EP0475138B1 - Elektrische Steckverbinderanordnung - Google Patents

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EP0475138B1
EP0475138B1 EP91114023A EP91114023A EP0475138B1 EP 0475138 B1 EP0475138 B1 EP 0475138B1 EP 91114023 A EP91114023 A EP 91114023A EP 91114023 A EP91114023 A EP 91114023A EP 0475138 B1 EP0475138 B1 EP 0475138B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical connection
connection device
contact area
driver member
contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91114023A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0475138A1 (de
Inventor
Wolfgang Mohs
Georg Schröder
Maximilian Gröbmair
Alfred Krappel
Robert Albiez
Rudolf Fekonja
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Leopold Kostal GmbH and Co KG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4026644A external-priority patent/DE4026644C1/de
Priority claimed from DE19914123116 external-priority patent/DE4123116C1/de
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG, Leopold Kostal GmbH and Co KG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP0475138A1 publication Critical patent/EP0475138A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0475138B1 publication Critical patent/EP0475138B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/01—Connections using shape memory materials, e.g. shape memory metal

Definitions

  • the present invention has for its object to provide an electrical connector assembly, the actuator held at the contact area of the electrical plug contact part in its second functional position creates both a non-positive and at the same time a positive connection between the electrical plug contact part and the associated mating plug contact part.
  • this object is achieved by the features specified in the characterizing part of the main claim.
  • Such an embodiment is particularly advantageous because not only very high contact forces and thus an electrically secure connection between the electrical plug-in contact part and its associated mating plug-in contact part are generated by the actuating member, but also a high level of security against unintentional disconnection in the case of mechanical loads , such as Tensile or compressive load as well as vibrations is offered.
  • a connector arrangement the actuator of which is made of a material having a shape memory effect
  • the actuator present on the plug-in contact part at least one locking element in one hand, the actuating process starting from the first functional position and usually ending in the second functional position Assign actuator obstructing and on the other hand releasing manner.
  • This arrangement is therefore selected so that a dimensional change in the contact area caused by the actuating element that goes beyond a certain amount is effectively prevented even if if the actuation process of the actuating element was initiated unintentionally by a certain temperature change occurring, for example, during storage or transportation of the plug contact parts. This ensures that the plug-in contact part and counter-plug-in contact part are easy to plug in.
  • such a connector arrangement consists essentially of an electrical plug contact part 1, in particular produced by stamping and bending, which has a connection area 2 provided for the connection of an electrical line and an adjoining it via a base 1a, for contacting a mating plug-in contact part 3 provided contact area 4, and a separate, made of shape memory material, designed as a closed ring actuator 5 is provided.
  • the contact area 4 of the electrical plug contact part 1 has a round cross section and is provided for contacting the counter plug contact part 3, which likewise has a round cross section.
  • the electrical plug-in contact part 1 extends in the axial direction with its connection area 2 provided for the connection of an electrical line and its contact area 4.
  • the contact area 4 has two elongated contact tongues 6, which are essentially rectangular in shape and match the round contour of the mating plug-in contact part 3.
  • the contact tongues 6 result from the punching out of two substantially rectangular recesses 7 starting from the mouth region of the contact region 4.
  • Each of the two narrow sides of the oval-shaped actuator 5 lies against one of the oppositely arranged contact tongues 6.
  • a recess 9 designed as a circumferential groove is present in the mating plug-in contact part 3.
  • the oval shaped actuator 5 partially engages with its two broad sides in the recess 9.
  • the depth of the recess 9 is designed so that the actuator 5 does not come to rest on the bottom during its second functional position shown in Figures 1 a and 1 b.
  • a locking lug 10 is issued, which engages in a further groove 11 present in the mating plug-in contact part 3.
  • the contact area 4 is encompassed by the actuating element 5 with an oversize, so that no actuating forces act on the two contact tongues 6.
  • the electrical plug contact part 1 is assigned to the mating plug contact part 3 for the purpose of contacting.
  • the electrical plug contact part 1 is pushed so far onto the mating plug contact part 3 until the latching lug 10 engages in the further groove 11 present in the mating plug contact part 3.
  • the two plug contact parts 1,3 are thus in a pre-locking position.
  • the actuator 5 is now heated by a heat source, as a result of which the actuator 5 made of shape memory material is reset to its original shape.
  • the actuator 5 which is designed as an oval ring
  • the actuator 5 is pressed on one hand with its two narrow sides with high force against the contact tongues 6, so that these come into contact with the mating plug-in contact part 3 with high force.
