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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem mit mehreren nebeneinanderliegenden Ausnehmungen versehenen Verbinderkörper und mehreren Kontaktelementen, die in die Ausnehmungen einsetzbar sind und jeweils wenigstens ein von dem Kontaktelement schräg abstehendes federndes Rastelement umfassen.
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Derartige elektrische Steckverbinder kommen beispielsweise bei Kraftfahrzeugen zur trennbaren Kopplung elektrischer Komponenten zum Einsatz. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass der elektrische Steckverbinder einen robusten und zuverlässigen Aufbau aufweist und im mit einem weiteren passenden Steckverbinder gekoppelten Zustand eine störungsfreie Verbindung zwischen den den Steckverbindern zugeordneten Leitern vorsieht.
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Aus der
DE 197 27 048 C2 ist ein elektrischer Steckverbinder mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstig herstellbaren elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Aufbau einen guten Schutz gegenüber Kurzschluss zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen bietet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird durch die Ausbildung der ersten Fläche ein Schutz gegen Herausziehen des Kontaktelementes aus der Ausnehmung gewährleistet, während gleichzeitig die Ausbildung der zweiten Fläche zusätzlich zu der ersten Fläche eine sichere und zuverlässige Begrenzung der Ausdehnung des Rastelementes in einer Richtung weg von seinem zugeordneten Kontaktelement in dem Verbinder sicherstellt. Durch diese Anordnung der ersten und zweiten Flächen wird auch in einer rauen Einsatzumgebung, wie beispielsweise bei Erschütterungen in einem Kraftfahrzeug, der Bereich der Ausdehnung des federnden Rastelementes so begrenzt, dass ein Kontakt zwischen benachbarten Kontaktelementen vermieden und daher die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen zwei benachbarten Kontaktelementen eines Verbinders beseitigt wird.
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Ferner wird durch diese räumliche Beschränkung des Rastelementes schon beim Einsetzvorgang der Kontaktelemente in die Ausnehmungen wie auch im späteren Betrieb des elektrischen Steckverbinders sichergestellt ist, dass ein unbeabsichtigter Kontakt zwischen benachbarten Kontaktelementen ausgeschlossen ist. Damit wird ein Arbeitsschritt zur Überprüfung, ob benachbarte Kontaktelemente über ihre Rastelemente unbeabsichtigt in Kontakt stehen bzw. beispielsweise bei Erschütterungen in Kontakt treten können und damit einen Kurzschluss zur Folge haben können, überflüssig. Neben der damit in Verbindung stehenden Kostenersparnis macht dies die Herstellung des elektrische Steckverbinders auch wesentlich einfacher und unanfälliger für Fehler. Mit diesen beiden die räumliche Ausdehnung des Rastelementes beschränkenden Flächen, nämlich der ersten Fläche und der zweiten Fläche, ist somit eine genaue, sichere und ortsgebundene Positionierung des Rastelementes in der Ausnehmung gewährleistet.
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Zudem ist die zweite Fläche im Wesentlichen rechtwinklig zu der ersten Fläche an dem Wandabschnitt angeordnet. Diese Anordnung der zweiten Fläche bezüglich der ersten Fläche erlaubt eine Beschränkung der Ausdehnung des federnden Rastelementes weg von seinem zugehörigen Kontaktelement, wodurch eine ortsgebundene Positionierung des Rastelementes im Bereich der ersten und zweiten Flächen sichergestellt wird.
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Ferner sind die ersten und zweiten Flächen in Form einer im wesentlichen rechtwinkligen Vertiefung in dem Wandabschnitt ausgebildet, die einen Anschlagbereich für das Rastelement umfasst, wobei die Dicke des Wandabschnittes in dem Bereich der Vertiefung auf einen Stegabschnitt verringert ist. Hierbei wird durch die Ausbildung der ersten und zweiten Flächen so, dass die ersten und zweiten Flächen unter einem rechten Winkel aneinandergrenzen, eine rechtwinklige Vertiefung in dem Wandabschnitt definiert. Dabei definiert die Vertiefung einen Anschlagbereich für das Rastelement, in dem das federnde Rastelement z. B. bei einem Trennen von gekoppelten elektrischen Steckverbindern mit der ersten Fläche in Kontakt kommt und das Kontaktelement durch Anschlag an die erste Fläche an einem Herausziehen aus dem Verbinderkörper hindert. Zusätzlich bildet der Stegabschnitt der Vertiefung (zweite Fläche) eine mechanische Barriere aus dem isolierenden Material des Verbinderkörpers zwischen benachbarten Ausnehmungen, die dazu dient, das Rastelement eines Kontaktelementes von einem benachbarten Kontaktelement sicher zu trennen und damit von diesem sicher elektrisch zu isolieren.
