DE102021211027B3

DE102021211027B3 - Steckverbinder

Info

Publication number: DE102021211027B3
Application number: DE102021211027.4A
Authority: DE
Inventors: Rolf Wittmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2041-10-01
Also published as: CN115911923A; FR3127644A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder, aufweisend:einen sich entlang einer axialen Richtung (A) erstreckenden Kontaktkasten (2) zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements (30) und eine Kontaktlamelle (3), wobei der Kontaktkasten (2) eine erste Wand (21) und eine zweite Wand (22) aufweist, die einander gegenüberliegen bezüglich einer radialen Richtung (R) quer zur axialen Richtung (A),wobei die Kontaktlamelle (3) im Kontaktkasten (2) zwischen der ersten Wand (21) und der zweiten Wand (22) angeordnet ist bezüglich der radialen Richtung (R), wobei der Kontaktkasten (2) überwiegend aus einem ersten Material (M1) ausgebildet ist, wobei die Kontaktlamelle (3) in einem ersten Abschnitt (4) überwiegend aus dem ersten Material (M1) ausgebildet ist und in einem zweiten Abschnitt (5), der sich an den ersten Abschnitt (4) anschließt, überwiegend aus einem zweiten Material (M2) ausgebildet ist, wobei der zweite Abschnitt (5) zwischen dem ersten Abschnitt (4) und der ersten Wand (21) angeordnet ist und mit dem ersten Abschnitt (4) und der ersten Wand (21) überlappt,wobei der Kontaktkasten (2) und die Kontaktlamelle (3) aus einem einzigen Blech (6) als Stanz-Biege-Teil ausgebildet sind, wobei das Schubmodul des zweiten Materials (M2) mindestens das 1,5-fache des Schubmoduls des ersten Materials (M1) beträgt und/oder wobei das Elastizitätsmodul des zweiten Materials (M2) mindestens das 1,5-fache des Elastizitätsmoduls des ersten Materials (M1) beträgt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Steckverbinder.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind elektrische Steckverbinder zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements bekannt. Derartige Steckverbinder können einteilig aufgebaut sein, d.h. aus einem Metallband (meist aus einer Kupferlegierung) bzw. einem Blech durch Stanzen und Biegen gefertigt werden. Einteilige Kontakte aus Kupferlegierungen weisen vergleichsweise geringe Primärhaltekräfte in einer Kontaktkammer auf. Sie weisen weiterhin eine höhere Gefahr an plastischer Deformation beim Steckvorgang und eine (je nach Legierung unterschiedlich hohe) Neigung zur Relaxation auf, die die Kontaktnormalkräfte (die z.B. eine Kontaktlamelle auf ein eingestecktes Gegenkontaktelement aufbringt) mit Zeit und Temperatur abnehmen lässt, mit der Gefahr einer vorzeitigen Kontaktunterbrechung. Ein derartiger einteilig gefertigter Steckverbinder ist aus der DE 10 2007 040 937 B3 bekannt.
Alternativ sind auch zweiteilige Kontakte bekannt. Hierbei wird ein Federaußenteil (auch als Überfeder oder äußerer Kontaktkasten bezeichnet) aus Stahl als ein einzelnes Element gefertigt und übergestülpt über ein separat aus einem anderen Blech gefertigtes Kontaktinnenteil (auch als Kontaktkasten bezeichnet) aus einem elektrisch gut leitfähigen Material wie z.B. Kupfer. Auf diese Weise kann die Primärhaltekraft in einer Kontaktkammer vergrößert werden, da diese nun von dem separaten Kontaktaußenteil aus Stahl aufgebracht wird. Weiterhin ermöglicht die aus Stahl gefertigte Überfeder eine Kraftunterstützung der Kontaktlamelle. Ein derartig zweiteilig gefertigter und dann zusammengesetzter Steckverbinder, der aus einem Kontaktinnenteil und einem davon zunächst separat gefertigten Federaußenteil besteht, ist aus der DE 102 48 809 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2011 005 655 A1 ist ein Kontaktelement mit einem kontaktstellenseitigen Elementabschnitt und mit einem davon abgewandten anschlussseitigen Elementabschnitt bekannt, wobei der kontaktstellenseitige Elementabschnitt und der anschlussseitige Elementabschnitt aus zwei unterschiedlichen, stoffschlüssig verbundenen Materialien bestehen.
Aus der JP S64 - 60 979 A ist ein kastenförmiges Kontaktelement bekannt, das einen als Kontaktfläche ausgebildeten Boden aus einem hoch leitfähigen Material sowie zwei als Haltearme ausgebildete Seitenwände aus einem Federmaterial aufweist, wobei das Kontaktelement einstückig aus einem einzigen Substrat geformt ist.
Aus der DE 14 40 860 A ist ein Verbund-Metallstreifen aus unterschiedlichen Legierungen für elektrische Verbindungsteile bekannt.
Aus der EP 0 645 843 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelements bekannt, wobei zunächst zwei Materialien durch einen Laminierungsschritt miteinander verbunden werden und anschließend ein Kontaktelement in einem Stanz-Biegeprozess aus dem derart geschaffenen Laminat gebildet wird.
Aus der DE 11 2014 000 872 T5 ist eine elektrische Verbindungsstruktur bekannt, die ein Kupferelement aufweist sowie ein Metallelement, das mit dem Kupferelement verbunden ist. Die elektrische Verbindungsstruktur weist weiterhin eine wasserfeste Schicht auf, die zumindest in einem Abschnitt des Kupferelements gebildet ist, der von einem Verbindungsabschnitt verschieden ist, der mit dem Metallelement verbunden ist. Zur Vermeidung einer elektrischen Korrosion ist vorgesehen, dass die Oberflächenbehandlungsschicht ein Oberflächenbehandlungsmittel umfasst, dessen Molekularstruktur einen hydrophoben Teil und eine Chelatgruppe hat.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von einteilig gefertigten Steckverbindern, die gleichzeitig eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen sollen, z.B. die Verwendung von dickeren Blechstärken oder von speziellen Kupferlegierungen notwendig ist. Diese Legierungen sollen das Elastizitätsmodul und/oder das Schubmodul des an sich weichen und duktilen Kupfers soweit erhöhen, dass bei einer geringen Blechstärke die notwendigen Primärhaltekräfte erreicht werden und die Kontaktnormalkraft, die die Kontaktlamellen auf ein eingestecktes Gegenkontaktelement ausüben, auch über Lebensdauer erreicht und beibehalten wird. Jedoch ist die Verwendung dickerer Bleche oft wegen der geforderten Dimensionen der Steckverbinder nicht möglich. Die Verwendung von Hochleistungs-Kupferlegierungen wiederum ist teurer als die Verwendung von normalem Kupfer bzw. einfachen Kupferlegierungen.
Zweiteilige Kontakte sind aufwendiger und teurer in der Herstellung, da für die Herstellung des Federaußenteils bzw. der Überfeder ein eigenes Stanz-Biege-Werkzeug bzw. ein weiteres Element in einem Stanz-Biege-Werkzeug notwendig ist und die beiden zunächst separat gefertigten Teile (Kontaktinnenteil und Federaußenteil) nach ihrer Herstellung noch aneinander montiert werden müssen. Außerdem kann durch die Materialdoppelung an manchen Stellen die Miniaturisierungsmöglichkeit derartiger zweiteiliger Kontakte eingeschränkt sein.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, einen Steckverbinder bereitzustellen, der hohen mechanischen Anforderungen an Primärhaltekräfte in einer Kontaktkammer, in die der Steckverbinder aufgenommen wird, genügt, der alternativ oder zusätzlich dauerhaft hohen mechanischen Anforderungen an die Kontaktnormalkraft relativ zu einem in den Steckverbinder eingesteckten Gegenkontaktelement genügt und nur eine geringe Relaxation aufweist und der weiterhin in einem einfachen und kostengünstigen Fertigungsprozess hergestellt werden kann. Weiterhin kann es wünschenswert sein, dass der Steckverbinder eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist in stromführenden Abschnitten.
