
In einem bevorzugt direkt auf den ersten folgbaren zweiten Schritt zum elektromechanischen Verbinden des Verbinders mit dem Gegenverbinder kann eine im Wesentlichen fixierte, elektromechanische Verbindung zwischen dem Kontaktkörper und dem Gegenterminal einrichtbar und/oder eingerichtet sein. D. h. im zweiten Schritt wird der Endmontagezustand des Kontaktkörpers ggü. dem Gegenterminal eingerichtet, wobei eine eigentliche, im Wesentlichen mit einer Kontaktnormalkraft behaftete, elektromechanische Verbindung zwischen der Kontakteinrichtung und dem Gegenterminal einrichtbar und/oder eingerichtet ist. Im Endmontagezustand ist eine bestimmungsgemäße elektromechanische Kontaktierung zwischen dem Kontaktkörper und dem Gegenterminal einrichtbar und/oder eingerichtet.
Gemäß der Erfindung kann der Verbinder als ein Steck-und-Click-Verbinder bezeichnet sein. In einem ersten Schritt ist der Verbinder auf/in den Gegenverbinder aufsetzbar bzw. einsetzbar und/oder der Gegenverbinder in/auf den Verbinder einsetzbar bzw. aufsetzbar, wobei von den Kontakteinrichtungen keine wesentlichen Kontaktnormalkräfte auf die Gegenterminals aufgebracht werden (Stecken). Erst in einem zweiten Schritt, mit dem translatorischen Verschieben des Spannkörpers und/oder des Kontaktkörpers, sind die Kontaktnormalkräfte auf die Gegenterminals durch die Kontakteinrichtungen aufbringbar (Clicken). Für einen bestimmungsgemäß einsetzbaren Verbinder sind an die betreffenden Kontakteinrichtungen natürlich elektrische Leitungen angeschlossen.
Zwischen einer elektrischen Leitung der Kontakteinrichtung und dem Verbindergehäuse kann eine Radialleitungsdichtung eingerichtet sein. Die Radialleitungsdichtung dient einem Dichten einer Kontaktkammer des Verbindergehäuses radial innen gegenüber einer Außenoberfläche der Leitung und radial außen gegenüber einer Innenoberfläche der Kontaktkammer. Eine Radialdicke der Radialleitungsdichtung bemisst sich gemäß einer Distanz zwischen der Außenoberfläche der Leitung und der Innenoberfläche der Kontaktammer.
Gemäß der Erfindung erfolgt eine Reativbewegung des Kontaktkörpers gegenüber dem Verbindergehäuse. Hierbei kann es ggf. zu Problemen bei Einzeladerdichtungen oder einer Sammeldichtung gemäß dem Stand der Technik kommen. Die Einzeladerdichtungen sind gegenüber dem Kontaktkörper lagefest auf den Leitungen im Verbinder eingerichtet. Da der Kontaktkörper im Verbinder eine Lageänderung aus dem Vormontagezustand in den Endmontagezustand und ggf. vice versa durchführt, bewegen sich auch die Einzeladerdichtungen gegenüber dem Verbindergehäuse. Dies hat eine zusätzliche Verschiebekraft der Kontaktkörper im Verbinder beim Einrichten des Endmontagezustands oder beim Ausrücken des Endmontagezustands zur Folge. Dies ist analog auf eine Sammeldichtung und die Leitungen des Verbinders übertragbar.
Die Radialleitungsdichtung kann daher gemäß der Erfindung zwei zueinander in Längsrichtung verlagerbare Radialdichtabschnitte umfassen. D. h. die Radialdichtabschnitte sind je nach einer an einem Radialdichtabschnitt angreifenden mechanischen Kraft, oder an beiden Radialdichtabschnitten angreifenden, mechanischen Kräften in Längsrichtung zueinander beweglich in der Radialleitungsdichtung eingerichtet. Hierbei besitzt ein erster/äußerer Radialdichtabschnitt der Radialleitungsdichtung wenigstens eine radial äußere, eigentliche Dichteinrichtung für eine äußere radiale Abdichtung. Ferner besitzt ein zweiter/innerer Radialdichtabschnitt der Radialleitungsdichtung wenigstens eine radial innere, eigentliche Dichteinrichtung für eine innere radiale Abdichtung. Hierdurch entfällt die zusätzliche Verschiebekraft der Kontaktkörper im Verbinder aufgrund der Sammeldichtung oder der Einzeladerdichtungen gemäß dem Stand der Technik im Wesentlichen vollständig.
Die Radialdichtabschnitte können mittels eines Flexabschnitts miteinander verbunden, insbesondere integral miteinander ausgebildet sein. Unter einem Flexabschnitt ist natürlich eine flexible, d. h. in Längsrichtung verlagerbare, dehnbare und/oder elongierbare Verbindung zu verstehen. Hierbei kann der Flexabschnitt z. B. einem Faltenbalg, einer Manschette, einer Muffe, einer Folienverbindung, einer Filmverbindung nach Art eines Filmscharniers, einer Abrollfilmverbindung etc. nachgebildet oder nachempfunden sein. Der Flexabschnitt dichtet dabei die beiden Radialdichtabschnitte in Radialrichtung und/oder in Längsrichtung gegeneinander.
Die erfindungsgemäße Trennung der Radialleitungsdichtung in zwei in Längsrichtung verlagerbare Radialdichtabschnitte dient einer an einer mechanischen Gegenkraft armen Bewegung des Kontaktkörpers gegenüber dem Verbindergehäuse. Bei einer solchen geometrischen Form der Radialleitungsdichtung muss im Vergleich zu einer einteiligen Radialleitungsdichtung mechanisch nicht gegen eine Dichtkraft gearbeitet werden, sondern lediglich die geringe Gegenkraft des Flexabschnitts überwunden werden.