  • the actuating member 5 partially engages with its two broad sides in the recess 9 in the form of a circumferential groove of the mating plug-in contact part 3. A non-positive and positive connection is thus established between the electrical plug contact part 1 and the mating plug contact part 3.
  • the contact area 4 of the electrical plug contact part 1 has a round cross section and is provided for contacting the counter plug contact part 3, which likewise has a round cross section.
  • the electrical plug-in contact part 1 consists of a connection area 2, which extends in the axial direction and is intended for the connection of an electrical line, and a connection area 2 which extends away from the base 1 a of the connection area 2 in the radial direction extending contact area 4.
  • the contact area 4 consists essentially of two elongated contact tongues 6, which are adapted to the round contour of the mating plug-in contact part 3.
  • the two contact tongues 6 are formed by punching out substantially rectangular recesses 7.
  • the recesses 7 are dimensioned in a first area 7a such that for each contact tongue 6 there remains only a width which is at least smaller than the diameter of the mating plug-in contact part 3.
  • a further area 7b adjoins the first area 7a, the recesses 7 of which are dimensioned such that a width remains for each contact tongue 6 which is substantially larger than the diameter of the mating plug-in contact part 3.
  • the end faces of the widenings of the two contact tongues 6 serve the actuating member 5 as stops 12 and thus define the spatial arrangement of the actuating member 5.
  • Each of the two contact tongues 6 has an integrally formed, outwardly directed retaining lug 8.
  • the actuating member 5 is held captively on the contact area 4 between the holding lugs 8 and the stops 12.
  • the contact tongues 6 are designed such that the actuator 5 is arranged in the vicinity of the free end of the contact area 4.
  • Each of the two narrow sides of the oval-shaped actuator 5 lies against one of the two contact tongues 6 arranged opposite one another.
  • a recess 9 designed as a circumferential groove is present in the mating plug-in contact part 3.
  • the oval shaped actuator 5 partially engages with its two broad sides in the recess 9.
  • the depth of the recess 9 is designed so that the actuator 5 does not come into contact with the base of the recess 9 during its second functional position shown in FIGS. 2a, 2b and 2c.
  • a leg 13 is molded onto a contact tongue 6 and serves to limit the insertion depth of the mating plug-in contact part 3.
  • the actuator 5 which is made of shape memory material and is designed as an oval closed ring, is first brought into its first functional position by a stretching process. From the free end of the contact area 4, the stretched actuator 5 is pushed onto the contact area 4 of the electrical plug contact part 1. The actuator 5 must be pushed over the retaining lugs 8, the two contact tongues 6 being pressed together. If the actuator 5 then comes to rest against the stops 12, the two contact tongues 6 spring back with their retaining lugs 8 and the actuator 5 is held captively between the stops 12 and the retaining lugs 8 on the contact area 4. In this first functional position, the contact area 4 is encompassed by the actuating element 5 with an oversize, so that no actuating forces act on the two contact tongues 6.
  • the actuator 5 which is designed as an oval ring, is pressed on one side with its two narrow sides with high force against the contact tongues 6, so that these come into contact with the mating plug-in contact part 3 with high force.
  • the actuating member 5 partially engages with its two broad sides in the recess 9 in the form of a circumferential groove of the mating plug-in contact part 3. Between the electrical plug contact part 1 and the counter plug contact part 3 is thus a non-positive and positive connection.
  • the actuator 5 can also be used as a mechanically operated clamping device, e.g. be designed as a clamp or clamp.
  • the recesses 7 are dimensioned in a first area so that for each contact tongue 6 there remains only a width which is at least smaller than the diameter of the mating plug-in contact part 3.
  • the first area is followed by a further area, the recesses 7 of which are dimensioned such that a width remains for each contact tongue 6 which is substantially larger than the diameter of the mating plug-in contact part 3.
  • the end faces of the widenings of the two contact tongues 6 serve the actuator 5 as stops 12, whereby the spatial arrangement of the actuator 5 is defined.
  • Each of the two contact tongues 6 has a molded on externally directed retaining lug 8. The actuating member 5 is held captively on the contact area 4 between the holding lugs 8 and the stops 12.
  • the contact tongues 6 are designed such that the actuator 5 is arranged in the vicinity of the free end of the contact area 4. Each of the two narrow sides of the oval-shaped actuator 5 lies against one of the two contact tongues 6 arranged opposite one another.
  • a recess 9 designed as a circumferential groove is present in the mating plug-in contact part 3.
  • the oval shaped actuator 5 partially engages with its two broad sides in the recess 9.
  • a blocking element 14 is integrally formed on the free end of each of the two contact tongues 6.
  • the locking elements 14 are finger-shaped and come into contact with one another in their locking position with their free ends.
