DE202016102171U1

DE202016102171U1 - Elektrische Steckverbindung

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Publication number: DE202016102171U1
Application number: DE202016102171.5U
Authority: DE
Original assignee: Sab Brockskes & Co KG GmbH
Current assignee: Sab Brockskes & Co KG GmbH
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2026-04-26

Abstract

Elektrische Steckverbindung umfassend ein erstes Verbindungselement (1) und ein zweites Verbindungselement (2) zum miteinander Verbinden für die Erzielung einer elektrischen Verbindung, wobei ein Verbindungselement (1) als ein Stecker sowie das andere Verbindungselement (2) als eine Buchse oder als eine Kupplung ausgebildet ist, wobei ein Verbindungselement (1) zumindest zwei gegenüber einem Grundbereich (3) des Verbindungselements (1) vorstehende Kontaktstifte (4) aufweist und wobei das andere Verbindungselement (2) zumindest eine der Anzahl an Kontaktstiften (4) entsprechende Anzahl an Kontaktöffnungen (5) aufweist, die entsprechend der Anordnung der Kontaktstifte (4) zum Aufnehmen dieser Kontaktstifte (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktstift (4) zumindest zwei sich in Längserstreckung dieses Kontaktstiftes (4) erstreckende und galvanisch durch eine Trennschicht (6) voneinander getrennte Teilbereiche (7) aufweist, und dass die zugehörige Kontaktöffnung (5) des anderen Verbindungselementes (2) ihrerseits eine der Anzahl an Teilbereichen (7) des betreffenden Kontaktstiftes (4) entsprechende Anzahl an galvanisch durch eine Trennschicht (6) voneinander getrennten Kontaktflächen (9) aufweist, die so angeordnet sind, dass bei erzielter Steckverbindung die Teilbereiche (7) jedes Kontaktstiftes (4) mit den korrespondierenden Kontaktflächen (9) der entsprechenden Kontaktöffnung (5) leitend in Kontakt sind, und wobei zum einen jeder Kontaktfläche (9) ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung (8) zugeordnet ist und wobei zum anderen jedem Teilbereich (7) ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung (8) zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung umfassend ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement zum miteinander Verbinden für die Erzielung einer elektrischen Verbindung, wobei ein Verbindungselement als ein Stecker sowie das andere Verbindungselement als eine Buchse oder als eine Kupplung ausgebildet ist, wobei ein Verbindungselement zumindest zwei gegenüber einem Grundbereich des Verbindungselements vorstehende Kontaktstifte aufweist und wobei das andere Verbindungselement zumindest eine der Anzahl an Kontaktstiften entsprechende Anzahl an Kontaktöffnungen aufweist, die entsprechend der Anordnung der Kontaktstifte zum Aufnehmen dieser Kontaktstifte angeordnet sind.
In der Praxis sind Thermoelemente bekannt, die endseitig als Verbindungselement einen Stecker mit zwei Kontaktstiften aufweisen. Ein solcher Stecker wird in eine Buchse eines Messverstärkers gesteckt. Derartige Thermoelemente werden zur Erfassung von Temperaturen beispielsweise in Versuchsfahrzeugen eingesetzt. Um genaue Kenntnis zu haben, werden an dem zu untersuchenden Motor teilweise bis zu hundert und mehr Thermoelemente angebracht. Im Falle eines Austausches eines Bauteils müssen die entsprechenden Thermoelemente entfernt und später wieder eingesteckt werden. Um die von dem betreffenden Thermoelement überwachte Messstelle richtig "identifizieren" zu können, ist in jedem Verbindungselement ein adressierbarer RFID-Transponder vorgesehen, der mittels einer Funkverbindung mit einem Sender zusammenwirkt. Die Stromaufnahme erfolgt dabei aus der Energie der Funkverbindung selbst. Damit ist zum einen die Reichweite einer solchen Funkverbindung sehr begrenzt. Zum anderen sind Funkverbindungen störanfällig, was sich insbesondere bei Hybridfahrzeugen oder bei Elektrofahrzeugen wegen der elektromagnetischen Einflüsse negativ auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Steckverbindung anzugeben, mittels derer auf eine einfache konstruktive Weise ohne Erhöhung der Anzahl an Kontaktstiften die Anzahl an leitenden Verbindungen erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest ein Kontaktstift zumindest zwei sich in Längserstreckung dieses Kontaktstiftes erstreckende und galvanisch durch eine Trennschicht voneinander getrennte Teilbereiche aufweist, und dass die zugehörige Kontaktöffnung des anderen Verbindungselementes ihrerseits eine der Anzahl an Teilbereichen des betreffenden Kontaktstiftes entsprechende Anzahl an galvanisch durch eine Trennschicht voneinander getrennten Kontaktflächen aufweist, die so angeordnet sind, dass bei erzielter Steckverbindung die Teilbereiche jedes Kontaktstiftes mit den korrespondierenden Kontaktflächen der entsprechenden Kontaktöffnung leitend in Kontakt sind, und wobei zum einen jeder Kontaktfläche ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung zugeordnet ist und wobei zum anderen jedem Teilbereich ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung zugeordnet ist. Jeder Kontaktstift ist elektrisch leitend.
