DE3242635C2 - Elektrischer Steckverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einem Messerkontakt und einem Gabel-Federkontakt, die mit einander entsprechenden Kontaktzonen versehen sind, mit zwei, mit dem Federkontakt bzw. dem Messerkontakt verbundenen, Verform­ bereichen, die beim Steckvorgang und vermittels des Steckvorgangs die elastische Ver­ formung des Federkontakts bewirken, wobei am Federkontakt ein von dessen Kontakt­ zone gesonderter Bereich des Verformbereichs derart ausgebildet ist, daß er, durch den Eingriff mit dem besonders ausgebildeten und angepaßten Verformbereich des Messer­ kontakts zu Beginn und bis kurz vor Ende des Steckvorgangs eine Berührung der Kon­ taktzonen verhindert, und gegen Ende des Steckvorgangs, durch Einlaufen in einen Auf­ nahmebereich des Messerkontakts eine Berührung der Kontaktflächen ermöglicht.

Steckverbinder sind Verbindungselemente, deren Kontaktflächen, d. h. die Flächen, über die im gesteckten Zustand von einem Kontakt zu seinem Gegenkontakt der Strom fließt, im wesentlichen parallel zur Steck- oder Verbindungsachse oder -richtung, entlang derer die Kontakte zu ihrer Verbindung übereinandergeführt werden, liegen.

Verformbereiche sind hier die Bereiche solcher Flächen, die durch In-Eingriff-Kommen mit Flächen des Gegenkontaktes durch Übertragen des beim Stecken ausgeübten und/oder Aufrechterhalten des durch die Verformung erzeugten Drucks eine Verformung bewirken.

Unter Steckvorgang wird hier das Übereinanderlaufen der Kontakte von der ersten Berührung bis zum Ende der Bewegung des Übereinanderlaufens unter Berührung verstanden.

Derartige Steckverbinder werden heute in großem Umfang zur Verbindung von Bauteilen elektronischer Geräte und der Geräte untereinander und bei ähnlichen Anwendungen verwandt. Selbstverständlich kann, und dies wird im Regelfall so sein, der Steckver­ binder mehrere solcher Kontaktpaare mit mindestens zwei Kontaktflächen aufweisen. Diese sind meistens als Stift- und Buchsenkontakte, z. B. als Messer und Feder ausge­ bildet, die dann in einem Raster in Messer- bzw. Federleistenkörpern angeordnet sind. Diese Körper sind dann zusammensteckbar.

Zur Erläuterung der hier nachfolgend verwendeten Begriffe werden diese zunächst im Zusammenhang mit Fig. 1 anhand eines ganz üblichen Steckverbinders und anhand von Fig. 2 anhand eines Steckverbinders gemäß dem Oberbegriff erläutert.

Die Kontaktteile eines Beispiels eines üblichen Steckverbinders (ohne Schonung der Kontaktflächen) sind in Fig. 1 in Seitenansicht dargestellt. Der Stiftkontakt ist dabei als Messer 1 und die Buchse als Doppelfeder 2 ausgebildet. Das Messer hat dabei eine Kontaktzone 12, 12′ und die Gabelfeder 2 eine ebenfalls aus zwei Teilbereichen bestehende Kontaktzone 16, 16′ mit einer gegen die Kraft der Feder 2 veränderlichen Öffnung 18. Hierdurch wird auch deutlich, daß die "Verformbarkeit", wie sie hier ver­ standen wird, der Kontaktzone bzw. im Kontaktzonenbereich nicht notwendig eine Materialverformung ist, sondern im Regelfall eine Lageänderung, ggfs. verschiedener Bereiche der Kontaktzone gegeneinander, um das Eindringen oder Übergleiten des oder Umschließen durch den Gegenkontakt zu ermöglichen. Die eigentliche (elastische) Materialverformung findet hingegen bei 2 in der Federzone statt.

Es findet also bei den verformbaren der Kontakte (es können auch beide verformbar sein) beim Steckvorgang ein im wesentlichen zu Ebenen, die die Steckachse enthalten, senkrechtes Ausweichen in Anpassung an den Verformbereich des Gegenkontakts unter Einwirkung der elastischen Kraft statt.

Die Kontaktzone des Stiftes 1 ist je nach Anwendung ein-, wie hier dargestellt: zwei- (12, 12′) oder mehrseitig bzw. mehrteilig, da der Kontaktstift als Messer (d. h. mit rechteckigem Querschnitt) 1 ausgebildet ist.

Bei Steckverbindern gemäß Fig. 1 ist der Verformbereich, im oben definierten Sinne, stets auch der Kontaktbereich. D. h., die Öffnung oder allgemeiner: Verformung des beispielsweise Gabelkontaktes (Fig. 1) findet stets durch die Kontaktzone des Messers an der Kontaktzone des Gabelkontakts statt. Die Kontaktzone des Gabelkontakts nach Fig. 1 ist z. B. durch die Länge des Messerkontakts relativ besonders starkem Abrieb ausgesetzt da sie den ganzen Steckweg mit der Kontaktfläche des Messers in Berührung ist.

