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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem flachen Gabelkontakt, der zwei durch einen Spalt voneinander getrennte, elastisch auslenkbare Gabelkontaktzungen hat, die eine Flachkontaktebene aufspannen und in einem Wurzelbereich zusammengeführt sind.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steckverbinderanordnung aus einem elektrischen Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder.
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Die
DE 10 2010 035 704 B4 beschreibt einen elektrischen Steckverbinder mit einem Steckkontaktanschluss zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem korrespondierenden Gegensteckkontaktanschluss eines Gegensteckverbinders. Hierbei ist der Steckkontaktanschluss als Kammverbinder mit einer Mehrzahl von Kontaktzinken ausgebildet, wobei die Kontaktzinken auf einer gemeinsamen Steckebene in einem Abstand unter Belassung von Kontaktnuten voneinander angeordnet sind. An den beiden äußeren Kontaktzinken liegt ein Federkraftklemmelement an und übt eine Spannkraft auf den Verbund von Steckverbinder und Gegensteckverbinder aus.
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Die
DE 10 2011 052 964 A1 beschreibt ein elektrisches Kontaktelement, welches als kombiniertes Messer-Gabel-Kontaktelement ausgebildet ist. Dieses weist ein wenigstens zwei Klauen umfassendes Gabelkontaktelement und ein Messerkontaktelement auf, wobei wenigstens eine der Klauen als Messerkontaktelement verwendbar ist. Mit einem baugleichen, nur in umgekehrter Biegerichtung hergestellten elektrischen Kontaktelement kann ein Messer-Gabel-Doppelkontakt erzeugt werden.
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Die
DE 38 83 431 T2 beschreibt einen ineinandergreifen elektrischen Kontaktaufbau mit zwei Steckverbinderteilen, die jeweils Kontaktzinken haben, die im gesteckten Zustand in zwischen den Kontaktzinken gebildeten Zwischenräumen des jeweils anderen Steckverbinderteils eingreifen und dort die jeweiligen Kontaktzinken elektrisch kontaktierend berühren. Hierbei weist ein Steckverbinderteil drei Kontaktzinken und das andere Steckverbinderteil zwei Kontaktzinken auf.
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Die
DE 197 08 649 B4 zeigt einen Querverbinder für eine Reihenklemmenanordnung mit von einem Quersteg in eine Steckrichtung abragenden Steckzungen. Die Steckzungen weisen jeweils zwei durch einen Spalt voneinander getrennte federnde Kontaktschenkel mit einer Vorspreizung auf. Im gesteckten Zustand werden die Kontaktschenkel elastisch zusammengedrückt.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Steckverbinder und eine Steckverbinderanordnung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch den elektrischen Steckverbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Gabelkontakt in einem zwischen dem Wurzelbereich und dem freien Ende der Gabelkontaktzunge liegenden Nichtkontaktbereich schmaler als in zwei über die Länge des Gabelkontaktes beabstandeten Kontaktbereichen ist. Hierbei liegt der Nichtkontaktbereich zwischen einem ersten Kontaktbereich, der benachbart zu dem Wurzelbereich ist, und einem zweiten Kontaktbereich, der benachbart zu dem freien Ende des Gabelkontaktes ist. Mit dem ersten und zweiten Kontaktbereich sind zwei Kontaktstellen zur elektrisch leitenden Kontaktierung eines Gegenkontaktes eines weiteren Steckverbinders vorhanden. Gleichzeitig ist der Nichtkontaktbereich so ausgebildet, dass keine elektrisch leitende Kontaktierung des Gegenkontaktes erfolgt.
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Der Steckverbinder gewährleist auch unter der Anforderung einer Steckbarkeit mit einem identisch ausgeführten Steckverbinder eine sichere und zuverlässige Kontaktierung, ohne dass durch die Kontaktstellen ein Einführen oder Trennen eines Gegensteckverbinders deutlich erschwert oder behindert wird. Hierbei wurde erkannt, dass durch die bewusste Ausbildung eines Nichtkontaktbereiches zwischen zwei Kontaktbereichen mithilfe von in diesem Bereich schmaleren Gabelkontaktzungen das Einführen oder Trennen eines Steckverbinders mit elastisch auslenkbaren Gabelkontaktzungen erleichtert werden kann.
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Hierbei ist es im Unterschied zu herkömmlichen elektrischen Steckverbindern nicht erforderlich, eine besonders starke Auslenkbarkeit der elastischen Steckzungen vorzusehen, um diese jeweils in Zwischenräume der Kontaktzungen eines weiteren Steckverbinders einzuführen. Im Gegenteil, durch die besondere Ausgestaltung mit definierten Kontakt- und Nichtkontaktbereichen kann die erforderliche Elastizität der Steckzungen verringert und dadurch eine höhere Belastbarkeit und Langlebigkeit der Steckverbinder erreicht werden.
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Zudem wird durch die zwei in Steckrichtung hintereinander liegenden Kontaktstellen einer Gabelkontaktzunge der Stromübergang verbessert und dabei die Klemmkraft der Gabelkontaktzungen jeweils auf eine Kontaktstelle konzentriert, sodass die Flächenpressung an den Kontaktstellen möglichst groß sein kann.
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Unter einem flachen Gabelkontakt im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein zweischenkliger Kontakt verstanden, der zwei in einem Wurzelbereich miteinander verbundene Gabelkontaktzungen hat, die sich in etwa parallel zueinander erstrecken und auf einer gemeinsamen Flachkontaktebene liegen.
