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Die Erfindung betrifft eine Abschirmfederhülse für Hochstromsteckverbindungen mit wenigstens einer Kontaktlasche zum Kontaktieren eines Gegensteckers.
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Um eine elektromagnetische Verträglichkeit eines Systems sicherzustellen, ist eine Abschirmung unerlässlich. Die Abschirmung dient dazu, auftretende elektrische und/oder magnetische Felder vom System fernzuhalten oder die Umgebung von den von dem System ausgehenden Feldern zu schützen. Um in Stecksystemen die Abschirmung im Betrieb sicherzustellen, ist eine konstante Kontaktierung der Abschirmung des Steckers zum Gegenstecker, insbesondere zur Abschirmung des Gegensteckers wichtig, was sich jedoch als schwierig erweist, da es durch hohe Belastungen im Einsatz, beispielsweise durch Vibrationen, zu Unterbrechungen in der Kontaktierung kommen kann.
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Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Abschirmfederhülse zu schaffen, die auch bei hohen Belastungen, wie beispielsweise Vibrationen, eine konstante Kontaktierung des Gegensteckers gewährleistet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die eingangs genannte Abschirmfederhülse gelöst, wobei die Kontaktlasche zwei an eine Kehle angrenzende Federabschnitte aufweist und wobei einer der zwei Federabschnitte als wenigstens radial federnde Radialfeder und ein anderer der zwei Federabschnitte als wenigstens axial federnde Axialfeder ausgestaltet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung kann die wenigstens eine Kontaktlasche mit ihren beiden Federabschnitten Bewegungen zwischen einem Stecker und einem Gegenstecker, beispielsweise aufgrund von Vibrationsbelastungen, sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung kompensieren. Daher kann sichergestellt werden, dass die Kontaktierung des Gegensteckers auch bei gleichzeitig radialen und axialen Vibrationsbelastungen gewährleistet bleibt.
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Mit wenigstens radial federnd bzw. wenigstens axial federnd ist im Sinne der Anmeldung gemeint, dass die Radialfeder hauptsächlich radial federnd sein kann, sprich, dass eine Federstärke der Radialfeder in radialer Richtung am geringsten sein kann, bzw. dass die Axialfeder hauptsächlich axial federnd ausgestaltet sein kann, sprich, dass eine Federstärke der Axialfeder in axialer Richtung am geringsten ist. Natürlich kann die Radialfeder auch axial federnd sein bzw. die Axialfeder auch radial federnd sein, beispielsweise können die jeweiligen Federn aufgrund einer Haftreibung an einer am Gegenstecker angeordneten Andrückfläche in axialer Richtung bzw. radialer Richtung federnd ausgelenkt werden.
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Im Folgenden sind Weiterbildungen angeführt, die unabhängig voneinander beliebig miteinander kombinierbar sind und jeweils für sich betrachtet vorteilhaft sind.
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So kann die Axialfeder eine in axialer Richtung weisende nachgiebige Kontaktfläche aufweisen und/oder die Radialfeder eine in radialer Richtung weisende nachgiebige Kontaktfläche aufweisen. Mit einer nachgiebigen Kontaktfläche kann die jeweilige Kompensation der relativen Bewegung zwischen Stecker und Gegenstecker in axialer Richtung und/oder radialer Richtung weiter optimiert werden.
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Wenigstens eine Kontaktfläche kann beispielsweise auf einem gewölbten Abschnitt der Kontaktlasche gebildet sein. Vorzugsweise, weist wenigstens die Axialfeder eine in Richtung axialer Richtung zur Andrückfläche des Gegenstecker konvex gewölbten Abschnitt auf, um die Axialfeder in Richtung zur Andrückfläche des Gegensteckers vorzuspannen und somit eine hohe Kontaktkraft zu gewährleisten.
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Der konvex gewölbte Abschnitt kann ein in Richtung zum Gegenstecker gewölbter Bogen sein, insbesondere zwischen zwei auf einer gemeinsamen Geraden angeordneten Abschnitten der Kontaktlaschen oder auch durch Zurückbiegen der Axialfeder, insbesondere eines freien Endes der Axialfeder, in Richtung zur Kehle gebildet sein.
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Um eine höhere Vorspannung in der Radialfeder in radialer Richtung und der Axialfeder in axialer Richtung zu erhalten, kann ein Kehlenwinkel zwischen der Radialfeder und der Axialfeder höchstens etwa 90°, vorzugsweise zwischen etwa 45° und etwa 90° betragen.
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Die Abschirmfederhülse kann einen sich entlang einer Längsachse erstreckenden Hülsenkörper aufweisen, wobei an wenigstens einem Ende des Hülsenkörpers entlang der Längsachse sich wenigstens eine Kontaktlasche wegerstreckt. Die wenigstens eine Kontaktlasche kann zumindest vor dem Einsetzen in den Stecker sich im Wesentlichen entlang der Längsachse wegerstrecken, sodass die Kontaktlasche leichter durch eine Aufnahme des Steckers hindurchgeschoben werden kann.
