DE202014011405U1

DE202014011405U1 - HV-Fingerschutz

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Publication number: DE202014011405U1
Application number: DE202014011405.6U
Authority: DE
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2024-05-23
Also published as: EP3916926B1; JP2016522550A; DE102013209690A1; EP3726661B1; US20160064849A1; EP3916926A1; DE102013209690B4; EP3726661A1; US9647372B2; EP3726660B1; EP3005487B1; WO2014187908A1; EP3726660A1; JP6336580B2; CN105493352A; EP3005487A1; CN105493352B

Abstract

Elektrisches Stiftkontaktelement (1a bis 1g) für einen Hochsstrom- und/oder Hochspannungs-Steckverbinder in der Kraftfahrzeugstechnik, mit einem freien Ende (3) und mit einer vom freien Ende (3) beabstandeten Basis (2) zur Befestigung des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) im Steckverbinder, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch isolierender Berührschutzkörper (4) eine Außenfläche (10') eines Berührschutzabschnitts (9, 9') des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) bildend sich von der Basis (2) bis zum freien Ende (3) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Stiftkontaktelement für einen Hochstrom- und/oder Hochspannungssteckverbinder in der Kraftfahrzeugtechnik, mit einem freien Ende und mit einer vom freien Ende beabstandeten Basis zur Befestigung des Stiftkontaktelements im Steckverbinder.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steckerelement für ein Hochstrom- und/oder Hochspannungssteckverbinder in der Kraftfahrzeugtechnik.
Elektrische Stiftkontaktelemente und Steckerelemente der vorbenannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Stiftkontaktelemente dienen beispielsweise zum Anschließen eines elektrischen Systems eines Automobils an dessen Batterie bzw. Akkumulator. Bei ganz oder teilweise durch elektrischen Strom angetriebenen Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen werden sehr große Ströme und/oder Spannungen über die Steckerelemente und somit die darin verbauten Steckkontakte übertragen. Bei den Stiftkontaktelementen kann es sich um sogenannte Flach- oder Rundkontakte handeln. Flachkontakte haben gegenüber Rundkontakten den Vorteil, dass sie in der Regel in zwei verschiedenen Steckrichtungen bzw. bei abgewinkelten (90°) und geraden (180°) Steckverbindern eingesetzt werden können, wohingegen bei Rundkontakten verschiedene Typen für die beiden Arten von Steckverbindern vorgesehen werden müssen, was die Anzahl verschiedener herzustellender und vorzuhaltender Bauteile für die Steckverbinder erfüllt.
Wegen der hohen Ströme und/oder Spannungen werden besonders hohe Sicherheitsanforderungen an die Steckerelemente gestellt. So ist beispielsweise nach den Normen des deutschen Verbandes der Elektrotechnik (VDE), wie z.B. der VDE 0470 bzw. europäischen Normen, wie z.B. IEC/EN 61032 vorgeschrieben, dass die Kontaktelemente auf Schutz gegen Berührung durch einen menschlichen Finger geschützt sein müssen. Für eine entsprechende Prüfung ist ein sogenannter Prüffinger vorgesehen, der eine menschliche Fingerkuppe simulieren soll mit einer vorgeschriebenen Prüfkraft gegen Abschnitte bzw. Öffnungen des Stekkerelements gedrückt wird, über welche die Kontaktelemente zugänglich sind, ohne dass er dabei mit stromführenden Abschnitten der Kontaktelemente in Berührung kommen darf.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Steckerelementen bekannt, bei denen eine Berührung der Kontaktelemente auf verschiedene Arten und Weisen verhindert werden soll. So können die Kontaktelemente selber mit Berührschutzkörpern versehen oder mit Hilfe beweglicher Berührschutzeinrichtungen in einem offenen Zustand der Steckverbinder so verborgen sein, dass sie den entsprechenden Normen bzw. Vorschriften für den Berührschutz entsprechen. In einem Endsteckzustand der Steckverbinder sind die beweglichen Berührungseinrichtungen zurückgezogen, damit die Kontaktelemente von Gegenkontaktelementen kontaktiert werden können.
Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2010 035 943 A1 ein Steckverbinder für Hochspannungsanwendungen mit einem Gehäuse bekannt, an dem elektrisch isolierende Wände ausgeformt sind, welche die Ober- und Seitenkanten eines vom Gehäuse gehaltenen Flachsteckerstifts soweit überragen, dass ein menschlicher Finger die Kanten der Wände berühren können soll, ohne berührenden Kontakt mit dem Flachsteckerstift zu erlangen.
Die Druckschrift US 7,150,660 B2 beschreibt ein elektrisches Kontaktelement, das für 90°- und 180°-Steckverbinder ausgeformt sein kann. Das Kontaktelement besitzt einen aus konventionellem Metall geformten Gehäusekörper und Kontaktfederelemente, die aus elastischerem Material als der Gehäusekörper, beispielweise aus Berylliumkupfer geformt sind.
Die Druckschrift US 7,601,019 B2 betrifft einen elektrischen Steckverbinder für Hochstromanwendungen, mit Flachsteckerstiften und mit einem Stecksicherungssystem, das sowohl bei 90°- als auch bei 180°-Steckverbindungen verwendbar sein soll.
Die Druckschrift EP 0 443 492 B1 beschreibt einen Steckverbinder mit einem dielektrischen Gehäuse, das eine Stiftwanne ausbildet, in der Stiftkontaktelemente und zusätzlich nicht leitende längliche Elemente angeordnet sind, die einen Raum zwischen einem Rand der Stiftwanne und den Kontaktelementen soweit verkleinern sollen, dass ein Vordringen mit einem menschlichen Finger in die Stiftwanne bis zu den Kontaktelementen unterbunden sein soll.
Die Druckschrift DE 10 2009 016 157 A1 beschreibt eine abgeschirmte Steckverbinderanordnung, in der ein hülsenförmiges Bauteil zusammen mit einem angefügten Schirmblech den Steckhülsenkontakt von allen Seiten, bis auf die Seite vollständig umschließt, die sich in der Steckrichtung öffnet, wobei der Steckhülsenkontakt von einem isolierenden Kammereinsatz umgeben ist, der den Steckhülsenkontakt elektrisch gegen das hülsenförmige Bauteil sowie gegen das Schirmblech elektrisch isoliert.
Die Druckschrift EP 1 730 818 B1 betrifft einen elektrischen Steckhülsenkontakt für Hochstromanwendungen, der eine käfigartig ausgebildete Steckeraufnahme für einen komplementären Flachkontakt ausbildet, die über drei verschiedene, jeweils um 90° zueinander gedrehte Seiten zugänglich ist.
Die Druckschrift US 2012/0231676 A1 betrifft ein Gehäuse eines elektrischen Steckverbinders mit Rundkontakten. Im Gehäuse ist eine Öffnung zum Einführen eines mit einem Schraubgewinde versehenen Rundkontaktes vorgesehen. Die Öffnung ist so dimensioniert, dass der Kontakt mit einem Schraubwerkzeug, jedoch nicht mit einem Finger erreichbar ist.
Die Druckschrift DE 10 2009 059 089 B3 betrifft einen Ladestecker für Elektrofahrzeuge, dessen Rundkontaktstift mit einer mittels eines Lotes befestigten Berührschutzkappe versehen ist.
Schließlich beschreiben die Druckschriften US 8,298,022 B2 und EP 2 418 743 A1 Steckverbinder mit Rundkontakten, auf deren in Steckrichtung weisende Spitzen Berührschutzkappen aufgesetzt sind, wobei der Abstand zwischen einer Gehäusewandung und den Berührschutzkappen so gewählt ist, dass ein menschlicher bzw. Prüffinger nicht zwischen der Berührschutzkappe und der Wandung hindurch bis zu einem stromführenden Abschnitt der Rundkontakte vordringen kann.
