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Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbinderanordnung mit einem ersten und einem zweiten elektrisch leitenden, federelastischen Steckkontaktelement gemäß den weiteren Merkmalen des Anspruchs 1.
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Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet der elektrischen Verbindungstechnik, insbesondere der Steckverbindungstechnik. Es gibt bereits eine Vielzahl von Vorschlägen für die Ausführung von elektrischen Steckverbindern.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine alternative und möglichst universell einsetzbare elektrische Steckverbinderanordnung anzugeben.
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Dese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Steckverbinderanordnung mit einem ersten und einem zweiten elektrisch leitenden, federelastischen Steckkontaktelement, die zusammensteckbar und voneinander lösbar sind, wobei im zusammengesteckten Zustand der Steckkontaktelemente sich diese an mindestens zwei räumlich voneinander beabstandeten Kontaktstellen gegeneinander abstützen, wobei die Steckkontaktelemente zwischen den Kontaktstellen jeweils wenigstens einen Spannbogenabschnitt aufweisen, in dem die Steckkontaktelemente bogenförmig konvex zueinander verlaufen, wobei ein ring- oder hülsenförmiges Spannelement die Spannbogenabschnitte der Steckkontaktelemente umgibt und die Spannbogenabschnitte der Steckkontaktelemente sich am Innenumfang des Spannelements abstützen, so dass die Steckkontaktelemente durch das Spannelement gegeneinander federelastisch gespannt sind. Dies kann z.B. dadurch realisiert sein, dass das Spannelement mit seinem Innenumfang an den voneinander fortweisenden Außenseiten der Spannbogenabschnitte der Steckkontaktelemente an diesen unmittelbar oder über wenigstens ein Zwischenbauteil anliegt.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine elektrische Steckverbinderanordnung mit zumindest zwei Kontaktstellen geschaffen wird, die universell für verschiedenste Anwendungen einsetzbar ist, z.B. für einpolige oder mehrpolige elektrische Steckverbindungen. Vorteilhaft kann je Pol der Steckverbindung ein Paar aus dem ersten und dem zweiten elektrisch leitenden, federelastischen Steckkontaktelement vorhanden sein. Es können auch mehrere solcher Paare parallelgeschaltet sein, um einen Pol der Steckverbindung zu bilden. Die elektrische Steckverbinderanordnung kann insbesondere als Hochstromkontakt ausgebildet sein, d.h. sie ist zur Übertragung hoher Ströme geeignet. Dennoch ist die elektrische Steckverbinderanordnung vergleichsweise einfach mit wenigen Bauelementen ausgebildet, so dass die einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Die elektrische Steckverbinderanordnung weist mindestens zwei Steckkontaktelemente auf, d.h. die Steckverbinderanordnung kann mit genau zwei oder mehr als zwei Steckkontaktelementen ausgebildet sein. Die Steckkontaktelemente weisen mindestens zwei räumlich voneinander beabstandete Kontaktstellen auf, an denen sie sich im zusammengesteckten Zustand jeweils berühren. Hierbei stützen sich die Steckkontaktelemente unmittelbar gegeneinander ab. Die Steckkontaktelemente können genau zwei oder mehr als zwei Kontaktstellen aufweisen.
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Die Steckkontaktelemente sind als elektrisch leitende, federelastische Bauteile ausgebildet, z.B. indem sie aus federelastischem elektrisch leitenden Material hergestellt sind, beispielsweise als Stanzbiegeteil in Form von Blechstreifen.
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Die zwei Kontaktstellen sind voneinander beabstandet, so dass in Längsrichtung zwischen den Kontaktstellen ausreichend Platz für die Bildung des Spannbogenabschnitts und die Anordnung des Spannelements in diesem Bereich vorhanden ist.
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Als Längsrichtung wird dabei die Längsachse des Spannelements verstanden, was im Übrigen auch der Zusammensteckrichtung des ersten und des zweiten Steckkontaktelements entspricht.
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Das ring- oder hülsenförmige Spannelement kann, wie die Bezeichnung bereits andeutet, als Ring oder Hülse ausgebildet sein. Insbesondere muss die Längserstreckung des Spannelements nicht besonders groß sein, z.B. muss das sich Spannelement nicht über den gesamten Spannbogenabschnitt der Steckkontaktelemente der Länge nach erstrecken, sondern kann relativ kurz bauend sein, d.h. in Ringform. Das Spannelement kann ggf. auch so lang ausgebildet sein, das es über den Spannbogenabschnitt an einer Seite oder an beiden Seiten hinausragt. Das Spannelement weist gegenüber den Steckkontaktelementen eine wesentlich geringere Federelastizität auf und ist somit gegenüber den Steckkontaktelementen steif ausgebildet, so dass es sich im gesteckten Zustand der Steckkontaktelemente nicht oder nur unwesentlich verformt.