Vorteile der Erfindung
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß des unabhängigen Anspruchs gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird ein Steckverbinder vorgeschlagen.
Der Steckverbinder weist einen sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Kontaktkasten zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements auf sowie eine Kontaktlamelle. Der Kontaktkasten weist eine erste Wand und eine zweite Wand auf, die einander gegenüberliegen bezüglich einer radialen Richtung quer zur axialen Richtung, wobei die Kontaktlamelle im Kontaktkasten zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand angeordnet ist bezüglich der radialen Richtung. Der Kontaktkasten ist überwiegend aus einem ersten Material ausgebildet. Die Kontaktlamelle ist in einem ersten Abschnitt überwiegend aus dem ersten Material ausgebildet und in einem zweiten Abschnitt, der sich an den ersten Abschnitt anschließt, überwiegend aus einem zweiten Material ausgebildet. Der zweite Abschnitt ist zwischen dem ersten Abschnitt und der ersten Wand angeordnet und überlappt mit dem ersten Abschnitt und der ersten Wand. Dabei ist vorgesehen, dass der Kontaktkasten und die Kontaktlamelle aus einem einzigen Blech als Stanz-Biege-Teil ausgebildet sind. Das Schubmodul des zweiten Materials beträgt mindestens das 1,5-fache des Schubmoduls des ersten Materials. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Elastizitätsmodul des zweiten Materials mindestens das 1,5-fache des Elastizitätsmoduls des ersten Materials beträgt.
Dadurch kann vorteilhaft ein einteiliger Steckverbinder bereitgestellt werden, der einfach zu fertigen ist und gleichzeitig eine dauerhaft hohe Kontaktnormalkraft der Kontaktlamelle bereitstellt, da diese sich mit ihrem ersten Abschnitt am zweiten Abschnitt aus dem mechanisch steiferen Material abstützen kann, wodurch eine separate Überfeder entbehrlich wird und auch die Materialstärke des ersten Materials für den ersten Abschnitt gering gehalten werden kann im Vergleich zu einem Steckverbinder, bei dem dieselbe Kontaktnormalkraft dauerhaft ohne den zweiten Abschnitt aus dem zweiten Material erzielt werden soll. Aufgrund des zweiten Abschnitts aus dem zweiten Material, welcher die mechanische Belastbarkeit des ersten Abschnitts der Kontaktlamelle unterstützt, können so die Vorteile des einteiligen Steckers mit denen des zweiteiligen Steckers kombiniert werden. Es kann für das erste Material z.B. ein sehr kostengünstiges Material verwendet werden, das keine Speziallegierung sein muss. Gleichzeitig kann ein einfacher gestaltetes und damit kostengünstigeres Stanz-Biege-Werkzeug verwendet werden, da keine separate Überfeder hergestellt und anschließend über den Kontaktkasten gestülpt werden muss. Wird die Überfeder in herkömmlichen Ausführungen in einem zweiten Stan-Biege-Werkzeug gefertigt, so kann auf dieses zweite Stanz-Biege-Werkzeug (für die Überfeder) verzichtet werden und auf ein Werkzeug, welches eine Überfeder über den Kontaktkasten stülpt.
Es kann beispielsweise vorteilhaft vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt bzw. das erste Material eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die elektrische Leitfähigkeit des ersten Materials wenigstens das 3-fache der elektrischen Leitfähigkeit des zweiten Materials beträgt, bevorzugt wenigstens das 4-fache.
Unter dem Ausdruck, wonach der erste Abschnitt überwiegend aus dem ersten Material ausgebildet ist ist zu verstehen, dass der erste Abschnitt der Kontaktlamelle zu mehr als 50% aus dem ersten Material gefertigt ist, beispielsweise zu mindestens 70%, bevorzugt zu mehr als 85% und besonders bevorzugt zu mehr als 95%. Abweichungen von einer vollständigen Ausgestaltung mit dem ersten Material können sich z.B. fertigungsbedingt durch den Stanz-Biege-Prozess ergeben oder sie können sich durch eine mögliche Oberflächenbeschichtung des ersten Materials ergeben, die z.B. aus Gründen der Reibungsminderung oder als Korrosionsschutz aufgetragen ist. Eine derartige Oberflächenbeschichtung kann z.B. bereits vor dem Stanz-Biege-Prozess vorliegen, sie kann jedoch auch erst nachträglich auf den fertiggestellten Steckverbinder aufgebracht werden. In gleicher Weise gilt die vorstehende Überlegung für den Ausdruck, wonach der zweite Abschnitt überwiegend aus dem zweiten Material ausgebildet ist, also zu mehr als 50%, beispielsweise zu mindestens 70%, bevorzugt zu mehr als 85% und besonders bevorzugt zu mehr als 95%.
Der zweite Abschnitt ist vorzugsweise entlang der radialen Richtung betrachtet zwischen dem ersten Abschnitt und der ersten Wand angeordnet.
Dadurch, dass der Steckverbinder eine Kontaktlamelle aufweist wird vorteilhaft eine besonders sichere mechanische Kontaktierung des Gegenkontaktelements im eingesteckten Zustand bewirkt. Die Kontaktlamelle ist bevorzugt elastisch reversibel auslenkbar. Sie kann z.B. bezüglich eines einzusteckenden Gegenkontaktelements z.B. in radialer Richtung federnd vorgespannt sein, so dass sie auf das Gegenkontaktelement im eingesteckten Zustand eine definierte Normalkraft bzw. Kontaktnormalkraft, z.B. zwischen 1N und 10N, z.B. 1N, 2N, 3N, 4N, 5N, 6N, 7N, 8N, 9N oder 10N oder - in anderen Ausführungen - auch noch höhere Kontaktnormalkräfte, in radialer Richtung aufbringt. Dadurch kann der Steckverbinder vorteilhaft auch besonders robust gegen Kontaktunterbrechungen bei Vibrationsbelastungen ausgebildet sein.
Es versteht sich, dass der Steckverbinder genau eine Kontaktlamelle aufweisen kann. Es kann jedoch auch eine Mehrzahl von Kontaktlamellen vorgesehen sein, z.B. zwei, drei, vier, fünf, sechs oder noch mehr Kontaktlamellen. In einem solchen Fall mit mehreren Kontaktlamellen (einer Mehrzahl von Kontaktlamellen) weist wenigstens eine der Kontaktlamellen einen ersten Abschnitt auf, der überwiegend aus dem ersten Material ausgebildet ist und einen zweiten Abschnitt, der überwiegend aus dem zweiten Material gebildet ist und sich (insbesondere direkt) an den ersten Abschnitt anschließt, wobei der zweite Abschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und der ersten Wand angeordnet ist und mit dem ersten Abschnitt und der ersten Wand überlappt. Vorteilhaft weisen mehrere Kontaktlamellen dieser Mehrzahl von Kontaktlamellen diese Anordnung aus erstem und zweitem Abschnitt auf, wobei es dabei vorkommen kann, dass einzelne der ersten Abschnitte zwischen dem zweiten Abschnitt und der zweiten Wand bzw. dem zweiten Abschnitt und einer dritten Wand bzw. dem zweiten Abschnitt und einer vierten Wand angeordnet sind, etc. und mit dem jeweiligen zweiten Abschnitt und der jeweiligen Wand überlappen bzw. sandwichartig zwischen dem zweiten Abschnitt und der jeweiligen Wand gelagert sind. Besonders vorteilhaft weist jede der Kontaktlamellen aus der Mehrzahl der Kontaktlamellen einen derartigen Aufbau aus erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass bei jeweils einander entlang der radialen Richtung gegenüberliegenden Kontaktlamellen eine Kontaktlamelle den beschriebenen Aufbau aus erstem und zweitem Abschnitt aufweist und die gegenüberliegende Kontaktlamelle keinen zweiten Abschnitt in der oben beschriebenen Anordnung und/oder Materialgestaltung aufweist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann eine übermäßige Dicke entlang der radialen Richtung vermieden werden und dennoch eine hohe Kontaktnormalkraft dauerhaft erreicht werden, da die eine Kontaktlamelle den zweiten Abschnitt aufweist, der auch eine Kraft in Richtung der gegenüberliegenden Kontaktlamelle ausübt.