  • the locking elements 14 are bent and aligned so that their free ends come into direct contact with one another, so that the locking elements 14 assume their locking position, so that the actuator 5 is held captively between the stops 12 and the retaining lugs 8 on the contact area 4.
  • excessive temperatures occur, for example above 75 ° C., this leads to the actuation process for resetting (shrinking) of the actuating element 5 being initiated.
  • the locking elements 14 are molded onto the contact tongues 6 in such a way that in particular shrinking of the long sides of the oval trained actuator 5 is effectively prevented.
  • the electrical plug-in contact part 1 can easily be assigned to the mating plug-in contact part 3 for the purpose of contacting even if the actuation process for resetting the actuating member 5 has already been initiated by appropriate temperature.
  • the electrical plug contact part 1 is pushed from its base onto the mating plug contact part 3 until it comes into contact with the underside of the locking elements 14 at the free end of the mating plug contact part 3.
  • the spring contact forces inherent in the two contact tongues 6 and the locking leg 15 molded onto the base hold the electrical plug contact part 1 in position on the counter plug contact part 3.
  • the locking leg 15 comes to lie in a corresponding recess in the mating plug-in contact part 3.
  • the locking position of the locking elements 14 is released by the free ends of which are misaligned by bending at least one locking element 14. If the actuation process of the actuator 5 has already been initiated, as already mentioned, then the Actuator 5 existing forces acting on the contact area 4 due to the misalignment of the locking elements 14 to press the contact tongues 6 onto the mating plug-in contact part 3 as contact forces. At the end, however, the actuator 5 is heated by a heat source in any case far beyond the temperature range of 75 ° C., as a result of which the actuation process for resetting the actuator 5 made of shape memory material is continued.
  • fastening technology described for example, for a connector arrangement consisting of two parts (plug contact part and counter-plug contact part) can also be transferred to other areas of technology.
  • the fastening technology described above can also be used for hub-shaft connections.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Steckverbinderanordnung aus.
  • Derartige, aus einem Steckkontaktteil und einem Gegen-Steckkontaktteil bestehende elektrische Steckverbinderanordnungen sind dafür vorgesehen, hochsichere, nur mit erhöhtem Aufwand wieder lösbare elektrische Verbindungen zu schaffen.
  • Durch die EP-A- 0 105 733 ist eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechende elektrische Steckverbinderanordnung bekanntgeworden. Bei dem für die Verbindung mit einem runden Gegen-Steckkontaktteil vorgesehenen elektrischen Steckkontaktteil weist der Kontaktbereich vier Kontaktzungen auf. Über Ausnehmungen in den Kontaktzungen ist das aus Formgedächtnismaterial hergestellte Betätigungsglied unverlierbar am Kontaktbereich des elektrischen Steckkontaktteiles gehalten. In seiner zweiten Funktionsstellung erzeugt das Betätigungsglied jedoch nur eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem elektrischen Steckkontaktteil und dem Gegen-Steckkontaktteil.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Steckverbinderanordnung zu schaffen, dessen am Kontaktbereich des elektrischen Steckkontaktteil gehaltenes Betätigungsglied in seiner zweiten Funktionsstellung sowohl eine kraftschlüssige als gleichzeitig auch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem elektrischen Steckkontaktteil und dem zugeordneten Gegen-Steckkontaktteil schafft.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Eine solche Ausführungsform ist deshalb besonders vorteilhaft, weil durch das Betätigungsglied nicht nur sehr hohe Kontaktkräfte und somit eine elektrisch sichere Verbindung zwischen dem elektrischen Steckkontaktteil und dessen zugeordneten Gegen-Steckkontaktteil erzeugt wird, sondern auch eine hohe Sicherheit gegen ein ungewolltes Trennen der Verbindung bei mechanischen Beanspruchungen, wie z.B. Zug- oder Druckbelastung sowie Vibrationen geboten wird.