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Das Spannelement kann im Querschnitt eine Kreisringform oder eine andere, im Prinzip beliebige Ringform aufweisen, z.B. eine quadratische oder rechteckige oder ovale Querschnittsform.
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Über das Spannelement wird ein für die Übertragung elektrischer Ströme an den Kontaktstellen ausreichender Anpressdruck zwischen den Steckkontaktelementen geschaffen, so dass die Steckkontaktelemente im zusammengesteckten Zustand mit ausreichendem Anpressdruck aneinander anliegen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die zwei Steckkontaktelemente im Wesentlichen identisch geformt. Hierdurch wird die Herstellung der Einzelteile der elektrischen Steckverbinderanordnung sowie deren Zusammenbau weiter vereinfacht, da weniger unterschiedliche Einzelteile erforderlich sind. Durch solche Gleichteile lassen sich die Herstellung und Logistik kostengünstiger gestalten.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Steckkontaktelemente punktsymmetrisch oder spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Insbesondere können die Steckkontaktelemente punktsymmetrisch oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein. Hierdurch wird die universelle Einsetzbarkeit der elektrischen Steckverbinderanordnung weiter verbessert. Insbesondere können die zwei Steckkontaktelemente hermaphroditisch zueinander ausgebildet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen eines oder beide der zwei Steckkontaktelemente wenigstens einen Kontaktbogenabschnitt auf, in dem die Steckkontaktelemente bogenförmig konkav zueinander verlaufen, wobei wenigstens eine Kontaktstelle in einem Kontaktbogenabschnitt gebildet ist. Hierdurch kann die Steckverbinderanordnung auf einfache Weise mit im Bereich der Endseiten der Steckkontaktelemente vorgesehenen Einführschrägen ausgebildet werden, wodurch das Zusammenstecken der Steckkontaktelemente vereinfacht wird. Es kann hierbei an einer Kontaktstelle jeweils nur eines der Steckkontaktelemente einen solchen Kontaktbogenabschnitt aufweisen, während das andere Steckkontaktelement in diesem Bereich z.B. geradlinig (linear) verläuft. Es ist auch möglich, dass beide Steckkontaktelemente einen entsprechend bogenförmigen Kontaktbogenabschnitt im Bereich derselben Kontaktstelle aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung schließt sich an den Kontaktbogenabschnitt der jeweilige Spannbogenabschnitt eines Steckkontaktelements an. Auf diese Weise wird ein in Seitenansicht „wellenförmiges“ Steckkontaktelement bereitgestellt, das einfach herstellbar ist. Insbesondere kann das Steckkontaktelement auf beiden Seiten des Spannbogenabschnitts jeweils einen Kontaktbogenabschnitt aufweisen. Zwischen einem Kontaktbogenabschnitt und dem Spannbogenabschnitt eines Steckkontaktelements können weitere Abschnitte, insbesondere bogenförmige, abgewinkelte oder linear verlaufende Abschnitte, vorhanden sein.
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Das Spannelement kann vollständig ringförmig bzw. hülsenförmig sein oder nur teilweise ring- oder hülsenförmig, z.B. mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Spannelement als geschlossenes ring- oder hülsenförmiges Bauteil ausgebildet. Hierdurch kann das Spannelement bei relativ geringer Materialstärke große Spannkräfte auf die Steckkontaktelemente übertragen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Spannelement ohne Federelement ausgebildet. Dementsprechend ist aus dem Material des Spannelements kein bestimmter Materialbereich, z.B. in Form einer Federzunge, frei gestanzt. Auch hierdurch wird ein besonders robustes Spannelement geschaffen, das besonders hohe Spannkräfte in den Steckkontaktelementen bei vergleichsweise geringer Materialstärke erzeugen kann.
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Die Steckkontaktelemente können lose innerhalb des Spannelements angeordnet sein, d.h. das Spannelement muss nicht an einem der Steckkontaktelemente festgelegt sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eines oder beide der Steckkontaktelemente an dem Spannelement zumindest gegen ein Verschieben in Längsrichtung des Spannelements fixiert. Auf diese Weise kann eine zumindest lose Kopplung der Steckkontaktelemente an dem Spannelement geschaffen werden, so dass diese nicht in Längsrichtung verrutschen können. Alternativ oder zusätzlich können eines oder beide der zwei Steckkontaktelemente und/oder das Spannelement auch in einem jeweiligen Isolierstoffgehäuse, in dem das Steckkontaktelement angeordnet ist, fixiert sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die elektrische Steckverbinderanordnung ein erstes Steckverbinderteil und ein dem ersten Steckverbinderteil als Gegenstück zugeordnetes zweites Steckverbinderteil auf, wobei das erste Steckverbinderteil ein erstes Isolierstoffgehäuse aufweist, in dem das erste Steckkontaktelement angeordnet ist, und wobei das zweite Steckverbinderteil ein zweites Isolierstoffgehäuse aufweist, in dem das zweite Steckkontaktelement und das Spannelement angeordnet sind. In dem ersten Isolierstoffgehäuse können auch mehrere erste Steckkontaktelemente vorhanden sein, z.B. um eine mehrpolige Steckverbinderanordnung zu bilden. In diesem Fall sind in dem zweiten Isolierstoffgehäuse mehrere zweite Steckkontaktelemente und Spannelemente vorhanden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Die 1 bis 5 zeigen jeweils in seitlicher Schnittansicht verschiedene Ausführungsformen einer elektrischen Steckverbinderanordnung. In den Figuren werden dabei gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
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Die 1 und 2 zeigen eine elektrische Steckverbinderanordnung 1 mit einem ersten elektrisch leitenden, federelastischen Steckkontaktelement 2 und einem zweiten elektrisch leitenden, federelastischen Steckkontaktelement 3. In der 1 sind die Steckkontaktelemente 2, 3 noch nicht zusammengesteckt, in der 2 sind sie zusammengesteckt. Der Pfeil in der 1 gibt die Bewegungsrichtung beim Zusammenstecken an.