Bei dem Steckverbinder gemäß Oberbegriff und Fig. 2 ist der gesondert ausgebildete Bereich gerade ein Teil des Verformbereichs, gelangt also auch mit dem Verformbereich der Gegenseite in Eingriff.

Somit ist aber bei den Kontaktflächen, die nun weniger auf Abrieb beansprucht werden, eine geringere Edelmetallauflage und/oder eine höhere Zahl von Steckzyklen möglich.

Bei elektrischen Steckverbindern gemäß Fig. 2 ist also die Funktion der "Verformung", im eingangs angegebenen Sinne, der Kontaktzone bzw. des Kontaktzonenbereichs von der Funktion der Kontaktbildung weitgehend trennbar.

Bei der Funktionstrennung können die gesonderten Bereiche zusätzlich zu den Kontakt­ zonen herkömmlicher Stecker vorgesehen sein, wie auch in Fig. 2 gezeigt. Es ergibt sich dadurch u. U. allerdings eine engere Tolerierung, jedoch bei gleichbleibender mechanischer Stabilität.

Durch die engere Tolerierung ergibt sich allerdings, daß Teile, die bei herkömmlichen Steckern noch als Kontaktflächen wirken konnten, dies nun nicht mehr können, da während eines Teiles des Steckvorganges nunmehr durch die gesonderten Bereiche des Verformbereichs ein Kontakt gerade verhindert wird, also nach "altem" Verständnis (Fig. 1) zwar, nicht aber nach "neuem" Verständnis (Fig. 2), eine "Kontaktzone" vor­ liegt.

Der gesondert ausgebildete Bereich des anderen Kontakts (Messerkontakts) wird hier häufig als Verformelement bezeichnet. Der gesondert ausgebildete Bereich des verform­ baren Kontakts (Gabel-Federkontakt) wird hier häufig als Eingriffselement bezeichnet.

In Fig. 2 sind beim Übereinanderlaufen der Kontakte die die Flächen der Kontaktzone des anderen Kontakts überlaufenden Teile des verformbaren Kontakts senkrecht zur Steck­ achse gesehen derart angeordnet, daß sie diese Flächen nicht berühren, oder diese Teile werden durch den Eingriff und das Außer-Eingriff-Kommen der gesonderten Bereiche so, im wesentlichen in Richtung senkrecht zur Steckachse, ausgelenkt, daß sie diese Flächen erst kurz vor Ende des Steckvorgangs berühren. Ferner sind die Flächen der Kontaktzone des verformbaren Kontakts beim Überlaufen von Flächen des anderen Kon­ takts derart in Richtung senkrecht zur Steckachse angeordnet, daß sie diese Flächen des anderen Kontakts nicht berühren. Ferner werden außerdem oder alternativ diese Flächen der Kontaktzone des verformbaren Kontakts durch den Eingriff und das Außer- Eingriff-Kommen der gesonderten Bereiche so, im wesentlichen in Richtung senkrecht zur Steckachse, bewegt, daß sie diese Flächen erst kurz vor Ende des Steckvorgangs berühren.

Unter Übereinanderlaufen der Kontakte wird der Vorgang vor dem Steckvorgang und während des Steckvorgangs und während des Lösevorgangs und nach dem Lösen der Kontakte verstanden, bei dem Teile beider Kontakte Ebenen, die senkrecht zur Steck­ richtung sind, gemeinsam durchschneiden.

Die Teile des verformbaren Kontakts sind also, wie schon z. B. bei Kontakten gemäß Fig. 1 vom Vorderteil der sog. Einlaufzone bekannt, entweder ohnehin so angeordnet, daß sie mit den Kontaktflächen des Gegenkontakts beim Stecken nicht in Reibberührung kommen, oder sie werden durch den Eingriff des Verformelementes (des gesonderten Bereiches) des anderen Kontaktes mit ihrem gesonderten Bereich (Eingriffselement) so ausgelenkt, z. B. abgespreizt, daß sie die Kontaktflächen des Gegenkontakts nicht berühren.

Diese, bei dem Buchsenkontakt als zusätzliche Öffnung in Erscheinung tretende, Ab­ spreizung wird durch zusätzliche Verdickungen oder Auswölbungen, die jeweils in zur Steckachse parallelen Ebenen mit entsprechenden Verdickungen des Gegenkontakts korrespondieren, erzielt. Dabei kann aber die Verdickung z. B. eines der Kontakte auch auf einer ebenen Fläche des anderen Kontakts laufen und umgekehrt, wie z. B. aus der DE 31 10 609 A1 ersichtlich.