Bei den vorgenannten Kontaktelementen sowie Steckverbindern ist von Nachteil, dass sie aufwendig herzustellen und fehleranfällig sind. Bei Steckerelementen mit beweglichen Berührschutzkörpern ist insbesondere von Nachteil, dass die Mechanismen zum Antrieb sowie zur Halterung der Berührschutzkörper verschleißen und somit über die Lebenszeit des Steckverbinders womöglich kein ausreichender Berührschutz zu gewährleisten ist.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, einen Stiftkontakt und ein Steckerelement bereitzustellen, durch die ein robuster Berührschutz möglichst einfach und kostengünstig bereitgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Stiftkontaktelement erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein elektrisch isolierender Berührschutzkörper sich außen am Stiftkontaktelement von der Basis bis zum freien Ende erstreckt. Der elektrisch isolierende Berührschutzkörper erstreckt sich eine Außenfläche eines Berührschutzabschnittes des Stoffkontaktes bildend von der Basis bis zum freien Ende. Das Stiftkontaktelement und/oder das Steckerelement kann eine Steckrichtung definieren, in der das Stiftkontaktelement bzw. Steckerelement mit einem Buchsenkontaktelement bzw. einem/ein solches beinhaltenden Steckerelement zusammensteckbar ist, um somit elektrisch leitend mit diesem verbunden zu werden, wobei wenigstens ein quer zur Steckrichtung weisender Abschnitt des Stiftkontaktelements vom elektrisch isolierenden Berührschutzkörper ausgebildet sein kann. Eine derartige Ausgestaltung kann bei Flach- und/oder Rundkontakten bzw. bei einer Kombination daraus eingesetzt werden. Somit ist ein erfindungsgemäßes Stiftkontaktelement universell einsetzbar.
Beim eingangs genannten Steckerelement wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steckerelement wenigstens ein erfindungsgemäßes Stiftkontaktelement umfasst.
Diese Lösungen haben den Vorteil, dass keine beweglichen Teile vorhanden sind. Der Berührschutz kann als Teil des Steckerelements einer Stiftleiste ausgeformt sein. Es wird lediglich ein Bauteil aus einem nicht elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise einem Kunststoff benötigt, um den Berührschutz bereit zu stellen. Eine Stiftleiste bzw. ein diese umfassender Steckverbinder kann relativ klein dimensioniert sowie robust ausgestaltet sein. Es bestehen keine Alterungs- bzw. Verschleißprobleme. Ein erfindungsgemäßer Stiftkontakt kann für elektrische Leiter eingesetzt werden. Das Stiftkontaktelement kann eine U-förmige Kontur oder andere standardgemäße Ausgestaltung aufweisen und insbesondere als Flachkontakt in zwei oder mehr verschiedenen Steckrichtungen eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Lösungen können mit den folgenden weiteren, jeweils für sich vorteilhaften Ausführungsformen beliebig kombiniert und weiter ergänzt werden:

So kann beim Stiftkontaktelement vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper zumindest abschnittsweise eine am freien Ende befindliche Stirnfläche oder -seite des Stiftkontaktelements bildet. Die Stirnfläche kann beispielsweise in Steckrichtung weisen. Der wenigstens eine Berührschutzkörper kann an einem in Steckrichtung weisenden Abschnitt des Stiftkontaktelements angeordnet sein.

Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper sich entlang zweier sich gegenüberliegender Seiten des Stiftkontaktelements erstreckt. Der Berührschutzkörper kann also beidseitig am Stiftkontaktelement angeordnet sein. Die beiden Seiten können sich im Wesentlichen gegenüberliegend am Stiftkontaktelement angeordnet sein.
Der wenigstens eine Berührschutzkörper kann zumindest abschnittsweise ein Kodierungselement zur Definition einer Steckrichtung und/oder Steckausrichtung des Steckkontaktelement bilden, in denen bzw. in der dieses ordnungsgemäß mit einem Gegenkontaktelement zusammenzustecken ist. Das Kodierungselement kann sich im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung erstrecken. Das Kodierungselement kann insbesondere in einer Projektion in der Steckrichtung eine gewünschte Kodierungskontur des Stiftkontaktelements definieren helfen.
Der wenigstens eine Berührschutzkörper kann eine von Kontaktfläche des Stiftkontaktelements zumindest abschnittsweise umrahmen. Die Kontaktfläche kann seitlich am Stiftkontaktelement angeordnet sein. Der wenigstens eine Berührschutzkörper kann die Kontaktfläche sozusagen umfassen und insbesondere an ihren seitlichen Rändern so begrenzen, dass ein unbeabsichtigtes Berühren der Kontaktfläche mit einem menschlichen Finger verhindert bzw. den Normen und Richtlinien für einen ordnungsgemäßen Berührschutz entsprochen wird. Es können mehrere am Stiftkontaktelement auf voneinander abgewandten Seitenflächen des Stiftkontaktelements angeordnete Kontaktflächen vorgesehen sein.
Wenigstens ein elektrisch leitender Kontaktkörper des Stiftkontaktelements und der wenigstens eine Berührschutzkörper können komplementär zueinander ausgebildet sein. Der Kontaktkörper kann wenigstens eine Kontaktfläche ausbilden. Der Kontaktkörper und der Berührschutzkörper können gemeinsam einen standardisierten Stiftkontakt bilden.
Der wenigstens eine Kontaktkörper und der wenigstens eine Berührschutzkörper können formschlüssig ineinander greifen. Dazu können beispielsweise Formschlusselemente wie Nuten, Federn und/oder Schwalbenschwanzverbindungen an sich gegenüberliegenden Abschnitten des Kontaktkörpers und des Berührschutzkörpers ausgeformt sein, die so ineinander greifen, dass das Stiftkontaktelement eine möglichst hohe Steifigkeit besitzt. Eine möglichst hohe Steifigkeit des Stiftkontaktelements hilft, elastische Verformungen des Stiftkontaktelements zu vermeiden, wenn beispielsweise ein Prüffinger am Berührschutzkörper anliegt und eine Biegekraft auf das Kontaktelement ausübt. Eine möglichst hohe Steifigkeit des Stiftkontaktelements trägt dazu bei, dass an einem dieses beinhaltenden Steckerelements für den Berührschutz vorgesehene Maße und Toleranzen eingehalten werden können.
Der wenigstens eine Kontaktkörper und der wenigstens eine Berührschutzkörper können wenigstens abschnittsweise miteinander fluchtende Oberflächen ausbilden. So kann insbesondere die Oberfläche des Berührschutzkörpers mit wenigstens einer Kontaktfläche fluchten. Die Oberflächen können vorteilhafterweise in wenigstens in einer Steckrichtung fluchten, damit beim Zusammenstecken des Stiftkontaktelements mit einem Gegenkontaktelement keine ungewünschten mechanischen Widerstände auftreten, die zu einem übermäßigen Verschleiß führen könnten. Des Weiteren helfen miteinander fluchtende Oberflächen des Berührschutzkörpers und des Kontaktkörpers, das Stiftkontaktelement in möglichst vielen Steckrichtungen in einen Gegenkontakt einsteckbar auszugestalten.
Der wenigstens eine Kontaktkörper kann in den wenigstens einen Berührschutzkörper eingebettet sein. Auch kann der wenigstens eine Kontaktkörper den wenigstens einen Berührschutzkörper zumindest abschnittsweise umfassen, in dem Sinne, dass der Berührschutzkörper vom Kontaktkörper umschlossen sein kann. So ist beispielsweise möglich, dass der Kontaktkörper im Profil U-förmig ausgestaltet ist, beispielsweise als gestanztes und gebogenes Blechteil, und den wenigstens einen Berührschutzkörper zumindest abschnittsweise umgibt.
Durch derartige formschlüssige Ausgestaltungen des Berührschutzkörpers und des Kontaktkörpers kann die Steifigkeit des Stiftkontaktelements weiter erhöht werden.