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Alternativ dazu oder auch zusätzlich kann wenigstens eine Kontaktlasche entlang der Längsachse von einem Rand am Ende des Hülsenkörpers, insbesondere radial nach Außen zurückgebogen sein. So kann die Radialfeder im Wesentlichen entlang der Längsachse parallel zu einer Mantelfläche des Hülsenkörpers angeordnet sein und radial zum Hülsenkörper hin oder vom Hülsenkörper weg auslenkbar sein. Der Hülsenkörper kann somit ebenfalls als Anschlag dienen, um die Bewegung der Radialfeder in radialer Richtung zu begrenzen.
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Soll die Federkraft der Radialfeder weiter verstärkt werden, so kann die Radialfeder mit einer sich in Richtung zur Mantelfläche des Hülsenkörpers erstreckenden und auf der Mantelfläche abstützbaren Federlasche versehen sein. Dadurch wird die Radialfeder in radialer Richtung nicht nur durch den Bogen zwischen Radialfeder und Rand des Hülsenkörpers bestimmt, sondern auch durch die Federlasche verbessert.
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Hierbei kann die Kontaktlasche außerhalb am vom Rand abgewandten Ende der Radialfeder radial nach außen gebogen sein und somit die Kehle bilden, von der sich die Axialfeder im Wesentlichen radial nach außen erstreckt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Abschirmfederhülse dazu ausgestaltet sein, zwei unterschiedliche Gegenstecker zu kontaktieren. Hierfür kann die Abschirmfederhülse an ihren entlang der Längsachse gegenüberliegenden Enden jeweils mit wenigstens einer Kontaktlasche versehen sein.
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Die Kontaktlaschen der gegenüberliegenden Enden können strukturell identisch zu den Kontaktlaschen am jeweiligen anderen Ende sein. Jedoch kann zumindest vor dem Einsetzen der Abschirmfederhülse in die Aufnahme des Steckers an wenigstens einem Ende die Kontaktlasche sich im Wesentlichen entlang der Längsachse vom entsprechenden Rand wegerstrecken, um ein Durchstecken der Kontaktlasche durch die Aufnahme hindurch zu vereinfachen. Am anderen Ende kann die wenigstens eine Kontaktlasche bereits vor dem Einsetzen in die Aufnahme des Steckers zurückgebogen sein. Folglich können die Kontaktlaschen jeweils aus gegenüberliegenden Enden der Aufnahme des Steckers ragen und jeweils einen Gegenstecker kontaktieren.
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Um die Kontaktierung der Abschirmfederhülse und des Gegensteckers zu optimieren, können an wenigstens einem Ende, insbesondere an beiden Enden, entlang der Längsachse des Hülsenkörpers mehrere Kontaktlaschen vorzugsweise kranzartig angeordnet sein. Die Kontaktlaschen können in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein, sodass ein Schlitz zwischen den benachbarten Kontaktlaschen in Umfangsrichtung geformt ist. Somit kann jede Kontaktlasche unabhängig von den benachbarten Kontaktlaschen ausgelenkt werden.
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Sind an beiden Enden der Abschirmfederhülse mehrere Kontaktlaschen angeordnet, so kann die Anordnung und/oder Anzahl der Kontaktlaschen an einem Ende unabhängig von der Anordnung und/oder Anzahl der Kontaktlaschen am anderen Ende sein. Dadurch können die Kontaktlaschen am jeweiligen Ende für den komplementären Gegenstecker optimiert werden.
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Vorzugsweise kann die Abschirmfederhülse einstückig als monolithisches Bauteil gebildet sein, wodurch Abschirmströme ohne zusätzliche Übergangswiderstände durch die Abschirmfederhülse geleitet werden können. Die Abschirmfederhülse kann beispielsweise als Stanzbiegeteil geformt sein, was eine kostengünstige und schnelle Produktion, insbesondere in großen Zahlen, ermöglicht. Beispielsweise kann ein Metallblech ausgestanzt und zusammengerollt sein, um den Hülsenkörper zu bilden. Dabei kann die Form der Abschirmfederhülse über einen Formschluss, insbesondere einer Schwalbenschwanzverbindung, in Umfangsrichtung zwischen gegenüberliegenden Kanten des Metallblechs in Umfangsrichtung fixiert sein. So können zum Beispiel die gegenüberliegenden Kanten mit ineinandergreifenden Zähnen versehen sein, um den Formschluss zu erzeugen.
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Ein Stecker zum Koppeln mit wenigstens einem Gegenstecker kann einen sich entlang der Längsachse erstreckenden Grundkörper aufweisen, wobei der Stecker mit einer Aufnahme versehen ist, in die eine Abschirmfederhülse gemäß einer der vorangehenden Ausgestaltungen eingesetzt ist, und wobei die wenigstens eine Kontaktlasche aus der Aufnahme, insbesondere entlang der Längsachse, herausragt.