Die Radialdichtabschnitte können in Längsrichtung vollständig oder wenigstens teilweise zueinander versetzt in der Radialleitungsdichtung eingerichtet sein. Ferner können die Radialdichtabschnitte in Radialrichtung vollständig oder wenigstens teilweise zueinander versetzt in der Radialleitungsdichtung eingerichtet sein. Des Weiteren kann ein Radialdichtabschnitt in den anderen Radialdichtabschnitt in Längsrichtung und in Radialrichtung eingreifbar ausgebildet sein und/oder eingreifen.
Der Flexabschnitt kann zwischen zwei zueinander unmittelbar oder mittelbar benachbarten Rändern, Flächen und/oder Kanten, in der Radialleitungsdichtung eingerichtet sein. Ferner kann ein Querschnitt des Flexabschnitts in einem radialen Halbschnitt wenigstens einen Teilmäander, einen Einfachmäander, einen Doppelmäander, einen Mehrfachmäander aufweisen. Darüber hinaus kann ein Querschnitt des Flexabschnitts in einem radialen Halbschnitt eine L-Form, eine S-Form, eine U-Form, eine V-Form, eine W-Form oder eine Z-Form aufweisen.
Eine erfindungsgemäße elektrische Entität weist eine elektrische Einrichtung auf, wobei die Einrichtung eine erfindungsgemäße elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung und/oder einen steckbaren oder gesteckten erfindungsgemäßen elektrischen Kleinkraft-Verbinder aufweist. Solch eine Entität ist z. B. als eine elektrische Vorrichtung, eine elektrische Einrichtung, ein konfektioniertes elektrisches Kabel, eine elektrische Baugruppe, eine elektrische Leiterplatte, eine elektrische Komponente, ein elektrisches Modul, ein elektrisches Gerät, ein elektrischer Apparat, ein elektrisches Aggregat, eine elektrische Anlage, ein elektrisches System etc. ausgebildet.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Abschnitte, Elemente, Bauteile, Einheiten, Komponenten und/oder Schemata, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung (s. u.), der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und in den Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine mögliche, in der Erfindungsbeschreibung (s. o.) nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternative, eine statische und/oder kinematische Umkehrung, eine Kombination etc. zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung bzw. einer Komponente, einem Schema, einer Einheit, einem Bauteil, einem Element oder einem Abschnitt davon, kann ferner der Bezugszeichenliste und/oder der Figurenbeschreibung entnommen werden.
Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Abschnitt, Element, Bauteil, Einheit, Komponente, Funktion, Größe etc.) positiv, d. h. vorhanden, oder negativ, d. h. abwesend, ausgestaltet sein. In dieser Spezifikation (Beschreibung (Erfindungsbeschreibung (s. o.), Figurenbeschreibung (s. u.)), Bezugszeichenliste, Patentansprüche, Zeichnung) ist ein negatives Merkmal als Merkmal nicht explizit erläutert, wenn nicht gemäß der Erfindung Wert daraufgelegt ist, dass es abwesend ist. D. h. die tatsächlich gemachte und nicht eine durch den Stand der Technik konstruierte Erfindung darin besteht, dieses Merkmal wegzulassen.
Ein Merkmal dieser Spezifikation kann nicht nur in einer angegebenen Art und/oder Weise, sondern auch in einer anderen Art und/oder Weise angewendet sein (Isolierung, Zusammenfassung, Ersetzung, Hinzufügung, Alleinstellung, Weglassung etc.). Insbesondere ist es möglich, anhand eines Bezugszeichens und einem diesem zugeordneten Merkmal bzw. vice versa, in der Beschreibung, der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung, ein Merkmal in den Patentansprüchen und/oder der Beschreibung zu ersetzen, hinzuzufügen oder wegzulassen. Darüber hinaus kann dadurch ein Merkmal in einem Patentanspruch ausgelegt und/oder näher spezifiziert werden.
Die Merkmale der Beschreibung sind (angesichts des (zunächst meist unbekannten) Stands der Technik) auch als optionale Merkmale interpretierbar; d. h. ein jedes Merkmal kann als ein fakultatives, arbiträres oder bevorzugtes, also als ein nicht verbindliches, Merkmal aufgefasst werden. So ist eine Herauslösung eines Merkmals, ggf. inkl. seiner Peripherie, aus einem Ausführungsbeispiel möglich, wobei dieses Merkmal dann auf einen verallgemeinerten Erfindungsgedanken übertragbar ist. Das Fehlen eines Merkmals (negatives Merkmal) in einem Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Merkmal in Bezug auf die Erfindung optional ist. Ferner ist bei einem Artbegriff für ein Merkmal auch ein Gattungsbegriff für das Merkmal mitlesbar (ggf. weitere hierarchische Gliederung in Untergattung etc.), wodurch, z. B. unter Beachtung von Gleichwirkung und/oder Gleichwertigkeit, eine Verallgemeinerung des Merkmals möglich ist.
In den lediglich beispielhaften Fig. zeigen:

die 1 und 2 in jeweils hinten weggebrochenen Halbschnitten, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrischen Kleinkraft-Verbinders beim Aufstecken (1 nach 2) auf ein elektrisches Gegenterminal,
die 3 und 4 ebenfalls in jeweils hinten weggebrochenen Halbschnitten, den erfindungsgemäßen Kleinkraft-Verbinder aus den 1 und 2, wobei das Gegenterminal in den Kleinkraft-Verbinder eingesteckt wird (3 nach 4), und
die 5 und 6 in hinten weggebrochenen Draufsichten, jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Kleinkraft-Kontakteinrichtung mit einer herkömmlichen (5, kein Verbindergehäuse) und einer erfindungsgemäßen Dichtung (6, Halbschnitt eines Verbindergehäuses).