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Die Steckkontaktelemente 2, 3 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und hermaphroditisch zueinander einander gegenüberliegend angeordnet. Das erste Steckkontaktelement 2 weist einen ersten Kontaktbogenabschnitt 20, einen sich daran anschließenden Spannbogenabschnitt 21 sowie einen zweiten Kontaktbogenabschnitt 22 auf. Das zweite Steckkontaktelement 3 weist einen ersten Kontaktbogenabschnitt 30, einen sich daran anschließenden Spannbogenabschnitt 31 und einen sich daran anschließenden zweiten Kontaktbogenabschnitt 32 auf. Die Steckkontaktelemente 2, 3 berühren sich an Kontaktstellen 5, 6, indem der erste Kontaktbogenabschnitt 20 des ersten Steckkontaktelements 2 an dem zweiten Kontaktbogenabschnitt 32 des zweiten Steckkontaktelements 3 anliegt und der zweite Kontaktbogenabschnitt 22 des ersten Steckkontaktelements 2 an dem ersten Kontaktbogenabschnitt 30 des zweiten Steckkontaktelements 3 anliegt. Auf diese Weise werden durch die zwei Kontaktstellen 5, 6 Abstützstellen der Steckkontaktelement gegeneinander geschaffen, über die elektrischer Strom fließen kann. Die elektrische Steckverbinderanordnung bzw. dessen Spannelement 4 weist eine Längsrichtung auf, die der Bewegungsrichtung beim Zusammenstecken entspricht oder parallel dazu verläuft.
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Im Bereich ihrer Spannbogenabschnitte 21, 31 sind die Steckkontaktelemente 2, 3 von einem Spannelement 4 umgeben, das im Beispiel gemäß 1 in Form einer geschlossenen ringförmigen Hülse ausgebildet ist. Durch das Spannelement 4 werden Spannkräfte auf die Außenseiten der Spannbogenabschnitte 21, 31, die am Innenumfang des Spannelements 4 anliegen, übertragen. Die Steckkontaktelemente 2, 3 stützen sich an den Kontaktstellen 5, 6 gegeneinander ab. Vorteilhaft ist es, wenn das Spannelement 4 aus elektrisch leitfähigem Material besteht. Dann kann auch über das Spannelement 4 elektrischer Strom von dem einen Steckkontaktelement zum anderen übertragen werden.
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Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Steckverbinderanordnung 1, die sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass nicht eine längliche Hülse als Spannelement 4 vorgesehen ist, sondern ein Spannelement 4 in Ringform.
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Das Spannelement 4 kann gegen Verrutschen in Längsrichtung gegenüber den Steckkontaktelementen 2, 3 z.B. dadurch gesichert sein, dass die Steckkontaktelemente 2, 3 im Bereich der Außenseiten ihrer Spannbogenabschnitte an einer Position, an der das Spannelement 4 befestigt werden soll, eine Einkerbung oder Nut aufweisen. Alternativ kann das Spannelement 4 in einem Isolierstoffgehäuse eines nicht dargestellten Steckverbinderteils lagefixiert aufgenommen und angeordnet sein.
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Gemäß 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, die im Vergleich zu 1 beispielhaft an dem zweiten Steckkontaktelement 3 jenseits des zweiten Kontaktbogenabschnitts 32 einen verlängerten Abschnitt 34 aufweist, an dem eine Klemmfeder 7, z.B. eine Käfigzugfeder, angeordnet ist. Auf diese Weise kann die elektrische Steckverbinderanordnung mit einem Federkraft-Klemmanschluss realisiert werden.
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Die 5 zeigt eine elektrische Steckverbinderanordnung 1, bei der die Steckkontaktelemente 2, 3 spiegelsymmetrisch zur Einsteckrichtung ausgebildet und angeordnet sind. Im Übrigen entspricht die Ausführungsform der 5 derjenigen der 1.