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Des Weiteren schließt sich an den Stegabschnitt eine Durchbrechung an, die benachbarte Ausnehmungen miteinander verbindet. Durch die Ausbildung einer derartigen Durchbrechung wird eine wesentliche Material- und somit Gewichtseinsparung möglich, während gleichzeitig durch den Stegabschnitt im Anschlagbereich immer noch eine ausreichende mechanische Barriere für das Rastelement zur elektrische Isolierung vor einer benachbarten Ausnehmung sichergestellt wird.
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Bevorzugterweise ist die erste Fläche im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Längsachse des Kontaktelementes an dem Wandabschnitt angeordnet. Dadurch wird das Kontaktelement besonders gut in der Ausnehmung gehalten.
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Vorteilhafterweise entspricht die Dicke des Stegabschnittes etwa der Hälfte der Dicke des benachbarten, nicht vertieften Wandabschnittes. Damit wird ein ausreichend tiefer Anschlagbereich gewährleistet, um einen sicheren Eingriff des Rastelementes mit der ersten Fläche sicherzustellen, wenn zwei miteinander gekoppelte elektrische Steckverbinder getrennt werden und dabei die jeweiligen Kontaktelemente aufgrund ihrer losen Anordnung in der Ausnehmung in der Herausziehrichtung bewegt werden. Gleichzeitig ist dadurch der Materialverbrauch bei der Herstellung des elektrischen Steckverbinders im Vergleich zu Steckverbindern nach dem Stand der Technik reduziert.
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Bevorzugt entspricht dabei die Länge des Stegabschnittes etwa der Länge des Wandabschnittes benachbart der Vertiefung und ist kleiner als etwa die halbe Länge der Vertiefung. Durch diese Abmessungen des Stegabschnittes wird eine relativ große Durchbrechung und somit eine relativ große Material- und Gewichtseinsparung ermöglicht, während die isolierende Funktion des durch die ersten und zweiten Flächen definierten Stegabschnittes immer noch in ausreichendem Maße gewährleistet ist.
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Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Steckverbinders, und
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2 eine Schnittansicht durch einen Teil des in 1 gezeigten Steckverbinders.
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1 zeigt einen länglichen elektrischen Steckverbinder 1 mit einem Verbinderkörper 2 aus isolierendem Kunststoff. In dem Verbinderkörper 2 sind mehrere Ausnehmungen 4 ausgebildet, die zur Aufnahme jeweils eines Kontaktelementes 8 (2) dienen.
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2 zeigt als eine Schnittdarstellung eines Teils des elektrischen Steckverbinders 1 von 1 ein in die Ausnehmung 4 eingesetztes Kontaktelement 8. Bei dieser Ausführungsform ist das Kontaktelement 8 als Buchse ausgebildet, obwohl das Kontaktelement 8 auch als Stecker ausgebildet sein kann. Der Querschnitt des Kontaktelementes 8 wie auch der der zugehörigen Ausnehmung 4 ist dabei im Allgemeinen quadratisch. Es können aber auch andere Querschnittsformen, wie beispielsweise kreisförmige oder rechtwinklige Querschnitte verwendet werden. Das Kontaktelement 8 ist in seinem mittleren Umfangsbereich mit einem federnden Rastelement 10 versehen, das von dem Kontaktelement 8 seitlich schräg absteht und als Verrastung gegen versehentliches Herausziehen aus dem Verbinderkörper dient.
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Das Kontaktelement 8 wird bei seiner Montage in die Ausnehmung 4 durch einen Einführbereich 6 eingesetzt, der im Betrieb des elektrischen Steckverbinders 1 auch als Einführbereich 6 zur Aufnahme eines steckerförmiges Elementes eines weiteren damit koppelbaren elektrischen Verbinders zum Kontakt mit der Buchse dient.