Sind beispielsweise zwei Kontaktstifte mit jeweils zwei Teilbereichen vorgesehen, kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung zum einen eine Spannungsversorgung eines Verbrauchers erfolgen und zum anderen eine separate weitere Spannungsversorgung eines anderen Verbrauchers erfolgen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass bei einer solchen Ausgestaltung beispielsweise über zwei Teilbereiche die Spannungsversorgung erfolgt, während über die beiden anderen Teilbereiche ein Messsignal übertragen wird. Die erfindungsgemäße Steckverbindung zeichnet sich durch eine einfache konstruktive Ausgestaltung aus, ohne dass beispielsweise Leitungen durch das Innere eines Kontaktstiftes geführt werden müssen. So können die Anschlüsse leicht zugänglich beispielweise in dem Gehäuse des betreffenden Verbindungselementes angeordnet sein.
Zumindest ein Teilbereich kann sich über die gesamte Länge des Kontaktstiftes erstrecken.
Alternativ kann zumindest ein Teilbereich sich nur über eine Teillänge des Kontaktstiftes erstrecken, wobei diese Teillänge vorzugsweise an den Grundbereich angrenzt.
Zumindest eine Trennschicht kann aus Kunststoff, vorzugsweise aus einer Polyimidfolie, und/oder aus einem Keramikkleber bestehen. Eine Polyimidfolie weist zum einen eine gute elektrische Spannungsfestigkeit und zum anderen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass sich entsprechende Folien sehr gut zur galvanischen Isolation eignen. Selbstverständlich sind auch andere geeignete Materialien möglich.
Zumindest zwei Kontaktstifte können jeweils zwei durch eine Trennschicht voneinander getrennte Teilbereiche aufweisen, wobei zumindest eine der beiden Trennschichten parallel zu einer durch die beiden Kontaktstifte aufgespannten Ebene ausgerichtet ist.
Zumindest zwei Kontaktstifte können jeweils zwei durch eine Trennschicht voneinander getrennte Teilbereiche aufweisen, wobei zumindest eine der beiden Trennschichten orthogonal zu einer durch die beiden Kontaktstifte aufgespannten Ebene ausgerichtet ist.
Insbesondere bei einer Ausgestaltung, wenn beispielsweise zwei Kontaktstifte vorgesehen sind, die jeweils zwei durch eine Trennschicht voneinander getrennte Teilbereiche aufweisen, wobei bei dem einen Kontaktstift die Trennschicht parallel zu einer durch die beiden Kontaktstifte aufgespannten Ebene und bei dem anderen Kontaktstift die Trennschicht orthogonal zu einer durch die beiden Kontaktstifte aufgespannten Ebene ausgerichtet ist, bietet es sich an, wenn die Dicke zumindest einer Trennschicht der Breite der Kontaktfläche entspricht. Werden das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement falsch zusammengesteckt, wird hierdurch ein leitender Kontakt vermieden.
Die Querschnittflächen der Teilbereiche eines Kontaktstiftes können gleich groß sein und/oder können die gleiche Kontur aufweisen.