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Die zwei durch einen Spalt voneinander getrennten, elastisch auslenkbaren Gabelkontaktzungen des Gabelkontakts spannen somit eine Flachkontaktebene auf, also eine Ebene, die in einer Richtung der Längserstreckungsrichtung der Gabelkontaktzungen und in der anderen Richtung der Anreihrichtung der Gabelkontaktzungen folgt. Mit anderen Worten hat der Steckverbinder zumindest im Bereich seines Kontaktanschlusses eine annähernd zweidimensionale, planare Erstreckung.
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Der Steckverbinder kann einen Quersteg und von dem Quersteg abragende Gabelkontakte haben, die auf der Flachkontaktebene liegen und zur Aufnahme und Kontaktierung eines gleichen Gabelkontaktes eines weiteren Steckverbinders voneinander beabstandet sind. Diese kammähnliche Ausführungsform ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des Steckverbinders, beispielweise durch Stanzen, und kann beispielsweise auch als Endlosreihe zum nachträglichen Abtrennen von Verbindern mit der jeweils benötigten Anzahl an Gabelkontakten produziert werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einander gegenüberliegenden Schmalkanten des Gabelkontaktes im ersten Kontaktbereich, der benachbart zu dem Wurzelbereich ist, annähernd parallel zueinander ausgerichtet sind. Auf diese Weise wird eine symmetrische elektrische Kontaktierung auf jeweils beiden Seiten der Gabelkontakte gewährleistet, sodass eine gleichmäßig verteilte elektrische Leitung ermöglicht wird.
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Der Gabelkontakt kann sich ausgehend vom zweiten Kontaktbereich zum freien Ende hin und in Richtung des Nichtkontaktbereiches konisch verjüngen. Diese geometrische Gestaltung verbessert nochmals die Einführbarkeit eines identisch ausgeführten elektrischen Steckverbinders. Gleichzeitig dient der sich verjüngende Abschnitt zum freien Ende hin gewissermaßen als Abstandshalter und gewährleistet beim Ineinanderstecken zweier Steckverbinder die korrekte Position der Kontaktstellen.
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Günstig ist es, wenn der Gabelkontakt angrenzend zum Wurzelbereich eine Spreizprägung hat. Unter einer Spreizprägung wird in diesem Zusammenhang eine Einprägung oder Durchbrechung verstanden. Durch Einbringen einer solchen Einprägung oder Durchbrechung im Wurzelbereich eines Gabelkontaktes wird die elastische Auslenkbarkeit der Gabelkontaktzungen unterstützt, indem die wirkenden Spannungen im Wurzelbereich bei einer elastischen Auslenkung der Gabelkontaktzungen verringert werden . Gleichzeitig wird durch die mit einer solchen Spreizprägung verbundene Materialverdrängung, beispielsweise durch ein Aufweiten während des Spreizvorganges, der Wurzelbereich des Gabelkontaktes etwas vergrößert bzw. verbreitert, wodurch der zum Wurzelbereich benachbarte Kontaktbereich in Richtung der Gabelkontaktzungen eines Gegensteckverbinders vorgebogen wird.
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Der Steckverbinder kann einteilig aus einem elektrisch leitfähigen Flachmaterial hergestellt sein. Ein solcher Steckverbinder kann besonders einfach und kostengünstig, beispielsweise mittels Schneid- oder Stanzverfahren oder auch mittels generativer Fertigungsverfahren, hergestellt werden. Ein solches elektrisch leitfähiges Flachmaterial kann beispielsweise eine Kupferlegierung mit hinreichenden elastischen Eigenschaften sein, um zugleich die elastische Auslenkbarkeit der Gabelkontaktzungen auf einfache Weise sicherzustellen. Es kommen selbstverständlich auch andere, bevorzugt metallische Ausgangswerkstoffe wie z.B. Federstahl in Betracht. Durch die Verwendung eines Flachmaterials sind nicht nur einfache Herstellungsverfahren denkbar, sondern der aus dem Flachmaterial gefertigte Steckverbinder benötigt zudem wenig Bauraum aufgrund seiner geringen Höhe.
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Der Steckverbinder kann an einer Außenseite einen einschenkligen Kontaktzinken mit zwei über die Länge des Kontaktzinkens beabstandeten Kontaktbereichen und einen zwischen den Kontaktbereichen liegenden, schmaleren Nichtkontaktbereich haben, wobei neben dem Kontaktzinken ein Gabelkontakt in der Flachkontaktebene angeordnet ist. Hierdurch sind auch schmalere Bauformen des Steckverbinders möglich. Zudem eignet sich der einschenklige Kontaktzinken als stabile Begrenzung und gerader Abschluss an den äußeren Seiten des Steckverbinders bzw. einer Steckverbindung.
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An den beiden Außenseiten des Steckverbinders kann jeweils ein einschenkliger Kontaktzinken und in dem Zwischenraum der beiden Kontaktzinken ein Gabelkontakt auf der gemeinsamen Flachkontaktebene angeordnet sein. Hierdurch wird eine erhöhte Stabilität des Steckverbinders an seinen Außenseiten hergestellt, wodurch auch das Einführen des Steckverbinders in einen weiteren Steckverbinder deutlich erleichtert wird.