Beim eingangs genannten Steckerelement kann die erfindungsgemäße Lösung weiter verbessert werden, indem der Berührschutzkörper zumindest abschnittsweise an einem Gehäuse des Steckerelements abgestützt ist. Der Berührschutzkörper kann gemeinsam mit dem Kontaktkörper am Gehäuse abgestützt sein. Dazu kann das Stiftkontaktelement in einer Stiftaufnahme des Gehäuse so aufgenommen sein, dass sowohl Berührschutzkörper als auch Kontaktkörper in der Stiftaufnahme seitlich, beispielsweise quer zur Steckrichtung, abgestützt sind.
Der wenigstens eine Berührschutzkörper und wenigstens ein weiterer Teil des Steckerelements können einstückig miteinander verbunden sein. So können beispielsweise der Boden bzw. ein Teil einer Stiftwanne des Steckerelements und der Berührschutzkörper einstückig miteinander ausgeformt sein. Der Kontaktkörper kann somit in das Gehäuse gebettet sein, wobei ein Teil des Gehäuses den Berührschutzkörper bildet. In einer derartigen Ausführungsform geht das Stiftkontaktelement an seiner Basis sozusagen in das Gehäuse über.
Das wenigstens eine Stiftkontaktelement kann zumindest abschnittsweise von einem Berührschutzkragen des Steckerelements umgeben sein, der mindestens eine Öffnung zum Stiftkontaktelement aufweist, in welcher der wenigstens eine Berührschutzkörper liegt. Der wenigstens eine Berührschutzkörper kann in Richtung zur Öffnung im Berührschutzkragen hinweisen, die sich zumindest abschnittsweise zwischen der Basis und dem freien Ende erstrecken kann. Über die Öffnung kann ein Gegenkontaktelement mit dem Stiftkontaktelement zusammengeführt werden. Indem der Berührschutzkörper in Richtung zur Öffnung hinweist, kann er ein unbeabsichtigtes Berühren des vom Berührschutzkragen in Richtung der Öffnung weitestmöglich abgedeckten Kontaktkörpers verhindern.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich weiter verbessern, indem der wenigstens eine Berührschutzkörper an den wenigstens einen Kontaktkörper des Stiftkontaktelements angeformt ist. So kann der Kontaktkörper als Metallteil in beliebiger Art und Weise ausgestaltet und anschließend mit dem Berührschutzkörper versehen werden. Dies ermöglicht, auf Basis gleicher Kontaktkörper durch verschiedenartig ausgeformte Berührschutzkörper den jeweiligen Anforderungen entsprechende Steckkontaktelemente bereit zu stellen. Darüber hinaus können weitere Teile eines Steckerelements, wie beispielsweise ein Gehäuse, das eine Stiftwanne und/oder ein Berührschutzkörper ausbilden kann, gemeinsam mit dem Berührschutzkörper um den Kontaktkörper herum ausgeformt werden. Dies hilft, die Herstellungszeiten eines erfindungsgemäßen Steckerelements zu verkürzen und den gesamten Herstellungsprozess zu vereinfachen.
Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand möglicher Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Die bei diesen Ausführungsformen dargestellten Merkmalskombinationen dienen lediglich Anschauungszwecken. Einzelne Merkmale können nach Maßgabe ihrer oben beschriebenen Vorteile weggelassen werden, wenn es bei bestimmten Anwendungen auf den Vorteil des jeweiligen Merkmals nicht ankommt.
In der Beschreibung der Ausführungsformen sind der Einfachheit halber gleich Merkmale und Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Merkmale und Elemente mit einer gleichen oder zumindest ähnlichen Funktionalität weisen in der Regel die gleiche Bezugsnummer bzw. den gleichen Bezugsbuchstaben auf, die bzw. der zur Kennzeichnung einer weiteren Ausführungsform mit einem zusätzlichen Buchstaben bzw. einem Apostroph versehen ist.
Es zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements;
2 eine schematische Draufsicht des in 1 dargestellte Steckerelements;
3 eine schematische Schnittansicht des in 1 und 2 dargestellten Steckerelements entlang der in 1 eingezeichneten Schnittlinie B-B;
4 eine schematische Schnittansicht des in 1 bis 3 dargestellten Steckerelements entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
5 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements;
6 eine schematische Draufsicht des in 5 dargestellte Steckerelements;
7 eine schematische Schnittansicht des in 5 und 6 dargestellten Steckerelements entlang der in 5 eingezeichneten Schnittlinie B-B;
8 eine schematische Schnittansicht des in 5 bis 7 dargestellten Steckerelements entlang der in 6 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
9 eine schematische Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kontaktelements;
10 eine schematische Draufsicht des in 9 dargestellte Steckerelements;
11 eine schematische Schnittansicht des in 9 und 10 dargestellten Steckerelements entlang der in 9 eingezeichneten Schnittlinie B-B;
12 eine schematische Schnittansicht des in 9 bis 11 dargestellten Steckerelements entlang der in 10 eingezeichneten Schnittlinie A-A;
13 eine schematische Perspektivansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements;
14 eine schematische Vorderansicht des in 13 dargestellten Steckerelements;
15 eine schematische Schnittansicht des in 13 und 14 dargestellten Steckerelements entlang der in 14 eingezeichneten Schnittlinie B-B;
16 eine schematische Schnittansicht des in 13 bis 15 dargestellten Steckerelements entlang der in 14 eingezeichneten Schnittlinie C-C;
17 eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements;
18 eine schematische Vorderansicht des in 17 dargestellten Steckerelements;
19 eine schematische Schnittdarstellung des in 17 und 18 dargestellten Steckerelements entlang der in 18 eingezeichneten Schnittlinie D-D;
20 eine schematische Schnittansicht des in 17 bis 19 dargestellten Steckerelements entlang der in 18 eingezeichneten Schnittlinie C-C;
21 eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements;
22 eine schematische Vorderansicht des in 21 dargestellten Steckerelements;
23 eine schematische Schnittansicht des in 21 und 22 dargestellten Steckerelements entlang der in 22 eingezeichneten Schnittlinie D-D;
24 eine schematische Schnittansicht des in 21 bis 23 dargestellten Steckerelements entlang der in 22 eingezeichneten Schnittlinie C-C;
25 eine schematische Perspektivansicht einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements mit einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements;
26 eine schematische Vorderansicht des in 25 dargestellten Steckerelements;
27 eine schematische Schnittdarstellung des in 25 und 26 dargestellten Steckerelements entlang der in 26 eingezeichneten Schnittlinie D-D; und
28 eine schematische Schnittansicht des in 25 bis 27 dargestellten Steckerelements entlang der in 26 eingezeichneten Schnittlinie C-C.

Zunächst wird eine mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1a versehene erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100a mit Bezug auf 1 beschrieben, die das Steckerelement 100a in einer schematischen Perspektivansicht zeigt. Das Steckerelement 100a erstreckt in einer Längsrichtung X, einer Querrichtung Y und einer Höhenrichtung Z, die gemeinsam ein kartesisches Koordinatensystem aufspannen. In der Höhenrichtung Z ist das Steckerelement 100a in einer Steckrichtung S mit einem Gegensteckerelement (nicht gezeigt) bzw. das Stiftkontaktelement 1a mit einem Gegenkontaktelement, wie beispielsweise einem Buchsenkontaktelement (nicht gezeigt), zusammensteckbar. In einer weiteren Steckrichtung S' kann das Steckerelement 100a mit einem weiteren oder dem gleichen Gegensteckerelement bzw. das Stiftkontaktelement 1a mit einem weiteren oder dem gleichen Gegenkontaktelement zusammengesteckt werden, wobei die weitere Steckrichtung S' entgegen der Längsrichtung X verläuft. Somit sind das Stiftkontaktelement 1a und das Steckerelement 100a in 180°- und/oder 90°-Steckverbinder, entsprechend der Steckrichtung S bzw. weiteren Steckrichtung S' einsetzbar.