  • Darüberhinaus ist es besonders vorteilhaft, bei einer Steckverbinderanordnung, deren Betätigungsglied aus einem einen Formgedächtniseffekt aufweisenden Material hergestellt ist, dem an dem Steckkontaktteil vorhandenen Betätigungsglied zumindest ein Sperrelement in einer einerseits den von der ersten Funktionsstellung ausgehenden, seinen Abschluß normalerweise in der zweiten Funktionsstellung findenden Betätigungsprozeß des Betätigungsgliedes behindernden und andererseits freigebenden Art und Weise zuzuordnen. Diese Anordnung wird deshalb ausgewählt, daß eine über ein bestimmtes Maß hinausgehende, durch das Betätigungsglied hervorgerufene maßliche Veränderung des Kontaktbereiches selbst dann wirkungsvoll verhindert ist, wenn ungewollt durch eine bestimmte z.B. bei der Lagerung oder dem Transport der Steckkontaktteile auftretende Temperaturveränderung der Betätigungsprozeß des Betätigungsgliedes eingeleitet wurde. So wird die leichte Steckbarkeit von Steckkontaktteil und Gegen-Steckkontaktteil sichergestellt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen
    • Fig. 1 a
    eine elektrische Steckverbinderanordnung, wobei sich das Betätigungsglied in seiner zweiten Funktionsstellung befindet
    Fig. 1 b
    einen Schnitt durch die elektrische Steckverbinderanordnung entsprechend der Linie A-A gemäß der Fig. 1 a
    Fig. 2 a
    eine weitere elektrische Steckverbinderanordnung, wobei sich das Betätigungsglied in seiner zweiten Funktionsstellung befindet
    Fig. 2 b
    einen Schnitt durch die weitere elektrische Steckverbinderanordnung
    Fig. 2 c
    eine Vorderansicht der weiteren elektrischen Steckverbinderanordnung.
    Fig. 3 a
    eine Seitenansicht einer anderen elektrischen Steckverbinderanordnung im Teilschnitt
    Fig. 3 b
    die elektrische Steckverbinderanordnung nach Fig. 3a in der Draufsicht
    Fig. 3 c
    die elektrische Steckverbinderanordnung nach Fig. 3a und 3b in verschiedenen Funktionszuständen.
  • Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht eine solche Steckverbinderanordnung im wesentlichen aus einem insbesondere durch Stanzen und Biegen hergestellten elektrischen Steckkontaktteil 1, das mit einem für den Anschluß einer elektrischen Leitung vorgesehenen Anschlußbereich 2 und einem sich über eine Basis 1a daran anschließenden, für die Kontaktierung mit einem Gegen-Steckkontaktteil 3 vorgesehenen Kontaktbereich 4, sowie einem separaten, aus Formgedächtnismaterial hergestellten, als geschlossener Ring ausgebildeten Betätigungsglied 5 versehen ist.
  • Wie insbesondere aus den Figuren 1 a und 1 b hervorgeht, weist der Kontaktbereich 4 des elektrischen Steckkontaktteiles 1 einen runden Querschnitt auf und ist zur Kontaktierung des ebenfalls einen runden Querschnitt aufweisenden Gegen-Steckkontaktteiles 3 vorgesehen. Das elektrische Steckkontaktteil 1 erstreckt sich mit seinem für den Anschluß einer elektrischen Leitung vorgesehenen Anschlußbereich 2 und seinem Kontaktbereich 4 in axialer Richtung. Der Kontaktbereich 4 weist zwei im wesentlichen rechteckförmig ausgebildete, der runden Kontur des Gegen-Steckkontaktteiles 3 angepaßte, langgestreckte Kontaktzungen 6 auf. Die Kontaktzungen 6 ergeben sich durch das Ausstanzen von zwei im wesentlichen rechteckförmigen, vom Mundbereich des Kontaktbereiches 4 ausgehenden Aussparungen 7. Die Aussparungen 7 sind in ihrer Breite jeweils so bemessen, daß für jede Kontaktzunge 6 nur eine Breite verbleibt, die zumindest kleiner als der Durchmesser des Gegen-Steckkontaktteiles 3 ist. Über an die Kontaktzungen 6 angeformte Haltenasen 8 wird das Betätigungsglied 5 unverlierbar am Kontaktbereich 4 gehalten. Jede der beiden Kontaktzungen 6 weist eine erste, in Richtung des Anschlußbereiches 2 nach außen gestellte Haltenase 8a und eine zweite, in Richtung des Mundbereiches des elektrischen Steckkontaktteiles 1 nach außen ausgestellte Haltenase 8b auf. Ausgehend von dem Mundbereich des elektrischen Steckkontaktteiles 1 umgreift das Betätigungsglied 5 den Kontaktbereich 4 etwa in Höhe des ersten Drittels der Kontaktzungen 6 bezogen auf deren Längserstreckung. Jede der beiden Schmalseiten des oval geformten Betätigungsgliedes 5 liegt dabei an einer der gegenüberliegend angeordneten Kontaktzungen 6 an. Im Gegen-Steckkontaktteil 3 ist eine als umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 9 vorhanden. Das oval geformte Betätigungsglied 5 greift mit seinen beiden Breitseiten partiell in die Ausnehmung 9 ein. Die Tiefe der Ausnehmung 9 ist dabei so gestaltet, daß das Betätigungsglied 5 während seiner in den Figuren 1 a und 1 b dargestellten zweiten Funktionsstellung nicht am Grund zur Anlage kommt. An dem dem Anschlußbereich 2 zugewandten Endbereich des Kontaktbereiches 4 ist eine Rastnase 10 ausgestellt, die in eine weitere, im Gegen-Steckkontaktteil 3 vorhandene Nut 11 eingreift.