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Besonders günstig ist es, wenn der einschenklige Kontaktzinken einer Gabelkontaktzunge des Gabelkontaktes entspricht. Dies erleichtert die Fertigung des erfindungsgemäßen Steckverbinders, da dieser beispielsweise in einer Endlosreihe identischer Gabelkontakte herstellbar ist und durch Abtrennen eines Steckverbinders genau zwischen zwei Gabelkontaktzungen ein einschenkliger Kontaktzinken an einer Außenseite des Steckverbinders bereitgestellt werden kann.
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Der Steckverbinder kann zumindest abschnittsweise von einem Isolierstoffgehäuse umgeben sein. Das Isolierstoffgehäuse dient hierbei als Schutz vor einem unbeabsichtigten Auslenken von Gabelkontaktzungen, aber auch vor Verschmutzungen und Feuchtigkeit. Es erleichtert zudem die Handhabbarkeit des Steckverbinders.
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Der Gabelkontakt kann im zweiten Kontaktbereich, der benachbart zu dem freien Ende des Gabelkontaktes ist, eine konvexe Kontur zur punktförmigen Kontaktierung haben. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige Kontaktierung im zweiten Kontaktbereich sichergestellt. Die Rundung der konvexen Kontur muss nicht besonders stark ausgeprägt sein, eine eher leicht konvexe Kontur kann das Herstellen und Trennen einer mit dem Steckverbinder erzeugten Steckverbindung unterstützen bzw. erleichtern.
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Der Steckverbinder kann hermaphroditisch sein. Unter einem hermaphroditischen elektrischen Steckverbinder wird ein Steckverbinder verstanden, der mit einem identisch ausgeführten Steckverbinder steckbar ist, wobei beide Steckverbinder bezogen auf die Steckrichtung um 180° zueinander gedreht sind.
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Der Steckverbinder kann in Bezug auf eine parallel zur Erstreckungsrichtung der Gabelkontakte verlaufende Mittelachse achsensymmetrisch sein. Neben der vereinfachten Herstellung ist bei einem solchen Steckverbinder bei dem Verbinden mit einem weiteren Steckverbinder keine Rechts-Links-Unterscheidung notwendig, sodass ein Greifen und Stecken des Steckverbinders zügig erfolgen kann.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steckverbinderanordnung aus einem oben beschriebenen elektrischen Steckverbinder sowie aus einem Gegensteckverbinder dadurch gelöst, dass der Gegensteckverbinder einen Gabelkontakt hat, der identisch zum Gabelkontakt des Steckverbinders ist und im zusammengesteckten Zustand von Steckverbinder und Gegensteckverbinder der erste Kontaktbereich des Gabelkontaktes des Steckverbinders den zweiten Kontaktbereich des Gegensteckverbinders elektrisch leitend kontaktiert und der zweite Kontaktbereich des Gabelkontaktes des Steckverbinders den ersten Kontaktbereich des Gegensteckverbinders elektrisch leitend kontaktiert, und dass die Gabelkontakte im Nichtkontaktbereich voneinander beabstandet sind.
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Auf diese Weise wird mit der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung eine sichere und zuverlässige Kontaktierung des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders in den jeweils ersten und zweiten Kontaktbereichen gewährleistet. Durch die bewusste Ausbildung eines Nichtkontaktbereiches zwischen diesen beiden Kontaktbereichen ist das Einführen und Trennen von Steckverbinder und Gegensteckverbinder erleichtert.
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Der Gegensteckverbinder kann an den Außenseiten jeweils einen einschenkligen Kontaktzinken jeweils mit zwei über die Länge des Kontaktzinken beabstandeten Kontaktbereichen und einem zwischen den Kontaktbereichen liegenden, schmaleren Nichtkontaktbereich haben. In dem Zwischenraum der Kontaktzinken ist ein Gabelkontakt auf der gemeinsamen Flachkontaktebene angeordnet, wobei im zusammengesteckten Zustand von Steckverbinder und Gegensteckverbinder der erste Kontaktbereich des Gabelkontaktes des Steckverbinders den zweiten Kontaktbereich eines Kontaktzinkens des Gegensteckverbinders elektrisch leitend kontaktiert und der zweite Kontaktbereich des Gabelkontaktes des Steckverbinders den ersten Kontaktbereich dieses Kontaktzinkens des Gegensteckverbinders elektrisch leitend kontaktiert. Der Gabelkontakt und der angrenzende Kontaktzinken sind im Nichtkontaktbereich voneinander beabstandet.
