DE4442765A1 - Elektrische Steckverbindung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Steckverbin­ dung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Es ist durch die DE 41 15 119 A1 bekannt, bei einer elektri­ schen Steckverbindung, die aus einem Stecker und einem die­ sen zugeordneten Gegenstecker besteht, in dem Stecker Auf­ nahmekammern anzuordnen, in die je ein, an einer elektri­ schen Leitung angeschlossenes Kontaktelement lösbar verrie­ gelt eingesetzt ist und das im gesteckten Zustand der Steck­ verbindung mit einem Kontaktteil des Gegensteckers verbunden ist.

An dem Stecker ist, räumlich getrennt von den Kontaktelemen­ ten, in einer Umfangsnut desselben, ein als Formdichtung ausgebildetes Dichtmittel gelagert, das sich beim Zusammen­ führen des Steckers mit dem Gegenstecker an einer, den Stecker partiell umschließenden Innenfläche des Gegen­ steckers anlegt und die Steckverbindung an dieser Kopplungs­ stelle verschließt.

Bei auf die Steckverbindung einwirkenden Beschleunigungsan­ regungen, beispielsweise in Form von Schüttelbewegungen beim Betrieb eines Verbrennungsmotors, treten bei gesteckter Steckverbindung zwischen Kontaktelement und Kontaktteil, das in dem endseitig an dem Kontaktelement ausgebildeten Kon­ taktabschnitt unter Kraftschluß eingesteckt ist, Relativbe­ wegungen auf, da das Kontaktelement von dem Dichtmittel nicht abgestutzt wird und die Verbindungsstelle zwischen Kontaktelement und Kontaktteil im Rahmen des seitlichen Spiels in der Aufnahmekammer quer zur Längserstreckung die­ ser Kontaktglieder Schwingbewegungen ausführen kann. Dies führt dazu, daß sich die berührenden Oberflächen des Kon­ taktelements und des Kontaktteils durchreiben können und daß die Kontaktgabe dann über das korrosionsgefährdetere und nach eingetretener Korrosion weniger gut kontaktierende Trä­ germaterial des Kontaktelements und des Kontaktteils er­ folgt, wodurch die Kontaktsicherheit der Steckverbindung ge­ fährdet ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Steckverbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vor­ teil, daß die zuvor erwähnte Unzulänglichkeit vermieden wird und eine funktionssichere Steckverbindung verwirklicht ist.

Dazu weist das Kontaktelement einen Kontaktabschnitt auf, der mit wenigstens drei Kontaktstücken, die gegeneinander versetzt angeordnet sind, das Kontaktteil des Gegensteckers in der Art einer Dreipunktlagerung oder einer darüber hinaus gehenden Mehrpunktlagerung aufnehmen und dabei so abstützen, daß eine Relativbewegung zwischen Kontaktteil und Kontakt­ element auch bei an der Steckverbindung angreifenden Be­ schleunigungen weitgehend verhindert ist und dadurch die Kontaktsicherheit der Steckverbindung selbst unter diesen Betriebsbedingungen langzeitstabil erhalten bleibt.

Zeichnung

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben. Es zeigt die Fig. 1 in einem Längsschnitt in teilweise vereinfachter Form die Steckverbindung mit einem Kontaktelement, die Fig. 2, 4, 6, 8 das Kontaktelement der vier Ausführungsbeispiele jeweils in einer Seitenansicht und die Fig. 3, 5, 7, 9 das Kontaktelement der vier Aus­ führungsbeispiele jeweils in einem Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist in vereinfachter Form als Teil einer Steckverbindung eines ersten Ausführungsbeispiels ab­ schnittsweise ein Stecker 11 dargestellt, der mit einem schematisiert dargestellten Gegenstecker 12 gekoppelt ist. Der Stecker 11 weist ein Steckergehäuse 13 auf, das einen aus elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Kontakt­ träger 14 enthält.