Das erste Material kann bevorzugt eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, so dass der elektrische Widerstand des Strompfades vom Gegenkontaktelement über die Kontaktlamelle zum Steckverbinder und von dort weiter zu einer z.B. am Steckverbinder angebrachten Leitung besonders gering ist.
Die beiden Materialien (erstes Material und zweites Material) können die gleiche Dicke aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sie unterschiedliche Dicken aufweisen.
Beispielsweise kann das erste Material eine erste Dicke aufweisen und das zweite Material eine zweite Dicke. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die erste Dicke und die zweite Dicke weniger als 0,5mm betragen. Beispielsweise kann die erste Dicke und/oder die zweite Dicke in einem Bereich von 0,2mm bis 0,3mm liegen und z.B. 0,2mm oder 0,25mm oder 0,3mm betragen. In anderen Ausgestaltungen kann die zweite Dicke in einem Bereich von 0,05mm bis 0,3mm liegen und z.B. 0,05mm oder 0,1mm oder 0,15mm oder 0,2mm betragen. Es versteht sich, dass auch die erste Dicke in die angegebenen Dicken bzw. Materialstärken aufweisen kann. Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die zweite Dicke geringer ist als die erste Dicke. So kann z.B. die erste Dicke mindestens das 1,2-fache der zweiten Dicke betragen. Dadurch kann das mechanisch stabilere zweite Material dünner ausgebildet sein, was Kosten und Gewicht reduziert, und es kann dennoch eine ausreichende Stabilisierung bieten bzw. dauerhaft die Kontaktnormalkraft der Kontaktlamelle aufrecht erhalten.
Der Kontaktkasten kann beispielsweise einen rechteckigen oder runden oder dreieckigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Die Herstellung eines derartigen Steckverbinders kann z.B. durchgeführt werden durch die Zuführung eines einzigen Blechs bzw. Metallbands in ein Stanz-Biege-Werkzeug, wobei das Blech bzw. Metallband zwei Bereiche aus zwei verschiedenen Materialien aufweist, das erste Material und das zweite Material, die untrennbar (nicht zerstörungsfrei trennbar) miteinander verbunden sind, z.B. durch einen Gussprozess, einen SchweißProzess, einen Prägeprozess, einen Klebeprozess oder dergleichen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass zwei Bleche aus zwei verschiedenen Materialien (erstes Material und zweites Material) unmittelbar vor dem Stanz-Biege-Prozess aus zwei Blechen bzw. Metallbändern untrennbar zu einem einzigen Blech bzw. Metallband miteinander verbunden werden, z.B. durch einen Schweißprozess, und unmittelbar anschließend der Stanz-Biege-Prozess zur Fertigung des Steckverbinders durchgeführt wird. Es kann in solch einem Fall vorgesehen sein, dass der Prozessschritt des Zusammenfügens des Bleches bzw. des Metallbands aus zwei Blechen bzw. zwei Metallbändern in demselben Werkzeug vorgenommen wird, in dem auch der Stanz-Biege-Prozess vorgenommen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich um zwei voneinander separate Werkzeuge handelt (z.B. ein Fügewerkzeug und ein Stanz-Biege-Werkzeug).
Es kann dabei beispielhaft vorgesehen sein, dass nach der Bereitstellung des einzigen Blechs der Kontaktkasten und die Kontaktlamelle mit ihrem ersten Abschnitt und ihrem zweiten Abschnitt (sowie ggf. weitere Elemente des Steckverbinders) in einem Schritt bzw. in einer Schrittfolge aus dem Blech bzw. Metallband geschnitten bzw. gestanzt werden (nach dem Stanzprozess liegt eine sogenannte Stanzplatine vor). Dabei kann in einem weiteren Schritt bzw. gleichzeitig mit dem Stanzschritt beispielhaft bereits eine plastische Verformung einzelner Elemente, z.B. des ersten und/oder zweiten Abschnitts der Kontaktlamelle vorgenommen werden, z.B., um in dem ersten und/oder zweiten Abschnitt der Kontaktlamelle eine elastisch reversible Federvorspannung zu erzeugen, die im fertig hergestellten Steckverbinder z.B. entlang der radialen Richtung wirkt. Weiterhin kann beispielhaft vorgesehen sein, dass in einem weiteren Schritt der zweite Abschnitt der Kontaktlamelle (und ggf. weitere Elemente des Steckverbinders wie z.B. eine Rastlanze, etc.) umgefaltet wird, z.B. an einer Knicklinie quer zur axialen Richtung um ungefähr 180°, so dass der zweite Abschnitt der Kontaktlamelle benachbart zum ersten Abschnitt der Kontaktlamelle zu liegen kommt. Weiterhin kann beispielhaft vorgesehen sein, dass in einem weiteren Schritt einzelne Abschnitte der Stanzplatine an Knicklinien, die ungefähr oder genau parallel zur axialen Richtung verlaufen, zu dem Kontaktkasten verformt werden, wobei der zweite Abschnitt der Kontaktlamelle zwischen der ersten Wand des Kontaktkastens und dem ersten Abschnitt der Kontaktlamelle zu liegen kommt und mit dem ersten Abschnitt und der ersten Wand zumindest teilweise, z.B. zu wenigstens 25% seiner Länge überlappt oder zu wenigstens 50% seiner Länge überlappt oder zu wenigstens 70% seiner Länge überlappt. Auf diese Weise wird in dieser lediglich beispielhaften Schrittfolge der zweite Abschnitt der Kontaktlamelle von der ersten Wand und dem zweiten Abschnitt der Kontaktlamelle, umgeben bzw. entlang der radialen Richtung betrachtet sandwichartig eingeschlossen. Dadurch kann sich der erste Abschnitt, der überwiegend das mechanisch weichere erste Material aufweist, an dem zum überwiegenden Teil aus dem festeren zweiten Material ausgebildeten zweiten Abschnitt abstützen und so dauerhaft eine hohe Kontaktnormalkraft auf ein im Steckverbinder angeordnetes (z.B. eingestecktes) Gegenkontaktelement aufbringen.
Es versteht sich, dass die oben beschriebene Schrittfolge lediglich beispielhaft ist und dass dabei einzelne Schritte auch austauschbar sein können oder weggelassen werden können. Außerdem können weitere Schritte vorgesehen sein.
Im Rahmen dieser Anmeldung wird der Ausdruck „aufweisend“ synonym zum Ausdruck „umfassend“ verwendet, sofern nichts anderes beschrieben ist.