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Bei dieser Anordnung weist die Steckverbindung durch die außen liegenden Kontaktzinken eine hohe Stabilität an ihren Außenbereichen auf, sodass ein unbeabsichtigtes Auslenken von Gabelkontaktzungen vermieden und das Herstellen der Steckverbindung wesentlich erleichtert wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- 1 - zwei ineinander gesteckte erfindungsgemäße Steckverbinder in einer ersten Ausführungsform in einer Draufsicht;
- 2 - einen einzelnen erfindungsgemäßen Steckverbinder gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform in einer Draufsicht;
- 3 - die zwei ineinander gesteckten erfindungsgemäßen Steckverbinder gemäß 1 in einer Seitenansicht;
- 4 - einen einzelnen erfindungsgemäßen Steckverbinder in einer zweiten Ausführungsform in einer Draufsicht;
- 5 - den in 4 gezeigten erfindungsgemäßen Steckverbinder in einer perspektivischen Ansicht;
- 6 - eine erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder und einem Gegensteckverbinder in Verbindung mit einer Klemmenanordnung in einer seitlichen Schnittansicht;
- 7 - die Steckverbinderanordnung gemäß 6 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A;
- 8 - einen vergrößerten Ausschnitt der Ansicht in 7;
- 9 - die Steckverbinderanordnung gemäß 6 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B;
- 10 - die Steckverbinderanordnung gemäß 6 ohne Gegensteckverbinder in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A;
- 11 - die Steckverbinderanordnung gemäß 6 ohne Gegensteckverbinder in einer Stirnansicht;
- 12 - die Steckverbinderanordnung gemäß 6 in einer Draufsicht;
- 13 - die Steckverbinderanordnung gemäß 12 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie E-E;
- 14 - einen Gegensteckverbinder der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung in einer Draufsicht;
- 15 - den in 14 gezeigten Gegensteckverbinder der erfindungsgemäßen Steckverbinderanordnung in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt zwei ineinander gesteckte elektrische Steckverbinder 1, 2 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ausführungsform. Die Steckverbinder 1, 2 sind in dem Ausführungsbeispiel hermaphroditisch ausgeführt, besitzen also eine identische Bauform und können bei einer 180°-Drehung zueinander bezogen auf die Steckrichtung ebenfalls ineinander gesteckt werden, um eine elektrische Kontaktierung herzustellen. Die Steckverbinder 1, 2 weisen jeweils mehrere, in diesem Beispiel vier Gabelkontakte 3 auf, welche eine in Steckrichtung y und Anreihrichtung x der Gabelkontakte 3 ausgerichtete Flachkontaktebene 17 aufspannen. Die Erfindung ist keinesfalls auf Ausführungen mit vier Gabelkontakten 3 beschränkt, sondern kann auch eine geringere oder höhere Anzahl an Gabelkontakten 3 aufweisen. Die Gabelkontakte 3 haben jeweils zwei Gabelkontaktzungen 5, die durch einen Spalt 4 voneinander getrennt und elastisch auslenkbar sind. Die Gabelkontaktzungen 5 können insbesondere durch eine von außen einwirkende Kraft aufeinander zu bewegt werden und üben dann durch ihre Federelastizität eine Gegenkraft aus. Sie federn nach Entlastung zurück in ihre Ausgangsstellung. Die Gabelkontakte 3 weisen einen Wurzelbereich 6 auf, in dem die Gabelkontaktzungen 5 zusammenlaufen. Der Wurzelbereich 6 grenzt an einen mehrere Gabelkontaktzungen 5 verbindenden Quersteg 11 an. Somit hat jeder Steckverbinder 1, 2 einen Quersteg 11 und von dem Quersteg 11 abragende Gabelkontakte 3, die auf der Flachkontaktebene 17 liegen und zur Aufnahme und Kontaktierung eines gleichen Gabelkontaktes 3 eines weiteren hermaphroditischen Steckverbinders 1, 2 voneinander beabstandet sind. An dem dem Wurzelbereich 6 gegenüberliegenden freien Ende 7 der Gabelkontaktzungen 5 erreicht der sich in Steckrichtung des Steckverbinders 1, 2 verbreiternde Spalt 4 zwischen den Gabelkontaktzungen 5 seine größte Breite. In dem Wurzelbereich 6 kann eine sich an den Spalt 4 anschließende Spreizprägung 12, hier in Form einer Durchbrechung, vorgesehen sein. Durch die Spreizprägung 12 werden die durch die elastische Auslenkung verursachten Spannungen im Wurzelbereich 6 der Gabelkontaktzungen 5 reduziert. Gleichzeitig kann durch die bei dem Einbringen der Spreizprägung 12 verbundene Materialverdrängung ein Aufweiten des Wurzelbereiches 6 erfolgen, wodurch sich der Wurzelbereich 6 des Gabelkontaktes 3 vergrößert, sodass sich die Auflagefläche des Wurzelbereiches 6 für Gabelkontaktzungen 3 eines eingesteckten Steckverbinders 1, 2 ebenfalls vergrößert.
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Jede Gabelkontaktzunge 5 weist entlang ihrer Erstreckung einen ersten, dem Wurzelbereich 6 benachbarten Kontaktbereich 8, einen zweiten, dem freien Ende 7 benachbarten Kontaktbereich 10 sowie einen dazwischenliegenden Nichtkontaktbereich 9 auf. Durch den Nichtkontaktbereich 9 wird erreicht, dass die Federkraft einer Gabelkontaktzunge 5 auf eine Kontaktstelle konzentriert wird, sodass die Flächenpressung im Kontaktbereich 8, 10 möglichst groß ist. Zur Ausbildung des Nichtkontaktbereichs 9, in dem keine elektrisch leitende Kontaktierung eines Steckverbinders 1, 2 mit einem anderen Steckverbinder 1, 2 erfolgt, sind die Gabelkontaktzungen 5 in einem Bereich zwischen ihrem Wurzelbereich 6 und ihrem freien Ende 7 etwas schmaler als in den Kontaktbereichen 8, 10 ausgeführt.