Dabei kann ein Verbindungselement als Flachstecker ausgebildet sein.
Zumindest ein Kontaktstift kann als Flachkontakt ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen möglich.
Dabei kann ein Verbindungselement als Thermostecker, vorzugsweise als Miniatur-Thermostecker, und das andere Verbindungselement als Thermokupplung, vorzugsweise als Miniatur-Thermokupplung, ausgebildet sein.
Ein Verbindungselement kann mit einem Sensorelement, vorzugsweise einem Thermoelement, verbunden sein.
Dabei kann ein Verbindungselement zumindest einen Speicherbaustein umfassen, der entweder zum einen leitend mit einem der Teilbereiche des ersten Kontaktstifts und zum anderen leitend mit einem der Teilbereiche eines anderen Kontaktstifts dieses Verbindungselementes oder alternativ zum einen leitend mit einem der Kontaktflächen der ersten Kontaktöffnung und zum anderen leitend mit einem der Kontaktflächen einer anderen Kontaktöffnung dieses Verbindungselementes verbunden ist. Damit hat der Speicherbaustein, der adressiert sein kann, eine eigene Spannungsversorgung. Sofern eine Adressierung erfolgt ist, kann das Verbindungselement beispielsweise in eine beliebige Buchse eines Thermoelement-Messverstärkers eingesteckt werden. Durch die Adressierung wird das betreffende Thermoelement "erkannt", so dass das über dieses Verbindungselement übertragene elektrische Signal der richtigen Messstelle zugeordnet wird. Hierdurch wird der Installationsaufwand deutlich reduziert.
Im Folgenden werden in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht auf einen als Miniatur-Thermostecker ausgebildeten Stecker mit einem Sensorelement,
2 das Detail "X" aus 3,
3 eine Seitenansicht auf einen als Miniatur-Thermostecker ausgebildeten Stecker und auf ein als Miniatur-Thermokupplung ausgebildetes Gegenstück, wobei der Stecker und das Gegenstück über eine Kabelverbindung verbunden sind,
4 den Gegenstand nach 1 im geöffneten Zustand,
5 eine Draufsicht auf den geschnittenen Gegenstand nach 4 sowie einen Schnitt durch den Gegenstand nach 5 in Richtung "F-F",
6 einen Schnitt durch den Gegenstand nach 5,
7 das Detail "Y" aus 6,
8 ein als Miniatur-Thermokupplung ausgebildetes Gegenstück im geöffneten Zustand und
9 einen Schnitt durch ein als Miniatur-Thermokupplung ausgebildetes Gegenstück.
In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.
In den Figuren ist eine elektrische Steckverbindung dargestellt, die ein erstes Verbindungselement 1 und ein zweites Verbindungselement 2 zum miteinander Verbinden zur Erzielung einer elektrischen Verbindung umfasst. Das Verbindungselement 1, das beispielsweise in den 1 und 2 dargestellt ist, ist als Stecker ausgebildet, während das andere Verbindungselement 2, das beispielsweise in 3 rechts dargestellt ist, als Kupplung ausgebildet ist. Das andere Verbindungselement 2 kann alternativ auch als Buchse ausgebildet sein, die in einem Gehäuse angeordnet ist.
Wie beispielsweise 1 zu entnehmen ist, weist das als Stecker ausgebildete Verbindungselement 1 zwei gegenüber einem Grundbereich 3 des Verbindungselementes 1 vorstehende Kontaktstifte 4 auf, während das andere Verbindungselement 2 – in diesem Fall die Kupplung – eine der Anzahl an Kontaktstiften 4 entsprechende Anzahl an Kontaktöffnungen 5 aufweist. Die Kontaktöffnungen 5 sind entsprechend der Anordnung der Kontaktstifte 4 zum Aufnehmen dieser Kontaktstifte 4 angeordnet.
Wie insbesondere den 6 und 7 zu entnehmen ist, weist jeder Kontaktstift 4 zwei sich in Längserstreckung dieses Kontaktstiftes 4 erstreckende und galvanisch durch eine Trennschicht 6 voneinander getrennte Teilbereiche 7 auf. Jedem Teilbereich 7 ist ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung 8 zugeordnet. Bei den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erstreckt sich jeder Teilbereich 7 über die gesamte Länge des Kontaktstiftes 4.