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Der Stecker kann beispielsweise ein Adapterelement sein, der zwei Gegenstecker elektrisch miteinander koppelt. Beispielsweise kann der Stecker ein Steckerinterface sein, welches in eine Öffnung eines anzusteuernden Elements, beispielsweise einer Leiterplatte, eingesetzt werden kann und dieses Element kontaktiert.
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An wenigstens einem Ende der Abschirmfederhülse kann die wenigstens eine Kontaktlasche um eine Wandung der Aufnahme herum zurückgebogen sein. Insbesondere kann hierbei die wenigstens eine Kontaktlasche erst nach dem Einsetzen der Abschirmfederhülse in die Aufnahme um die Wandung der Aufnahme radial nach außen zurückgebogen sein. Dadurch kann sich die wenigstens eine Kontaktlasche, insbesondere die Radialfeder der wenigstens einen Kontaktlasche, an der Wandung abstützen. Die Axialfeder kann sich als freies Ende der Kontaktlasche radial nach außen von der Wandung wegerstrecken.
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Der Stecker kann einen radial vorstehenden Kragen aufweisen, zum Trennen eines vorderen Steckabschnitts zum Zusammenstecken mit einem ersten Gegenstecker und eines hinteren Steckabschnitts zum Zusammenstecken mit einem zweiten Gegenstecker. Beispielsweise kann der Kragen derart radial vorstehen, dass er die Öffnung des Gegensteckers in radialer Richtung überragt und somit ein tieferes Einstecken des Steckers in die Öffnung verhindert.
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Die Aufnahme kann vorzugsweise durch einen Spalt zwischen Grundkörper und Kragen in radialer Richtung gebildet sein, wodurch die eingesteckte Abschirmfederhülse zwischen Grundkörper und Kragen gehalten sein kann. Die Abschirmfederhülse, der Grundkörper und der Kragen können vornehmlich im Wesentlichen rotationssymmetrische Formen, beispielsweise eine Zylinderform, aufweisen. Die Abschirmfederhülse kann dabei koaxial um die Mantelfläche des Grundkörpers herum gehüllt sein.
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Um eine möglichst schnelle und kostengünstige Produktion des Steckers zu gewährleisten, kann der Kragen an den Grundkörper angeformt sein. Der Kragen und der Grundkörper können beispielsweise mittels Spritzgießen einstückig als monolithisches Gehäuseteil gebildet sein. Vorzugsweise kann das Gehäuseteil aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoff, geformt sein, wodurch ein Stromschlag durch versehentliche Berührung des Gehäuseteils verhindert werden kann. Je nach Anwendung kann das Gehäuseteil auch aus einem metallischen Material geformt sein.
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Der Stecker kann mit Rippen versehen sein, die sich vom Grundkörper zum Kragen erstrecken und den Kragen am Grundkörper halten. Eine Vielzahl von Rippen können in Umfangsrichtung voneinander getrennt sein und wenigstens einen Abschnitt der Aufnahme somit in in Umfangsrichtung voneinander getrennte Kammern unterteilen. Jeder Kammer kann von jeweils einer Kontaktlasche einer Vielzahl von Kontaktlaschen an einem Ende der Abschirmfederhülse durchragt sein. Somit können die jeweiligen Kontaktlaschen in Umfangsrichtung voneinander getrennt sein und ein Verhaken der Kontaktlaschen beispielsweise durch Umlenken einer Kontaktlasche in Umfangsrichtung verhindert werden.
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Dadurch, dass die Vielzahl von Kontaktlaschen in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein können, sind Schlitze zwischen den Kontaktlaschen geformt, in die die Rippen eingesetzt werden können. Die Rippen können nicht nur zur Verbindung des Kragens zum Grundkörper dienen oder zum Trennen der Kontaktlaschen in Umfangsrichtung, sondern auch als Stopp zum Arretieren einer Einsteckbewegung der Abschirmfederhülse in die Aufnahme, da der Rand der Abschirmfederhülse, von dem sich die wenigstens eine eine Kammer durchragende Kontaktlasche wegerstreckt, an die Rippen entlang der Längsachse anstößt.
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Soll der Kragen an einem Gegenstecker möglichst flächig und stabil aufliegen, so kann der Kragen an seiner zum Gegenstecker gewandten Flachseite mit zumindest einer sich in radialer Richtung erstreckenden Einkerbung versehen sein, in die die Axialfeder der wenigstens einen Kontaktlasche zumindest abschnittsweise eingesetzt sein kann. Die Axialfeder kann zumindest mit ihrem gewölbten Abschnitt aus der Einkerbung vorragen, wobei dieser durch die Andrückfläche des Gegensteckers zurück Richtung Einkerbung schiebbar sein kann.