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Die Kontaktbereiche 8, 10 dienen hingegen der gezielten elektrischen Kontaktierung eines in den Steckverbinder 1 eingeführten weiteren Steckverbinders 2. Dadurch, dass der weitere Steckverbinder 2 um 180° gedreht bezogen auf die Steckrichtung y in den Steckverbinder 1 eingeführt wird, liegt jeweils der erste Kontaktbereich 8 eines Steckverbinders 1, 2 an einem zweiten Kontaktbereich 10 des anderen Steckverbinders 1, 2 an. Somit sind durch den ersten Kontaktbereich 8 und den zweiten Kontaktbereich 10 einer jeden Gabelkontaktzunge 5 zwei Kontaktstellen des Gabelkontaktes 3 ausgebildet. Hierdurch wird eine sichere und zuverlässige Kontaktierung der beiden Steckverbinder 1, 2 gewährleistet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausbildung von genau zwei Kontaktbereichen 8, 10 bzw. zwei Kontaktstellen beschränkt. Es ist grundsätzlich auch denkbar, noch weitere Kontaktbereiche entlang der Gabelkontakte 3 vorzusehen. Ebenso ist es denkbar, auch noch weitere Nichtkontaktbereiche vorzusehen.
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Sind zwei Steckverbinder 1, 2 ineinander gesteckt, üben die Gabelkontaktzungen 5 in ihren ersten und zweiten Kontaktbereichen 8, 10 gegenseitig eine Kraft aufeinander aus, sodass jeweils die Gabelkontaktzungen 5 eines Gabelkontaktes 3 elastisch aufeinander zu gedrückt werden. Durch diese federnde Anpresskraft der Gabelkontaktzungen 5 wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung in den Kontaktbereichen 8, 10 nochmals erhöht.
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2 zeigt einen einzelnen Steckverbinder 1 gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform. In dieser Ansicht wird die geometrische Ausgestaltung der Gabelkontakte 3 noch etwas deutlicher. Insbesondere wird die Form der Gabelkontaktzungen 5 in ihren Kontaktbereichen 8, 10 sowie ihrem Nichtkontaktbereich 9 besser ersichtlich. In dem gezeigten Beispiel sind die einander gegenüberliegenden Schmalkanten der Gabelkontakte 3 im ersten Kontaktbereich 8, der benachbart zu dem Wurzelbereich 6 ist, annähernd parallel zueinander ausgerichtet. Hierdurch erfolgt die elektrische Kontaktierung auf beiden Seiten des Gabelkontakts 3 symmetrisch und gleichmäßig.
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Ebenfalls ist es ersichtlich, dass sich der Gabelkontakt 3 ausgehend vom zweiten Kontaktbereich 10 zum freien Ende 7 hin und in Richtung des Nichtkontaktbereiches 9 konisch verjüngt, wodurch die Gabelkontakte 3 eines Steckverbinders 1, 2 besser in Zwischenräume zwischen identisch ausgeführten Gabelkontakten 3 eines anderen Steckverbinders 1, 2 eingeführt werden können.
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Ebenfalls erkennbar ist, dass der Steckverbinder 1, 2 in Bezug auf eine parallel zur Erstreckungsrichtung der Gabelkontakte 3 bzw. zur Steckrichtung y verlaufende Mittelachse 13 achsensymmetrisch ist, was die Herstellung und das Ineinanderstecken von Steckverbindern 1, 2 erleichtert.
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3 zeigt die zwei ineinander gesteckten erfindungsgemäßen Steckverbinder 1, 2 gemäß 1 in einer Seitenansicht. In dieser Figur wird besonders deutlich, dass die Steckverbinder 1, 2 aus einem Flachmaterial hergestellt sind und somit nur eine geringe Ausdehnung quer zu einer von den Gabelkontaktzungen 5 aufgespannten Flachkontaktebene 17 aufweisen. Durch diese flache Bauform können die erfindungsgemäßen Steckverbinder 1, 2 auch in Verbindungsanordnungen mit wenig Bauraum eingesetzt und günstig, beispielsweise mittels Stanzverfahren, hergestellt werden. Auch die Kontaktbereiche 8, 10 sowie der Nichtkontaktbereich 9 eines au-ßen liegenden Gabelkontakts 3 bzw. einer äußeren Gabelkontaktzunge 5 des Steckverbinders 1 sind in dieser Seitenansicht gut ersichtlich, da die Kontaktbereiche 8, 10 und der Nichtkontaktbereich 9 in diesem Beispiel durch Kanten voneinander abgesetzt sind. Selbstverständlich sind jedoch auch kantenlos verlaufende, konvexe und konkave Übergänge zwischen den Kontaktbereichen 8, 10 und dem Nichtkontaktbereich 9 möglich. Erkennbar ist ferner, dass die zweiten Kontaktbereiche 10 jeweils an ihrer äußeren auf den Kontaktbereich 8 des weiteren Steckverbinders 2 zugewandten Schmalkante verjüngt sind. Mit dieser Ausführung der reduzierten Anlagefläche zwischen den Kontaktereichen 8,10 wird die Flächenpressung weiter herabgesetzt, um den elektrischen Übergang weiter zu verbessern.