  • Zur Herstellung einer solchen elektrischen Steckverbinderanordnung wird zunächst das aus Formgedächtnismaterial hergestellte, als ovaler geschlossener Ring ausgebildete Betätigungsglied 5 durch einen Reckvorgang in seine erste Funktionsstellung gebracht. Von der Mundseite her wird das gereckte Betätigungsglied 5 auf den Kontaktbereich 4 des elektrischen Steckkontaktteiles 1 aufgeschoben. Das Betätigungsglied 5 muß dabei über die ausgestellten ersten Haltenasen 8a hinweggedrückt werden, wobei die beiden Kontaktzungen 6 zusammengedrückt werden. Kommt das Betätigungsglied 5 dann an den zweiten Haltenasen 8b zur Anlage, federn die beiden Kontaktzungen 6 mit ihren ersten Haltenasen 8a zurück und das Betätigungsglied 5 ist zwischen den Haltenasen 8a und 8b unverlierbar am Kontaktbereich 4 gehalten. In dieser ersten Funktionsstellung wird der Kontaktbereich 4 von dem Betätigungsglied 5 mit Übermaß umgriffen, so daß keine Betätigungskräfte auf die beiden Kontaktzungen 6 einwirken. Derart ausgestaltet wird das elektrische Steckkontaktteil 1 dem Gegen-Steckkontaktteil 3 zwecks Kontaktierung zugeordnet. Das elektrische Steckkontaktteil 1 wird zur einwandfreien Kontaktierung so weit auf das Gegen-Steckkontaktteil 3 aufgeschoben, bis die Rastnase 10 in die weitere, im Gegen-Steckkontaktteil 3 vorhandene Nut 11 eingreift. Die beiden Steckkontaktteile 1,3 befinden sich somit in einer Vorraststellung. Durch eine Wärmequelle wird nun das Betätigungsglied 5 erhitzt, wodurch die Rückstellung des aus Formgedächtnismaterial hergestellten Betätigungsgliedes 5 in seine Ausgangsform erfolgt. Durch die Rückstellung wird das als ovaler Ring ausgebildete Betätigungsglied 5 einerseits mit seinen beiden Schmalseiten mit hoher Kraft gegen die Kontaktzungen 6 gedrückt, so daß diese mit hoher Kraft zur Anlage an das Gegen-Steckkontaktteil 3 kommen. Andererseits greift das Betätigungsglied 5 gleichzeitig mit seinen beiden Breitseiten in die als umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 9 des Gegen-Steckkontaktteiles 3 partiell ein. Zwischen dem elektrischen Steckkontaktteil 1 und dem Gegen-Steckkontaktteil 3 ist somit eine kraft- und formschlüssige Verbindung hergestellt.
  • Wie insbesondere aus den Figuren 2 a, 2 b und 2 c hervorgeht, weist der Kontaktbereich 4 des elektrischen Steckkontaktteiles 1 einen runden Querschnitt auf und ist zur Kontaktierung des ebenfalls einen runden Querschnitt aufweisenden Gegen-Steckkontaktteiles 3 vorgesehen. Das elektrische Steckkontaktteil 1 besteht aus einem sich in axialer Richtung erstreckenden, für den Anschluß einer elektrischen Leitung vorgesehenen Anschlußbereich 2 und einem sich in radialer Richtung von der Basis 1a des Anschlußbereiches 2 weg erstreckenden Kontaktbereich 4. Der Kontaktbereich 4 besteht dabei im wesentlichen aus zwei langgestreckten Kontaktzungen 6, die der runden Kontur des Gegen-Steckkontaktteiles 3 angepaßt sind. Durch das Ausstanzen von im wesentlichen rechteckförmigen Aussparungen 7 werden die beiden Kontaktzungen 6 gebildet. Ausgehend vom freien Ende des Kontaktbereiches 4 sind die Aussparungen 7 in einem ersten Bereich 7a so bemessen, daß für jede Kontaktzunge 6 nur eine Breite verbleibt, die zumindest kleiner als der Durchmesser des Gegen-Steckkontaktteiles 3 ist. An den ersten Bereich 7a schließt sich ein weiterer Bereich 7b an, dessen Aussparungen 7 so bemessen sind, daß für jede Kontaktzunge 6 eine Breite verbleibt, die wesentlich größer als der Durchmesser des Gegen-Steckkontaktteiles 3 ist. Die Stirnseiten der