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen einer Ausführungsform einer Variante einer elektrischen Kleinkraft-Kontakteinrichtung 20 als ein Terminal 20, insbesondere einer Kleinkraft-Buchsenkontakteinrichtung 20, für einen elektrischen Kleinkraft-Verbinder 1, insbesondere einen Kleinkraft-Buchsenverbinder 1, für eine elektrische Entität 0 näher erläutert. Obwohl die Erfindung detaillierter durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt, sondern ist von grundlegenderer Natur. - Andere Variationen können hieraus und/oder aus Obigem (Erfindungsbeschreibung) abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist allgemein im elektrischen Bereich bei einer elektrischen Entität 0 (vgl. o.) anwendbar. Eine Ausnahme bildet hier die bodengebundene elektrische Energietechnik und ihre Derivate bei Fahrzeugen. - In der Zeichnung sind nur diejenigen räumlichen Abschnitte eines Gegenstands der Erfindung dargestellt, welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind. Bezeichnungen wie Verbinder und Gegenverbinder, Terminal und Gegenterminal etc. sind synonym zu interpretieren, d. h. ggf. jeweils untereinander vertauschbar.
Die 1 bis 4 zeigen - einmal von einem Verbindergehäuse 10 des Verbinders 1 und von einem Gegenterminal 60 eines elektrischen Gegenverbinders 5 abgesehen - eine mehrteilige, insbesondere eine zweiteilige, Kontakteinrichtung 20. Die sich in eine Längsrichtung Lr erstreckende Kontakteinrichtung 20 weist in Längsrichtung Lr vorne und dort radial Ra außen einen mechanischen Spannkörper 300 und radial Ra innen einen elektromechanischen Kontaktkörper 200 mit einer vorderen elektromechanischen Kontaktfeder 220 auf. Der Spannkörper 300 ist z. B. als eine Spann-/(Gleit)Feder-Hülse 300, ein Spann-/(Gleit)Feder-Käfig 300, eine Spann-/(Gleit) Feder-Wanne 300, ein Spann-/(Gleit)Feder-Schlitten 300 etc. ausgebildet. Abseits des Spannkörpers 300 kann der Kontaktkörper 300 einen elektromechanischen Anschlussbereich für z. B. eine elektrische Leitung 2 aufweisen (vgl. 6 rechts).
Mittels des Spannkörpers 300 und des Kontaktkörpers 200 ist in einem Endmontagezustand E der Kontakteinrichtung 20 (vgl. die 2 und 4) eine Kontaktnormalkraft F_N aus der Kontaktfeder 220 auf ein Gegenterminal 60 aufbringbar. Das Gegenterminal 60 ist vorliegend als ein Pinterminal 60, ein Stiftterminal 60 oder ein Tabterminal 60 ausgebildet, kann aber auch anderweitig ausgebildet sein. Der Endmontagezustand E ist aus einem Vormontagezustand V der Kontakteinrichtung 20 (vgl. die 1 und 3, wobei die 1 genaugenommen das Einnehmen des Vormontagezustands V zeigt) einnehmbar. Im Vormontagezustand V der Kontakteinrichtung 20 ist keine bestimmungsgemäße Kontaktnormalkraft F_N aus der Kontaktfeder 220 auf das Gegenterminal 60 aufbringbar.
Gemäß der Erfindung ist die Kontakteinrichtung 20 und somit sind der Kontaktkörper 200 und der Spannkörper 300 derart ausgebildet, dass im Endmontagezustand E im Wesentlichen lediglich aufgrund des Spannkörpers 300 eine Kontaktnormalkraft F_N aus dem Spannkörper 300 erzeugbar und mittels des Kontaktkörpers 200 bzw. dessen Kontaktfeder 220 auf das Gegenterminal 60 aufbringbar ist. Für den Vormontagezustand V hingegen ist die Kontakteinrichtung 20 und somit sind der Kontaktkörper 200 und der Spannkörper 300 derart ausgebildet, dass im Wesentlichen keine Kontaktnormalkraft F_N aus dem Spannkörper 300 auf den Kontaktkörper 200 bzw. dessen Kontaktfeder 220 und auf das Gegenterminal 60 aufbringbar ist.
Damit die Kontakteinrichtung 20 aus dem Vormontagezustand V in den Endmontagezustand E und ggf. wieder aus dem Endmontagezustand E in den Vormontagezustand V verbringbar ist, sind der Kontaktkörper 200 und der Spannkörper 300 in Längsrichtung Lr zueinander relativ verlagerbar in der Kontakteinrichtung 20 eingerichtet. Hierfür ist der Spannkörper 300 bevorzugt mittels einer Führung 26, insbesondere einer Linearführung 26, auf dem Kontaktkörper 200 hin- und herbewegbar geführt. Hierbei kann die Führung 26 einer Anschlageinrichtung 22 der Kontakteinrichtung 20 zugehörig sein (vgl. u.).
Gemäß der Erfindung weist die Kontakteinrichtung 20 eine mechanische Anschlageinrichtung 22 zwischen dem Kontaktkörper 200 und dem Spannkörper 300 auf, wobei sich die Anschlageinrichtung 22 bevorzugt lediglich mittels des Kontaktkörpers 200 und des Spannkörpers 300 konstituiert. Mittels der Anschlageinrichtung 22 ist ein gegenseitiger Anschlag 23 des Kontaktkörpers 200 und des Spannkörpers 300 wenigstens für den Vormontagezustand V (Maximallage oder angenäherte Maximallage der Führung 26) und bevorzugt auch ein gegenseitiger Anschlag 25 für den Endmontagezustand E (Maximallage oder angenäherte Maximallage der Führung 26) des Kontaktkörpers 200 gegenüber dem Spannkörper 300 eingerichtet. Für den Endmontagezustand E kann die Anschlageinrichtung 22 einen Freilauf 24 vor dem Anschlag 25 aufweisen (vgl. 2 und 4).
