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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steckverbinderteil mit einem metallenen Kontaktelement, welches zumindest an seiner freien Stirnfläche mit einem Isolierstoffelement verbunden ist.
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Das metallene Kontaktelement kann dabei entweder, wie nachfolgend beispielhaft dargestellt als Flachkontakt oder auch als Rundkontakt ausgeführt sein.
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Es ist, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2018 211 043 A1 , bekannt, an oder um die Schmalseiten von Flachkontakten herum Leisten aus einem Isolierstoffelement anzuordnen. Diese Leisten bilden, insbesondere mit anderen isolierenden Gehäuseteilen einen Berührschutz aus, der das Berühren des metallenen Kontaktelements verhindern soll. Besonders wichtig ist dieses bei Steckverbindern, die für hohe Spannungen vorgesehen sind. Dabei ist zumindest die freie Stirnfläche des Flachkontakts durch einen Isolierstoffelement vor Berührung zu schützen.
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Bei experimentellen Steck- und Ziehkraftuntersuchungen an elektrischen Steckverbinderteilen mit einem festen Berührschutz wird oftmals beobachtet, dass über die Steckzyklen hinweg die Steckkräfte unzulässig hoch ansteigen.
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Im Anschluss solcher Experimente sind Steckspuren auf dem Stecker sowie auch auf den Kontaktkuppen der Steckhülse sichtbar. Diese Steckspuren auf den jeweiligen Kontaktelementen sind unterschiedlich stark ausgeprägt und teilweise ist ein Durchrieb feststellbar. Der entstehende Materialabrieb lagert sich hauptsächlich auf den jeweiligen Kontaktelementen ab und erhöht dadurch den Reibungskoeffizienten zwischen den Kontaktpartnern.
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Es stellte sich die Aufgabe, ein gattungsgemäßes elektrisches Steckverbinderteil mit verbesserten Reibeigenschaften zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erstens erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Isolierstoffelement einen Körper ausbildet oder aufweist, der beim Überfahren mit einem Gegenkontaktelement einen Schmierstoff abgibt.
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Der Schmierstoff, beispielsweise ein Silikonöl, geht keine chemische Verbindung mit dem Körper ein und gibt dementsprechend einen Teil des integrierten Schmierstoffes über die Oberfläche frei.
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Hierdurch ist bei jedem Steckzyklus der Steckverbinderteile eine erneute Schmierung des mindestens einen elektrischen Kontaktabschnitts des Gegenkontaktelements sichergestellt, woraus sich eine Reihe von Vorteilen ergeben.
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So wird der Reibungskoeffizient zwischen Stecker und Steckhülse deutlich verkleinert. Dadurch lassen sich Steck- und Ziehkräfte reduzieren, wodurch auch der Verschleiß auf den Kontaktabschnitten verringert wird. Letztendlich kann so auch über viele Steckzyklen hinweg Durchrieb verhindert werden und so die Gebrauchsdauer des Steckverbinders erhöht werden.
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Der den Schmierstoff abgebende Körper kann dabei zugleich eine Abstreifgeometrie ausbilden. Diese bewirkt, dass Kunststoff- oder Metallpartikel sowie auch gegebenenfalls externe Fremdstoffe aus den jeweiligen Kontaktabschnitten abgestreift und aufgenommen werden. Damit gelangen weniger Partikel lose ins Kontaktsystem. Durch die Reduzierung der Partikelanzahl kann ein besonders geringer elektrischer Übergangswiderstand sichergestellt werden. Bei der Berührung zwischen einem Gegenkontaktelement und dem Körper wird so durch die Kontaktnormalkraft das Gegenkontaktelement abgestreift, gereinigt und durch den Schmierstoff geschmiert.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche des Körpers eine höhere Härte und/oder geringere Rauigkeit als der Kontaktabschnitt des Gegenkontaktelements aufweist. Der Körper besteht in diesem Fall beispielsweise nicht aus einem weichen elastomeren Kunststoff, sondern stattdessen aus einem Hartplastik oder einem Metall. Dabei ist es vorteilhaft, dass ein derartiger Körper die Oberflächenstruktur des Kontaktabschnitts eines Gegenkontaktelements glätten und verdichten kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung hervor. Es zeigen
- 1 ein erstes erfindungsgemäßes elektrisches Steckverbinderteil,
- 2 ein Steckverbinderteil nach dem Stand der Technik,
- 3 ein zweites erfindungsgemäßes elektrisches Steckverbinderteil,
- 4 ein drittes erfindungsgemäßes elektrisches Steckverbinderteil,
- 5 eine erste Ausführungsvariante eines Steckverbinderteils gemäß der 1,
- 6 eine zweite Ausführungsvariante eines Steckverbinderteils gemäß der 1,
- 7 eine dritte Ausführungsvariante eines Steckverbinderteils gemäß der 1,
- 8 eine vierte Ausführungsvariante eines Steckverbinderteils gemäß der 1.