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In einer Steckeranordnung, insbesondere für Hochstromsteckverbindungen, mit einer Ausführungsform eines vorgenannten Steckers und wenigstens einem mit dem Stecker gekoppelten komplementären Gegenstecker kann die Axialfeder der wenigstens einen Kontaktlasche sich am Gegenstecker in axialer Richtung abstützen. Insbesondere kann die Axialfeder mit ihrer Kontaktfläche gegen eine Andrückfläche des Gegensteckers in axialer Richtung unter Vorspannung anliegen.
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Vorzugsweise kann die Radialfeder in radialer Richtung den Gegenstecker kontaktieren. Beispielsweise kann die Radialfeder in einer Öffnung des Gegensteckers aufgenommen sein und aus dieser Öffnung entgegen einer Einsteckrichtung, im Wesentlichen entlang der Längsachse herausragen. Dabei kann die Radialfeder sich an einer Innenwandung der Öffnung und/oder einem Rahmen der Öffnung abstützen. Die Radialfeder kann auch derart ausgestaltet sein, dass sie erst bei nachlassender oder zu geringer Federkraft der Axialfeder den Gegenstecker kontaktiert.
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Die Steckanordnung kann auch zwei Gegenstecker aufweisen, die an unterschiedlichen Enden mit dem Stecker gekoppelt sein können. Hierbei kann die Abschirmfederhülse an beiden sich gegenüberliegenden Enden mit wenigstens einer Kontaktlasche versehen sein, deren Axialfeder sich am jeweiligen Gegenstecker in axialer Richtung abstützt. Dadurch kann eine konstante und auch bei starken Vibrationen beständige Abschirmung der Steckanordnung gewährleistet werden.
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Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren exemplarisch näher beschrieben. In den Figuren sind Elemente, die einander hinsichtlich Aufbau und/oder Funktion entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die bei den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten und beschriebenen Merkmalskombinationen dienen lediglich zur Erläuterung. Nach Maßgabe der obigen Ausführungen kann auf ein Merkmal eines Ausführungsbeispiels verzichtet werden, wenn es auf dessen technischen Effekt bei einer bestimmten Anwendung nicht ankommt. Umgekehrt kann nach Maßgabe der obigen Ausführungen bei einem Ausführungsbeispiel ein weiteres Merkmal hinzugefügt werden, wenn dessen technischer Effekt für eine bestimmte Anwendung vorteilhaft oder notwendig sein sollte.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abschirmfederhülse;
- 2 eine schematische Perspektivansicht der in 1 dargestellten Abschirmfederhülse mit umgebogenen Kontaktlaschen an beiden Enden;
- 3 eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Ausgestaltung eines Steckers mit einer erfindungsgemäßen Abschirmfederhülse;
- 4 eine schematische Perspektivansicht des Steckers nach dem Einsetzen der Abschirmfederhülse;
- 5 eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Steckeranordnung; und
- 6 eine schematische Detailansicht eines Kontaktbereiches der in 5 dargestellten Steckanordnung.
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Zunächst wird mit Bezug auf 1 und 2 eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abschirmfederhülse 1 näher erläutert.
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Die Abschirmfederhülse 1 weist wenigstens eine Kontaktlasche 2 auf mit zwei an eine Kehle 4 angrenzenden Federabschnitte 6, wobei einer der zwei Federabschnitte 6 als wenigstens radial federnde Radialfeder 8 und ein anderer der zwei Federabschnitte 6 als wenigstens axial federnde Axialfeder 10 ausgestaltet ist.
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Die Abschirmfederhülse 1 kann einen sich entlang einer Längsachse L erstreckenden Hülsenkörper 12 aufweisen. Der Hülsenkörper 12 kann beispielsweise ein ringförmig zusammengesetztes Metallblech 14 sein. Das Metallblech 14 kann aus einem Stanzbiegeprozess ausgestanzt und ringförmig zusammengesetzt sein. Hierfür kann das Metallblech ineinandergreifende Zähne 16 an seinen in Umfangsrichtung U weisenden Endkanten aufweisen, wobei die Zähne 16 eine Formschlussverbindung, insbesondere eine Schwalbenschwanzverbindung, in Umfangsrichtung U eingehen.
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In dieser beispielhaften Ausgestaltung sind an den jeweiligen Enden 18 eine Vielzahl von Kontaktlaschen 2 kranzförmig angeordnet, wobei sich die Kontaktlaschen 2 vom jeweiligen Rand 20 der Enden 18 wegerstrecken und benachbarte Kontaktlaschen 2 in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet sind, sodass sich ein Schlitz 21 zwischen den in Umfangsrichtung U benachbarten Kontaktlaschen 2 bildet.
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Die Anordnung der Kontaktlaschen 2 an dem jeweiligen Ende 18 ist unabhängig von der Anordnung der Kontaktlaschen 2 am gegenüberliegenden Ende 18. So kann sich die Position, Anzahl und/oder Form der Kontaktlaschen 2 an den jeweiligen Enden unterscheiden. In den Figuren sind beispielhaft zwei Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Kontaktlasche 2 an einer Abschirmfederhülse 1 gezeigt, welche im Folgenden als erste Ausgestaltung der Kontaktlasche 3 und zweite Ausgestaltung der Kontaktlasche 5 beschrieben ist.