Das Stiftkontaktelement 1a ist als sogenannter Flachkontakt ausgeformt und weist eine Basis 2 und ein freies Ende 3 auf. Ein Berührschutzkörper 4 des Stiftkontaktelements schützt einen Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1a vor ungewollten Berührungen. Der Berührschutzkörper 4 erstreckt sich von der Basis 2 bis zum freien Ende 3 in der Steckrichtung S entlang einer vorderen Außenkante 6 und teilweise entlang einer hinteren Außenkante 7 des Stiftkontaktelements 1a sowie quer zur Steckrichtung S bzw. in der weiteren Steckrichtung S' entlang einer Stirnseite 8 des Stiftkontaktelements 1a. Somit bildet der Berührschutzkörper 4 eine Außenfläche 10' eines vorderseitigen Berührschutzabschnitts 9 und eines stirnseitigen Berührschutzabschnitts 10 aus, die eine entgegen der Querrichtung X weisende erste Kontaktfläche 11 des Kontaktkörpers 5 und eine in Querrichtung Y weisende zweite Kontaktfläche 12 (siehe 3 und 4) des Kontaktkörpers 5 abschnittsweise umrahmen.
Das Steckerelement 100a besitzt ein Gehäuse 101, das nach Art einer Stiftwanne ausgestaltet ist. Das Gehäuse 101 besitzt eine Wandung 102, die den Stiftkontakt 1a umgibt und in der Höhenrichtung Z überragt. In der Wandung 102 sind eine obere Wandungsöffnung 103, von der aus das Stiftkontaktelement 1 a entgegen der Steckrichtung S zugänglich ist, und eine seitliche Wandungsöffnung 104 ausgeformt, von der das Stiftkontaktelement 1a entgegen der weiteren Steckrichtung S' zugänglich ist.
Ein Berührschutzkragen 105 des Steckerelements 100a ist zwischen der Wandung 102 und dem Stiftkontaktelement 1a ausgeformt. Ähnlich wie die Wandung 102 weist der Berührschutzkragen 105 eine obere Kragenöffnung 106 und eine seitliche Kragenöffnung 107 auf. Über die obere Kragenöffnung 106 ist das Stiftkontaktelement 1a entgegen der Steckrichtung S zugänglich. Über die seitliche Kragenöffnung 107 ist das Stiftkontaktelement 1a entgegen der weiteren Steckrichtung S' zugänglich. Eine obere Kragenkante 108 ist in der Höhenrichtung Z bzw. Steckrichtung S unterhalb bzw. vor der Stirnseite 8 des Stiftkontaktelements 1a angeordnet. Mit anderen Worten überragt die Stirnseite 8 die obere Kragenkante 108 in der Höhenrichtung Z sowie in der Steckrichtung S. Seitliche Kragenkanten 109 des Berührschutzkragens 105 sind in der Seitrichtung X bzw. entgegen der weiteren Steckrichtung S' vor der vorderen Außenkante 6 bzw. dem vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9 angeordnet.
Ein Boden 110 des Steckerelements 100a erstreckt sich im Wesentlichen in einer in Längsrichtung X und Querrichtung Y aufgespannten Ebene und begrenzt somit eine von Stiftkontaktelementen 1a, Wandung 102 und Berührschutzkragen 105 gebildete Gegensteckeraufnahme 111 des Steckerelements 100a, die den jeweiligen Anforderungen entsprechend komplementär zu einem Gegensteckerelement (nicht gezeigt) für das Steckerelement 100a ausgestaltet ist. Der Boden 110 kann wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Stiftkontaktelement 1a ausgestaltet sein, indem das Material des Bodens 110 im Bereich der Basis 2 in das Material des Stiftkontaktelements 1a bzw. dessen Berührschutzkörpers 4 übergeht. Der Berührschutzkragen 105 sowie die Wandung 102 können wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, ebenfalls einstückig im Boden 110 ausgeformt sein. Mit anderen Worten kann die Wandung 102, den Berührschutzkragen 108 und den Boden 110 umfassende Gehäuse 101 einstückig mit dem Berührschutzkörper 4 bzw. der Basis 2 ausgeformt sein, wodurch das Stiftkontaktelement 1a einstückig mit dem Steckerelement 100 ausgeformt ist.
2 zeigt das Stiftkontaktelement 1a in einer schematischen Draufsicht. Hier wird deutlich, dass das Stiftkontaktelement 1a an drei Seiten vom Berührschutzkragen 105 sowie dieser an drei Seiten von der Wandung 102 umgeben ist. So bilden das Stiftkontaktelement 1a, der Berührschutzkragen 105 und die Wandung 102 gemeinsam eine Gegensteckeraufnahme 111 bzw. deren Steckgesicht. In der Querrichtung Y gemessene Abstände zwischen dem Stiftkontaktelement 1a und dem Berührschutzkragen 105, die Höhe des Kragens 105 sowie die Höhe des vorderseitigen Berührschutzabschnitts 9 und die Länge des stirnseitigen Berührschutzabschnitts 10 so bemessen, dass ein Prüffinger an der vorderen Außenkante 6 und der seitlichen Kragenkante 109 bzw. der oberen Kragenkante 108 und der Stirnseite 8 anliegt, ohne bis zu den Kontaktflächen 11 und 12 vorzudringen.
3 zeigt eine schematische Schnittansicht des Stiftkontaktelements 1a entlang der in 1 eingezeichneten Schnittlinie B-B, also in einer von der Seitrichtung X und Querrichtung Y aufgespannten Ebene. Hier wird deutlich, dass der Kontaktkörper 5 im Querschnitt U-förmig ausgestaltet ist, wobei die Längsschenkel der U-Form die erste Kontaktfläche 11, die zweite Kontaktfläche 12 und das Joch der U-Form abschnittsweise die hintere Außenkante 7 des Stiftkontaktelements 1a ausbilden. Im Inneren der U-Form erstreckt sich Material des Berührschutzkörpers 4. Mit anderen Worten ist der Kontaktkörper 5 mit Material des Berührschutzkörpers 4 aufgefüllt. Somit bilden Berührschutzkörper 4 und Kontaktkörper 5 eine formschlüssige Einheit, was zur Stabilität des Stiftkontaktelements 1a, insbesondere zu dessen Widerstandsmoment gegen in der Y-Richtung auf den vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9 wirkende Biegekräfte beiträgt.
4 zeigt das Stiftkontaktelement 1a in einer schematischen Perspektivansicht entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie A-A bzw. entlang einer von der Querrichtung Y und der Höhenrichtung Z aufgespannten Ebene. Hier wird deutlich, dass der Berührschutzkörper 4 bzw. dessen vorderseitiger Berührschutzabschnitt 9 die obere Kragenkante 108 überragt. Im Bereich der hinteren Außenkante 7, der vorderen Außenkante 6 sowie der Seitenfläche des vorderseitigen Berührschutzabschnitts 9 fluchtet der Berührschutzkörper 4 mit dem Kontaktkörper 5. In anderen Worten fluchten die Seitenflächen des vorderen Berührschutzabschnitts 9 mit der ersten Kontaktfläche 11 und der zweite Kontaktfläche 12 in einer Projektion in der Steckrichtung S. Des Weiteren fluchten der vordere Berührschutzabschnitt 9 bzw. der stirnseitige Berührschutzabschnitt 8 und die erste Kontaktfläche 11 sowie die zweite Kontaktfläche 12 in einer Projektion entlang der weiteren Steckrichtung S'.
Ferner ist im Boden 110 des Stiftkontaktelements 1a eine Kontaktaufnahme 112 des Stekkerelements 100a als eine sich in Steckrichtung S erstreckende Öffnung komplementär zum Querschnitt des Kontaktkörpers 5 ausgeformt. Der Kontaktkörper 5 erstreckt sich durch die Kontaktaufnahme 112 hindurch bis unterhalb des Bodens 110, so dass ein den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestalteter Anschlussabschnitt 20 des Kontaktkörpers 5 freisteht und elektrisch leitend mit einem elektrischen Leiter (nicht gezeigt) verbunden werden kann.