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4 zeigt einen einzelnen erfindungsgemäßen Steckverbinder 1 in einer zweiten Ausführungsform in einer Draufsicht. Bei dieser Variante hat der Steckverbinder 1 an einer Außenseite einen einschenkligen Kontaktzinken 14 mit zwei über die Länge des Kontaktzinkens 14 beabstandeten Kontaktbereichen 15 und einem zwischen den Kontaktbereichen 15 liegenden, schmaleren Nichtkontaktbereich 16, in welchem der Kontaktzinken 14 etwas schmaler ausgeführt ist. Neben dem Kontaktzinken 14 ist unter Belassung eines Abstands ein Gabelkontakt 3 angeordnet, welcher gemeinsam mit dem Kontaktzinken 14 eine Flachkontaktebene 17 aufspannt. Obwohl der in 4 gezeigte Steckverbinder 1 nur einen Gabelkontakt 3 aufweist, sind grundsätzlich auch weitere sich anschließende Gabelkontakte 3 denkbar, die ebenfalls auf der Flachkontaktebene 17 liegen. Durch Anordnung des Kontaktzinkens 14 an der Außenseite des Steckverbinders 1 dient der Kontaktzinken 14 als stabile Begrenzung und definierter Abschluss an einer äußeren Seite des Steckverbinders 1. Bei der gezeigten Variante mit einem Kontaktzinken 14 und einem Gabelkontakt 3 ergibt sich zudem eine vergleichsweise schmale Bauform des Steckverbinders 1.
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In dem in 4 und 5 gezeigten Beispiel entspricht der Kontaktzinken 14 geometrisch einer Gabelkontaktzunge 5 des Gabelkontaktes 3, also einem halben Gabelkontakt 3. Dies wird insbesondere durch die halbierte Spreizprägung 12 deutlich. Eine solche Ausführungsform ist besonders einfach zu fertigen, da dieser Steckverbinder 1 beispielsweise in einer Endlosreihe mit identischen Gabelkontakten 3 herstellbar ist und durch Abtrennen eines Steckverbinders 1 genau zwischen zwei Gabelkontaktzungen 5 ein einschenkliger Kontaktzinken 14 an einer Außenseite des Steckverbinders 1 bereitgestellt werden kann. Der in den 4 und 5 gezeigte Steckverbinder 1 hat außerdem einen Klemmabschnitt 18 zum Anklemmen eines elektrischen Leiters an ein beispielsweise in 6 gezeigtes Stromschienenstück 19 des Steckverbinders 1, beispielsweise mittels einer Klemmfeder 20. Aus der perspektivischen Ansicht in 5 wird nochmals deutlich, dass der Steckverbinder 1 aus einem geeigneten Flachmaterial, beispielsweise einem Blech aus einer Kupferlegierung oder auch Federstahl hergestellt ist. Der Stromschienenabschnitt 19 ist hierbei teilweise innerhalb des Klemmabschnitts 18 aus der Flachkontaktebene 17 etwa lotrecht herausgebogen und kann eine zusätzliche Kontaktzunge 21 zum Zusammenwirken mit einer Klemmfeder 20 aufweisen. Der Steckverbinder 1 mit den Gabelkontakten 3, dem Quersteg, den Klemmabschnitt 18 und dem Stromschienenstück 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel einteilig aus einem Flachmaterial gestanzt und gebogen.
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6 zeigt eine erfindungsgemäße Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder 1 und einem Gegensteckverbinder 2 in einer seitlichen Schnittansicht. Der Gegensteckverbinder 2 hat einen Gabelkontakt 3, der identisch zum Gabelkontakt 3 des Steckverbinders 1 ist. Der Gegensteckverbinder 2 ist in den Steckverbinder 1 eingesteckt. Er weist einen einstückig mit dem Gegensteckverbinder 2 ausgebildeten Anbindungsabschnitt 24 auf. Der Anbindungsabschnitt ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Paar von Lötbeinen 24 zur elektrischen Anbindung beispielsweise an eine nicht dargestellte elektrische Leiterplatte ausgebildet. Die Lötbeine 24 können in der Anzahl variieren und gegenüber der Flachkontaktebene 17 unter einem beliebigen Winkel abgebogen sein. Alternativ zu den Lötbeinen 24 kann der Gegensteckverbinder 2 auch einen Leiterklemmanschluss wie der Steckverbinder 1 aufweisen oder auf andere Art und Weise mit weiteren elektrischen Komponenten elektrisch verbunden sein. Der Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 2 sind teilweise von einem schützenden Isolierstoffgehäuse 22 umgeben. An die Steckverbinderanordnung schließt sich eine Klemmenanordnung an. Diese umfasst eine Klemmfeder 20 und ein Stromschienenstück 19, die in einem Klemmengehäuse 25 untergebracht sind, das einstückig mit dem Isolierstoffgehäuse 22 des integralen Steckverbinders 1 geformt ist. Der Steckverbinder 1 ist über einen Klemmabschnitt 18 des Steckverbinders 1 und über die Klemmfeder 20 an das Stromschienenstück 19 angeschlossen.