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Wie in 1 und 2 beispielhaft dargestellt ist, kann der Hülsenkörper zur Stabilisierung des Verbindungsbereichs zwischen den Rändern in Umfangsrichtung U mit einer von einem Ende entlang der Längsachse L vorragende Verstärkungslasche 22 versehen sein. Diese Verstärkungslasche 22 kann die Anordnung der Kontaktlaschen 2 an einem der beiden Enden 18 unterbrechen. Zur besseren Stabilisierung des Hülsenkörpers in seiner Zylinderform kann eine weitere Verstärkungslasche 22 im Wesentlichen diametral zur ersten Verstärkungslasche vorgesehen sein.
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In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Abschirmfederhülse 1 an seinem von den Verstärkungslaschen 22 abgewandten Ende 18 mit der ersten Ausgestaltung der Kontaktlaschen 3 versehen, die, zumindest bevor die Abschirmfederhülse 1 in einer Aufnahme eines Steckers eingesetzt ist, sich im Wesentlichen entlang der Längsachse L vom Rand 20 wegerstrecken (siehe 1). Dadurch können die Kontaktlaschen 3 gemäß der ersten Ausgestaltung einfacher durch die Aufnahme hindurchgeschoben werden. Diese Kontaktlaschen 2 können beispielsweise durch eine Matrize nach dem Einsetzen der Abschirmfederhülse 1 in die Aufnahme umgebogen werden, wodurch die Radialfeder 8 und die Axialfeder 10 gebildet wird, wie in 2 zu sehen ist.
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Um das Umbiegen der Kontaktlaschen 3 zu vereinfachen, können sich die Kontaktlaschen 3 vor dem Umbiegen in einem radial nach außen geneigten Winkel entlang der Längsachse L vom Rand 20 wegerstrecken. Dadurch kann sich eine von der Abschirmfederhülse 1 beschriebene Öffnung 24 in Richtung zu einem freien Ende 26 der Kontaktlaschen 3 hin konisch erweitern.
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Am freien Ende 26 der Kontaktlaschen 3, welches sich nach dem Umbiegen die Axialfeder 10 bildet, kann die Kontaktlasche 3 eine zumindest vor dem Umbiegen radial nach innen gewölbte Wölbung 28 aufweisen. Auf der Wölbung 28 kann eine Kontaktfläche 30 geformt sein zum Kontaktieren einer Andrückfläche eines Gegensteckers.
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In 1 ist die erste Ausgestaltung der Kontaktlasche 3 vor dem Umbiegen gezeigt und in 2 nach dem Umbiegen. Wie insbesondere in 1 zu erkennen ist, kann die Kontaktlasche 3 nach der ersten Ausgestaltung eine im Wesentlichen konstante Weite in Umfangsrichtung U aufweisen. Je nach Einsatz und Art des Gegensteckers kann die Federkraft der Radialfeder 8 und der Axialfeder 10 individuell durch Form der Kontaktlasche und/oder der Vorspannung der jeweiligen Feder in die radiale bzw. axiale Richtung angepasst werden.
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Die Kontaktlasche 3 gemäß der ersten Ausgestaltung kann vorzugsweise radial nach außen in Richtung zum Rand 20, von dem sich die jeweilige Kontaktlasche 3 wegerstreckt, um einen ersten Bogen 32 zurückgebogen sein, wobei sich die Radialfeder 8 von dem ersten Bogen wegerstreckt. Die Radialfeder 8 kann sich vorzugsweise in einem von der Längsachse L radial nach außen geneigten Winkel vom ersten Bogen 32 wegerstrecken, sprich die Radialfeder 8 kann über den ersten Bogen 32 radial nach außen vorgespannt sein.
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Die Radialfeder 8 fließt an seinem vom ersten Bogen 32 abgewandten Ende in einen zweiten Bogen 34, durch den die Kehle 4 gebildet ist und von dem sich die Axialfeder im Wesentlichen in radialer Richtung wegerstreckt. Ein Kehlenwinkel 36 zwischen Radialfeder 8 und Axialfeder 10 kann hierbei vorzugsweise höchstens etwa 90° betragen.
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Die Axialfeder 10 erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung von der Kehle 4 weg, wobei die Kontaktfläche 30 auf der zumindest nach dem Umbiegen in Richtung vom gegenüberliegenden Ende 18 weg hervorgehobene Wölbung 28 gebildet ist.
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Die zweite Ausgestaltung der Kontaktlasche 5 ist in 1 und 2 am Ende 18 mit der Versteifungslasche 22 angeordnet. Im Gegensatz zur ersten Ausgestaltung der Kontaktlasche 3 muss diese Kontaktlasche 5 gemäß der zweiten Ausgestaltung nicht durch die Aufnahme des Steckers hindurchgesteckt werden. Daher kann die Kontaktlasche 5 an dem Ende 18 mit der Versteifungslasche 22 bereits vor dem Einsetzen der Abschirmfederhülse 1 in die Aufnahme des Steckers umgebogen sein.