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In allen Figuren, auch soweit diese unterschiedliche Ausführungen zeigen, sind gleiche oder gleichwirkende Teile der Steckverbinderteile mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
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In den Figuren sind zudem jeweils nur die in Steckrichtung vorderen Abschnitte der Steckverbinderteile dargestellt. Dies bedeutet, dass Abschnitte der Steckverbinderteile, an denen die jeweiligen Kontaktelemente gegebenenfalls mit elektrischen Anschlüssen versehen sind und die jeweiligen Rahmen beispielsweise mit dem Material eines Steckverbindergehäuses verbunden sind, in allen Figuren nicht dargestellt ist, da sie für die Erläuterung der Erfindung unwesentlich sind.
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Ein elektrisches Steckverbinderteil nach dem Stand der Technik ist in der 2 schematisch dargestellt. Dieses besteht aus einem metallenen Kontaktelement 1, welches hier als ein Flachkontakt ausgebildet ist. Im einfachsten Fall besteht das Kontaktelement 1 aus einem dünnen, quaderförmigen Metallstreifen. Um das Kontaktelement 1 herum ist ein Isolierstoffelement 2 angeordnet, das hier beispielhaft einen Rahmen 5 ausbildet, der das Kontaktelement 1 von drei Seiten umgibt.
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Der Rahmen 5 kann dabei entweder einteilig oder, wie hier dargestellt, auch mehrteilig gefertigt sein und beispielsweise aus einem vorderen Steg 5a und zwei Seitenteilen 5b, 5c bestehen. Der Rahmen 5 kann entweder direkt, zum Beispiel durch Anspritzen, mit dem Kontaktelement 1 verbunden sein, oder auch um das Kontaktelement 1 herum montiert sein.
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Der Rahmen 5 erfüllt die Funktion, Berührungen des Kontaktelements 1 insbesondere durch menschliche Finger zu verhindern.
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Alternativ kann das Isolierstoffelement 2 auch nur an der vorderen freien Stirnfläche des Kontaktelements 1 angeformt sein, wenn etwa die seitlichen Schmalseiten des Kontaktelements 1 ausreichend dicht von Wänden eines, hier nicht dargestellten, Steckverbindergehäuses umgeben sind.
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Um das Steckverhalten beim Anfügen eines - hier nicht dargestellten - Gegensteckverbinders zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Isolierstoffelement 2 an der freien vorderen Stirnfläche des Kontaktelements 1 einen Körper 3 ausbildet oder aufweist, der beim Überfahren mit einem Gegenkontaktelement einen Schmierstoff abgibt. Hierzu sind in den 1 sowie in den 3 bis 8 verschiedene vorteilhafte Ausführungen dargestellt.
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In der in der 1 dargestellten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders weist der vordere Steg 5a des Rahmens 5 eine fensterförmige Ausnehmung 4 auf, in der ein Körper 3 montiert ist. Ein derartiger Körper kann unterschiedliche Außenkonturen aufweisen und auf unterschiedliche Weise mit dem vorderen Steg 5a des Rahmes 5 verbunden sein. Dieses wird durch die 5 bis 8 verdeutlicht.
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Die 5 bis 8 zeigen in Schnittansichten jeweils eine Ausführungsvariante des in der 1 dargestellten Steckverbinderteils mit einer fensterförmigen Ausnehmung 4. Abgebildet ist jeweils ein Schnitt durch das stirnseitige Isolierstoffelements 2 und durch einen Abschnitt des Kontaktelements 1. Das Isolierstoffelement 2 weist jeweils eine umlaufend oder beidseitig angeordnete fensterförmige Ausnehmung 4 auf, in der ein oder jeweils ein Körper 3 befestigt ist.