Dadurch, dass der Steckverbinder als Buchsenkontakt ausgebildet ist wird vorteilhaft bewirkt, dass der Steckverbinder besonders einfach als Stanz-Biegeteil herstellbar ist. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch eine besonders sichere und zuverlässige Kontaktierung eines Gegenkontaktelements bewirkt. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch bewirkt, dass der Steckverbinder nur Gegenkontaktelemente einer definierten Form kontaktiert.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Steckverbinder einen Anschlussbereich zum Befestigen einer elektrischen Leitung aufweist, wobei sich der Anschlussbereich an den Kontaktkasten und/oder an die Kontaktlamelle anschließt (z.B. an deren ersten Abschnitt oder an deren zweiten Abschnitt), wobei der Anschlussbereich überwiegend aus dem ersten Material ausgebildet ist, wobei der Anschlussbereich zusammen mit dem Kontaktkasten und der Kontaktlamelle aus einem bzw. dem einzigen Blech als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Steckverbinder besonders kompakt ausgebildet ist. Weiterhin vorteilhaft kann der Steckverbinder auf diese Weise besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Dabei versteht sich, dass der Ausdruck, wonach der Anschlussbereich überwiegend aus dem ersten Material ausgebildet ist, bedeutet, dass er zu mehr als 50% aus dem ersten Material ausgebildet ist, bevorzugt zu mehr als 70%, bevorzugt zu mehr als 85% und besonders bevorzugt zu mehr als 95%. Die weiter oben angestellten Überlegungen zu fertigungsbedingten Anteilen des zweiten Materials und/oder zu Oberflächenbeschichtungen gelten analog auch für den Anschlussbereich.
Der Anschlussbereich kann beispielsweise mit einem Crimplaschenpaar oder zwei Crimplaschenpaaren ausgeführt sein (Isolationscrimp und Leitungscrimp). Weiterhin ist denkbar, dass der Anschlussbereich Bondpads für das Bonden von Drähten der Leitung bzw. für das Bonden der Leitung aufweist oder dass er eine Schweißfläche für das Anschweißen der Leitung aufweist. Auch eine Ausführung des Anschlussbereichs als Schneid-Klemm-Verbindung ist denkbar.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Abschnitt in einem ersten Punkt mit der ersten Wand in, insbesondere zerstörungsfrei lösbarem, mechanischem Kontakt steht, wobei der zweite Abschnitt in einem zweiten Punkt mit dem ersten Abschnitt in mechanischem, insbesondere zerstörungsfrei lösbarem, Kontakt steht. Dabei kann vorgesehen sein, dass der zweite Punkt nicht an der Stoßkante zwischen erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt liegt. Dadurch wird vorteilhaft der erste Abschnitt der Kontaktlamelle besonders zuverlässig und stabil abgestützt und die Kontaktnormalkraft kann dauerhaft ein akzeptables Niveau behalten. Beispielsweise kann der erste Punkt eine größere erste Kontaktfläche zwischen erster Wand und zweitem Abschnitt aufweisen als der zweite Punkt, der eine zweite Kontaktfläche zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausbildet. Erste Kontaktfläche bzw. zweite Kontaktfläche weisen bevorzugt jeweils eine erste Flächennormale (erste Kontaktfläche) bzw. zweite Flächennormale (zweite Kontaktfläche) auf, die sich im Wesentlichen entlang der radialen Richtung (+/-40° zur radialen Richtung) erstreckt. Dadurch kann eine Kontaktnormalkraft des ersten Abschnitts auf das Gegenkontaktelement mittels des zweiten Abschnitts großflächiger auf den Kontaktkasten verteilt werden, so dass der Druck auf einzelne Punkte des Kontaktkastens reduziert wird und dadurch eine Relaxation bzw. Verformung des Kontaktkastens vermieden wird. Gleichzeitig kann mittels des zweiten Abschnitts der punktuelle Druck auf den ersten Abschnitt erhöht werden, so dass eine dauerhaft hohe Kontaktnormalkraft auf ein Gegenkontaktelement aufgebracht werden kann. Bevorzugt steht der zweite Abschnitt dauerhaft mit der ersten Wand und dem ersten Abschnitt in (zerstörungsfrei lösbarem) mechanischem Kontakt. Bevorzugt liegt der zweite Abschnitt lösbar bzw. lose an der ersten Wand und/oder dem ersten Abschnitt an. Dies kann z.B. auch bei nicht eingestecktem Gegenkontaktelement der Fall sein. Der zweite Abschnitt dient somit bevorzugt nicht lediglich als Anschlag bzw. elastischer Puffer, z.B. bei Vibrationen oder größeren Bewegungen eines eingesteckten Gegenkontaktelements, sondern trägt ständig zur Aufbringung der Kontaktnormalkraft bzw. zum Ausbilden einer, insbesondere elastisch reversiblen, Vorspannung in radialer Richtung bei. Gleichzeitig kann auf eine z.B. stoffschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Abschnitt und der ersten Wand bzw. auch zwischen dem zweiten Abschnitt und dem ersten Abschnitt verzichtet werden (die Stoßkante aus erstem Material und zweitem Material wird hier nicht betrachtet), was die Fertigung vereinfacht.
Dadurch, dass die Kontaktlamelle einen geprägten Kontaktpunkt aufweist, wird vorteilhaft ein definierter Kontaktpunkt am Gegenkontaktelement im eingesteckten Zustand bewirkt. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch ein besonders geringer Übergangswiderstand zum eingesteckten Gegenkontaktelement bewirkt.
Dadurch, dass der zweite Punkt höchstens 2mm, bevorzugt höchstens 1mm und besonders bevorzugt höchsten 0,5mm von dem Kontaktpunkt entfernt liegt wird vorteilhaft bewirkt, dass die von dem zweiten Abschnitt bewirkte mechanische Unterstützung bzw. Abstützung des ersten Abschnitts eine möglichst große Kraftkomponente in radialer Richtung bewirkt und somit die Kontaktnormalkraft bestmöglich unterstützt.
Dabei ist insbesondere zu verstehen, dass der zweite Punkt in lateraler bzw. axialer Richtung betrachtet höchstens 2mm, bevorzugt höchstens 1mm und ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5mm von dem Kontaktpunkt entfernt liegt, also einen axialen Abstand von höchstens 2mm, bevorzugt höchstens 1mm und ganz besonders bevorzugt von höchstens 0,5mm von dem Kontaktpunkt aufweist. Beispielsweise kann dieser axiale Abstand von den jeweiligen Mittelpunkten von zweitem Punkt und Kontaktpunkt aus bestimmt werden. Es ist zu verstehen, dass der zweite Punkt insbesondere nicht ein Punkt der Stoßkante zwischen erstem Material und zweitem Material ist.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Teil des Kontaktkastens und/oder ein Teil des ersten Abschnitts der Kontaktlamelle aus dem zweiten Material ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein dem Gegenkontaktelement zugewandter vorderer Teil des Kontaktkastens und/oder des ersten Abschnitts der Kontaktlamelle zumindest teilweise aus dem zweiten Material ausgebildet sein. Dazu kann z.B. vorgesehen sein, dass im Stanzprozess Elemente, die den Kontaktkasten bilden an einem Ende noch einen Teil aus dem zweiten Material des Bandmaterials bzw. des Blechs aufweisen. Auch ein Umformprozess von denjenigen Teilen der Stanzplatine, die gebildet sind aus dem das zweite Material enthaltenden Teil des Blechs, ist denkbar. Dadurch kann vorteilhaft lediglich beispielsweise eine dem Gegenkontaktelement zugewandte Stirnfläche des Kontaktkastens und/oder des ersten Abschnitts der Kontaktlamelle robuster ausgebildet sein, um z.B. widerstandsfähiger gegen Fehlsteckversuche des Gegenkontaktelements zu sein. Auch eine mechanische Verstärkung an einer zur axialen Richtung parallelen Seitenfläche bzw. Seitenwand (z.B. erste, zweite, dritte oder vierte Wand) des Kontaktkastens ist auf diese Weise vorteilhaft realisierbar.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kontaktkasten umlaufend geschlossen ausgebildet ist, betrachtet entlang einer Umlaufrichtung, die die axiale Richtung umläuft. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Steckerbinder z.B. beim Einstecken in eine Kontaktkammer eines Steckergehäuses auch bei höheren Kräften beim Einstecken nicht beschädigt wird. Dies kann z.B. bei miniaturisierten Steckverbindern, die Blechstärken von weniger als 0,5mm oder sogar weniger als 0,4mm aufweisen oder sogar weniger als oder gleich 0,25mm, von großer Bedeutung sein. Weiterhin vorteilhaft wird auf diese Weise die Kontaktlamelle in der Art eines Käfigs bzw. kastenartig umschlossen. Auf diese Weise ist die Kontaktlamelle vor äußeren Einwirkungen, z.B. beim Einschieben des Steckverbinders in eine Kontaktkammer gut geschützt, z.B. gegen ein Verbiegen. Auch wird vorteilhaft die Stabilität des Kontaktkastens auf diese Weise erhöht, z.B. auch gegen radial einwirkende Kräfte, da sich die Wände der geschlossenen Form an sich selber stabilisierend abstützen können. Weiterhin wird vorteilhaft auf diese Weise bewirkt, dass sich Kräfte, die auf die Kontaktlamelle (insbesondere auf deren ersten Abschnitt) radial nach außen wirken, stets an dem Kontaktkasten abstützen können, was die Stabilität des Steckverbinders erhöht und auch die dauerhafte Aufrechterhaltung der Kontaktnormalkraft befördert.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Steckverbinder eine nach außen abragende Rastlanze aufweist, die elastisch reversibel nach innen verlagerbar ist. Dabei kann lediglich beispielhaft vorgesehen sein, dass die Rastlanze überwiegend aus dem zweitem Material geformt ist. Lediglich beispielhaft kann die Rastlanze an dem Kontaktkasten bzw. an einer Wand des Kontaktkastens ausgebildet sein, insbesondere einstückig. Durch die Rastlanze wird vorteilhaft eine besonders hohe Primärhaltekraft ermöglicht, wenn der Steckverbinder z.B. in eine Kontaktkammer eines Steckergehäuses eingeschoben wird. Die Rastlanze kann z.B. schräg nach (radial) außen von dem Steckverbinder abragen.