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Die Kontaktlasche 5 gemäß der zweiten Ausgestaltung ist um einen ersten Bogen 32 in Richtung zum Ende 18, von dem sich die Kontaktlasche 5 wegerstreckt, radial nach außen zurückgebogen. Um die Federsteifigkeit der Kontaktlasche 5 zu erhöhen, kann sich die Kontaktlasche 5 in Richtung vom Rand 20 weg in Umfangsrichtung U verjüngen. Die Kontaktlasche 5 kann sich insbesondere im Federabschnitt 6, der die Radialfeder 8 bildet, bis zur Kehle 4 verjüngen und die Axialfeder 10 kann sich im Wesentlichen radial nach außen von der Kehle 4 weg mit einer konstanten Weite in Umfangsrichtung U wegerstrecken.
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Im Vergleich zur ersten Ausgestaltung ist der Kehlenwinkel 36 in der zweiten Ausgestaltung spitzer, was eine stärkere Vorspannung der Axialfeder 10 in axialer Richtung vom gegenüberliegenden Ende 18 des Hülsenkörpers 12 weg zur Folge hat.
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Weiterhin ist in der zweiten Ausgestaltung das freie Ende 26 der Axialfeder 10 in Richtung zur Kehle 6 zurückgebogen, wodurch die Kontaktfläche 30 auf einem dritten Bogen 38 geformt ist. Daher kann gemäß der zweiten Ausgestaltung eine relative Bewegung zwischen Stecker und Gegenstecker in axialer Richtung einmal durch die Auslenkung um den dritten Bogen 38 herum und durch die Auslenkung der Axialfeder 10 um den zweiten Bogen, d.h. die Kehle, herum ausgeglichen werden.
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Beide Ausgestaltungen der Kontaktlasche 2 weisen vorzugsweise eine Radialfeder 8 mit einer in radialer Richtung weisenden nachgiebigen Kontaktfläche 30 und eine Axialfeder 10 mit einer in axialer Richtung weisenden nachgiebigen Kontaktfläche 30 auf. Dadurch können relative Bewegungen des Gegensteckers und des Steckers in axialer Richtung und in radialer Richtung zuverlässiger kompensiert werden.
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Die Abschirmfederhülse 1 kann vorzugsweise einstückig als monolithisches Bauteil 40 gebildet sein, wodurch Abschirmströme ohne zusätzliche Übergangswiderstände durch die Abschirmfederhülse geleitet werden können. Die Abschirmfederhülse kann beispielsweise als Stanzbiegeteil geformt sein, um eine kostengünstige und schnelle Produktion, insbesondere in hohen Stückzahlen zu gewährleisten.
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Nun ist im Folgenden eine beispielhafte Ausgestaltung eines Steckers 42 mit Bezug auf die 3 und 4 näher erläutert.
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In 3 ist die erste Ausgestaltung der Kontaktlasche 3 noch nicht umgebogen und in 4 ist die erste Ausgestaltung der Kontaktlasche 3 umgebogen dargestellt.
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Der Stecker 42 weist einen sich entlang der Längsachse L erstreckenden Grundkörper 44 auf und eine Aufnahme 46, in die die Abschirmfederhülse 1 eingesetzt ist. Die Aufnahme 46 ist zu beiden Seiten entlang der Längsachse L geöffnet, sodass die Kontaktlaschen 3 gemäß der ersten Ausgestaltung vor dem Umbiegen durch die Aufnahme 46 hindurchgesteckt werden können. Folglich, sind die Kontaktlaschen 2 der gegenüberliegenden Enden 18 an gegenüberliegenden Seiten der Aufnahme 46 angeordnet und ragen vorzugsweise wenigstens teilweise aus der Aufnahme 46 heraus.
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Die Kontaktlasche 3 gemäß der ersten Ausgestaltung kann um eine Wandung 48 der Aufnahme 46 herumgebogen sein (siehe 4), wodurch die Wandung 48 eine Stütze bildet und das Formen der Vielzahl an Kontaktlaschen 3 an dem entsprechenden Ende 18 erleichtert wird, sodass die Vielzahl an Kontaktlaschen 3 eine im Wesentlichen identische Struktur aufweisen. Dadurch kann eine gleichmäßige Kontaktierung des entsprechenden Gegensteckers erreicht werden.
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Der Stecker 44 kann einen in radialer Richtung vorragenden Kragen 50 aufweisen, der den Stecker 44 in einen ersten Steckabschnitt 52 zum Zusammenstecken mit einem ersten Gegenstecker und einen zweiten Steckabschnitt 54 zum Zusammenstecken mit einem zweiten Gegenstecker teilt. Die Steckabschnitte 52, 54 können unabhängig voneinander an die Art des jeweiligen komplementären Gegensteckers angepasst sein.