5 zeigt eine mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1b versehende zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100b. Ebenso wie das Stiftkontaktelement 1a besitzt das Stiftkontaktelement 1b eine Basis 2, ein freies Ende 3, einen Berührschutzkörper 4, einen Kontaktkörper 5, eine vordere Außenkante 6, eine hintere Außenkante 7, eine stirnseitige Außenkante 8, einen vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9, einen stirnseitigen Berührschutzabschnitt 10, eine erste Kontaktfläche 11 und eine zweite Kontaktfläche 12 sowie einen Anschlussabschnitt 20. Im Unterschied zum Stiftkontaktelement 1a und Steckerelement 100a sind das Stiftkontaktelement 1b und das Steckerelement 100b nicht einstückig ausgeformt. D.h. das Material des Berührschutzkörpers 4 des Stiftkontaktelements 1b geht nicht in das Material des Bodens 110 des Steckerelements 100b über.
6 zeigt die zweie Ausführungsform des Steckerelements 100a in einer schematischen Draufsicht. Hier wird deutlich, dass in 1 dargestellter Übergang zwischen der Basis 2 und dem Boden 110 nicht vorhanden ist.
7 zeigt das Steckerelement 100b in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 5 eingezeichneten Schnittlinie B-B. Hier wird die massive Ausgestaltung des Kontaktkörpers 5 des Stiftkontaktelements 1b deutlich. Um einen stabilisierenden Formschluss zwischen dem Berührschutzkörper 4 und dem Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1a herbeizuführen, ist der Berührschutzkörper 4 mit einem Formschlusselement 120 in Form einer sich im Wesentlichen parallel zur Höhenrichtung Z erstreckenden Feder und der Kontaktkörper 5 mit einem Gegenformschlusselement 22 in Form einer komplementär zum Formschlusselement 21 ausgestalteten Nut versehen.
8 zeigt das Steckerelement 100b in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 6 eingezeichneten Schnittlinie A-A. Hier wird deutlich, dass zur weiteren Stabilisierung des Stiftkontaktelements 1b, ähnlich wie das Formschlusselement 21 und das Gegenformschlusselement 22, ein weitere Formschlusselement 23 am Berührschutzkörper 4 und ein weiteres Gegenformschlusselement 24 am Kontaktkörper 5 ineinander greifen, die eine im Wesentlichen in parallel zur Längsrichtung X verlaufende Nut- und Federverbindung bilden.
Des Weiteren ist beim Stiftkontaktelement 1b die Kontaktaufnahme 112 im Boden 110 so ausgeformt, dass das gesamte Stiftkontaktelement 1a, also Berührschutzkörper 4 und Kontaktkörper 5 durch die Kontaktaufnahme 112 hindurch unterhalb des Bodens 110 hervorragen, wo der Anschlussabschnitt 20 des Stiftkontaktelements 1b den jeweiligen Anforderungen gemäß angeordnet und ausgestaltet ist.
9 zeigt eine mit einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1c versehene dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100c. Ebenso wie das Stiftkontaktelement 1b besitzt das Stiftkontaktelement 1c eine Basis 2, ein freies Ende 3, einen Berührschutzkörper 4, einen Kontaktkörper 5, eine vordere Außenkante 6, eine hintere Außenkante 7, eine Stirnseite 8, einen vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9, einen stirnseitigen Berührschutzabschnitt 10, eine erste Kontaktfläche 11 und eine zweite Kontaktfläche 12 sowie einen Anschlussabschnitt 20, ein Formschlusselement 21, ein Gegenformschlusselement 22, ein weiteres Formschlusselement 23 und ein weiteres Gegenformschlusselement 24. Das Steckerelement 100c besitzt wie das Steckerelement 100b ein Gehäuse 101, eine Wandung 102, eine obere Wandungsöffnung 103, eine seitliche Wandungsöffnung 104, einen Berührschutzkragen 105, eine obere Kragenöffnung 106, eine seitliche Kragenöffnung 107, eine obere Kragenkante 108, eine seitliche Kragenkante 109, einen Boden 110, eine Gegensteckeraufnahme 111 und eine Kontaktaufnahme 112.
Im Unterschied zu den Stiftkontaktelementen 1a und 1b besitzt das Stiftkontaktelement 1c im Bereich der hinteren Außenkante 7 einen hinterseitigen Berührschutzabschnitt 9', der sich wie der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 von der Basis 2 bis zum freien Ende 3 erstreckt. Der Berührschutzkörper 4 erstreckt sich eine Außenfläche 10' der Berührschutzabschnitte 9, 9' des Stiftkontaktes 1c bildend von der Basis 2 bis zum freien Ende 3. So sind die erste Kontaktfläche 11 und die zweite Kontaktfläche 12 jeweils vom vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9, vom hinterseitigen Berührschutzabschnitt 9' und vom stirnseitigen Berührschutzabschnitt 10 umrahmt. Das Stiftkontaktelement 1c kann somit um 180° um seine Längsachse L gedreht werden, wodurch der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 zum hinterseitigen Berührschutzabschnitt 9' wird und vice versa. Dies hilft, Fehlbestückung des Steckerelements 110 mit dem Stückkontaktelement 1c zu vermeiden, da stets einer der Berührschutzabschnitte 9 oder 9' in Richtung der seitlichen Kragenöffnung 107 weist und dort die Kontaktflächen 11 und 12 vor Berührungen schützt.
10 zeigt das Steckerelement 100c in einer schematischen Draufsicht. Hier wird deutlich, dass das Steckerelement 100c die gleiche Gegensteckeraufnahme 111 ausbildet, wie das Steckerelement 100a und das Steckerelement 100b.
11 zeigt das Steckerelement 100c in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 9 eingezeichneten Schnittlinie B-B. Ähnlich wie der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 ist auch der hinterseitige Berührschutzabschnitt 9' mit einem Formschlusselement 21 versehen. Das Formschlusselement 21 des hinteren Berührschutzabschnittes 9' greift in ein Gegenformschlusselement 22 des Kontaktkörpers 5 ein. Das Stiftkontaktelement 1a kann, wie in 11 ersichtlich, in einer Projektion entlang der Steckrichtung S punktsymmetrisch zu seiner Längsachse L ausgestaltet sein.
12 zeigt das Steckerelement 100c in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 10 eingezeichneten Schnittlinie A-A. Ebenso wie beim Stiftkontaktelement 1b greift das weitere Formschlusselement 23 des stirnseitigen Berührschutzabschnittes 10 in das weitere Gegenformschlusselement 24 in der Stirnseite des Kontaktkörpers 5 ein.
13 zeigt eine mit einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1d versehene vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100d. Im Unterschied zu den Stiftkontaktelementen 1a bis 1c ist das Stiftkontaktelement 1d als Rundkontakt ausgestaltet. Somit weist das Stiftkontaktelement 1d eine zylindrische Form auf. Die Zylinderform wird von Berührschutzkörper 4 und Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1d in der Art gebildet, das ein vorderseitiger Berührschutzabschnitt 9 als Teil der Zylindermanteloberfläche ausgestaltet ist, die durch eine erste Kontaktfläche 11 des Kontaktkörpers 5 komplementiert ist. Ein stirnseitiger Berührschutzabschnitt 10 des Stiftkontaktelements 1d bildet die im Wesentlichen kreisförmige Grundfläche des zylindrischen Stiftkontaktelements 1d. Das Steckerelement 100d besitzt im Unterschied zu den Steckerelementen 100a bis 100c eine Wandung 102, die zugleich den Berührschutzkragen 105 ausbildet. Somit entsprechen beim Steckerelement 100d die obere Wandungsöffnung 103 der oberen Kragenöffnung 106 und die seitliche Wandungsöffnung 104 der seitlichen Kragenöffnung 107.