Das Eingriffselement an dem einen Kontakt muß mit den die Kontaktzone tragenden bzw. bildenden Teilen so in Verbindung stehen, daß es diese bei einer Beaufschlagung durch das Verformungselement vor und während des Einlaufens in eine Richtung bewegt oder in dieser hält, bei der sich dann die entsprechenden beispielsweise Buchsen- oder Federteile entgegen der Federvorspannung, die den Kontaktdruck erzeugen kann, bewegen bzw. gehalten werden.

An den Stellen, wo sich die Verdickungen gegen Ende und am Ende des Steckvorgangs befinden, müssen dann entsprechende Vertiefungen zur Aufnahme der Verdickungen vorgesehen sein, um eine "Entspreizung" des verformbaren Kontakts und damit eine Annäherung der Flächen, die dann die Kontaktflächen sein sollen, bis zur Berührung unter Kontaktdruck zu erlauben. Diese "Vertiefungen" können zumindest teilweise auch durch das Fehlen von Material gebildet sein, brauchen also keine Höhlung zu sein.

Durch das Zusammenwirken der Verdickungen mit den Vertiefungen, die einander, in Steckrichtung gesehen, hintergreifen, wird ein zusätzlicher Widerstand gegen das Auseinanderziehen der Steckverbindung geschaffen, was eine größere mechanische Stabilität der Steckverbindung garantiert. Andererseits darf der Lösewiderstand nicht zu groß sein, da die Schonung der Kontaktzonen gerade bei Steckverbindungen benötigt wird, die häufig gelöst werden müssen. So darf die Verdickung in die Vertiefung nicht riegelartig senkrecht einfallen, sondern es muß ein Übergang geschaffen sein. Dadurch werden die Kontaktzonen bzw. -flächen aber gleitend aufeinandergeführt. Die dadurch entstehende geringe Reibung ist zur Reinigung derer aber besonders vorteilhaft, wenn nicht sogar notwendig.

"Aufnahmebereich" ist also der Bereich, der insofern kein Teil des Verformbereiches mehr ist, als er den gesonderten Bereich des Gegenkontakts (praktisch) berührungsfrei aufnehmen soll, um ein Berühren der Kontaktflächen zu bewirken. Insofern "bewirkt" der Aufnahmebereich allerdings auch eine Verformung, als er gerade das Nachgeben gegenüber der elastischen Kraft des verformbaren Kontaktes ermöglicht und somit eine Verformung bis zur Anlage der Kontaktflächen aneinander.

Bei dem Prinzip der Kontaktschonung durch gesonderte Bereiche wird also durch den gesonderten Bereich (Verformungs- oder Verformelement) des anderen Kontakts vermittels des gesonderten Bereichs (Eingriffselement) des verformbaren Kontaktes beim Stecken kurz vor und während des Übereinanderlaufens der jeweiligen Kontaktzonen der verformbare Kontakt im Kontaktzonenbereich zur Vermeidung einer Berührung der Kontaktzonen verformt und am Ende des Steckens eine Berührung der Kontaktflächen der Kontaktzonen ermöglicht. Beim Lösen der Steckverbindung treten die Bewegungen im wesentlichen in umgekehrter Richtung auf.

Die Spreizrichtung ist diejenige Richtung, in der die die Federanordnung bildenden Feder­ elemente gegen die Federspannung zurückweichen. Ist der Buchsenkontakt beispiels­ weise eine gabelförmige Feder, so gibt es zwei (einander entgegengesetzte) Richtungen der Spreizbewegung, während bei in die Schlitze einer zylindrischen Buchse einge­ setzten Federn oder den geschlitzten Wänden einer zylindrischen Buchse entsprechend mehr Richtungen der Spreizbewegung vorliegen können.

Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art, die oben (unter Hinweis auf Fig. 2) in der in dieser Anmeldung benutzten Terminologie noch einmal geschildert wurden, sind aus der DE 31 10 609 A1, aber auch aus der US 38 58 957, bekannt.

Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Einführung von Bauelementen mit einer neuen Funktion ist jedoch die Kompatibilität mit herkömmlichen Bauelementen. Steckverbinder und insbesondere ihre Gehäuse, sind oft genormt, und es ist wünschenswert, daß Steckverbinder mit der Funktion der Trennung von Öffnungs- und Kontaktfläche, wobei die das Stecken ermöglichende Öffnung während des und durch das Stecken stattfin­ det, auch in herkömmlichen Gehäusen eingesetzt werden können. Ferner ist es wünschenswert, daß die entsprechend ausgestatteten Stiftkontakte, z. B. Messer, bzw. Buchsenkontakte, z. B. Federn, mit herkömmlichen Buchsenkontakten, z. B. Federn, bzw. Stiftkontakten, z. B. Messern, verwendet werden können.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der gesondert ausgebildete Bereich des Gabel-Federkontaktes in Steckrichtung des Messerkontaktes seitlich und im wesent­ lichen auf der Höhe der Kontaktzone des Gabelkontaktes und der gesondert ausgebil­ dete Bereich des Messerkontaktes, entsprechend seitlich, vor oder zur Beginn seiner Kontaktzone angeordnet ist, und der Aufnahmebereich für den gesondert ausgebildeten Bereich des Messerkontaktes in der Steckrichtung (seitlich) vor bzw. neben dem Ende der Kontaktzone des Gabelkontaktes angeordnet ist und der Aufnahmebereich für den gesondert ausgebildeten Bereich des Gabel-Federkontaktes entsprechend seitlich neben der Kontaktzone des Messerkontaktes angeordnet ist, damit die gesondert ausgebildeten Bereiche voneinander freikommen (können), wenn der Steckvorgang kurz vor seinem Ende steht.

"Im wesentlichen" bedeutet hier, daß durch das Eingriffselement, im Gegensatz zu den einleitend geschilderten, bekannten Gestaltungen nach Fig. 2A bis C, keine Verlänge­ rung des Gabelkontaktes auftritt. Dies ist deswegen besonders vorteilhaft, weil die Gabelkontakte im Regelfalle in vorne abgeschlossenen Gehäusen sitzen, so daß ihre Länge besonders kritisch ist.

Darüber hinaus braucht dann die Kontaktzone der Buchsenkontakte nicht nach rückwärts verlegt zu werden, so daß bei entsprechender sonstiger Ausbildung, auch normale Messer mit ihren Kontaktzonen die Kontaktzonen des erfindungsgemäß ange­ paßten Buchsenkontakts kontaktieren können.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung eines derartigen Steckverbinders ergibt sich dadurch, daß in Steckrichtung des Messerkontakts seitlich neben der als Kontaktzone dienenden Verengung des Gabelkontakts die Federn, parallel zur Spreizrichtung, zusätz­ lich verengt sind, daß der Messerkontakt vor der Kontaktzone eine senkrecht zur Steck­ richtung sich erstreckende, zum Spalt des Gabelkontakts parallel anzuordnende, Verbrei­ terung besitzt die bei Ausrichtung der Kontaktzonen der Kontakte beim Steckvorgang mit der zusätzlichen Verengung in Eingriff gelangt und daß die in der Steckrichtung vor der die Kontaktflächen tragenden Verengung des Federkontaktes liegende Erweiterung zur Aufnahme des Verformungselements derart, daß dieses den Gabelkontakt nicht mehr zusätzlich aufspreizt, ausgebildet ist und daß der hinter der Verbreiterung liegende freie Bereich seitlich der Kontaktzone des Messerkontakts die die zusätzliche Verengung bildenden Auswölbungen oder Verdickungen aufnimmt, so, daß sich die Kontaktflächen berühren.

Es sei angemerkt, daß "vor" und "hinter" bei Angabe einer Richtung hier stets so gebraucht sind, daß, wenn man sich diese Richtung durch einen Pfeil symbolisiert denkt, "vor" näher zur Pfeilspitze und "hinter" näher zum Pfeilende bedeutet.

Es hat sich gezeigt daß gewisse geltende Normen für die Kontakte und Gehäuse eine gewisse Verbreitung der jeweiligen Kontakte erlauben, ohne daß dadurch die erforder­ lichen Sicherheitsabstände, z. B. Luft- und Kriechstrecken, zwischen benachbarten Kon­ takten in einem Raster, z. B. DIN 41 612, unterschritten werden. Daher können ggfs. auch unter leichter Verbreiterung der Gabelkontakte seitlich der Bereiche der Verengung, die weiterhin die Kontaktflächen tragen, eine seitlich noch größere Verengung bewir­ kende Ausprägungen oder Verdickungen vorgesehen sein.

Der Messerkontakt ist dann in einem Bereich, dessen Länge in Einführungsrichtung von dem Erfordernis bestimmt wird, daß dieser als Verformungselement dienende Bereich das Eingriffselement wieder freigegeben haben muß, bzw. von diesem freigegeben worden sein muß, bevor der Steckvorgang ganz beendet ist, also die Kontaktflächen übereinanderliegen, verbreitert. Dabei wird die zusätzliche Verengung durch die Auswöl­ bungen oder Verdickungen natürlich so bemessen, daß die Dicke des verbreiterten Teils des Messers eine hinreichende Aufspreizung des Gabelkontaktes bewirkt um die Kon­ taktflächen des Gabelkontaktes und des Messerkontaktes bis kurz vor Ende des Steck­ vorganges getrennt zu halten. Bezüglich der Länge und des Abstandes einzelner Bereiche voneinander gelten Überlegungen, wie sie anhand der Fig. 2 kurz erläutert werden.