Zum Einrichten einer elektromechanischen Kontaktierung zwischen der Kontaktfeder 220 und dem Gegenterminal 60, ist in einem ersten Schritt I der Kontaktkörper 200 über das Gegenterminal 60 bis zu einer bestimmten Position hin bewegbar bzw. das Gegenterminal 60 in den Kontaktkörper 200 bis zu einer bestimmten Position hineinbewegbar. Hierbei befindet sich der Spannkörper 300 nicht im Endmontagezustand E und bevorzugt im Vormontagezustand V oder ggf. in einer Zwischenstellung zwischen dem Vormontagezustand V und dem Endmontagezustand E. D. h. der erste Schritt I dient einem mechanischen Verbinden des Verbinders 1 aufweisend die Kontakteinrichtung 20, mit dem Gegenverbinder 5 aufweisend das Gegenterminal 60. Ein Resultat ist der Vormontagezustand V der Kontakteinrichtung 20 ggü. dem Gegenterminal 60 bzw. des Verbinders 1 ggü. dem Gegenverbinder 5 bzw. vice versa (vgl. 1 nach 2, 3).
Davon ausgehend ist in einem zweiten Schritt II der Spannkörper 300 auf dem Kontaktkörper 200 über die Kontaktfeder 220 hin und/oder der Kontaktkörper 200 mit der Kontaktfeder 220 in den Spannkörper 300 hinein bewegbar. Hierbei schiebt sich ein für den Kontaktkörper 200 verengender innerer Querschnitt des Spannkörpers 300 über einen betreffenden äußeren Querschnitt in Spannbereichen 222, 224 des Kontaktkörpers 200 für dessen Kontaktfeder 220. D. h. der zweite Schritt II dient einem elektromechanischen Verbinden des Verbinders 1 aufweisend die Kontakteinrichtung 20, mit dem Gegenverbinder 5 aufweisend das Gegenterminal 60. Ein Resultat ist der Endmontagezustand E der Kontakteinrichtung 20 ggü. dem Gegenterminal 60 bzw. des Verbinders 1 ggü. dem Gegenverbinder 5 bzw. vice versa (vgl. 2 und 4).
Im Vormontagezustand V (vgl. 1, 1 nach 2, 3) sitzt der Spannkörper 300 vergleichsweise locker und im Endmontagezustand E vergleichsweise fest auf dem Kontaktkörper 200. Hierbei kann für den Endmontagezustand E eine Verrastung zwischen dem Spannkörper 300 und dem Kontaktkörper 200 eingerichtet sein. Ferner kann eine solche Verrastung des Endmontagezustands E über ein Verbindergehäuse 10 erfolgen, in welchem die Kontakteinrichtung 20 oder der Spannkörper 300 festgelegt, insbesondere verrastet ist. Solch eine Verrastung ist bei allen Ausführungsformen anwendbar (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Beim Überführen des Spannkörpers 300 bzw. der Kontakteinrichtung 20 aus dem Vormontagezustand V in den Endmontagezustand E, gleitet wenigstens ein Innenabschnitt des Spannkörpers 300, welcher noch nicht an einem Spannbereich 222, 224 des Kontaktkörpers 200 für die oder der Kontaktfeder 220 ansitzt, an, auf und/oder über diesen Spannbereich 222, 224. Hierbei drückt der betreffende Innenabschnitt des Spannkörpers 300 den jeweiligen Spannbereich 222, 224 des Kontaktkörpers 200 nach innen und übt so eine Kraft auf die Kontaktfeder 220 aus, die diese Kraft als Kontaktnormalkraft F_N auf das Gegenterminal 60 weitergibt, d. h. ausübt.
Vorliegend kommen zwei solche Spannbereiche 222, 224 je Kontaktfeder 220, einmal an deren freiem Längsendabschnitt (Spannbereich 222) und einmal an deren Wurzelabschnitt (Spannbereich 224) zur Anwendung. Es ist natürlich möglich, hier nur einen einzigen Spannbereich 222/224 anzuwenden. Natürlich ist es auch möglich, die Kontaktfeder 220 mit zwei Wurzelabschnitten auszubilden (Kontaktfeder 220 als Kontaktlamelle ausgebildet) oder den vorliegenden freien Längsendabschnitt mit dem Wurzelabschnitt zu tauschen und gemäß der Erfindung einen einzigen Spannbereich 222/224 oder beide Spannbereiche 222, 224 anzuwenden.
Vorliegend ist ein einzelner Spannbereich 222/224 des Kontaktkörpers 200 als eine Erhebung 222/224 aus einer fluchtenden z. B. oberen (mit Bezug auf die 1 bis 4) Hauptebene des Kontaktkörpers 200 herausgebildet. Korrespondierend dazu und im Vormontagezustand V versetzt dazu angeordnet weist der Spannkörper 300 ebenfalls eine Erhebung auf, die ebenfalls aus einer fluchtenden z. B. oberen (mit Bezug auf die 1 bis 4) Hauptebene des Spannkörpers 300 herausgebildet ist. Die Hauptebene des Spannkörpers 300 ist dabei über eine Schräge innerhalb einer Materiallage des Spannkörpers 300 mit der Erhebung verbunden. - Andere Ausführungsformen, wie z. B. eine statische oder kinematische Umkehrung (vgl. u.) ist natürlich anwendbar.
Wird der Spannkörper 300 aus seinem Vormontagezustand V auf dem Kontaktkörper 200 in seinen Endmontagezustand E auf dem Kontaktkörper 200 bewegt, so gelangt eine betreffende Schräge in Angriff mit einer Erhebung 222/224 des Kontaktkörpers 200 und drückt diese radial Ra bzw. in Hochrichtung Hr der Kontakteinrichtung 20 nach innen (mit Bezug auf die 1 bis 4: nach unten) auf das gesteckte Gegenterminal 60. Die vorher im Wesentlichen nonexistente (vollständige) Kontaktnormalkraft F_N der Kontaktfeder 220 wird erzeugt und vollständig eingerichtet.