14 zeigt das Steckerelement 100d in einer schematischen Vorderansicht. Hier wird deutlich, dass die Kontaktfläche 111 mehr als 180° der Mantelfläche des Stiftkontaktelements 1d umspannt. Somit ist die Kontaktfläche 11 des Stückkontaktelements 1d durch die seitliche Wandungsöffnung 104 bzw. die seitliche Kragenöffnung 107 im Wesentlichen parallel zur weiteren Steckstiftung S' zugänglich. Es ist daher möglich, den Kontaktkörper 5 sowohl in der Steckrichtung S mit einem beispielsweise als Gegenrundkontakt ausgeformten Gegenkontaktelements sowie in der Gegensteckrichtung S' mit einem in einer Projektion quer zur Gegensteckrichtung S' beispielsweise gabelförmigen Gegenkontaktelement zu kontaktieren, wodurch das Steckerelement 100d sowohl für 90°- als auch für 180°-Steckverbindungen geeignet ist.
15 zeigt das Steckerelement 100d in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 14 eingezeichneten Schnittlinie D-D. Hier wird deutlich, dass der Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1d massiv ausgeformt ist und keine Formschlusselemente vorgesehen sind, die den Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1d mit dem Berührungsschutzkörper 4 des Stiftkontaktelements 1d verbinden. Ähnlich wie beim Stiftkontaktelement 1a und beim Steckerelement 100a ist der Berührschutzkörper 4 des Stiftkontaktelements 1d einstükkig mit dem Gehäuse 101 des Steckerelements 100d ausgeformt. Im Bereich der Basis des zweiten Stiftkontaktelements 1d geht das Material des Stiftkontaktelements 1d in das Material des Bodens 110 des Steckerelements 100d über.
16 zeigt das Steckerelement 100d in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 14 eingezeichneten Schnittlinie C-C. Auch sind zwischen dem Berührschutzkörper 4 und dem Kontaktkörper 5 keinerlei Formschlusselemente vorgesehen. Der einen Abschnitt der Zylinderoberfläche des Stiftkontaktelements 1d bildende Außenradius der Kontaktfläche 11 des Stiftkontaktelements 1d ist größer als der Außenradius des die Zylinderfläche komplementierenden vorderseitigen Berührschutzabschnittes 9. Dabei ist darauf zu achten, dass der Abstand zwischen der Wandung 102 bzw. dem Berührschutzkragen 105 in der weiteren Steckrichtung S' auf Höhe der Grenzfläche zwischen dem Berührschutzkörper 4 und dem Kontaktkörper 5 so klein gewählt ist, dass ein Prüffinger nicht entgegen der Steckrichtung S' durch die seitliche Wandungsöffnung 104 bzw. seitliche Kragenöffnung 107 des Steckerelements 100d hindurch in berührenden Kontakt mit der Kontaktfläche 11 gelangen kann, sondern am vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9 anliegt.
17 zeigt eine mit einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1e versehene fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100e, wobei das Stiftkontaktelement 1e ähnlich wie das Stiftkontaktelement 1d als Rundkontakt ausgestaltet ist. Ebenso wie das Stiftkontaktelement 1d weist das Stiftkontaktelement 1e eine Basis 2, ein freies Ende 3, einen Berührschutzkörper 4, einen Kontaktkörper 5, eine vordere Außenkante 6, eine hintere Außenkante 7, eine Stirnseite 8, einen vorderseitigen Berührschutz 9, einen stirnseitigen Berührschutz 10 und eine Kontaktfläche 11 auf. Eine Außenfläche 10' des Berührschutzabschnittes 9 wird vom Berührschutzkörper 4 gebildet, der sich von der Basis 2 bis zum freien Ende 3 erstreckt. Ebenso wie das Steckerelement 100d weist das Stekkerelement 100e weist das Gehäuse 101 mit einer Wandung 102 bzw. einem Berührschutzkragen 105, eine obere Wandungsöffnung 103 bzw. eine obere Kragenöffnung 106, eine seitliche Wandungsöffnung 104 bzw. eine seitliche Kragenöffnung 107, eine obere Kragenkante 108, eine seitliche Kragenkante 109, einen Boden 110 sowie eine Kontaktaufnahme 112 auf und bildet eine Gegensteckeraufnahme 111 aus. Im Unterschied zum Stiftkontaktelement 1d besitzt das Stiftkontaktelement 1e einen hinterseitigen Berührschutzabschnitt 9', der ähnlich wie das Stiftkontaktelement 1c auf der von der seitlichen Wandungsöffnung 104 bzw. seitlichen Kragenöffnung 107 abgewandten Seite des Stiftkontaktelements 1e angeordnet ist.
18 zeigt das Steckerelement 100e in einer schematischen Vorderansicht. Hier wird deutlich, dass das Stiftkontaktelement 1e und das Stiftkontaktelement 1d in einer Projektion entgegen der weiteren Steckrichtung S' identisch erscheinen.
19 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Steckerelements 100e in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 18 eingezeichneten Schnittlinie D-D. Hier wird deutlich, dass der hinterseitige Berührschutzabschnitt 9' des Stiftkontaktelements 1e auf dessen von der seitlichen Wandungsöffnung 104 bzw. seitlichen Kragenöffnung 107 abgewandten Seite angeordnet und der Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1e im Querschnitt vom vorderseitigen Berührschutzabschnitt 9, hinterseitigen Berührschutzabschnitt 9' und stirnseitigen Berührschutzabschnitt 10 umschlossen ist. Der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 und der hinterseitige Berührschutzabschnitt 9' sind ähnlich wie beim Stiftkontaktelement 1a einstückig mit dem Gehäuse 101 bzw. dem Boden 110 des Steckerelements 100e ausgeformt. Der Anschlussabschnitt 20 des Stiftkontaktelements 1e ragt durch die Kontaktaufnahme 112 des Steckerelements 100e hindurch unterhalb des Bodens 110 des Steckerelements 100e hervor.
20 zeigt das Steckerelement 100e in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 18 eingezeichneten Schnittlinie C-C. Hier wird deutlich, dass der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 und der hinterseitige Berührschutzabschnitt 9' in einer Projektion in bzw. entgegen der Querrichtung Y den Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1e umrahmen, der somit ähnlich wie die Kontaktkörper 5 der Stiftkontaktelemente 1a bis 1c eine erste Kontaktfläche 11 und eine zweite Kontaktfläche 12 ausbildet. Die Außenflächen 10' des vorderseitigen Berührschutzabschnitts 9, des hinterseitigen Berührschutzabschnitts 9' sowie die erste Kontaktfläche 11 und die zweite Kontaktfläche 12 des Stiftkontaktelements 1e bilden gemeinsam dessen zylindrische Manteloberfläche. Wie bei den anderen Ausführungsformen auch erstreckt sich der Berührschutzkörper 4 außen am Stiftkontaktelement 1f von der Basis 2 bis zum freien Ende 3. Er bildet die Außenflächen 10' der Berührschutzabschnitte 9, 9'.
21 zeigt eine mit einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1f versehene sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100f. Ähnlich wie die Stiftkontaktelemente 1d und 1e ist das Stiftkontaktelement 1f als Rundkontakt ausgestaltet. Im Unterschied zu den Stiftkontaktelementen 1d und 1e besitzt das Stiftkontaktelement 1f einen Berührschutzkörper 4, der einen stirnseitigen und vier vorder- und hinterseitige Berührschutzabschnitte aufweist. Ein vorderseitiger Berührschutzabschnitt 9 und ein hinterseitiger Berührschutzabschnitt 9' des Stiftkontaktelements 1f sind sich jeweils im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung S in der Draufsicht diametral bezüglich der Längsachse L des Stiftkontaktelements 1f gegenüberliegend angeordnet. Der Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1f ist massiv und zylindrisch ausgestaltet. Die Berührschutzabschnitte 9 und 9' sind von der Zylindermantelfläche des Kontaktkörpers 5 des Stiftkontaktelements 1f beabstandet angeordnet. Der stirnseitige Berührschutzabschnitt 10 des Stiftkontaktelements 1f verbindet die Berührschutzabschnitte 9 und 9' miteinander, so dass die Berührschutzabschnitte 9, 9' und 10 des Stiftkontaktelements 1f eine Art Berührschutzkäfig um den Kontaktkörper 5 bilden. Zwischen den Berührschutzabschnitten 9, 9' und 10 sind eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Kontaktfläche 1 bis 14 des Stiftkontaktelements 1f gebildet. Des Weiteren weist das Steckerelement 1f ein Gehäuse 101 auf, das im Wesentlichen wie die Gehäuse 101 der Steckerelemente 100d und 100e ausgestaltet ist, in dem Wandung 102 und Berührschutzkragen 105 und somit obere Wandungsöffnung 103 mit oberer Kragenöffnung 106 sowie seitliche Wandungsöffnung 104 mit seitlicher Kragenöffnung 107 zusammengefasst sind.