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7 zeigt die Steckverbinderanordnung gemäß 6 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A. In 8 ist ein Ausschnitt der in 7 gezeigten Ansicht vergrößert dargestellt. Zu erkennen sind der Steckverbinder 1 sowie der in den Steckverbinder 1 eingesteckte Gegensteckverbinder 2. Der Steckverbinder 1 hat einen Klemmabschnitt 18, einen Quersteg 11, einen einschenkligen Kontaktzinken 14 und einen Gabelkontakt 3. Der Gegensteckverbinder 2 hat einen Griffabschnitt 24 sowie ebenfalls einen Quersteg 11, einen einschenkligen Kontaktzinken 14 und einen Gabelkontakt 3. Die Kontaktzinken 14 weisen zwei Kontaktbereiche 15 und einen dazwischenliegenden Nichtkontaktbereich 16 auf. Die Gabelkontakte 3 weisen jeweils zwei Gabelkontaktzungen 5 auf, die durch einen Spalt 4 voneinander getrennt und elastisch auslenkbar sind. Die Gabelkontaktzungen 5 können insbesondere durch eine von außen einwirkende Kraft aufeinander zu bewegt werden und federn nach Entlastung zurück in ihre Ausgangsstellung. Die Gabelkontakte 3 weisen einen Wurzelbereich 6 auf, in dem die Gabelkontaktzungen 5 zusammenlaufen. Der Wurzelbereich 6 grenzt an den Quersteg 11 an. An dem dem Wurzelbereich 6 gegenüberliegenden freien Ende 7 der Gabelkontaktzungen 5 erreicht der sich in Steckrichtung des Steckverbinders 1, 2 verbreiternde Spalt 4 zwischen den Gabelkontaktzungen 5 seine größte Breite. In dem Wurzelbereich 6 kann eine sich an den Spalt 4 angrenzende Spreizprägung 12, hier in Form einer Durchbrechung, vorgesehen sein.
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Jede Gabelkontaktzunge 5 weist entlang ihrer Erstreckung einen ersten, dem Wurzelbereich 6 benachbarten Kontaktbereich 8, einen zweiten, dem freien Ende 7 benachbarten Kontaktbereich 10 sowie einen dazwischenliegenden Nichtkontaktbereich 9 auf. Die Kontaktbereiche 8, 10 dienen der elektrischen Kontaktierung des in den Steckverbinder 1 eingeführten Gegensteckverbinders 2. Bei der gezeigten Ausführungsform können die Kontaktbereiche 8, 10 eines Gabelkontakts 3 an einem Kontaktbereich 8, 10 eines anderen Gabelkontakts 3 oder an einem Kontaktbereich 15 eines Kontaktzinkens 14 anliegen. In beiden Fällen sind mindestens zwei Kontaktstellen ausgebildet, die einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen dem Steckverbinder 1 und dem Gegensteckverbinder 2 herstellen.
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In der vergrößerten Ansicht in 8 sind zwei aneinander angrenzende Gabelkontaktzungen 5 jeweils des Steckverbinders 1 und des Gegensteckverbinders 2 zu erkennen. In der oberen Hälfte des Ausschnitts ist ein Gabelkontakt 3 des Steckverbinders 1 mit zwei Gabelkontaktzungen 5 in ihrem Wurzelbereich 6 deutlich wahrnehmbar. Von einer Spreizprägung 12 ausgehend befindet sich ein sich verbreiternder Spalt 4 zwischen den Gabelkontaktzungen 5. Dem Wurzelbereich 6 benachbart ist auf beiden Seiten des Gabelkontaktes 3 beziehungsweise an jeder Außenseite einer Gabelkontaktzunge 5 jeweils ein erster Kontaktbereich 8 ausgebildet. In der unteren Hälfte des Ausschnitts ist ein Gabelkontakt 3 des Gegensteckverbinders 2 mit zwei Gabelkontaktzungen 5 an ihrem freien Ende 7 erkennbar. Der Spalt 4 zwischen den Gabelkontaktzungen 5 erreicht an ihrem freien Ende 7 seine größte Breite. Benachbart zu dem freien Ende 7 befindet sich auf beiden Seiten des Gabelkontaktes 3 beziehungsweise an jeder Außenseite einer Gabelkontaktzunge 5 jeweils ein zweiter Kontaktbereich 10. Es ist gut zu erkennen, dass ein erster Kontaktbereich 8 einer Gabelkontaktzunge 5 an einem zweiten Kontaktbereich 10 einer entgegengesetzt ausgerichteten Gabelkontaktzunge 5 anliegt. Außerdem liegt jeweils ein Kontaktbereich 8, 10 der äußeren Gabelkontaktzungen 5 an einem Kontaktbereich 15 eines jeweiligen benachbarten Kontaktzinkens 14 an. Zum rechten Rand des Ausschnitts hin sind zudem sich an einen jeweiligen Kontaktbereich 8, 10, 15 anschließende Nichtkontaktbereiche 9, 16 erkennbar.
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9 zeigt die Steckverbinderanordnung gemäß 6 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B. Diese Ansicht zeigt den Blick in Richtung der Flachkontaktebene 17. Es sind die innen nebeneinander liegenden Gabelkontaktzungen 5 und die außen liegenden Kontaktzinken 14 des Steckverbinders 1 und des Gegensteckverbinders 2 erkennbar. Ebenfalls wird in der Figur deutlich, dass die Steckverbinderanordnung nur teilweise von einem Isolierstoffgehäuse 22 umgeben ist, um beispielsweise den Einbau des Kontakteinsatzes in das Isolierstoffgehäuse 22 und ggf. eine visuelle Überprüfung der Steckverbinderanordnung von einer Seite aus zu ermöglichen. Im Hintergrund ist das Klemmengehäuse 25 erkennbar.
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In 10 ist die Steckverbinderanordnung gemäß 6 ohne Gegensteckverbinder 2 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A dargestellt. Anhand der unterschiedlichen Breite der Zwischenräume zwischen dem Isolierstoffgehäuse 22 und dem Gabelkontakt 3 beziehungsweise zwischen dem Kontaktzinken 14 und dem Gabelkontakt 3 des Steckverbinders 1 ist eine Einsteckorientierung eines Gegensteckverbinders 2, der ebenfalls einen Kontaktzinken 14 und einen Gabelkontakt 3 aufweist, klar vorgegeben. Ein Fehlstecken wird auf diese Weise aufgeschlossen.