Verbreiterungen der beiden Kontaktzungen 6 dienen dem Betätigungsglied 5 als Anschläge 12 und definiert somit die räumliche Anordnung des Betätigungsgliedes 5. Jede der beiden Kontaktzungen 6 weist eine angeformte, nach außen gerichtete Haltenase 8 auf. Zwischen den Haltenasen 8 und den Anschlägen 12 wird das Betätigungsglied 5 unverlierbar am Kontaktbereich 4 gehalten. Die Kontaktzungen 6 sind dabei so ausgestaltet, daß das Betätigungsglied 5 in der Nähe des freien Endes des Kontaktbereiches 4 angeordnet ist. Jede der beiden Schmalseiten des oval geformten Betätigungsgliedes 5 liegt an einer der beiden gegenüberliegend angeordneten Kontaktzungen 6 an. Im Gegen-Steckkontaktteil 3 ist eine als umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 9 vorhanden. Das oval geformte Betätigungsglied 5 greift mit seinen beiden Breitseiten partiell in die Ausnehmung 9 ein. Die Tiefe der Ausnehmung 9 ist dabei so gestaltet, daß das Betätigungsglied 5 während seiner in den Figuren 2 a, 2b und 2 c dargestellten zweiten Funktionsstellung nicht am Grund der Ausnehmung 9 zur Anlage kommt. Am freien Ende des Kontaktbereiches 4 ist an eine Kontaktzunge 6 ein Schenkel 13 angeformt, der zur Begrenzung der Einstecktiefe des Gegen-Steckkontaktteiles 3 dient.
  • Zur Herstellung einer solchen elektrischen Steckverbinderanordnung wird zunächst das aus Formgedächtnismaterial hergestellte, als ovaler geschlossener Ring ausgebildete Betätigungsglied 5 durch einen Reckvorgang in seine erste Funktionsstellung gebracht. Vom freien Ende des Kontaktbereiches 4 her wird das gereckte Betätigungsglied 5 auf den Kontaktbereich 4 des elektrischen Steckkontaktteiles 1 aufgeschoben. Das Betätigungsglied 5 muß dabei über die Haltenasen 8 hinweggedrückt werden, wobei die beiden Kontaktzungen 6 zusammengedrückt werden. Kommt das Betätigungsglied 5 dann zur Anlage an den Anschlägen 12, federn die beiden Kontaktzungen 6 mit ihren Haltenasen 8 zurück und das Betätigungsglied 5 ist zwischen den Anschlägen 12 und den Haltenasen 8 unverlierbar am Kontaktbereich 4 gehalten. In dieser ersten Funktionsstellung wird der Kontaktbereich 4 von dem Betätigungsglied 5 mit Übermaß umgriffen, so daß keine Betätigungskräfte auf die beiden Kontaktzungen 6 einwirken. Derart ausgestaltet wird das elektrische Steckkontaktteil 1 dem Gegen-Steckkontaktteil 3 zwecks Kontaktierung zugeordnet. Das elektrische Steckkontaktteil 1 wird zur einwandfreien Kontaktierung von seiner Basis 1a her so weit auf das Gegen-Steckkontaktteil 3 aufgeschoben, bis der Schenkel 13 zur Anlage an dem freien Ende des Gegen-Steckkontaktteiles 3 kommt. Durch die den beiden Kontaktzungen 6 eigenen Federkräfte wird das elektrische Steckkontaktteil 1 auf dem Gegen-Steckkontaktteil 3 festgehalten. Durch eine Wärmequelle wird nun das Betätigungsglied 5 erhitzt, wodurch die Rückstellung des aus Formgedächtnismaterial hergestellten Betätigungsgliedes 5 in seiner Ausgangsform erfolgt. Durch die Rückstellung wird das als ovaler Ring ausgebildete Betätigungsglied 5 einerseits mit seinen beiden Schmalseiten mit hoher Kraft gegen die Kontaktzungen 6 gedrückt, so daß diese mit hoher Kraft zur Anlage an dem Gegen-Steckkontaktteil 3 kommen. Andererseits greift das Betätigungsglied 5 gleichzeitig mit seinen beiden Breitseiten in die als umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 9 des Gegen-Steckkontaktteiles 3 partiell ein. Zwischen dem elektrischen Steckkontaktteil 1 und dem Gegen-Steckkontaktteil 3 ist somit eine kraft- und formschlüssige Verbindung hergestellt.