22 zeigt das Steckerelement 100f in einer schematischen Vorderansicht. Hier wird deutlich, dass der stirnseitige Berührschutzabschnitt 10 die obere Kragenkante 108 des Stekkerelemente 100f entgegen der Steckrichtung S überragt.
23 zeigt das Steckerelement 100f in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 22 eingezeichneten Schnittlinie D-D. Hier wird deutlich, dass der Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1f massiv ausgebildet ist und mit seinem Anschlussabschnitt 20 durch die Kontaktaufnahme 112 des Steckerelements 111 durch dessen Boden 110 nach unten vorragt. Die vorder- und hinterseitigen Berührschutzabschnitte 9 und 9' erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Steckrichtung S entlang dem Kontaktkörper 5 bzw. dessen zylindrischer Oberfläche und bilden vordere und hintere Außenkanten 6 und 7 des Berührschutzkörpers 4 des Stiftkontaktelements 1f aus. Der Berührschutzkörper 4 kann an der Basis zwei des Stiftkontaktelements 1f einstückig mit dem Boden 110 des Steckerelements 100f ausgestaltet sein, wie dies beispielsweise auch bei den Steckerelementen 100a und 100d bis 100e der Fall sein kann.
24 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Steckerelements 100f entlang der in 22 eingezeichneten Schnittlinie C-C. Hier wird die konzentrische Anordnung der sich bezüglich der Längsachse L diametral gegenüberliegenden vorseitigen und hinterseitigen Berührschutzabschnitte 9 und 9' des Berührschutzkörpers 4 des Stiftkontaktelements 1f deutlich, die kreissegmentartig den zylindrischen Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1f umgeben und dabei erste bis vierte Kontaktflächen 11 bis 14 umrahmen sowie vordere Außenkanten 6, hintere Außenkanten 7 und darüber hinaus mittlere Außenkanten 6' ausbilden. Die in einer Projektion entlang der Steckrichtung S somit gebildete Außenkontur des Stiftkontaktelements 1f bewirkt folglich eine Kodierung, die erfordert, dass ein mit dem Stiftkontaktelement 1f zusammensteckbares Gegenkontaktelement zumindest abschnittsweise derart komplementär zur Außenkontur des Stiftkontaktelements 1f ausgestaltet ist, dass es in der Steckrichtung S mit diesem zusammenführbar ist und dabei wenigstens eine der vier Kontaktflächen 1 bis 14 sicher kontaktiert. Somit dienen die Berührschutzabschnitte 9 und 9' des Stiftkontaktelements als Kodierungselemente 25, die eine ordnungsgemäße Orientierung des Gegenkontaktelements gegenüber dem Stiftkontaktelement 1f vorgeben.
25 zeigt eine mit einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stiftkontaktelements 1g versehene siebte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckerelements 100g. Das Stiftkontaktelement 1g ist ähnlich wie die Stiftkontaktelemente 1d bis 1f als eine Art Rundkontakt ausgeführt. Der Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1g gleicht dem Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1d. Im Unterschied zu den Stiftkontaktelementen 1a bis 1f ist das Stiftkontaktelement 1g bezüglich seiner Längsachse L asymmetrisch ausgestaltet. D.h. in einer Projektion entlang der Steckrichtung S weist das Stiftkontaktelement 1g eine Außenkontur auf, die eine einzige ordnungsgemäße Orientierung eines mit dem Stiftkontaktelement 1g zusammensteckbaren Gegenkontaktelementes vorgeben soll. Der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 des Stiftkontaktelements 1g ist so ausgestaltet, dass er eine Fläche ausbildet, die im Wesentlichen in einer von der Querrichtung Y und der Höhenrichtung Z definierten Ebene liegt. An seitlichen Rändern des vorderseitigen Berührschutzabschnittes 9 des Stiftkontaktelements 1g sind somit zwei vordere Außenkanten 6 gebildet. Darüber hinaus bildet der vordere Berührschutzabschnitt 9 des Stiftkontaktelements 1g mittlere Außenkanten 6' aus.
Das Steckerelement 100g besitzt ähnlich wie Steckerelement 100d bis 100f ein Gehäuse 101, bei dem die Wandung 102 mit dem Berührschutzkragen 105 und somit die obere Wandungsöffnung 103 mit der oberen Kragenöffnung 106 sowie die seitliche Wandungsöffnung 104 mit der seitlichen Kragenöffnung 107 zusammengefasst ist.
26 zeigt das Steckerelement 100g in einer schematischen Vorderansicht. Hier ist verdeutlicht, dass wie auch schon bei den Steckerelementen 100a bis 100f der stirnseitige Berührschutzabschnitt 10 die obere Kragenkante 108 überragt.
27 zeigt das Steckerelement 100g in einer schematischen Querschnittsansicht entlang der in 26 eingezeichneten Schnittlinie D-D. Hier wird deutlich, dass der Berührschutzkörper 4 des Stiftkontaktelements 1g einstückig mit dem Steckerelement 100g ausgestaltet ist. D.h. im Bereich der Basis 2 des Stiftkontaktelements 1g geht das Material des Berührschutzkörpers 4 in das Material des Bodens 110 des Gehäuses 101 des Steckerelements 100g über.
28 zeigt das Steckerelement 100g in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der in 26 eingezeichneten Schnittlinie C-C. Hier wird deutlich, dass der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 eine Art Barriere schafft, die der seitlichen Wandöffnung 104 bzw. seitlichen Kragenöffnung 107 zugewandt ist. Der vorderseitige Berührschutzabschnitt 9 ist so ausgestaltet, dass die mittleren Außenkanten 6' einen Abstand bzw. freien Raum zwischen dem Berührschutzkörper 4 und der Wandung 102 bzw. dem Berührschutzkragen 105 soweit verringern, dass ein Vordringen durch diesen freien Raum im Wesentlichen entgegen der weiteren Steckrichtung S' mit einem Prüffinger vermieden wird.
Innerhalb des Erfindungsgedankens sind Abweichungen von den oben beschriebenen Ausführungsformen möglich. So können erfindungsgemäße Stiftkontaktelemente 1a bis 1g den jeweiligen Anforderungen gemäß mit einer Basis 2 und einem freien Ende 3 ausgestaltet sein, zwischen denen sich ein anforderungsgemäß ausgeformter Berührschutzkörper 4 erstreckt, um gemäß der jeweiligen Normen und Richtlinien einen Kontakt eines Prüffingers mit dem elektrisch leitfähigen Kontaktkörper 5 des Stiftkontaktelements 1a bis 1g zu verhindern. Der Berührschutzkörper 4 kann dazu den jeweiligen Anforderungen gemäß beliebig viele und wie gewünscht ausgestaltete vordere Außenkanten 6, hinteren Außenkanten 7, Stirnseiten 8, vorderseitige Berührschutzabschnitte 9, stirnseitige Berührschutzabschnitte 10, Formschlusselemente 21, weitere Formschlusselemente 23 und Kodierungselemente 25 aufweisen. Der Kontaktkörper 5 kann den jeweiligen Anforderungen gemäß eine beliebige Anzahl beliebig ausgeformter Kontaktflächen 11 bis 14 und Gegenformschlusselemente 22 und weitere Gegenformschlusselemente 24 aufweisen sowie mit einem beliebig ausgestalteten Anschlussabschnitt 20 versehen sein. Die Formschlusselemente 21, 23 und die Gegenformschlusselemente 22, 24 können den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet sein, um einen möglichst stabilen Formschluss zwischen dem Berührschutzkörper 4 und dem Kontaktkörper 5 herzustellen. Somit können etwaige als Nuten ausgestaltete Formschlusselemente 21, 23 und/oder Gegenformschlusselemente 22, 24 Hinterschneidungen aufweisen. Formschlusselemente 21, 23, 24 können schwalbenschwanzartig ausgeformt sein, um die Stabilität der mechanischen Verbindung zwischen Berührschutzkörper 4 und Kontaktkörper 5 zu erhöhen.