Der Kontaktträger 14 ist als ein annähernd quaderförmiger langgestreckter Körper ausgebildet, in dem eine, der Polzahl des Steckverbinders entsprechende Anzahl von Aufnahmekammern 16 enthalten sind. Die Aufnahmekammern 16 sind, in Durch­ dringung des Kontaktträgers 14, in einer Reihe nebeneinan­ derliegend angeordnet; eine der Aufnahmekammern 16 ist im Schnitt durch eine, die Symmetrieachse der Aufnahmekammer 16 bildende Längsachse 17 dargestellt.

In der Aufnahmekammer 16 ist ein in den Fig. 2 und 3 nä­ her dargestelltes Kontaktelement 18, das als eine langgezo­ gene Steckhülse als ein Blechformteil ausgebildet ist, in axialer Richtung entlang der Längsachse 17 eingesetzt, so daß die Längsachse 17 auch die Längsachse des Kontaktele­ ments 18 bildet.

Das Kontaktelement 18 weist endseitig einerseits einen Kon­ taktabschnitt 19 zur Aufnahme eines flachen, messerförmigen Kontaktteils 21 des Gegensteckers 12 und andererseits einem Befestigungsabschnitt 22 für eine elektrische Leitung 23 auf. Zwischen dem Kontaktabschnitt 19 und dem Befestigungs­ abschnitt 22 ist ein kastenförmiger Mittelabschnitt 24 als Grundkörper des Kontaktelements 18 angeordnet.

Der Kontaktabschnitt 19 wird umfangsseitig begrenzt von ei­ ner ersten Seitenwand 31, einer dieser gegenüberliegenden zweiten Seitenwand 32 und von einer dritten und vierten Sei­ tenwand 33, 34, die an die Wände 31, 32 rechtwinklig angren­ zen. Die Wände 31 bis 34 umschließen einen Kontaktraum 36, der sich stirnseitig, am Ende des Kontaktelements 18, über eine Aufnahmeöffnung 37 zum Eintritt des Kontaktteils 21 in den Kontaktraum 36 öffnet.

Von der Aufnahmeöffnung 37 her ragt ein von der ersten Sei­ tenwand 31 ausgehender, in der Grundform rechteckförmiger Federschenkel 41 in Längsrichtung in den Kontaktraum 36. Die Breite und Länge des Federschenkels 41 ist weitgehend auf die Abmaße des bei geschlossener Steckverbindung in dem Kon­ taktraum 36 befindlichen Kontaktteils 21 abgestimmt. Der Fe­ derschenkel 41 ist im Bereich der Aufnahmeöffnung 37 bogen­ förmig an die erste Seitenwand 31 angebunden und verläuft in seiner Längserstreckung bei noch offener Steckverbindung, zur zweiten Seitenwand 32 geneigt, in einem spitzen Winkel zur Längsachse 17. Aufgrund der Art der Anbindung an die er­ ste Seitenwand 31 ist der Federschenkel 41 rückfederungsfä­ hig, so daß er bei geschlossener Steckverbindung mit einer Vorderseite 42 an dem Kontaktteil 21 kraftschlüssig anliegt und dann annähernd parallel zur Längsachse 17 verläuft.

An der ersten Seitenwand 31 tritt in der Art einer Blattfe­ der eine Stützfeder 43 aus, die zur Längsachse 17 geneigt und zur Aufnahmeöffnung 37 hin gerichtet ist. Mit ihrem freien Ende liegt sie kraftschlüssig an einer Rückseite 44 des Federschenkels 41 an und stützt seine Rückfederungsfä­ higkeit beim Einschieben des Kontaktteils 21 in den Kontakt­ raum 36.