Die beiden Kontaktöffnungen 5 des anderen Verbindungselementes 2 weisen ihrerseits eine der Anzahl an Teilbereichen 7 des betreffenden Kontaktstiftes 4 entsprechende Anzahl an galvanischen durch eine Trennschicht 6 voneinander getrennten Kontaktflächen 9 auf. Jeder Kontaktfläche 9 ist ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung 8 zugeordnet.
Die Kontaktflächen 9 des anderen Verbindungselementes 2 sind so angeordnet, dass bei erzielter Steckverbindung die Teilbereiche 7 jedes Kontaktstiftes 4 mit den korrespondierenden Kontaktflächen 9 der entsprechenden Kontaktöffnung 5 leitend in Kontakt sind.
Als Trennschicht 6 kann beispielsweise eine Polyimidfolie vorgesehen sein. Alternativ kann als Trennschicht 6 beispielsweise auch ein Keramikkleber vorgesehen sein, der beispielsweise die beiden Teilbereiche 7 eines Kontaktstiftes 4 zusätzlich noch miteinander verklebt. In den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die beiden Trennschichten 6 parallel zu einer durch die beiden Kontaktstifte 4 aufgespannten Ebene ausgerichtet. Die Querschnittsflächen der beiden Teilbereiche 7 eines Kontaktstiftes 4 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß und weisen zudem eine gleiche rechteckige Kontur auf.
Bei den in den 1, 2 sowie 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist das eine Verbindungselement 1 als Flachstecker ausgebildet, wobei beide Kontaktstifte 4 als Flachkontakt ausgebildet sind. Das eine Verbindungselement 1 ist mit einem Sensorelement, das als Thermoelement 10 ausgebildet ist, verbunden.
Das Thermoelement 10 weist zwei Leitungen 8 als Kabelverbindungen auf, wobei die eine Leitung 8 der Kabelverbindung mit einem der beiden Teilbereiche 7 des ersten Kontaktstiftes 4 und die andere Leitung 8 der Kabelverbindung mit einem der beiden Teilbereiche 7 des zweiten Kontaktstiftes 4 dieses Verbindungselementes 1 verbunden ist. Zusätzlich umfasst das eine Verbindungselement 1, wie beispielsweise den 4 oder 6 zu entnehmen ist, einen Speicherbaustein 11. Dieser Speicherbaustein 11 ist mittels einer elektrischen Leitung 8 mit dem noch freien Teilbereich 7 des ersten Kontaktstiftes 4 und mittels einer weiteren elektrischen Leitung 8 mit dem noch freien Teilbereich 7 des zweiten Kontaktstiftes 4 dieses Verbindungselementes 1 verbunden.
Auf diese Weise wird der Speicherbaustein 11 unabhängig von dem Thermoelement 10 mit einer Spannung versorgt, so dass das durch das Thermoelement 10 erzeugte Thermosignal durch die Spannungsversorgung des Speicherbausteins 11 nicht beeinflusst wird. Das entsprechend andere Verbindungselement 2, wie beispielweise eine Buchse eines Thermoelement-Messverstärkers, ist in Bezug auf die beiden Kontaktöffnungen 5 so ausgestaltet, dass jede Kontaktöffnung 5 zwei galvanisch durch eine Trennschicht 6 voneinander getrennte Kontaktflächen 9 aufweist, die entsprechend an zwei getrennte Spannungsversorgungen angeschlossen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 handelt es sich um ein vieradriges Verlängerungskabel, das an dem einen Ende das eine Verbindungselement 1 und an dem anderen Ende das andere Verbindungselement 2 aufweist. Das Verlängerungskabel weist vier Leitungen 8 auf. Die vier Leitungen 8 sind mit ihrem einen Ende jeweils mit einem der insgesamt vier Teilbereiche 7 der beiden Kontaktstifte 5 und mit ihrem anderen Ende jeweils mit einem der insgesamt vier Kontaktflächen 9 der beiden Kontaktöffnungen 5 verbunden.