Ein erfindungsgemäßes Steckerelement 100a bis 100g kann den jeweiligen Anforderungen gemäß mit einem Gehäuse 101 ausgestaltet, das beliebig viele auf die jeweilige Anzahl und Form der gewünschten Stiftkontaktelemente 1a bis 1g abgestimmte Kontaktaufnahmen 112 ausbilden kann. Die Wandung 102, obere Wandungsöffnung 103, seitliche Wandungsöffnung 104, der Berührschutzkragen 105, die obere Kragenöffnung 106, seitliche Kragenöffnung 107, obere Kragenkante 108, seitliche Kragenkante 109 und der Boden 110 können den jeweiligen Anforderungen gemäß ausgestaltet sein, um zumindest eine Gegensteckeraufnahme 111 bzw. ein Steckgesicht vorzugeben, das ein Zusammenstecken des Steckerelements 100a bis 100g mit einem Gegensteckerelement in einer Steckrichtung S und/oder einer weiteren Steckrichtung S' ermöglicht, wobei die Steckrichtung S und S' beispielsweise einem 180°-Steckverbinder bzw. einem 90°-Steckverbinder zugeordnet sein können, wie hierin beschrieben ist.
Elemente des Gehäuses 101 und des Berührschutzkörpers 4 können den jeweiligen Anforderungen gemäß aus einem beliebigen elektrisch isolierenden Werkstoff gefertigt sein. Es ist dabei von Vorteil, das Gehäuse 101 an den Berührschutzkörper 4 zumindest abschnittsweise einstückig auszuformen. Dazu können das Gehäuse 101 und der Berührschutzkörper 4 beispielsweise in einem Arbeitsschritt gegossen bzw. spritzgegossen oder anderweitig aus einem den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Werkstoff, wie einem Kunststoff, gefertigt werden. Es können auch verschiedene Werkstoffe für Berührschutzkörper 4 und Gehäuse 101 verwendet werden.
Die Abstände zwischen Berührschutzabschnitten 9, 9' und 10 und Wandungen 102 bzw. Berührschutzkragen 105 sind in Längsrichtung X, Querrichtung Y und Höhenrichtung Z bzw. Steckrichtung S und weitere Steckrichtung S' sind jeweils so zu wählen, dass die Berührung des Kontaktkörpers 5 durch obere Wandungsöffnungen 103, obere Kragenöffnungen 106, seitliche Wandungsöffnungen 104 und seitliche Kragenöffnungen 107 hindurch mit einem menschlichen Finger bzw. den jeweiligen Normen und Richtlinien gemäß einzusetzenden Prüffinger verhindert ist.
Bezugszeichenliste

1a bis 1g: Stiftkontaktelement
2: Basis
3: freies Ende
4: Berührschutzkörper
5: Kontaktkörper
6: vordere Außenkante
6': mittlere Außenkante
7: hintere Außenkante
8: Stirnseite/Stirnfläche
9: vorderseitiger Berührschutzabschnitt mit vorderseitiger Außenfläche
9': hinterseitiger Berührschutzabschnitt mit hinterseitiger Außenfläche
10': Außenfläche
10: stirnseitiger Berührschutzabschnitt
11: erste Kontaktfläche
12: zweite Kontaktfläche
13: dritte Kontaktfläche
14: vierte Kontaktfläche
20: Anschlussabschnitt
21: Formschlusselement
22: Gegenformschlusselement
23: weiteres Formschlusselement
24: weiteres Gegenformschlusselement
25: Kodierungselemente
100a bis 100g: Steckerelement
101: Gehäuse
102: Wandung
103: obere Wandungsöffnung
104: seitliche Wandungsöffnung
105: Berührschutzkragen
106: obere Kragenöffnung
107: seitliche Kragenöffnung
108: obere Kragenkante
109: seitliche Kragenkante
110: Boden
111: Gegensteckeraufnahme
112: Kontaktaufnahme
L: Längsachse des Stiftkontaktelements
X: Längsrichtung
Y: Querrichtung
Z: Höhenrichtung
S: Steckrichtung
S': weitere Steckrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010035943 A1 [0006]
US 7150660 B2 [0007]
US 7601019 B2 [0008]
EP 0443492 B1 [0009]
DE 102009016157 A1 [0010]
EP 1730818 B1 [0011]
US 2012/0231676 A1 [0012]
DE 102009059089 B3 [0013]
US 8298022 B2 [0014]
EP 2418743 A1 [0014]

Claims

Elektrisches Stiftkontaktelement (1a bis 1g) für einen Hochsstrom- und/oder Hochspannungs-Steckverbinder in der Kraftfahrzeugstechnik, mit einem freien Ende (3) und mit einer vom freien Ende (3) beabstandeten Basis (2) zur Befestigung des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) im Steckverbinder, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch isolierender Berührschutzkörper (4) eine Außenfläche (10') eines Berührschutzabschnitts (9, 9') des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) bildend sich von der Basis (2) bis zum freien Ende (3) erstreckt.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) zumindest abschnittsweise eine am freien Ende (e) befindliche Stirnseite (8) des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) bildet.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) sich entlang zwei sich gegenüberliegender Seiten des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) erstreckt.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) zumindest abschnittsweise ein Kodierungselement (25) zur Definition einer Steckrichtung (S, S') und/oder Steckausrichtung des Steckkontaktelements (1a bis 1g) bildet, in denen bzw. in der dieses mit einem Gegenkontaktelement zusammenzustecken ist.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) eine Kontaktfläche (1 bis 14) des Stiftkontaktelements (1a bis 1g) zumindest abschnittsweise umrahmt.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrisch leitender Kontaktkörper (5) des Stiftkontaktelements und der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) komplementär zueinander ausgebildet sind.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (5) und der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) formschlüssig ineinandergreifen.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kontaktkörper (5) und der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) wenigstens abschnittsweise miteinander fluchtende Oberflächen ausbilden.
Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kontaktkörper (5) in den wenigstens einen Berührschutzkörper (4) eingebettet ist.
Steckerelement (100a bis 100g) für einen Hochsstrom- und/oder Hochspannungssteckverbinder in der Kraftfahrzeugstechnik, gekennzeichnet durch wenigstens ein Stiftkontaktelement (1a bis 1g) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Steckerelement (100a bis 100g) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Berührschutzkörper (4) zumindest abschnittsweise an einem Gehäuse (101) des Stekkerelements (100a bis 100g) abgestützt ist.
Steckerelement (100a bis 100g) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) und wenigstens ein weiterer Teil des Steckerelements (100a bis 100g) einstückig miteinander verbunden sind.
Steckerelement (100a bis 100g) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stiftkontaktelement (1a bis 1g) zumindest abschnittsweise von einem Berührschutzkragen (105) des Steckerelements (100a bis 100g) umgeben ist, der mindestens eine Öffnung (106, 107) zum Stiftkontaktelement (1a bis 1g) aufweist, in welcher der wenigstens eine Berührschutzkörper (4) liegt.