In Einführungsrichtung vor der die Kontaktflächen tragenden Verengung des Federkon­ takts muß natürlich ein Raum vorgesehen sein, der die Aufnahme der Verbreiterung des Messerkontaktes ermöglicht, so daß dieses Verformungselement außer Eingriff mit dem durch die Wölbungen bzw. Verdickungen gebildeten Eingriffselement gelangen kann, so daß die Federvorspannung des Gabelfederkontakts die Kontaktflächen in Anlage bringen kann. Bei der angegebenen Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, daß dieser Raum in aller Regel durch die herkömmliche Wölbung von Gabelfederkontakten geschaffen ist, so daß sich auch insoweit keine Abweichungen von herkömmlichen Ausbildungen ergeben.

Ohne am Wesen dieser Ausführungsform etwas zu ändern, kann sie auch so ausge­ staltet sein, daß die Verdickungen auf der Verbreiterung des Messerkontakts aufge­ bracht werden und die Verbreiterung des Gabelkontakts auf einer Ebene mit dessen Kontaktzone liegt.

Bevorzugt sind die Verbreiterungen seitlich symmetrisch zu den Kontaktflächen der Kontakte angeordnet. Dadurch ergibt sich beim Stecken entsprechend eine symmetrische Abstützung der Kontakte gegeneinander.

Bevorzugt weist der Raum zwischen den Auswölbungen die Breite herkömmlicher Kon­ takte auf. Dies hat den Vorteil, daß die jeweiligen erfindungsgemäß ausgebildeten Feder­ kontakte ohne weiteres mit herkömmlichen Messerkontakten verwendet werden können. Allerdings tritt bei Verwendung erfindungsgemäß ausgebildeter Kontakte mit nicht erfindungsgemäß ausgebildeten Gegenkontakten der besondere Vorteil der Schonung der Kontaktflächen ggfs. nicht auf.

Es ist ersichtlich, daß auch bei den hier geschilderten Weiterbildungen am Ende des Steckvorgangs eine formschlüssige, nur gegen die auch den Kontaktdruck bewirkende Federkraft mindestens eines Kontaktes wieder lösbare, Verbindung zwischen den Kontakten eintritt. Diese trägt dazu bei, die Festigkeit der Steckverbindung zu erhöhen.

Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die geringe zwischen den Kontaktflächen der Kontakte verbleibende Reibbewegung, nämlich kurz vor Beendigung des Steckvorgangs bzw. bei und kurz nach Beginn des Lösevorgangs von Vorteil ist, weil sie die erfahrungs­ gemäß notwendige selbstreinigende Wirkung auf die Kontaktflächen ausübt.

Die Bildung der Auswölbungen durch wulstartige Prägungen hat den Vorteil besonders leichter Ausführbarkeit mit herkömmlichen Herstellungsverfahren.

Bevorzugt ist die spreizbare Federanordnung des Buchsenkontaktes vorgespreizt (Vor­ öffnung). Die Voröffnung verringert den Öffnungsweg bis zur durch den Stiftkontakt schließlich benötigten Aufspreizung des Kontaktbereiches der Buchse. Dabei ändert sich der schließlich erzielte Kontaktdruck gegenüber einem nicht vorgeöffneten Buchsenkon­ takt nicht. Dieses Merkmal ist an sich bei Steckverbindern bekannt. In Verbindung mit der Erfindung hat es den besonderen Vorteil, daß z. B. die Verdickung am Stiftkontakt die Verengung nur um ein Weniges aufspreizen muß, um eine hinreichende Spreizung des Kontaktbereichs des Buchsenkontaktes zu erzielen. Dementsprechend gering kann die Verdickung gegenüber den üblichen Maßen des Stiftkontaktes ausfallen.

Bevorzugt sind die Oberflächen der besonderen Bereiche bzw. des Verformungselements und des Eingriffselements aus einem vom Material der Kontakte verschiedenen, vorzugs­ weise reibungsarmen und abriebfesten Material.

Da bei den die Verformung bewirkenden Elementen erfindungsgemäß durch die Trennung der Kontaktfunktion und der Spreizfunktion keine Rücksicht mehr auf Kontakt­ eigenschaften genommen zu werden braucht, kann nunmehr eine ihrer Funktionen und ihrem Zusammenwirken speziell angepaßte Gestaltung gewählt werden. Dabei hat sich eine reibungsarme Beschichtung, bspw. aus Polytetrafluoräthylen (PTFE), besonders bewährt. Dadurch wird die Steck- und Zieharbeit verringert, was ggfs. eine Erhöhung des Kontaktdrucks erlaubt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen, auf die wegen ihrer großen Klarheit und Übersichtlichkeit bezüglich der Offenbarung ausdrücklich ver­ wiesen wird, noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische, teilweise Seitenansicht von elektrischen Kontaktteilen eines herkömmlichen Steckverbinders;

Fig. 2A bis C eine schematische Seitenansicht der wesentlichen Teile eines Steckver­ binders, der mit dem Prinzip der Kontaktflächenschonung arbeitet, in drei Stadien des Steckens;

Fig. 3A bis F eine Ausführungsform eines Steckverbinders nach der Erfindung.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Fig. 1 bis 3 einander entsprechende Teile.