Vorliegend umfasst der Kontaktkörper 200 zwei solche Erhebungen 222, 224 als Spannbereiche 222, 224, einen (222) an einem freien Längsendabschnitt seiner Kontaktfeder 220 und einen (224) an einem Wurzelabschnitt an/in der Kontaktfeder 220. Korrespondierend dazu weist der Spannkörper 300 ebenfalls zwei Erhebungen auf, die über ihre Schrägen in der Materiallage des Spannkörpers 300 gemäß Obigem ausgebildet sind und beim Verlagern des Spannkörpers 300 aus seinem Vormontagezustand V in seinen Endmontagezustand E, die Kontaktnormalkraft F_N der Kontaktfeder 220 erzeugen und vollständig einrichten. Dies kann natürlich kinematisch umgekehrt betrachtet werden.
Bevorzugt zwischen den Erhebungen 222, 224 des Spannkörpers 300 weist dieser eine Rasteinrichtung 320, insbesondere eine Rastlasche 320, zum Verrasten des Spannkörpers 300 in einem Verbindergehäuse 10 des Verbinders 1 auf. Ferner weist der Kontaktkörper 200 in seine Kontaktkammer 210 hineinragend eine Anschlagvorrichtung 236, insbesondere eine in die Kontaktkammer 210 vorstehende Lasche 236, auf, an welcher das Gegenterminal 60 mit dessen freiem Längsende ansitzbar ist. D. h. die Anschlageinrichtung 22 kann den Anschlag 23, den Anschlag 24, den Freilauf 25, die Führung 26 und/oder die Anschlagsvorrichtung 236 umfassen.
Die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung 20 ist z. B. mit ihrer Rastlasche 320 in einer Kontaktkammer 110 des Verbindergehäuses 10 im Verbindergehäuse 10 verrastbar, wobei der Spannkörper 300 in beide Längsrichtungen Lr, abgesehen von einem Spiel, im Verbindergehäuse 10 fest aufgenommen ist. Der Kontaktkörper 200 ist dabei zwischen dem Vormontagezustand V und dem Endmontagezustand E bezüglich dem Spannkörper 300 in Längsrichtung Lr beweglich im Verbindergehäuse 10 eingerichtet. Das Verbindergehäuse 10 und die Kontakteinrichtung 20 bilden den Verbinder 1, der ggf. anders aufgebaut sein kann und ggf. ein weiteres Gehäuse, wie z. B. ein weiteres Gehäuseteil (z. B. ein Umgehäuse), einen weiteren Gehäuseabschnitt, einen weiteren Gehäusebereich aufweisen kann.
Im Folgenden ist ein Aufstecken eines Verbinders 1 auf einen Gegenverbinder 5 anhand der 1 und 2 näher erläutert. In z. B. einer Ausführungsform wird der Verbinder 1 auf/in den Gegenverbinder 5 aufgesetzt/eingesetzt, wobei die Kontakteinrichtungen 20 des Verbinders 1 an den Gegenterminals 60 des Gegenverbinders 5 zum Ansitzen kommen, wobei z. B. innere Vorrichtungen/Einrichtungen (236) der Kontaktkörper 200 an den freien Enden der Gegenterminals 60 ansitzen. Hierdurch erhalten die Kontaktkörper 200 ihre endgültigen Positionen bezüglich der Gegenterminals 60 (1 nach 2, Vormontagezustand V). - Dies kann mit einer nur geringen Steckkraft des Verbinders 1 erfolgen, da die Kontaktfedern 220 noch keine wesentlichen Kontaktnormalkräfte F_N auf die Gegenterminals 60 ausüben.
In der zeitlichen Folge (2, Endmontagezustand E) kann das Verbindergehäuse 10 - jedoch nicht der gesamte Verbinder 1 - auf den Gegenverbinder 5 im Wesentlichen translatorisch zubewegt werden. Hierbei behalten die Kontaktkörper 200 ihre Positionen bezüglich der Gegenterminals 60. Im Verbindergehäuse 10 sind die Spannkörper 300 der Kontakteinrichtungen 20 verrastet und bewegen sich dabei translatorisch entlang ihrer sie betreffenden Kontaktkörper 200, wodurch Normalkräfte zwischen den Spannkörpern 300 und den Kontaktkörpern 200 aufgrund einander betreffender Geometrien, Materialien etc. (vgl. o. Erhebungen) entstehen. Diese durch die Spannkörper 300 erzeugten Normalkräfte wirken als Kontaktnormalkräfte F_N der Kontaktfedern 220 auf die Gegenterminals 60.
Im Folgenden ist ein Einstecken eines Gegenverbinders 5 in einen Verbinder 1 anhand der 3 und 4 näher erläutert. In z. B. einer Ausführungsform besitzt das Verbindergehäuse 10 - jedoch nicht der gesamte Verbinder 1 - und somit der Spannkörper 300 bereits seine endgültige Position und der Gegenverbinder 5 wird in/auf den Verbinder 1 translatorisch eingesetzt oder aufgesetzt. Hierbei kommen zunächst die Gegenterminals 60 des Gegenverbinders 5 an den Kontakteinrichtungen 20 des Verbinders 1 zum Ansitzen (3, Vormontagezustand V), wobei die freien Enden der Gegenterminals 60 z. B. an inneren Vorrichtungen/Einrichtungen (236) der Kontaktkörper 200 ansitzen. Hierbei besitzen die Gegenterminals 60 und die Kontaktkörper 200 noch nicht ihre endgültigen Positionen bezüglich dem Verbindergehäuse 10. - Dies kann mit einer nur geringen Steckkraft des Gegenverbinders 5 erfolgen, da die Kontaktfedern 220 noch keine wesentlichen Kontaktnormalkräfte F_N auf die Gegenterminals 60 ausüben.