Es versteht sich, dass es Ausführungsformen geben kann, die genau eine Rastlanze aufweisen. Es kann jedoch auch Ausführungsformen geben, bei denen mehr als eine Rastlanze vorgesehen ist, z.B. zwei, drei, vier oder noch mehr Rastlanzen. Vorteilhaft ist in solch einem Fall vorgesehen, dass jede dieser Rastlanzen zumindest zum überwiegenden Teil aus dem zweiten Material geformt ist.
Die (wenigstens eine) Rastlanze kann auch als Primärrastlanze bzw. Primärverriegelungselement bezeichnet werden. Sie kann dazu ausgebildet sein, beim Einstecken des Steckverbinders an einem Hinterschnitt einer Kontaktkammer eines Steckergehäuses zu verrasten, so dass ein (beschädigungsfreies) Herausziehen des Steckverbinders aus der Kontaktkammer ohne Entriegelungswerkzeug nicht möglich ist. Für eine dauerhafte Verriegelung des Steckverbinders kann ein separates Sekundärverriegelungselement vorgesehen sein, welches z.B. in das Steckergehäuse eingeschoben wird und einen Hinterschnitt des Steckverbinders hintergreift, so dass dieser nicht aus der Kontaktkammer herausziehbar ist.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Material gewählt ist aus der Gruppe: Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit des Steckverbinders bereitgestellt. Weiterhin vorteilhaft wird so ein geringer elektrischer Widerstand zwischen dem Steckverbinder und dem Gegenkontaktelement bereitgestellt, da das Gegenkontaktelement die Kontaktlamelle elektrisch kontaktiert. Weiterhin vorteilhaft wird auch der elektrische Widerstand auf dem Weg bzw. Strompfad zu einer am Steckverbinder angeschlossenen Leitung gering gehalten. Weiterhin vorteilhaft wird so auch ein Übergangswiderstand des Steckverbinders zu der elektrischen Leitung gering gehalten, die an dem Steckverbinder angeschlossen sein kann. Schließlich wird dadurch vorteilhaft der Stanzprozess und der Biegeprozess vereinfacht, da die vorgeschlagenen Materialien für das erste Material sich einfach und aufwandsarm plastisch verformen lassen. Schließlich kann vorteilhaft auf die Verwendung von teuren Hochleistungslegierungen verzichtet werden, die trotz hoher Stromleitfähigkeit eine höhere Festigkeit (Elastizitätsmodul und/oder Schubmodul) aufweisen als z.B. reines Kupfer oder kostengünstige Kupferlegierungen.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zweite Material gewählt ist aus der Gruppe: Stahl, Federstahl. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders kostengünstige Herstellung des Steckverbinders bewirkt. Denn Stahl bzw. Federstahl weist als leicht verformbares metallisches Material ein hohes Schubmodul und ein hohes Elastizitätsmodul auf und ist dabei kostengünstig beziehbar. Als zweiter Abschnitt der Kontaktlamelle kann das derart vorgeschlagene zweite Material die Kontaktlamelle des Steckverbinders auch bei sehr kleiner Dimensionierung mit z.B. Materialstärken von ungefähr 0,4mm oder von ungefähr 0,3mm oder von ungefähr 0,2mm oder von ungefähr 0,15mm oder von ungefähr 0,1mm mechanisch derart verstärken bzw. abstützen, dass dauerhaft hohe Kontaktnormalkräfte erreichbar sind und keine Relaxation der Kontaktlamelle die Kontaktnormalkraft negativ beeinflusst. Wird das zweite Material beispielhaft auch in einer optional vorhandenen Rastlanze und/oder in dem vorderer Teil des Kontaktkastens, etc. eingesetzt, so kann vorteilhaft eine hohe Primärhaltekräfte (z.B. mittels einer Rastlanze) gegen ein Herausziehen aus einer Kontaktkammer eines Steckergehäuses erzielt werden bzw. eine hohe Resistenz gegen Verformungen des Kontaktkastens bei Fehlsteckungen des Gegenkontaktelements erzielt werden.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen

1: eine schematische Darstellung einer Stanzplatine mit Biegelinien zur Herstellung einer Ausführungsform eines Steckverbinders;
2a: einen schematischen Längsschnitt durch einen Steckverbinder, der aus der Stanzplatine aus 1 hergestellt ist;
2b: einen schematischen Querschnitt durch einen Steckverbinder, der aus der Stanzplatine aus 1 hergestellt ist;
2c: eine schematische perspektivische Teilansicht des Steckverbinders aus den 2a und 2b.

1 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung einer Stanzplatine 70 mit Biegelinien 50, 52 zur Herstellung einer Ausführungsform eines Steckverbinders 1 (siehe 2a, 2b, 2c). Dieser ist nach seiner Herstellung durch verschiedene Biegeschritte als Buchsenkontakt ausgebildet.
Auf der dargestellten Stanzplatine 70 sind die einzelnen Bestandteile des Steckverbinders 1 bereits ausgestanzt und teilweise bereits vorgebogen bzw. ausgeprägt.