Fig. 2 zeigt einen Steckverbinder, bei dem wie bei dem herkömmlichen Steckverbinder der Fig. 1 der Stiftkontakt als Messer und der Buchsenkontakt als Gabelfeder ausge­ bildet ist.

Das Messer 1 weist jedoch in Steckrichtung a hinter dem durch die Kontaktzone 12, 12′ bestimmten Kontaktzonenbereich eine Verdickung 20 auf. Die Verdickung erstreckt sich insgesamt über eine gewisse Länge l in der Einführungsrichtung über das Messer und befindet sich auf den jeweils die Kontaktzone tragenden Breitseiten des Messers.

An den vorderen, die Kontaktzone 16, 16′ tragenden, verengten Kontaktbereich der Gabelfeder 2 ist in der Spreizebene der Feder eine kammerartige Erweiterung angeformt, die sich nach einer Länge in Einführrichtung, die, wie noch erläutert werden wird, ebenfalls mindestens und ungefähr l beträgt, wieder zu einer (Spalt-)Öffnung 24 verengt.

Wie bei bekannten Gabelfedern der Fig. 1 ist in Einführreihenfol­ ge vor dieser Öffnung 24 wiederum eine das Einführen er­ leichternde und eventuelle Hintersteckung vermeidende Er­ weiterung als Einlaufzone 26 angeordnet. Die Einführachse ist strichpunktiert gezeichnet und mit 36 bezeichnet.

Die Öffnung (Spalthöhe) 24 ist nun so bemessen, daß sie den reibungsfreien Durchtritt der Kontaktzone 12, 12′ er­ möglicht, diese kann also in die kammerartige Erweiterung 22 eintreten. Die Öffnung 24 ist aber relativ zur Ver­ dickung 20 so bemessen, daß sie beim Eintreten der Ver­ dickung 20 aufgespreizt wird. Die Öffnung mit ihren Be­ grenzungen 30, 30′ bildet also das Eingriffselement, das durch sei­ ne, hinreichend starre, Verbindung mit dem Kontaktzonen­ bereich 16, 16′, 18 diesen verformt, d. h. hier: öffnet. Da­ bei werden die jeweiligen Abmessungen so gewählt, daß die Kontaktzone 12, 12′ reibungsfrei durch die Kontaktzone 16, 16′ laufen kann.

Die Länge der "Kammer" 22, die durch die Bügel gebildet wird, die das Eingriffselement 24, 30, 30′ mit der Kontaktzone 16, 16′ verbinden, muß in dem Beispiel etwas größer als die Länge der Verdickung sein, damit beim Ab­ schluß der Bewegung die Kontaktzone 16, 16′ mit der Kon­ taktzone 12, 12′ unter Federdruck der Feder 2 in Berührung kommen kann. Ein die Eindringtiefe des Stiftkontaktes in den Buchsenkontakt begrenzendes Anschlagpaar wird, wie üblich, normalerweise durch die Halterungen für den Stiftkontakt und die Buchse geschaffen, beispielsweise durch die Isolierkörper der Messerleiste und Federleiste. Dadurch wird auch sichergestellt, daß die Verdickung 20 nicht in die Kontaktzone 18 einlaufen kann. Es ist im üb­ rigen ersichtlich, daß die Bügel 28, 28′ nicht in der Zei­ chenebene der Fig. 2 ausgebaucht zu sein brauchen, sondern bspw. auch in der zur Zeichenebene der Fig. 2 senkrechten und die Einführrichtung a enthaltenden Ebene liegen kön­ nen, wo dann ein entsprechender Raum zum Durchtritt der Messerbreite vorgesehen sein muß. Dadurch ergibt sich dann keine "Kammer" im obigen Sinn.

Fig. 3 zeigt nun eine Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Steckverbinders, wobei Fig. 3A einen als Gabelfe­ derkontakt ausgebildeten Buchsenkontakt und Fig. 3B einen erfindungsgemäß zugehörig ausgebildeten Messerkontakt, jeweils in Perspektive zeigt. Fig. 3C ist eine Aufsicht auf eine schematische Darstellung des Gabelfeder- und des Messerkontaktes nach Fig. 3A bzw. 3B. Fig. 3D, 3E und 3F zeigen schematisch den Steckverbinder aus Fig. 3A und B vor dem bzw. während zweier Phasen des Steckvorgangs seitlich.