In der zeitlichen Folge (vgl. 4, Endmontagezustand E) kann der Gegenverbinder 5 weiter auf/in den Verbinder 1 im Wesentlichen translatorisch zubewegt werden. Hierbei erhalten die Kontaktkörper 200 ihre endgültigen Positionen bezüglich der Gegenterminals 60. Im Verbindergehäuse 10 sind die Spannkörper 300 der Kontakteinrichtungen 20 verrastet und verbleiben relativ ortsfest, wobei sich die Kontaktkörper 200 translatorisch entlang ihrer sie betreffenden Spannkörper 300 bewegen. Hierdurch entstehen Normalkräfte zwischen den Spannkörpern 300 und den Kontaktkörpern 200 aufgrund einander betreffender Geometrien, Materialien etc. (vgl. o. Erhebungen). Diese durch die Spannkörper 300 erzeugten Normalkräfte wirken als Kontaktnormalkräfte F_N der Kontaktfedern 220 auf die Gegenterminals 60.
In z. B. einer weiteren Ausführungsform (in der Zeichnung nicht dargestellt) kann zunächst der Gegenverbinder 5 in/auf den Verbinder 1 translatorisch eingesetzt oder aufgesetzt werden (vgl. 3). In der zeitlichen Folge (vgl. 2) kann das Verbindergehäuse 10 - jedoch nicht der gesamte Verbinder 1 - auf den Gegenverbinder 5 im Wesentlichen translatorisch zubewegt werden. Solch eine Ausführungsform ist eine Teilschritt-Kombination der oben erläuterten beiden Ausführungsformen, wobei der erste Teilschritt der zweigenannten und der zweite Teilschritt der erstgenannten Ausführungsform entspricht.
Gemäß der Erfindung können der Kontaktkörper 200 und der Spannkörper 300, insbesondere eine Außenseite des Kontaktkörpers 200 und eine diese betreffende Innenseite des Spannkörpers 300, derart ausgelegt sein, dass eine Gleitflächenpaarung mit einem vergleichsweise niedrigen Reibungswert entsteht (Wahl: einer Geometrie, eines Materials, einer Oberflächenbeschaffenheit, ggf. einer Beschichtung etc.). Hierdurch kann eine mechanische Kraft zum Verlagern des Verbindergehäuses 10, also eine eigentliche Steckkraft, für eine Anwendung niedrig genug gehalten werden, wodurch z. B. harte Oberflächen, eine Schmierung, ein Verschleiß im Wesentlichen kein mehr zu beachtendes Thema sind.
Gemäß der Erfindung (vgl. 5 und 6) kann im Verbinder 1 zwischen einer an die Kontakteinrichtung 20 angeschlossenen elektrischen Leitung 2 und dem Verbindergehäuse 10 bzw. einer Innenwandung der Kontaktkammer 110 in einem hinteren Bereich des Verbindergehäuses 10 eine Radialleitungsdichtung 40 eingerichtet sein. Die Radialleitungsdichtung 40 kann als eine herkömmliche Radialleitungsdichtung 40 (vgl. 5) ausgebildet sein. Ferner kann die Radialleitungsdichtung 40 als eine erfindungsgemäße Radialleitungsdichtung 40 (vgl. 6) mit zwei zueinander in Längsrichtung Lr verlagerbaren Radialdichtabschnitten 410, 420 ausgebildet sein.
Hierbei ist ein erster bzw. äußerer Radialdichtabschnitt 410 als ein Leitungsdichtabschnitt 410 und ein zweiter bzw. innerer Radialdichtabschnitt 420 als ein Gehäusedichtabschnitt 420 ausgebildet. Die Radialdichtabschnitte 410, 420 sind mittels eines axial verlagerbaren, dehnbaren und/oder elongierbaren Flexabschnitts 430 miteinander bevorzugt integral ausgebildet. Hierbei können die Radialdichtabschnitte 410, 420 in Längsrichtung Lr und/oder in Radialrichtung Ra vollständig oder wenigstens teilweise zueinander versetzt in der Radialleitungsdichtung 40 eingerichtet sein. Ferner ist die Radialleitungsdichtung 40 mittels eines an ihr ausgebildeten Montageabschnitts 440, der sich bevorzugt integral an den inneren Radialdichtabschnitt 420 anschließt, z. B. durch ein Crimpverfahren an den Kontaktkörper 200 crimpbar ausgebildet.
Gemäß der Erfindung können auftretende Kraftspitzen beim Überführen der Kontakteinrichtung 20 aus dem Vormontagezustand V in den Endmontagezustand E reduziert sein, vgl. die jeweils zwei strichpunktierten Kreisbereiche in den 1 und 3. Durch eine entsprechende Gestaltung dieser Bereiche können zusätzlich zu einem Reibeinfluss der beteiligten Flächen, die Kraftspitzen reduziert werden, welche üblicherweise an einem Übergang einer Schräge zu einer dazu geraden Kontur entstehen.
Vorliegend sind dies die, mit Bezug auf die 1 und 3, nach oben konvex ausgebildeten Spannbereiche 222, 224 und deren betreffende Innenabschnitte mit inneren Schrägen des Spannkörpers 300 (jeweils rechts davon). Beim Verlagern der Kontakteinrichtung 20 aus deren Vormontagezustand V in deren Endmontagezustand E, greifen die Spannbereiche 222, 224 an diesen inneren Schrägen an und gleiten unter diesen hinweg, bis die Spannbereiche 222, 224 an einer zu den inneren Schrägen geraden Kontur der Innenabschnitte des Spannkörpers 300 ansitzen, wobei die Kontaktnormalkraft F_N aus der Kontaktfeder 220 vollständig auf das Gegenterminal 60 aufgebracht ist.