An der ersten Seitenwand 31 tritt, zwischen Stützfeder 43 und Befestigungsabschnitt 22 gelegen, eine streifenförmige Rastfeder 47 aus, die zur Längsachse 17 geneigt ist und de­ ren freies Ende von der zweiten Seitenwand 32 wegweist. Bei vollständig in die Aufnahmekammer 16 eingesetztem Kontakt­ element 18, wobei der bogenförmige Teil des Federschenkels 41 und ein gegenüberliegende Endbereich der zweiten Seiten­ wand 32, der als Einführhilfe des Kontaktelements 18 in die Kontaktkammer 16 ebenfalls bogenförmig ausgebildet ist, an einer stirnseitigen Begrenzung der Aufnahmekammer 16 ansto­ ßen, hintergreift die Rastfeder 47 mit ihrem freien Ende ei­ ne senkrecht zu der Längsachse 17 verlaufende, in die Auf­ nahmekammer 16 ragende Rastschulter 48 des Kontaktträgers 14. Die Abstützung der Rastfeder 47 an der Rastschulter 48 bildet eine axiale Auszugssicherung des Kontaktelements 18 aus der Aufnahmekammer 16.

An der zweiten Seitenwand 32 sind zwei quer zur Längsachse 17 verlaufende Kontaktleisten 49 und an dem Federschenkel 41 ist eine Kontaktkuppe 51 als in den Kontaktraum 36 ragende Kontaktstücke angebracht. Die Kontaktleisten 49 sind in der entlang der Längsachse 17 verlaufenden Steckrichtung des Kontaktteils 21 zueinander versetzt und zur Kontaktkuppe 51 hin, die die Form einer Kalotte hat, wechselseitig angeord­ net, so daß bei geschlossener Steckverbindung das flache, messerförmige Kontaktteil 21 des Gegensteckers 12 in drei Bereichen kontaktiert und durch den Kraftschluß, den der Fe­ derschenkel 41, verstärkt durch die Stützfeder 43, in Ab­ stützung an der zweiten Seitenwand 32 erzeugt, stabil gehal­ ten ist.

Im Kontaktträger 14 ist außerhalb der Aufnahmekammern 16 ei­ ne umlaufende Nut 52 zur Aufnahme eines unter Vorspannung eingefügten Dichtmittels 53 in der Art eines Gummiringes ausgebildet. Bei geschlossener Steckverbindung, wie in der Fig. 1 gezeigt, ist das Dichtmittel 52 kraftschlüssig von einem Dichtbund 54 des Gegensteckers 12 beaufschlagt und die Steckverbindung an der Verbindungsstelle zwischen Stecker 11 und Gegenstecker 12 abgedichtet.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der Steckverbindung, insbesondere das Kon­ taktelement 18 mit dem Federschenkel 31, den Kontaktleisten 51 und der Stützfeder 46 finden auch in den weiteren Ausfüh­ rungsbeispielen der Steckverbindung Verwendung.

Zusätzlich sind beim zweiten Ausführungsbeispiel an dem Kon­ taktelement 18 nach den Fig. 4 und 5 an der dritten Sei­ tenwand 33 und der gegenüberliegenden vierten Seitenwand 34 streifenförmige Anlagefedern 56 als Kontaktstücke ange­ bracht, die zur Längsachse 17 geneigt sind, in den Kontakt­ raum 36 ragen und an den freien Enden eine von der Längsach­ se 17 wegweisende Abbiegung als Einführhilfe für das in den Kontaktraum 36 einzuführende Kontaktteil 21 aufweisen. Bei geschlossener Steckverbindung liegen die am weitesten in den Kontaktraum 36 ragenden Bereiche der Anlagefedern 56 auf Hö­ he der Kontaktkuppe 51 des Federschenkels 41 kraftschlüssig an den Schmalseiten des Kontaktteils 21 an und stabilisieren dieses zusätzlich.

Das dritte Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 weist an dem Kontaktelement 18 im Gegensatz zum zweiten Aus­ führungsbeispiel nur an der dritten Seitenwand 33 eine Anla­ gefeder 56 und an der vierten Seitenwand 34 eine dieser ge­ genüberliegende Anlageleiste 57 als Kontaktstück in Form ei­ ner in den Kontaktraum 36 ragenden, in Steckrichtung verlau­ fenden Ausprägung auf.