  • Selbstverständlich kann das Betätigungsglied 5 auch als eine mechanisch zu betreibende Klemmvorrichtung, wie z.B. als Klemmbock oder Klemmschelle ausgebildet sein.
  • Wie insbesondere aus den Figuren 3a, 3b und 3c hervorgeht, weist der Kontaktbereich 4 des elektrischen Steckkontaktteiles 1 einen aus zwei Abschnitten bestehenden kreisringartig zusammengesetzten runden Querschnitt auf und ist zur Kontaktierung des einen runden Querschnitt aufweisenden Kontaktbereiches des Gegen-Steckkontaktteiles 3 vorgesehen. Das elektrische Steckkontaktteil 1 setzt sich aus einem in Bezug auf das Gegen-Steckkontaktteil 3 in radialer Richtung erstreckenden, für den Anschluß einer elektrischen Leitung vorgesehenen Anschlußbereich 2 und einem sich in axialer Richtung von der Basis des Anschlußbereiches 2 weg erstreckenden Kontaktbereich 4 zusammen. Der Kontaktbereich 4 besteht dabei im wesentlichen aus zwei langgestreckten Kontaktzungen 6, die der runden Kontur des Gegen-Steckkontaktteiles 3 angepaßt und durch das Ausstanzen von im wesentlichen rechteckförmigen Aussparungen 7 gebildet sind. Ausgehend vom freien Ende des Kontaktbereiches 4 sind die Aussparungen 7 in einem ersten Bereich so bemessen, daß für jede Kontaktzunge 6 nur eine Breite verbleibt, die zumindest kleiner als der Durchmesser des Gegen-Steckkontaktteiles 3 ist. An den ersten Bereich schließt sich ein weiterer Bereich an, dessen Aussparungen 7 so bemessen sind, daß für jede Kontaktzunge 6 eine Breite verbleibt, die wesentlich größer als der Durchmesser des Gegen-Steckkontaktteiles 3 ist. Die Stirnseiten der Verbreiterungen der beiden Kontaktzungen 6 dienen dem Betätigungsglied 5 als Anschläge 12, wodurch die räumliche Anordnung des Betätigungsgliedes 5 definiert ist. Jede der beiden Kontaktzungen 6 weist eine angeformte, nach außen gerichtete Haltenase 8 auf. Zwischen den Haltenasen 8 und den Anschlägen 12 wird das Betätigungsglied 5 unverlierbar am Kontaktbereich 4 gehalten. Die Kontaktzungen 6 sind dabei so ausgestaltet, daß das Betätigungsglied 5 in der Nähe des freien Endes des Kontaktbereiches 4 angeordnet ist. Jede der beiden Schmalseiten des oval geformten Betätigungsgliedes 5 liegt an einer der beiden gegenüberliegend angeordneten Kontaktzungen 6 an. Im Gegen-Steckkontaktteil 3 ist eine als umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 9 vorhanden. Das oval geformte Betätigungsglied 5 greift mit seinen beiden Breitseiten partiell in die Ausnehmung 9 ein. An das freie Ende einer jeder der beiden Kontaktzungen 6 ist ein Sperrelement 14 einstückig angeformt. Die Sperrelemente 14 sind fingerartig ausgebildet und kommen in ihrer Sperrposition mit ihren freien Enden direkt aneinander zur Anlage.
  • Zur Herstellung einer solchen elektrischen Steckverbinderanordnung wird zunächst das aus Formgedächtnismaterial hergestellte, als ovaler geschlossener Ring ausgebildete Betätigungsglied 5 durch einen Reckvorgang maßlich verändert. Vom freien Ende des Kontaktbereiches 4 her wird das gereckte Betätigungsglied 5 auf den Kontaktbereich 4 des elektrischen Steckkontaktteiles 1 aufgeschoben. Die Sperrelemente 14 sind dabei wie aus Fig. 3c hervorgeht, zunächst so ausgestellt, daß sie dem Betätigungsglied 5 als Montagehilfe dienen. Das Betätigungsglied 5 muß zunächst über die Haltenasen 8 hinweggedrückt werden, wobei die beiden Kontaktzungen 6 zusammengedrückt werden. Kommt das Betätigungsglied 5 dann zur Anlage an die Anschläge 12, federn die beiden Kontaktzungen 6 mit ihren Haltenasen 8 zurück. Jetzt werden die Sperrelemente 14 so gebogen und ausgerichtet, daß ihre freien Enden direkt aneinander zur Anlage kommen, so daß die Sperrelemente 14 ihre Sperrposition einnehmen, so daß das Betätigungsglied 5 zwischen den Anschlägen 12 und den Haltenasen 8 unverlierbar am Kontaktbereich 4 gehalten ist. In dieser ersten Funktionsstellung wird der Kontaktbereich 4 vom Betätigungsglied 5 mit Übermaß umgriffen, so daß normalerweise keine Betätigungskräfte auf die beiden Kontaktzungen 6 einwirken. Sollte es jedoch z.B. bei der Lagerung oder dem Transport der Steckkontaktteile dazu kommen, daß übermäßige Temperaturen z.B. von über 75°C auftreten, so führt das dazu, daß der Betätigungsprozeß zur Rückstellung (Schrumpfen) des Betätigungsgliedes 5 eingeleitet wird. Die mit ihren freien Enden direkt aneinander liegenden Sperrelemente 14 verhindern nun eine der Temperatur entsprechende Verformung des Betätigungsgliedes 5 und damit gleichzeitig eine entsprechende Veränderung des Kontaktbereiches 4. Die Sperrelemente 14 sind dabei derart an die Kontaktzungen 6 angeformt, daß insbesondere ein Schrumpfen der Längsseiten des oval ausgebildeten Betätigungsgliedes 5 wirkungsvoll verhindert wird.