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11 zeigt analog zu 9 die Steckverbinderanordnung gemäß 6 ohne Gegensteckverbinder 2 in einer Stirnansicht in Richtung der Flachkontaktebene 17. Auch hier wird nochmals deutlich, dass das Isolierstoffgehäuse 22, der Gabelkontakt 3 und der Kontaktzinken 14 des Steckverbinders 1 Zwischenräume für einen Kontaktzinken 14 und einen Gabelkontakt 3 eines Gegensteckverbinders 2 vorgeben. Erkennbar ist ferner, dass das Isolierstoffgehäuse 22 eine Einstecköffnung für den Gegensteckverbinder 2 mit einer Einführschräge aufweist.
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In 12 ist die Steckverbinderanordnung gemäß 6 in einer Draufsicht zu sehen. In dieser Ansicht sind das Klemmengehäuse 25, das Isolierstoffgehäuse 22 und der Anbindungsabschnitt 24 des Gegensteckverbinders 2 zu erkennen. Deutlich wird, dass das Klemmengehäuse 25 eine Leitereinführungsöffnung 26 hat, die zu einer durch die Klemmfeder 20 und das Stromschienenstück 19 bereitgestellten Klemmstelle zum Anklemmen eines elektrischen Leiters führt und zum Einstecken des elektrischen Leiters vorgesehen ist. Neben der Leitereinführungsöffnung 26 ist ein Betätigungsdrücker 27 verschiebbar in dem Klemmengehäuse 25 aufgenommen. Der Betätigungsdrücker 27 liegt mit einer Betätigungsfläche an dem Klemmschenkel der Klemmfeder 20 auf, um diese zum Öffnen der Klemmstelle in Richtung Anlageschenkel zu verlagern. Neben dem Betätigungsdrücker 27 ist eine Prüföffnung 28 in dem Klemmengehäuse 25 eingebracht, die am Federbogen der Klemmfeder 20 ausmündet. Durch Einführen einer Prüfspitze in die Prüföffnung 28 kann das an der Klemmfeder 20 anliegende elektrische Potential gemessen werden.
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13 zeigt die Steckverbinderanordnung gemäß 12 nochmals in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie E-E. Auch hier sind erneut das Klemmengehäuse 25 samt Stromschienenstück 19 und Klemmfeder 20 sowie der Steckverbinder 1 mit einem Klemmabschnitt 18 und der Gegensteckverbinder 2 mit einem Anbindungsabschnitt 24 zu erkennen. Deutlich wird auch die zur Klemmstelle führende Leitereinführungsöffnung 26 sowie der durch eine Trennwand 29 zur Leitereinführungsöffnung 26 verschieblich geführte Betätigungsdrücker 27, der auf dem Klemmschenkel der Klemmfeder 20 aufliegt. Erkennbar ist weiterhin die am Federbogen ausmündende Prüföffnung 28.
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Die 14 und 15 zeigen nochmals den Gegensteckverbinder 2 der Steckverbinderanordnung in einer Draufsicht und einer perspektivischen Ansicht. Gut zu erkennen ist der hermaphroditisch ausgeführte Steckkontakt des Gegensteckverbinders 2 mit einem einschenkligen Kontaktzinken 14, hier ebenfalls als einzelne Gabelkontaktzunge 5 ausgebildet, sowie mit einem Gabelkontakt 3 mit zwei Gabelkontaktzungen 5. In den Figuren wird nochmals die konische Verjüngung der Gabelkontaktzungen 5 von einem zweiten Kontaktbereich 10 bzw. von einem Kontaktbereich 15 zum freien Ende 7 hin und in Richtung des Nichtkontaktbereiches 9, 16 deutlich. Ebenfalls ist zu erkennen, dass sich der Anbindungsabschnitt 24 in der Flachkontaktebene 17 erstreckt und einteilig mit dem Gegensteckverbinder 2 ausgeführt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Steckverbinder
- 2 -
- Steckverbinder/Gegensteckverbinder
- 3 -
- Gabelkontakt
- 4 -
- Spalt
- 5 -
- Gabelkontaktzunge
- 6 -
- Wurzelbereich
- 7 -
- freies Ende
- 8 -
- erster Kontaktbereich
- 9 -
- Nichtkontaktbereich
- 10 -
- zweiter Kontaktbereich
- 11 -
- Quersteg
- 12 -
- Spreizprägung
- 13 -
- Mittelachse
- 14 -
- Kontaktzinken
- 15 -
- Kontaktbereich
- 16 -
- Nichtkontaktbereich
- 17 -
- Flachkontaktebene
- 18 -
- Klemmabschnitt
- 19 -
- Stromschienenstück
- 20 -
- Klemmfeder
- 21 -
- Kontaktzunge
- 22 -
- Isolierstoffgehäuse
- 23 -
- Einstecköffnung
- 24 -
- Anbindungsabschnitt/Lötbeine
- 25 -
- Klemmengehäuse
- 26 -
- Leitereinführungsöffnung
- 27 -
- Betätigungsdrücker
- 28 -
- Prüföffnung
- 29 -
- Trennwand
- x -
- Anreihrichtung
- y -
- Steckrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010035704 B4 [0003]
- DE 102011052964 A1 [0004]
- DE 3883431 T2 [0005]
- DE 19708649 B4 [0006]