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 ist im Gegensatz zum dritten Ausführungsbeispiel an der vierten Seitenwand 34 des Kontaktelements 18 anstelle der Anlageleiste 57 in Steckrichtung hintereinanderliegend ange­ ordnete, in den Kontaktraum 36 ragende Anlagehöcker 58 ange­ bracht.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemein, daß bei geschlosse­ ner Steckverbindung das messerförmige Kontaktteil 21 des Ge­ gensteckers 12 in dem Kontaktelement 18 des Steckers 11 zu­ mindest an drei Bereichen, von der Stützfeder 43 verstärkt, kraftschlüssig beaufschlagt ist und Drehbewegungen zwischen Kontaktelement 18 und Kontaktteil 21, die bei auf die Steck­ verbindung einwirkenden Kräften bei gebräuchlichen Zwei­ punktlagerungen durch das seitliche Anpressen von zwei Fe­ derschenkeln an das Kontaktteil 21 auftreten können, vermie­ den werden.

Zusätzlich ist bei dem dritten und vierten Ausführungsbei­ spiel an dem Kontaktelement 18 mehrere an den Schmalseiten des Kontaktteils 21 bei geschlossener Steckverbindung anlie­ gende Anlageelemente 56, 57, 58 angebracht, die die Kontak­ tierung der Steckverbindung noch weiter stabilisieren.

Durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind Steckver­ bindungen verwirklicht, die auch unter einwirkenden Be­ schleunigungskräften eine langzeitstabile Kontaktsicherheit aufweisen.

Claims (6)

1. Elektrische Steckverbindung mit einem, ein Steckergehäuse (13) aufweisenden Stecker (11), der lösbar mit einem Gegen­ stecker (12) koppelbar ist, mit einem, im Steckergehäuse (13) angeordneten, aus elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Kontaktträger (14), in dem mindestens eine Auf­ nahmekammer (16) angeordnet und in die ein längsgerichtetes Kontaktelement (18) entlang einer Längsachse (17) einschieb­ bar und lagerbar ist, das endseitig einen Befestigungsab­ schnitt (22) für eine elektrische Leitung (23), einen Mit­ telabschnitt (24) und einen, sich an den Mittelabschnitt (24) anschließenden, endseitigen Kontaktabschnitt (19) auf­ weist, der mit einem zugeordneten Kontaktteil (21) des Ge­ gensteckers (12) elektrisch leitend verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Kontaktabschnitt (19) wenigstens drei Kontaktstücke (49, 51) zur Kontaktierung mit dem Kontaktteil (21) ausgebildet sind, die in Einsteckrichtung des Kontakt­ teils (21) in den Kontaktabschnitt (19) zueinander versetzt angeordnet sind und die bei geschlossener Steckverbindung wechselseitig an dem Kontaktteil (21) kraftschlüssig anlie­ gen.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Kontaktstücke (49, 51) auf einem in einem Kontaktraum (36) des Kontaktabschnitts (19) ragenden rückfederungsfähigen Federelement (41) angeordnet ist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (41) von einer aus dem Kontaktelement (18) herausgebildeten Stutzfeder (43) kraftschlüssig beauf­ schlagt ist.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (41) als einseitig freiliegender Feder­ schenkel (41) ausgebildet ist und eine Kontaktkuppe (51) in Form einer Kalotte als Kontaktstück aufweist.

5. Steckverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkuppe (51) zwei gleichgerichtete, quer zur Einsteckrichtung verlaufende Kontaktleisten (49) zugeordnet sind, die gegenüberliegend an einer zweiten Seitenwand (32) des Kontaktabschnitts (19) axial, entlang der Längsachse (17), symmetrisch versetzt angeordnet sind und die in den Kontaktraum (36) ragen.

6. Steckverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an weiteren Seitenwänden (33, 34), die rechtwinklig an die Seitenwand (32) anschließen, Anlagefedern (56) und/oder Anlageleisten (57) und/oder Anlagehöcker (58) ausgebildet sind, die bei geschlossener Steckverbindung rechtwinklig ge­ genüber den Kontaktleisten (49) versetzt, an dem Kontaktteil (21) kraftschlüssig anliegen.