Der Gabelfederkontakt aus Fig. 3A trägt an seiner vorderen Verengung, die sich dann wieder zu einer Einlaufzone 126 erweitert, die Kontaktzone aus den Flächen 116 und 116′ mit dem Zwischenraum 118. Der Gabelfederkontakt 102 ist jedoch gegenüber herkömmlichen Gabelfederkontakten senk­ recht zur Einführungsrichtung a und zur Spreizrichtung et­ was verbreitert, und die seitlichen Bereiche, die neben der die Kontaktzonen 116, 116′ tragenden Verengung zusätz­ lich vorhanden sind, sind durch eine Art Prägevorgang in Richtung der Verengung noch weiter vorgewölbt, so daß sich seitlich eine größere Verengung des Spaltes als in der Mit­ te ergibt. Diese Vorwölbungen liegen also in Steckrichtung a gesehen seitlich der Kontaktzone 116, 116′. Die Breite des (nicht zusätzlich verengten) Spaltes 118 zwischen den Teilflächen 116 und 116′ der Kontaktzone ist dabei so gewählt, daß ein herkömmlicher Messerkontakt zwischen den Auswölbungen 130 bis 133 Platz findet. Die Höhe oder Dicke des Spal­ tes ist ebenfalls wie bei herkömmlichen Gabelfederkontak­ ten ausgebildet.

Das zugehörige Messer 101 (Fig. 3B) weist in seinem hinteren Bereich die Breite eines herkömmlichen Messers auf, oder ist ggfs. sogar etwas schmaler, während es in seinem vor­ deren Bereich verbreitert (120) ist. Die Breite der Ver­ breiterung ist so, daß sie jedenfalls die Auswölbungen 130 bis 133 erreicht, wenn die Verbreiterung, wie in Fig. 3C bis 3F dargestellt ist, parallel zum Spalt angeordnet ist. Die Dicke der Verbreiterung braucht nicht größer als die herkömmlicher Messer zu sein. Beim Steckvorgang gelangen nun die Seitenbereiche des Teiles 120 mit den Auswölbun­ gen 130 bis 133 in Eingriff und spreizen dadurch die Gabel­ feder 102 auf. Dadurch wird der Freiraum 118 zwischen den Flächen 116 und 116′ der Kontaktzone - der sonst enger als die Dicke des Messers 101 ist, um den Kon­ taktdruck sicherzustellen - um die Differenz zwischen den Auswölbungen 130 bis 133 und den Flächen 116 und 116′ zu­ sätzlich aufgespreizt, so daß der Mittelbereich des Messers auf der Höhe der Verbreiterung 120 (der daher nun auch nicht mehr als Kontaktzone wirken kann, was er ohne Ver­ breiterung bei einem herkömmlichen Messer getan hätte) und der schmale hintere Bereich, der die Flächen 112 und 112′ der Kontaktzone des Messers trägt, zuerst reibungsfrei an den Flächen 116 und 116′ vorbeigelangen kann. Beim Fortschrei­ ten des Steckvorgangs gelangt der verbreiterte Bereich 120 des Messers in die als Aufnahmebereich 122 wirkende übli­ che Erweiterung des Gabelkontaktes, wobei die Auswölbun­ gen 130 bis 133 allmählich wieder aufeinander zugeführt werden (der verbreiterte Bereich 120 ist hinten in Steck­ richtung a, ebenso wie vorne, abgeschrägt, 150). Dadurch nä­ hern sich die Flächen 116 und 116′ den Flächen 112 bzw. 112′ der Kontaktzone des Messers an. Diese Annäherung erfolgt auch dadurch schonender als bei herkömmlichen Messer- und Federkontakten, da bei herkömmlichen Kontak­ ten die Flächen 116 und 116′ beim Eintritt des Messers besonderer Beanspruchung ausgesetzt sind, während hier ein schräges Aufgleiten stattfindet. Am Ende des Steck­ vorganges ist der verbreiterte Bereich 120 des Messers ganz in den Aufnahmebereich 122 des Gabelkontakts auf­ genommen und die jeweiligen Kontaktflächen 116/112 und 116′/112′ liegen aneinander an. Es ist ersichtlich, daß durch den geschilderten Vorgang über einen großen Teil des Steckvorganges die Flächen 116 und 116′ von Reibung freigehalten wurden, und dennoch ein sicherer Kontakt am Ende und eine sichere mechanische Führung sowie eine si­ chere Verbindung im gesteckten Zustand erzielt wird. Durch das gegenseitige Hintergreifen der Auswölbungen 130 bis 134 einerseits und der Rückseite der Seiten des verbreiter­ ten Bereichs 120 des Messers wird der Ausziehwiderstand erhöht und somit die mechanische Festigkeit der Steckver­ bindung vergrößert.