Der Steckverbinder 1 (siehe verschiedene Ansichten in 2a, 2b, 2c) weist einen sich entlang einer axialen Richtung A erstreckenden Kontaktkasten 2 zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements 30 auf sowie eine Kontaktlamelle 3, wobei der Kontaktkasten 2 eine erste Wand 21 und eine zweite Wand 22 aufweist, die einander gegenüberliegen bezüglich einer radialen Richtung R quer zur axialen Richtung A. Die Kontaktlamelle 3 ist im Kontaktkasten 2 zwischen der ersten Wand 21 und der zweiten Wand 22 angeordnet bezüglich der radialen Richtung R, wobei der Kontaktkasten 2 überwiegend aus einem ersten Material M1 ausgebildet ist. Die Kontaktlamelle 3 ist in einem ersten Abschnitt 4 überwiegend aus dem ersten Material M1 ausgebildet und in einem zweiten Abschnitt 5, der sich an den ersten Abschnitt 4 anschließt, überwiegend aus einem zweitem Material M2. Der zweite Abschnitt 5 ist zwischen dem ersten Abschnitt 4 und der ersten Wand 21 angeordnet und überlappt mit dem ersten Abschnitt 4 und der ersten Wand 21. Das Schubmodul des zweites Materials M2 beträgt mindestens das 1,5-fache des Schubmoduls des ersten Materials M1. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt gleichzeitig auch das Elastizitätsmodul des zweites Materials M2 mindestens das 1,5-fache des Elastizitätsmoduls des ersten Materials M1. In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Material M1 Kupfer bzw. eine kostengünstige Kupferlegierung und das zweite Material M2 Stahl. Der Kontaktkasten 2 und die Kontaktlamelle 3 sind aus einem einzigen Blech 6 als Stanz-Biege-Teil ausgebildet, wobei das erste Material M1 eine erste Dicke d1 aufweist und das zweite Material M2 eine zweite Dicke d2. Erste Dicke d1 und zweite Dicke d2 können gleich sein, wie hier dargestellt. Sie können sich jedoch auch unterscheiden.
Der Kontaktkasten 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel kastenförmig geschlossen. Er weist hier beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt auf. Der Kontaktkasten 2 weist hier beispielhaft die erste Wand 21 auf, die hier beispielhaft als eine Art Deckel des Kontaktkastens 2 ausgebildet ist, hier beispielhaft als eine Art innerer Deckel. Der Kontaktkasten 2 weist weiterhin die zweite Wand 22 auf, die hier beispielhaft als eine Art Boden des Kontaktkastens 2 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Wand 22 nach radial innen vorgewölbt und weist einen Kontaktpunkt 9 auf. Sie hat in diesem Ausführungsbeispiel somit zusätzlich zur Stabilisierungswirkung des Kontaktkastens 2 die Funktion einer (weiteren) Kontaktlamelle. Weiterhin weist der Kontaktkasten 2 in diesem Ausführungsbeispieleine eine dritte Wand 23 und eine vierte Wand 24 auf, wobei hier beispielhaft die dritte Wand 23 als eine Art erste Seitenwand und die vierte Wand 24 als eine Art zweite Seitenwand ausgebildet sind. Der Kontaktkasten 2 ist im fertig hergestellten Zustand (siehe z.B. 2b, 2c) hier beispielhaft umlaufend geschlossen ausgebildet, betrachtet entlang einer Umlaufrichtung U, die die axiale Richtung A umläuft.
Es versteht sich, dass grundsätzlich auch andere Querschnitte des Kontaktkastens 2 möglich sind und auch Formen möglich sind, in denen der Kontaktkasten 2 teilweise oder sogar weitestgehend offen, also nicht umlaufend geschlossen, ausgebildet ist, also z.B. mit durchbrochenen Kontaktkasten-Seitenwänden 23, 24 und/oder durchbrochenem Kontaktkasten-Boden (zweite Wand 22) und/oder durchbrochenem Kontaktkasten-Deckel (erste Wand 21).
In den 1, 2a, 2b, 2c ist gut zu erkennen, dass die Kontaktlamelle 3 einen geprägten Kontaktpunkt 9 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kontaktpunkt 9 im ersten Abschnitt 4 angeordnet. Er weist radial nach innen, so dass ein eingestecktes Gegenkontaktelement 30 an einem definierten Punkt gut und sicher elektrisch und mechanisch kontaktiert wird.
Der zweite Abschnitt 5 steht in einem ersten Punkt P1 mit der ersten Wand 21 in mechanischem Kontakt. Dieser mechanische Kontakt ist hier beispielhaft zerstörungsfrei lösbar, d.h.: der zweite Abschnitt 5 liegt an der ersten Wand 21 an, ohne mit ihr z.B. stoffschlüssig verbunden zu sein. Der zweite Abschnitt 5 steht in einem zweiten Punkt P2 mit dem ersten Abschnitt 4 in mechanischem Kontakt. Dieser mechanische Kontakt ist hier beispielhaft zerstörungsfrei lösbar, d.h.: der zweite Abschnitt 5 liegt an dem ersten Abschnitt 4 an, ohne mit ihr z.B. stoffschlüssig verbunden zu sein. Der zweite Punkt P2 ist insbesondere kein Punkt, der an der Stoßkante zwischen dem ersten Material M1 und dem zweiten Material M2 angeordnet ist. Er liegt hier beispielhaft eher in der Nähe des hier beispielhaft freien Endes des zweiten Abschnitts 5. Auf diese Weise ist der zweite Abschnitt 5 sandwichartig zwischen dem ersten Abschnitt 4 und der ersten Wand 21 eingebettet und kann sich im ersten Punkt P1 an der ersten Wand 21 abstützen und die Stützkraft über den zweiten Punkt P2 auf den ersten Abschnitt 4 der Kontaktlamelle 3 übertragen.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der zweite Punkt P2 höchstens 2mm, bevorzugt höchstens 1mm und ganz besonders bevorzugt höchstens 0,5mm von dem Kontaktpunkt 9 des ersten Abschnitts 4 entfernt liegt. Dabei ist dieser Abstand bevorzugt in axialer Richtung A zu bemessen bzw. es handelt sich um einen lateralen Abstand. Auf diese Weise wirkt die Stützkraft des zweiten Abschnitts 5 auf den Kontaktpunkt 9 des ersten Abschnitts 4 bevorzugt zu großen Teilen in die radiale Richtung nach innen, also auf ein eingestecktes Gegenkontaktelement 30 hin.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Steckverbinder 1 lediglich beispielhaft weiterhin einen Anschlussbereich 7 zum Befestigen einer elektrischen Leitung 8 auf, wobei sich der Anschlussbereich 7 an den Kontaktkasten 2 und/oder an die Kontaktlamelle 3 anschließt, wobei der Anschlussbereich 7 überwiegend aus dem ersten Material M1 ausgebildet ist, wobei der Anschlussbereich 7 zusammen mit dem Kontaktkasten 2 und der Kontaktlamelle 3 aus einem einzigen bzw. dem einzigen Blech 6 als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist.