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Beim Einsetzen des Kontaktelementes 8 wird das Rastelement 10 aufgrund seiner federnden Beschaffenheit an den Körper des Kontaktelementes 8 angedrückt, um dann, wenn das Kontaktelement 8 in der untersten Position in der Ausnehmung 4 ist, in einen Anschlagbereich für das Rastelement zurück zu federn (vgl. 2). Der Anschlagbereich wird durch eine erste und eine zweite Fläche 12, 16 definiert, wobei die erste Fläche 12 rechtwinklig zu der Langsachse des Kontaktelementes 8 an einem an die Ausnehmung 4 angrenzenden Wandabschnitt 14 ausgebildet ist und rechtwinklig zu dieser ersten Fläche 12 eine zweite Fläche 16 an dem selben Wandabschnitt 14 ausgebildet ist.
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Des Weiteren ist das als Buchse ausgebildete Kontaktelement 8 an seinem dem Einführbereich 6 gegenüberliegenden Ende mit einer elektrischen Leitungseinführung 22 versehen, durch die eine Leitung, nicht gezeigt, zur Verbindung mit dem Kontaktelement geführt wird.
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Die ersten und zweiten Flächen 12, 16, die gemeinsam den Anschlagbereich für das Rastelement 10 definieren, hindern einerseits durch einen Eingriff des Rastelementes 10 mit der ersten Fläche 12 das Kontaktelement 8 an einem Herausziehen aus der Ausnehmung 4 und beschränken andererseits durch Vorhandensein der zweiten Fläche 16 die Ausdehnung des Rastelementes 10 in einer Richtung weg von dem Kontaktelement 8.
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Durch die ersten und zweiten Flächen 12, 16 wird ein Stegabschnitt 18 definiert, an den sich eine Durchbrechung 20 anschließt, die benachbarte Ausnehmungen 4 miteinander verbindet.
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Obwohl hier nur eine einzelne Ausnehmung 4 in Verbindung mit dem zugehörigen Kontaktelement 8 beschrieben ist, sei angemerkt, dass alle Ausnehmungen des elektrischen Steckverbinders 1 die gleiche Gestaltung aufweisen.
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Die Abmessungen des Stegabschnittes 18 sind so gewählt, dass dessen Dicke etwa der Hälfte der Dicke des benachbarten, nicht vertieften Wandabschnitts 14 entspricht. Des weiteren entspricht die Länge des Stegabschnittes 18 in etwa der Dicke des nicht vertieften Wandabschnittes 14. Die Länge der Vertiefung entspricht etwa dem 2,5-fachen der Dicke des nicht vertieften Wandabschnittes und somit auch etwa dem 2,5-fachen der Länge des Stegabschnittes 18. Die Länge der Durchbrechung 20 entspricht etwa dem 0,6-fachen der Länge der Vertiefung, wobei die Länge der Durchbrechung 20 etwa dem Durchmesser der Ausnehmung 4 entspricht. Die Länge des Kontaktelementes 8 entspricht etwa dem 3,5-fachen des Durchmessers der Ausnehmung und die Länge des Rastelementes 10 entspricht etwa einem Drittel der Länge des Kontaktelementes 8.
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Somit ist, wenn das Kontaktelement 8 in die Ausnehmung 4 eingesetzt ist, das obere Ende des Rastelementes 10 in dem Anschlagbereich, der durch die erste Fläche 12 und die zweite Fläche 14 definiert ist, angeordnet. Der Stegabschnitt 18 bildet eine mechanische Barriere zur Beschränkung der Auswärtsbewegung des federnden Rastelementes 10 in einer Richtung weg von dem Kontaktelement 8. Damit wird das Rastelement von einem benachbarten Kontaktelement isoliert und ein Kurzschluss zwischen benachbarten Kontaktelementen sicher verhindert. Bei einem Trennen von zwei miteinander gekoppelten elektrischen Steckverbindern wird das Kontaktelement 8 durch einen Eingriff des Rastelementes 10 mit der ersten Fläche 12 daran gehindert, aus der Ausnehmung 4 gezogen zu werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Steckverbinder
- 2
- Verbinderkörper
- 4
- Ausnehmung
- 6
- Einführbereich
- 8
- Kontaktelement
- 10
- Rastelement
- 12
- erste Fläche
- 14
- Wandabschnitt
- 16
- zweite Fläche
- 18
- Stegabschnitt
- 20
- Durchbrechung
- 22
- Leitungseinführung