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Die Aufnahme 46 kann vorzugsweise durch einen Spalt 56 zwischen Grundkörper 44 und Kragen 50 gebildet sein, wodurch die Abschirmfederhülse 1 zwischen Grundkörper 44 und Kragen 50 angeordnet sein kann. Die Abschirmfederhülse 1 kann vorzugsweise zumindest mit ihrem Hülsenkörper 12 auf einer Mantelfläche des Grundkörpers 44 anliegen.
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Um den Kragen 50 am Grundkörper 44 zu befestigen, können Rippen 58 vorgesehen sein, die sich vom Grundkörper 44 zum Kragen 50 erstrecken. Mehrere Rippen 58 können in Umfangsrichtung U voneinander beabstandet sein und somit die Aufnahme 46 teilweise in in Umfangsrichtung U voneinander getrennte Kammern 60 unterteilen. Durch jede Kammer 60 kann eine Kontaktlasche 3 der ersten Ausgestaltung hindurchgesteckt sein, wobei die Rippen 58 in den Schlitzen 21 zwischen den benachbarten Kontaktlaschen 2 angeordnet sind.
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Zur Stabilisierung kann der Kragen 50 mit sich entlang der Längsachse L erstreckenden Schultern 62 versehen sein.
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Auf der den Rippen zugewandten Seite können sich die Schultern zwischen den Rippen 58 in Umfangsrichtung U erstrecken, und somit die Rippen 58 stabilisieren.
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Die Schultern 62 bilden auf der zu den Rippen 58 gewandten Seite die Wandung 48, um die die Kontaktlaschen 3 der ersten Ausgestaltung herumgebogen werden können. Die Rippen 58 ragen vorzugsweise nur teilweise in die Aufnahme hinein, sodass sie als Stopp für die Abschirmfederhülse dienen kann, da der zur Rippe gewandte Rand 20 an der Rippe 58 anschlägt und ein tieferes Einstecken der Abschirmfederhülse in die Aufnahme 46 verhindert.
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Auf der gegenüberliegenden Seite kann die Schulter 62 mit entlang der Längsachse L vorragende und in Umfangsrichtung U voneinander beabstandete Zinnen 64 aufweisen, sodass jeweils eine Kontaktlasche 5 der zweiten Ausgestaltung in einem Fenster 66 zwischen zwei benachbarten Zinnen 64 angeordnet ist. Insbesondere die Kehle 4 der jeweiligen Kontaktlasche 5 kann in dem Fenster 66 positioniert sein.
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Für eine möglichst kostengünstige Produktion des Steckers 42 können der Grundkörper 44 und der Kragen 50 einstückig als monolithisches Gehäuse 68 geformt sein. Vorzugsweise kann das monolithische Gehäuse 68 elektrisch isolierend sein. Beispielsweise kann das Gehäuse 68 als Spritzgussteil aus einem isolierenden Kunststoff geformt sein.
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Auf der zu den Rippen 58 gewandten Flachseite 69 des Kragens 50 kann wenigstens eine sich in radialer Richtung erstreckende Einkerbung 72 vorgesehen sein. Die Einkerbung kann durchgehend in Umfangsrichtung U auf der Flachseite 69 angeordnet sein oder es können mehrere voneinander in Umfangsrichtung U getrennte Einkerbungen 70 vorgesehen sein.
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Die Axialfeder 10 der jeweiligen Kontaktlaschen 3 der ersten Ausgestaltung können in der Einkerbung 70 eingesetzt sein, damit der Kragen 50 möglichst flächig am Gegenstecker aufliegen kann.
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In 5 ist eine beispielhafte Ausgestaltung einer Steckeranordnung 72 gezeigt mit einem Stecker 42 gemäß der vorangehenden Beschreibung, einem ersten Gegenstecker 74, der mit dem ersten Steckabschnitt 52 gekoppelt ist, und einem zweiten Gegenstecker 76, der mit dem zweiten Steckabschnitt 54 gekoppelt ist. In 6 ist eine schematische Detailansicht eines Kontaktbereichs zwischen dem Stecker 42 und den beiden Gegensteckern 74, 76 gezeigt.
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Der erste Gegenstecker 74 kann beispielsweise eine Schalteinrichtung, insbesondere eine Leiterplatte, sein mit einer Öffnung 78, in die der erste Steckabschnitt 52 des Steckers 42 bis zum Anschlag des Kragens 50 an eine Oberfläche des ersten Gegensteckers 74, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L angeordnet ist.
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Wie in 6 zu erkennen ist, kann die Radialfeder 8 eine Innenwandung der Öffnung 78 des ersten Gegensteckers 74 radial kontaktieren und die Axialfeder 10 axial auf der Oberfläche des ersten Gegensteckers 74 aufliegen. Daher kann die wenigstens eine Kontaktlasche 3 den ersten Gegenstecker an zwei Andrückflächen 80 kontaktieren, wodurch die Qualität der Abschirmung weiter gesichert werden kann.