Fig. 3C bis 3F zeigen den eben geschilderten Vorgang noch einmal schematisch. Aus Fig. 3E und Fig. 3F wird erkenn­ bar, daß die Flächen der Kontaktzone des Gabelfederkon­ taktes, 116 und 116′ während des größten Teils des Steck­ vorganges reibungsfrei gehalten werden und die Kontakt­ zone des Messerkontaktes bis fast zum Ende reibungsfrei überlaufen.

Es ist auch ersichtlich, daß die freien Bereiche neben dem hinteren Bereich des Messers als Aufnahmebereich 140, 140′ für die Auswölbungen 130, 132 bzw. 131, 133 dienen.

Claims (7)

1. Elektrischer Steckverbinder mit einem Messerkontakt und einem Gabel-Federkontakt, die mit einander entsprechenden Kontaktzonen versehen sind, mit zwei, mit dem Federkontakt bzw. dem Messerkontakt verbundenen, Verformbereichen, die beim Steckvorgang und vermittels des Steckvorgangs die elastische Verformung des Federkontakts bewirken, wobei am Federkontakt (102) ein von dessen Kontaktzone (116, 116′) gesonderter Bereich (130, 131, 132, 133) des Verformbereichs derart ausgebildet ist, daß er, durch den Eingriff mit dem besonders ausgebildeten und angepaßten (120) Verformbereich des Messerkontakts (101) zu Beginn und bis kurz vor Ende des Steckvorgangs eine Berührung der Kontaktzonen verhindert, und gegen Ende des Steckvorgangs, durch Einlaufen in einen Aufnahmebereich (140, 140′) des Messerkontakts (101) eine Berührung der Kontaktflächen ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß der gesondert ausgebildete Bereich (130, 131, 132, 133, 124, 124′) des Gabel- Federkontakts (102) in Steckrichtung (a) des Messerkontaktes (101) seitlich und im wesentlichen auf der Höhe der Kontaktzone (116, 116′, 118) des Gabelkontakts (102) und der gesondert ausgebildete Bereich (120) des Messerkontaktes, entsprechend seitlich, vor oder zu Beginn seiner Kontaktzone (112, 112′) angeordnet ist, und der Aufnahmebereich (122) für den gesondert ausgebildeten Bereich (120) des Messerkontakts (101) in der Steckrichtung (a) vor bzw. neben dem Ende der Kontaktzone (116, 116′, 118) des Gabelkontakts (102) angeordnet ist und der Aufnahmebereich (140, 140′) für den gesondert ausgebildeten Bereich des Gabel- Federkontaktes (102) entsprechend seitlich neben der Kontaktzone des Messerkontaktes (101) angeordnet ist, damit die gesondert ausgebildeten Bereiche voneinander frei kommen, wenn der Steckvorgang kurz vor seinem Ende steht.

2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in Steckrichtung (a) des Messerkontakts seitlich neben der als Kontaktzone dienenden Verengung (118) des Gabelkontakts (102) die Federn, parallel zur Spreizrichtung, zusätzlich verengt sind (130, 131, 132, 133),
daß der Messerkontakt (101) vor der Kontaktzone (112, 112′) eine senkrecht zur Steckrichtung (a) sich erstreckende, zum Spalt des Gabelkontakts parallel anzuordnende, Verbreiterung (120) besitzt die bei Ausrichtung der Kontaktzonen (116, 116′, 118; 112, 112′) der Kontakte beim Steckvorgang mit der zusätzlichen Verengung in Eingriff gelangt, und
daß die in der Steckrichtung (a) vor der die Kontaktflächen (116, 116′) tragenden Verengung des Federkontakts (102) liegende Erweiterung (122) zur Aufnahme des Verformungselements (120) derart, daß dieses den Gabelkontakt nicht mehr zusätzlich aufspreizt, ausgebildet ist und daß der hinter der Verbreiterung liegende freie Bereich (140, 140′) seitlich der Kontaktzone des Messerkontakts (101) die die zusätzliche Verengung bildenden Auswölbungen oder Verdickungen aufnimmt, so, daß sich die Kontaktflächen berühren (Fig. 3A und B).

3. Steckverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen an den Seiten der jeweiligen Federn der Gabel symmetrisch zu den Kontaktflächen (116, 116′; 112, 112′) der Kontakte (101, 102) angeordnet sind.

4. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Federn zwischen seitlich an ihnen angebrachten Auswölbungen bzw. Verdickungen die Breite herkömmlicher Gabelfedern aufweist.

5. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbungen (130, 131, 132, 133) durch wulstartige Prägungen gebildet sind.

6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spreizbare Federanordnung des Buchsenkontaktes vorgespreizt (Voröffnung) ist.

7. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der besonderen Bereiche bzw. des Verformungselements und des Eingriffselements aus einem vom Material der Kontakte verschiedenen, vorzugsweise reibungsarmen und abriebfesten, Material sind.