Bevorzugt hierbei ist, dass zunächst ein einziger Spannbereich 222/224 an seiner betreffenden inneren Schräge angreift und/oder einen Übergang seiner betreffenden inneren Schräge zu der dazu geraden Kontur an dem betreffenden Innenabschnitt des Spannkörpers 300 passiert. Und erst in der zeitlichen Folge greift der andere Spannbereich 222/224 an seiner betreffenden Schräge an und/oder passiert den betreffenden Innenabschnitt des Spannkörpers 300. Hierdurch addieren sich die zwei Kraftspitzen nicht zu einer deutlich größeren einzelnen Kraftspitze. Im Idealfall lässt sich hierdurch eine Steckkraft beim Stecken (vgl. o. Clicken) halbieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005040952 A1 [0007]

Claims

Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20), insbesondere Kleinkraft-Buchsenkontakteinrichtung (20), für einen elektrischen Kleinkraft-Verbinder (1), insbesondere einen Kleinkraft-Buchsenverbinder (1), bevorzugt für den Fahrzeugbereich; umfassend einen Spannkörper (300) und einen sich in Längsrichtung (Lr) erstreckenden Kontaktkörper (200) mit einer Kontaktfeder (220), mittels welchen in einem Endmontagezustand (E) der Kontakteinrichtung (20) eine Kontaktnormalkraft (F_N) auf ein Gegenterminal (60) eines Gegenverbinders (6) aufbringbar ist; wobei der Kontaktkörper (200) und der Spannkörper (300) in Längsrichtung (Lr) relativ zueinander in der Kontakteinrichtung (20) verlagerbar eingerichtet sind; dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kontaktkörper (200) und dem Spannkörper (300) eine mechanische Anschlageinrichtung (22; 23, 24, 25, 236) in der Kontakteinrichtung (20) ausgebildet ist, welche einen gegenseitigen Anschlag (23) für einen Vormontagezustand (V) des Kontaktkörpers (200) gegenüber dem Spannkörper (300) und somit der Kontakteinrichtung (20) bildet.
Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass: • die Kontakteinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass der Kontaktkörper (200) vom Gegenterminal (60) gegenüber dem Spannkörper (300) in der Kontakteinrichtung (20) verlagerbar eingerichtet ist, • die Kontakteinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass der Spannkörper (300) von außen, insbesondere mittels eines Verbindergehäuses (10), gegenüber dem Kontaktkörper (200) in der Kontakteinrichtung (20) verlagerbar eingerichtet ist, • im Wesentlichen lediglich aufgrund des Spannkörpers (300) die Kontaktnormalkraft (F_N) auf das Gegenterminal (60) aufbringbar ist, und/oder • die Kontakteinrichtung (20) eine Radialleitungsdichtung (40) aufweist, deren Radialdichtabschnitte (410, 420) in Längsrichtung (Lr) zueinander verlagerbar in der Radialleitungsdichtung (40) eingerichtet sind.
Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlageinrichtung (22; 23, 24, 25, 236): • einen Freilauf (24) und/oder einen gegenseitigen Anschlag (25) für den Endmontagezustand (E) des Kontaktkörpers (200) gegenüber dem Spannkörper (300) aufweist, • für ein Verlagern der Kontakteinrichtung (20) aus deren Vormontagezustand (V) in deren Endmontagezustand (E), eine Führung (26), insbesondere eine Linearführung (25), zwischen dem Kontaktkörper (200) und dem Spannkörper (300) umfasst, und/oder • eine Anschlagvorrichtung (236) am/im Kontaktkörper (200) für das Gegenterminal (60) aufweist, mittels welcher ein Bewegungszustand des Gegenterminals (60) auf den Kontaktkörper (200) übertragbar ist.
Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einrichten einer elektromechanischen Kontaktierung zwischen der Kontakteinrichtung (20) und dem Gegenterminal (60) , ausgehend vom Vormontagezustand (V), der Spannkörper (300) auf dem Kontaktkörper (200) über die Kontaktfeder (220) hin und/oder der Kontaktkörper (200) mit der Kontaktfeder (220) in den Spannkörper (300) hinein bewegbar ist, wobei beim Einnehmen des Endmontagezustands (E), ein sich für den Kontaktkörper (200) verengender innerer Querschnitt des Spannkörpers (300) über einen betreffenden äußeren Querschnitt (222, 224) des Kontaktkörpers (200), insbesondere in einem Bereich seiner Kontaktfeder (220), schiebt.
Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • der Spannkörper (300) im Vormontagezustand (V) in einem Vergleich mit dem Endmontagezustand (E) locker auf dem Kontaktkörper (200) sitzt, • im Vormontagezustand (V) wenigstens ein Spannbereich (222/224), insbesondere zwei Spannbereiche (222, 224), für die oder der Kontaktfeder (220), abseits ihres elektrischen Kontaktierungsbereichs im Spannkörper (300) mechanisch ungespannt eingerichtet ist bzw. sind, • der Spannkörper (300) im Endmontagezustand (E) in einem Vergleich mit dem Vormontagezustand (V) fest auf dem Kontaktkörper (200) sitzt, • im Endmontagezustand (E) wenigstens ein Spannbereich (222/224), insbesondere zwei Spannbereiche (222, 224), für die oder der Kontaktfeder (220), abseits ihres elektrischen Kontaktierungsbereichs im Spannkörper (300) mechanisch gespannt eingerichtet ist bzw. sind, und/oder • die Spannbereiche (222, 224) und deren betreffende Innenabschnitte des Spannkörpers (300) derart in der Kontakteinrichtung (20) eingerichtet sind, dass beim Überführen der Kontakteinrichtung (20) aus dem Vormontagezustand (V) in den Endmontagezustand (E) dadurch auslösbare Kraftspitzen zeitlich auseinanderfallen.
Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibpaarung einander betreffender Gleitreibflächen in der Kontakteinrichtung (20) derart gewählt ist, dass sich dort eine geringere Reibung einstellt, als zwischen der Kontaktfeder (220) und dem Gegenterminal (60), und/oder die einander betreffenden Gleitreibflächen derart ausgelegt sind, dass durch eine niedrige Reibung eine maximale erlaubte Steckkraft eines Verbinders (1) mit einer Mehrzahl von Kontakteinrichtungen (20) für dessen bestimmungsgemäße Anwendung nicht überschritten ist.
Elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • der Spannkörper (300) eine Rasteinrichtung (320), insbesondere eine Rastlasche (320), zum Verrasten des Spannkörpers (300) mit einem/dem Verbindergehäuse (10) eines/des Verbinders (1) aufweist, • der Spannkörper (300) und/oder der Kontaktkörper (200) eine zweite Kontaktsicherung der Kontakteinrichtung (20) aufweisen, • der Spannkörper (300) aus einem Edelstahl oder ei hochfesten Kupferlegierung gefertigt ist, und/oder • der Kontaktkörper (200) und/oder der Spannkörper (300) integral oder stofflich einstückig ausgebildet ist.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1), insbesondere Kleinkraft-Buchsenverbinder (1) bevorzugt für den Fahrzeugbereich, mit einem Verbindergehäuse (10), an/in welchem wenigstens eine elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (20) als eine elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1) gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass: • das Verbindergehäuse (10) als das einzige Gehäuseteil, der einzige Gehäuseabschnitt oder der einzige Gehäusebereich des Verbinders (1) vorgesehen ist, • der Verbinder (1) ferner ein Umgehäuse aufweist, gegenüber welchem das Verbindergehäuse (10) in Längsrichtung (Lr) verschieblich gelagert ist, und/oder • im Umgehäuse ein Kontaktkörper (200) wenigstens einer Kontakteinrichtung (20) des Verbinders (1) in beide Längsrichtungen (Lr) festgelegt ist.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (1) derart ausgebildet ist, dass der Verbinder (1) mit einem elektrischen Gegenverbinder (5) zunächst in den Vormontagezustand (V) verbringbar ist, für welchen der Verbinder (1) mit dem Gegenverbinder (5) mechanisch zusammensteckt ist, wobei keine bestimmungsgemäße Kontaktnormalkraft (F_N) ausübbar ist, und/oder in einem zeitlichen Anschluss daran, der Verbinder (1) mit dem Gegenverbinder (5) in den Endmontagezustand (V) überführbar ist, in welchem der Verbinder (1) mit dem Gegenverbinder (6) elektromechanisch festgelegt verbunden ist, wobei eine bestimmungsgemäße Kontaktnormalkraft (F_N) ausübbar ist.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt (I) zum mechanischen Verbinden des Verbinders (1) mit dem Gegenverbinder (5), eine im Wesentlichen unfixierte Verbindung zwischen dem Kontaktkörper (20) und dem Gegenterminal (60) einrichtbar und/oder eingerichtet ist, und/oder in einem zweiten Schritt (II) zum elektromechanischen Verbinden des Verbinders (1) mit dem Gegenverbinder (5), eine im Wesentlichen fixierte, elektromechanische Verbindung zwischen dem Kontaktkörper (20) und dem Gegenterminal (60) einrichtbar und/oder eingerichtet ist.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • zwischen einer elektrischen Leitung (2) der Kontakteinrichtung (20) und dem Verbindergehäuse (10) eine Radialleitungsdichtung (40) eingerichtet ist, und/oder • die Radialleitungsdichtung (40) zwei zueinander in Längsrichtung (Lr) verlagerbare Radialdichtabschnitte (410, 420) umfasst, und/oder • die Radialdichtabschnitte (410, 420) mittels eines Flexabschnitts (430) miteinander verbunden, insbesondere integral miteinander ausgebildet sind.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • die Radialdichtabschnitte (410, 420) in Längsrichtung (Lr) vollständig oder wenigstens teilweise zueinander versetzt in der Radialleitungsdichtung (40) eingerichtet sind, • die Radialdichtabschnitte (410, 420) in Radialrichtung (Ra) vollständig oder wenigstens teilweise zueinander versetzt in der Radialleitungsdichtung (40) eingerichtet sind, und/oder • ein Radialdichtabschnitt (410/420) in den anderen Radialdichtabschnitt (420/410) in Längsrichtung (Lr) und in Radialrichtung (Ra) eingreifbar ausgebildet ist und/oder eingreift.
Elektrischer Kleinkraft-Verbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • der Flexabschnitt (430) zwischen zwei zueinander unmittelbar oder mittelbar benachbarten Rändern, Flächen und/oder Kanten, in der Radialleitungsdichtung (40) eingerichtet ist, • ein Querschnitt des Flexabschnitts (430) in einem radialen Halbschnitt einen Teilmäander, einen Einfachmäander, einen Doppelmäander, einen Mehrfachmäander aufweist, und/oder · ein Querschnitt des Flexabschnitts (430) in einem radialen Halbschnitt eine L-Form, eine S-Form, eine U-Form, eine V-Form, eine W-Form oder eine Z-Form aufweist.
Elektrische Entität (0), bevorzugt für den Fahrzeugbereich, mit einer elektrischen Einrichtung, wobei die Einrichtung eine elektrische Kleinkraft-Kontakteinrichtung (10) und/oder einen steckbaren oder gesteckten elektrischen Kleinkraft-Verbinder (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (10) und/oder der Verbinder (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist bzw. sind.