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Der zweite Gegenstecker 76 kann ein geschirmter Kabelstecker sein mit einer Steckerschirmung 82, die eine Aufnahmeöffnung 84 aufweist, in die der zweite Steckabschnitt zumindest teilweise eingesteckt ist, sodass zumindest der erste Bogen 32 der wenigstens einen Kontaktlasche 5 im Inneren der Steckerschirmung 82 angeordnet ist. Die Kontaktlasche 5 gemäß der zweiten Ausführungsform ragt hierbei aus der Aufnahmeöffnung 84 in Richtung zum Kragen 50 heraus, wobei die Radialfeder 8 in Richtung zu einer Umrandung 86 der Aufnahmeöffnung 84 in radialer Richtung vorgespannt ist. Die Axialfeder 10 ist außerhalb der Aufnahmeöffnung 84 angeordnet und stützt sich mit einer Vorspannung an einer Oberfläche der Steckerschirmung 82 in axialer Richtung ab.
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Durch die erfindungsgemäße Abschirmfederhülse 1 können Bewegungen zwischen Gegenstecker und Stecker sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ausgeglichen werden. Der Gegenstecker kann an zwei Stellen von der Kontaktlasche kontaktiert werden, wodurch auch beim Lösen einer Kontaktierung keine Beeinträchtigung der Abschirmung erfolgt.
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Die Kontaktlaschen der ersten und zweiten Ausführungsform 3, 5 können unterschiedliche Aufgaben lösen. So kann der erste Gegenstecker 74 einen Halterahmen darstellen, auf den der Stecker 42, beispielsweise durch Verschrauben oder Verrasten des Steckers 42 mit dem ersten Gegenstecker 74, montiert ist. Dadurch kann die relative Bewegung zwischen Stecker 42 und erstem Gegenstecker 74 minimiert werden. Da das Trennen des Steckers 42 und des ersten Gegensteckers 74 insbesondere bei einer Schraubverbindung nur unter erhöhtem Aufwand möglich ist, kann die Kontaktlasche 3 gemäß der ersten Ausgestaltung den Gegenstecker 74 sowohl radial als auch axial kontaktieren. Folglich können pro Kontaktlasche 3 der ersten Ausgestaltung zwei Kontaktierungen zum Gegenstecker entstehen.
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Der zweite Gegenstecker 76 kann beispielsweise ein Steckverbinder sein. Hier ist es vorteilhaft, wenn in einem gesteckten Ausgangszustand lediglich die Axialfeder 10 den zweiten Gegenstecker 76 kontaktiert. Die Axialfeder 10 kann in einer ersten Instanz einer relativen Bewegung, beispielsweise einer Vibrationsbewegung, des zweiten Gegensteckers 76 zum Stecker 42 folgen. Erst bei nachlassender oder zu geringer Federkraft der Axialfeder 10 kann die Radialfeder 8 den zweiten Gegenstecker 76 in radialer Richtung kontaktieren. Somit dient die Radialfeder 8 der Kontaktlasche 5 der zweiten Ausgestaltung nicht nur zum Ausgleich einer relativen Bewegung zwischen zweitem Gegenstecker 76 und Stecker 42 in radialer Richtung, sondern auch als Sicherung, die in einem Extremfall den zweiten Gegenstecker 76 kontaktiert, womit eine Beeinträchtigung der Abschirmung durch einen Kontaktabfall verhindert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abschirmfederhülse
- 2
- Kontaktlasche
- 3
- erste Ausgestaltung der Kontaktlasche
- 4
- Kehle
- 5
- zweite Ausgestaltung der Kontaktlasche
- 6
- Federabschnitt
- 8
- Radialfeder
- 10
- Axialfeder
- 12
- Hülsenkörper
- 14
- Metallblech
- 16
- Zähne
- 18
- Ende
- 20
- Rand
- 21
- Schlitz
- 22
- Verstärkungslasche
- 24
- Öffnung
- 26
- freies Ende
- 28
- Wölbung
- 30
- Kontaktfläche
- 32
- erster Bogen
- 34
- zweiter Bogen
- 36
- Kehlenwinkel
- 38
- dritter Bogen
- 40
- monolithisches Bauteil
- 42
- Stecker
- 44
- Grundkörper
- 46
- Aufnahme
- 48
- Wölbung
- 50
- Kragen
- 52
- erster Steckabschnitt
- 54
- zweiter Steckabschnitt
- 56
- Spalt
- 58
- Rippe
- 60
- Kammer
- 62
- Schulter
- 64
- Zinne
- 66
- Fenster
- 68
- monolithisches Gehäuse
- 69
- Flachseite
- 70
- Einkerbung
- 72
- Steckeranordnung
- 74
- erster Gegenstecker
- 76
- zweiter Gegenstecker
- 78
- Öffnung
- 80
- Andrückfläche
- 82
- Steckerschirmung
- 84
- Aufnahmeöffnung
- 86
- Umrandung
- L
- Längsachse
- U
- Umfangsrichtung