Claims

Elektrische Steckverbindung umfassend ein erstes Verbindungselement (1) und ein zweites Verbindungselement (2) zum miteinander Verbinden für die Erzielung einer elektrischen Verbindung, wobei ein Verbindungselement (1) als ein Stecker sowie das andere Verbindungselement (2) als eine Buchse oder als eine Kupplung ausgebildet ist, wobei ein Verbindungselement (1) zumindest zwei gegenüber einem Grundbereich (3) des Verbindungselements (1) vorstehende Kontaktstifte (4) aufweist und wobei das andere Verbindungselement (2) zumindest eine der Anzahl an Kontaktstiften (4) entsprechende Anzahl an Kontaktöffnungen (5) aufweist, die entsprechend der Anordnung der Kontaktstifte (4) zum Aufnehmen dieser Kontaktstifte (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktstift (4) zumindest zwei sich in Längserstreckung dieses Kontaktstiftes (4) erstreckende und galvanisch durch eine Trennschicht (6) voneinander getrennte Teilbereiche (7) aufweist, und dass die zugehörige Kontaktöffnung (5) des anderen Verbindungselementes (2) ihrerseits eine der Anzahl an Teilbereichen (7) des betreffenden Kontaktstiftes (4) entsprechende Anzahl an galvanisch durch eine Trennschicht (6) voneinander getrennten Kontaktflächen (9) aufweist, die so angeordnet sind, dass bei erzielter Steckverbindung die Teilbereiche (7) jedes Kontaktstiftes (4) mit den korrespondierenden Kontaktflächen (9) der entsprechenden Kontaktöffnung (5) leitend in Kontakt sind, und wobei zum einen jeder Kontaktfläche (9) ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung (8) zugeordnet ist und wobei zum anderen jedem Teilbereich (7) ein Anschluss für eine eigene elektrische Leitung (8) zugeordnet ist.
Elektrische Steckverbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich (7) sich über die gesamte Länge des Kontaktstiftes (4) erstreckt.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich (7) sich nur über eine Teillänge des Kontaktstiftes (4) erstreckt, wobei diese Teillänge vorzugsweise an den Grundbereich (3) angrenzt.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trennschicht (6) aus Kunststoff, vorzugsweise aus einer Polyimidfolie, und/oder aus einem Keramikkleber besteht.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kontaktstifte (4) jeweils zwei durch eine Trennschicht (6) voneinander getrennte Teilbereiche (7) aufweisen, wobei zumindest eine der beiden Trennschichten (6) parallel zu einer durch die beiden Kontaktstifte (4) aufgespannten Ebene ausgerichtet ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kontaktstifte (4) jeweils zwei durch eine Trennschicht (6) voneinander getrennte Teilbereiche (7) aufweisen, wobei zumindest eine der beiden Trennschichten (6) orthogonal zu einer durch die beiden Kontaktstifte (4) aufgespannten Ebene ausgerichtet ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke zumindest einer Trennschicht (6) der Breite der Kontaktfläche (9) entspricht.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittflächen der Teilbereiche (7) eines Kontaktstiftes (4) gleich groß sind und/oder die gleiche Kontur aufweisen.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement als Flachstecker ausgebildet ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktstift (4) als Flachkontakt ausgebildet ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (1) als Thermostecker, vorzugsweise als Miniatur-Thermostecker, und das andere Verbindungselement (2) als Thermokupplung, vorzugsweise als Miniatur-Thermokupplung, ausgebildet sind.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (1 oder 2) mit einem Sensorelement, vorzugsweise einem Thermoelement (10), verbunden ist.
Elektrische Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement (1 bzw. 2) zumindest einen Speicherbaustein (11) umfasst, der entweder zum einen leitend mit einem der Teilbereiche (7) des ersten Kontaktstifts (4) und zum anderen leitend mit einem der Teilbereiche (7) eines anderen Kontaktstifts (4) dieses Verbindungselementes (1) oder alternativ zum einen leitend mit einem der Kontaktflächen (9) der ersten Kontaktöffnung (5) und zum anderen leitend mit einem der Kontaktflächen (9) einer anderen Kontaktöffnung (5) dieses Verbindungselementes (2) verbunden ist.