Die elektrische Leitung 8 weist hier beispielhaft eine Isolierung 81 auf, die einen elektrischen Leiter 82 umschließt. Die elektrische Leitung 8 kann in diesem Ausführungsbeispiel im Anschlussbereich 7 mittels Isolationscrimplaschen 72 und Leitungscrimplaschen 71 mit dem Steckverbinder 1 elektrisch und mechanisch kontaktiert bzw. verbunden werden bzw. an dem Steckverbinder 1 befestigt werden. Es versteht sich, dass auch andere Möglichkeiten der elektrischen und mechanischen Kontaktierung existieren, z.B. durch Bonden, Löten, Schweißen, eine Scheid-Klemm-Verbindung, etc. Es ist auch nicht zwingend notwendig, dass ein Anschlussbereich 7 vorgesehen ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Steckverbinder 1 lediglich beispielhaft als Lanzenkontakt ausgebildet. Dazu ist vorgesehen, dass der Steckverbinder 1 eine (hier: schräg) nach außen abragende Rastlanze 10 aufweist, die elastisch reversibel nach innen verlagerbar ist. Die Rastlanze 10 ist hier beispielhaft überwiegend aus dem zweitem Material M2 geformt. Die Rastlanze 10 ist hier beispielhaft in einem radial außerhalb der ersten Wand 21 angeordneten Element, einer Rast-Platte 25, angeordnet bzw. ausgebildet bzw. aus der Rast-Platte 25 freigestanzt. Es versteht sich, dass die Rast-Platte 25 in einer anderen Ausführungsform auch benachbart zur zweiten Wand 22, zur dritten Wand 23 oder zur vierten Wand 24 (jeweils außerhalb dieser Wände 22, 23, 24) angeordnet sein kann. Die Rast-Platte 25 ist Teil der Stanzplatine 70. Sie wird beim Biegevorgang z.B. entlang einer Biegelinie 50 quer zur axialen Richtung A um 180° umgebogen (siehe den Pfeil mit dem Bezugszeichen 200 in 1) und gelangt so an ihren Platz radial außerhalb der ersten Wand 21 (siehe 1, 2a). Die Rast-Platte 25 kann als zum Kontaktkasten 2 zugehörig betrachtet werden. Es versteht sich, dass der Steckverbinder 1 auch ohne Rast-Platte 25 und/oder ohne Rastlanze 10 ausgebildet sein kann. Es versteht sich, dass auch mehr als eine Rastlanze 10 vorgesehen sein kann. Mittels der Rastlanze 10 kann der Steckverbinder 1 z.B. in einer hier nicht dargestellten Kontaktkammer eines Steckers primärverrastet werden, indem die Rastlanze 10 z.B. einen Hinterschnitt der Kontaktkammer hintergreift. Durch die Ausbildung der Rastlanze 10 überwiegend aus dem zweiten Material M2 können höhere Primärhaltekräfte bzw. Ausreißkräfte bei sonst gleicher Dimensionierung erzielt werden als dies bei der Ausgestaltung aus dem ersten Material M1 möglich wäre.
Es kann in anderen Ausführungsformen auf die Rastlanze 10 verzichtet werden. In wiederum anderen Ausführungsformen kann z.B. in der Rast-Platte 25 und/oder in einer der Wände 21, 22, 23,24 eine Aussparung vorgesehen sein, in welche ein Federelement einer Kontaktkammer eingreifen kann und so den Steckverbinder 1 in einer Kontaktkammer eines Steckergehäuses verrasten kann, insbesondere primärverrasten (statt einer Aussparung kann auch lediglich ein Hinterschnitt vorgesehen sein). Auch in einer solchen Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass die Aussparung (bzw. der Hinterschnitt) in der (bzw. an der) Rast-Platte 25 vorgesehen ist und/oder insbesondere überwiegend aus dem zweiten Material M2 ausgebildet ist. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft bei sonst gleichen Dimensionen eine bessere mechanische Stabilität erreicht werden, als wenn ein solcher Hinterschnitt in einem aus dem ersten Material M1 ausgebildeten Element gleicher Dicke bzw. Stärke angeordnet ist.
In 1 ist zu erkennen, wie der Steckverbinder 1 beispielhaft hergestellt werden kann, nachdem das Blech 6 in einem ersten Schritt bereitgestellt und in einem weiteren Schritt bereits die vorstehend beschriebenen Elemente des Steckverbinders 1 aus dem Blech 6 herausgestanzt wurden, sowie weiterhin lediglich beispielhaft bereits die Kontaktlamelle 3 bzw. zumindest ihr erster Abschnitt 4 in ihre federnde Form gebracht wurde und die Kontaktpunkte 9 in das Blech 6 eingeprägt wurden. In 1 liegt die Stanzplatine 70 noch im Wesentlichen in der zweidimensionalen Form des Blechs 6 vor. Das Blech 6 bzw. das Metallband der Stanzplatine 70 weist zwei Bereiche aus zwei verschiedenen Materialien auf, das erste Material M1 und das zweite Material M2, die untrennbar (nicht zerstörungsfrei trennbar) miteinander verbunden sind, z.B. durch einen Gussprozess oder einen Schweiß-Prozess oder einen Prägeprozess oder einen Klebeprozess oder dergleichen.
In einem weiteren Schritt 200 wird in diesem Ausführungsbeispiel das freigestanzte zweite Abschnitt 4 umgefaltet (siehe Pfeil), hier an der Knicklinie bzw. Biegelinie 50, die quer zur axialen Richtung A verläuft und ungefähr an der Stoßkante zwischen den beiden Materialien M1, M2 liegt. Die Biegung erfolgt hierbei um ungefähr 180°, so dass die Stanzform bzw. das Element des zweiten Abschnitts 5 der Kontaktlamelle 3 benachbart zur Stanzform des ersten Abschnitts 4 der Kontaktlamelle 3 zu liegen kommt. Außerdem kommt in diesem Ausführungsbeispiel die Rast-Platte 25 mit der Rastlanze 10 benachbart zur Stanzform der ersten Wand 21 zu liegen. In einem weiteren beispielhaften Schritt wird der Kontaktkasten 2 ausgebildet, indem die vier Wände 21, 22, 23, 24 an Knicklinien bzw. Biegelinien 52, die ungefähr oder genau parallel zur axialen Richtung A verlaufen, zu einem Kasten verformt bzw. gebogen werden. Die Biegung erfolgt dabei derart, dass der zweite Abschnitt 5 der Kontaktlamelle 3 zwischen dem ersten Abschnitt 4 und der ersten Wand 21 zu liegen kommt und mit dem ersten Abschnitt 4 und der ersten Wand 21 zumindest teilweise überlappt, bevorzugt zu mehr als 50% seiner Länge und ganz besonders bevorzugt entlang seiner gesamten Länge. Auf diese Weise wird in dieser lediglich beispielhaften Schrittfolge der zweite Abschnitt 5 sandwichartig zwischen dem ersten Abschnitt 4 und der ersten Wand 21 gelagert bzw. angeordnet. Er kann somit eine federnde Kraft in radialer Richtung R auf den ersten Abschnitt 5 hin ausüben und sich dabei selber an dem Kontaktkasten 2 abstützen. Im Zuge der beschriebenen Formung des Kontaktkastens 2 gelangt auch die Rast-Platte 25 mit der Rastlanze 10 an ihre endgültige Position, hier also radial außerhalb der ersten Wand 21. Die Rast-Platte 25 kann beispielhaft als eine Art weiterer Deckel des Kontaktkastens 2 ausgebildet sein, hier beispielhaft als eine Art äußerer Deckel, der radial außerhalb über der als innerer Deckel wirkenden ersten Wand 21 angeordnet ist. Die Rastlanze 10 kann bereits vor dem Schritt 200 des ersten Biegens aus der Stanzplatine 70 bzw. aus der Rast-Platte 25 herausgestellt werden.
Es versteht sich, dass auch andere Stanzmuster und/oder Biegereihenfolgen möglich sind, so kann z.B. zunächst der Kontaktkasten 2 gebogen werden, bevor anschließend die Rast-Platte 25 mit der Rastlanze 10 entlang der Biegelinie 50 um ca. 180° umgebogen wird.