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Bei der in der 5 dargestellten ersten Ausführungsvariante des Steckverbinderteils ist der Körper 3 in die fensterförmige Ausnehmung 4 eingesetzt, eingespritzt oder eingeklebt. Dabei schließt die Oberfläche des Körpers 3 möglichst plan mit der Oberfläche des Isolierstoffelements 2 ab.
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Eine äußerlich gleich aussehende zweite Ausführungsvariante des Steckverbinderteils zeigt die 6. Zur Befestigung weist der Körper 3 hier eine, im Schnitt beispielsweise kreisabschnittsförmige, Anformung 6 auf, die in eine komplementär geformte Rastausnehmung 7 am Isolierstoffelement 2 eingerastet ist.
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Die Außenseite des Körpers 3 kann Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen, welche eine Abstreifgeometrie ausbilden. Wie die 7 zeigt, kann der Körper 3 dazu äußerlich mehrere angeformte Lippen 8 aufweisen. Gemäß der 8 können stattdessen auch abgerundete Anformungen 9 vorgesehen sein, die eine Wellenkontur ausbilden.
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In der 3 ist ein zweites erfindungsgemäßes elektrisches Steckverbinderteil dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführung der 1 und dessen Ausführungsvarianten gemäß der 3 bis 5 bildet der Körper 3 hier einstückig zugleich den ganzen vorderen Steg 5a des Rahmens 5 aus. In der weiteren Ausführung gemäß der 4 bildet das Isolierstoffelement 2 sogar zugleich den ganzen Rahmen 5, einschließlich dessen Seitenteile 5b, 5c aus.
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Bei allen vorgeschlagenen Ausführungsformen stellt der Körper 3 zugleich ein Reservoir für einen hier nicht bildlich dargestellten Schmierstoff bereit. Der Schmierstoff besteht vorzugsweise aus einem Öl, insbesondere einem Silikonöl. Als Schmierstoff kann aber auch ein Fett oder ein Feststoff wie beispielsweise Graphit vorgesehen werden. Der Körper 3 kann zur Aufnahme und Speicherung des Schmierstoffs etwa eine insgesamt poröse, schwammartige Struktur aufweisen oder gezielt mit einzelnen Hohlräumen versehen sein, welche den Schmierstoff aufnehmen.
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Bei jedem Zusammenfügen und bei jedem Trennvorgang eines Kontaktelements 1 mit einem Gegenkontaktelement, wird der mindestens eine Kontaktabschnitt des Gegenkontaktelements an dem Körper 3 vorbeigeführt, wodurch der mindestens eine Kontaktabschnitt mit dem Schmierstoff benetzt wird. Durch die gegenseitige Berührung der Kontaktabschnitte der miteinander verbundenen Kontaktelemente, gelangt der Schmierstoff zudem gleichermaßen auf die elektrischen Kontaktabschnitte beider Kontaktelemente.
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Besonders vorteilhaft sind dabei an den jeweiligen Körper angeformte Lippen 8 oder abgerundeter Anformungen 9, wie sie in den 7 und 8 dargestellt sind. Über die Lippen 8 oder Anformungen 9 des Körpers 3 wird der Schmierstoff auf den mindestens einen Kontaktabschnitt eines anfügbaren Gegenkontaktelements übertragen.
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Eine weitere Funktion der Lippen 8 oder der abgerundeten Anformungen 9 besteht darin, Schmutzpartikel von dem mindestens einen Kontaktabschnitt eines anfügbaren Gegenkontaktelements abzustreifen. Aufgrund des auf den Lippen 8 oder Anformungen 9 vorhandenen Schmierstoffs bleibt dabei der größte Anteil der Schmutzpartikel zwischen den Lippen 8 oder Anformungen 9 haften und wird so von den Kontaktabschnitten des Gegenkontaktelements ferngehalten.
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Bezugszeichen
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- 1
- Kontaktelement
- 2
- Isolierstoffelement
- 3
- Körper
- 4
- fensterförmige Ausnehmung
- 5
- (Isolierstoff-)Rahmen
- 5a
- vorderer Steg
- 5b, 5c
- Seitenteile
- 6
- kreisabschnittsförmige Anformung
- 7
- Rastausnehmung
- 8
- Lippen
- 9
- abgerundete Anformungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018211043 A1 [0003]