Es versteht sich weiterhin, dass die oben beispielhaft beschriebene Materialwahl kein wesentliches Merkmal der Erfindung darstellt, es sind grundsätzlich auch andere Materialpaarungen möglich, solange das zweite Material M2 ein Elastizitätsmodul aufweist, das wenigstens 1,5-mal so groß ist wie dasjenige des ersten Materials M1 und/oder solange das zweite Material M2 ein Schubmodul aufweist, das wenigstens 1,5-mal so groß ist wie dasjenige des ersten Materials M1. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das erste Material M1 beispielsweise gewählt ist aus der folgenden Gruppe: Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Silber, eine Silberlegierung, Gold, eine Goldlegierung. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das zweite Material M2 beispielsweise gewählt ist aus der Gruppe: Stahl, Federstahl, Eisen.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass am Steckverbinder 1 noch wenigstens eine Kodierfahne und/oder wenigstens eine Einführschräge (z.B. an einem vorderen Ende 90, welches dem Gegenkontaktelement 30 zugewandt ist) vorgesehen ist. Derartige Elemente sind vorzugsweise aus dem zweiten Material M2 gebildet, da dieses mechanisch stabiler ist. Weiterhin kann z.B. in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass ein Teil des Kontaktkastens 2, insbesondere der dem Gegenkontaktelement 30 zugewandte vordere Teil 90 des Kontaktkastens 2, aus dem zweiten Material M2 ausgebildet ist (ein hinterer Teil 92 des Kontaktkastens 2 ist hier dem Anschlussbereich 7 zugewandt). Diese Ausgestaltungen sind einzeln oder in Kombination durch andere Stanzmuster der Stanzplatine 70 (siehe 1) realisierbar. Der Kontaktkasten 2 kann auf diese Weise weiterhin überwiegend aus dem ersten Material M1 gebildet sein, jedoch an mechanisch stark beanspruchten Stellen (teilweise) das zweite Material M2 aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Abschnitt 5 zum Teil aus dem ersten Material M1 ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise in einem Biegebereich 11 vorkommen, in dem der erste Abschnitt 4 mit dem zweiten Abschnitt 5 verbunden ist. Ein derartiger Biegebereich 11 kann sich z.B. in einem Bereich von bis zu 3mm, bevorzugt höchstens bis zu 2mm und ganz besonders bevorzugt höchstens bis zu 1mm und weiterhin bevorzugt um höchstens bis zu 0,5mm, z.B. 0,1mm oder 0,2mm oder 0,3mm oder 0,5mm um die Stoßkante zwischen den beiden Materialien M1, M2 herum erstrecken. Dadurch kann der zweite Abschnitt besonders einfach umgebogen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt 4 und/oder der Kontaktkasten 2 (vorzugsweise an dem vorderen Teil 90) zum Teil aus dem zweiten Material M2 ausgebildet ist, insbesondere in dem Biegebereich 11. Dadurch kann z.B. ein gegen Fehlsteckungen des Steckverbinders 1 in die Kontaktkammer und/oder gegen Fehlsteckungen des Gegenkontaktelements 30 robustes vorderes Ende des Steckverbinders 1 bzw. eine gegen solche Fehlsteckungen robuste Kontaktlamelle 3 ausgebildet werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ein Steckverbinder 1 dargestellt, bei dem die Biegung entlang der Biegelinie 50 bzw. Knicklinie 50 an der Stoßkante zwischen den beiden Materialien M1, M2 erfolgt ist.
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die erste Dicke d1 des ersten Materials M1 sich von der zweiten Dicke d2 des zweiten Materials M2 unterscheidet. Dabei kann z.B. die erste Dicke d1 des ersten Materials M1 für den Kontaktkasten 2 und den ersten Abschnitt 4 der Kontaktlamelle 3 geringer ausgebildet sein als die zweite Dicke d2 des zweiten Materials M2. Dadurch können vorteilhaft Kosten für das in der Regel teurere erste Material M1 gespart werden, da der erste Abschnitt 4 mechanisch durch den zweiten Abschnitt 5 stabilisiert wird. Es kann auch der umgekehrte Fall vorgesehen sein, so dass z.B. die erste Dicke d1 ungefähr doppelt so groß ist wie die zweite Dicke d2, beispielsweise kann die erste Dicke d1 = 0,3mm betragen und die zweite Dicke d2 = 0,15mm. Auf diese Weise kann ein besonders dünner Steckverbinder 1 mit hoher mechanischer Stabilität und geringer Relaxation der Kontaktnormalkraft bereitgestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Dicke d1 und zweite Dicke d2, auch aus Gründen der Übersichtlichkeit, gleich groß, wodurch jedoch auch technisch eine besonders einfache Handhabung, z.B. beim Führen des Blechs 6, möglich ist.

Claims

Steckverbinder, der Steckverbinder aufweisend: -- einen sich entlang einer axialen Richtung (A) erstreckenden Kontaktkasten (2) zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements (30) -- eine Kontaktlamelle (3), wobei der Kontaktkasten (2) eine erste Wand (21) und eine zweite Wand (22) aufweist, die einander gegenüberliegen bezüglich einer radialen Richtung (R) quer zur axialen Richtung (A), wobei die Kontaktlamelle (3) im Kontaktkasten (2) zwischen der ersten Wand (21) und der zweiten Wand (22) angeordnet ist bezüglich der radialen Richtung (R), wobei der Kontaktkasten (2) überwiegend aus einem ersten Material (M1) ausgebildet ist, wobei die Kontaktlamelle (3) in einem ersten Abschnitt (4) überwiegend aus dem ersten Material (M1) ausgebildet ist und in einem zweiten Abschnitt (5), der sich an den ersten Abschnitt (4) anschließt, überwiegend aus einem zweiten Material (M2) ausgebildet ist, wobei der zweite Abschnitt (5) zwischen dem ersten Abschnitt (4) und der ersten Wand (21) angeordnet ist und mit dem ersten Abschnitt (4) und der ersten Wand (21) überlappt, wobei der Kontaktkasten (2) und die Kontaktlamelle (3) aus einem einzigen Blech (6) als Stanz-Biege-Teil ausgebildet sind, wobei das Schubmodul des zweiten Materials (M2) mindestens das 1,5-fache des Schubmoduls des ersten Materials (M1) beträgt und/oder wobei das Elastizitätsmodul des zweiten Materials (M2) mindestens das 1,5-fache des Elastizitätsmoduls des ersten Materials (M1) beträgt.
Steckverbinder nach Anspruch 1, wobei der Steckverbinder (1) als Buchsenkontakt ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steckverbinder (1) einen Anschlussbereich (7) zum Befestigen einer elektrischen Leitung (8) aufweist, wobei sich der Anschlussbereich (7) an den Kontaktkasten (2) und/oder an die Kontaktlamelle (3) anschließt, wobei der Anschlussbereich (7) überwiegend aus dem ersten Material (M1) ausgebildet ist, wobei der Anschlussbereich (7) zusammen mit dem Kontaktkasten (2) und der Kontaktlamelle (3) aus einem einzigen Blech (6) als Stanz-Biege-Teil ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Abschnitt (5) in einem ersten Punkt (P1) mit der ersten Wand (21) in, insbesondere zerstörungsfrei lösbarem, mechanischem Kontakt steht, wobei der zweite Abschnitt (5) in einem zweiten Punkt (P2), der insbesondere nicht an der Stoßkante zwischen erstem Abschnitt (4) und zweitem Abschnitt (5) liegt, mit dem ersten Abschnitt (4) in mechanischem, insbesondere zerstörungsfrei lösbarem, Kontakt steht.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktlamelle (3) einen geprägten Kontaktpunkt (9) aufweist, insbesondere in ihrem ersten Abschnitt (4).
Steckverbinder nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, wobei der zweite Punkt (P2) höchstens 2mm, bevorzugt höchstens 1mm von dem Kontaktpunkt (9) entfernt liegt.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil des Kontaktkastens (2) und/oder ein Teil des ersten Abschnitts (4), insbesondere ein dem Gegenkontaktelement (30) zugewandter vorderer Teil (90) des Kontaktkastens (2) und/oder des ersten Abschnitts (4), aus dem zweiten Material (M2) ausgebildet ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktkasten (2) umlaufend geschlossen ausgebildet ist, betrachtet entlang einer Umlaufrichtung (U), die die axiale Richtung (A) umläuft.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steckverbinder (1) eine nach außen abragende Rastlanze (10) aufweist, die elastisch reversibel nach innen verlagerbar ist.
Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material (M1) gewählt ist aus der Gruppe: Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung und/oder wobei das zweite Material (M2) gewählt ist aus der Gruppe: Stahl, Federstahl.