  • Derart ausgestaltet kann das elektrische Steckkontaktteil 1 dem Gegen-Steckkontaktteil 3 zwecks Kontaktierung selbst dann problemlos zugeordnet werden, wenn der Betätigungsprozeß zur Rückstellung des Betätigungsgliedes 5 durch entsprechende Temperatur bereits eingeleitet wurde. Das elektrische Steckkontaktteil 1 wird zur einwandfreien Kontaktierung von seiner Basis her so weit auf das Gegen-Steckkontaktteil 3 aufgeschoben, bis es mit der Unterseite der Sperrelemente 14 am freien Ende des Gegen-Steckkontaktteiles 3 zur Anlage kommt. Durch die den beiden Kontaktzungen 6 zueigenen Federkräfte und durch den an die Basis angeformten Rastschenkel 15 wird das elektrische Steckkontaktteil 1 positionsgenau auf dem Gegen-Steckkontaktteil 3 festgehalten. Der Rastschenkel 15 kommt dabei in einer entsprechenden Ausnehmung des Gegen-Steckkontaktteiles 3 zu liegen.
  • Nun wird die Sperrposition der Sperrelemente 14 aufgehoben, indem durch ein Verbiegen zumindest eines Sperrelementes 14 deren freien Enden fehlausgerichtet werden. Sollte der Betätigungsprozeß des Betätigungsgliedes 5 wie bereits erwähnt schon eingeleitet worden sein, so werden die im Betätigungsglied 5 vorhandenen, auf den Kontaktbereich 4 einwirkenden Kräfte durch die Fehlausrichtung der Sperrelemente 14 frei, um nun als Kontaktkräfte die Kontaktzungen 6 auf das Gegen-Steckkontaktteil 3 zu pressen. Durch eine Wärmequelle wird zum Abschluß das Betätigungsglied 5 jedoch auf jeden Fall weit über den Temperaturbereich von 75°C hinaus erhitzt, wodurch die Fortsetzung des Betätigungsprozesses zur Rückstellung des aus Formgedächtnismaterial hergestellten Betätigungsgliedes 5 erfolgt. Durch die Rückstellung wird das als ovaler Ring ausgebildete Betätigungsglied 5 einerseits mit seinen beiden Schmalseiten mit hoher Kraft gegen die Kontaktzungen 6 gedrückt, so daß diese mit hoher Kraft zur Anlage an das Gegen-Steckkontaktteil 3 kommen. Andererseits greift das Betätigungsglied 5 gleichzeitig mit seinen beiden Längsseiten in die als umlaufende Nut ausgebildete Ausnehmung 9 des Gegen-Steckkontaktteiles 3 partiell ein. Zwischen dem elektrischen Steckkontaktteil 1 und dem Gegen-Steckkontaktteil 3 ist somit eine kraft- und formschlüssige Verbindung hergestellt.
  • Selbstverständlich kann die beispielsweise für eine aus zwei Teilen (Steckkontaktteil und Gegen-Steckkontaktteil) bestehende Steckverbinderanordnung beschriebene Befestigungstechnik auch auf andere Bereiche der Technik übertragen werden. So kann z.B. die vorbeschriebene Befestigungstechnik auch bei Nabe-Wellenverbindungen Anwendung finden.

Claims (23)

  1. Elektrische Steckverbinderanordnung, bestehend aus einem elektrischen Steckkontaktteil (1) und einem elektrischen Gegen-Steckkontaktteil (3), wobei das elektrische Steckkontaktteil (1) mit einem für den Anschluß einer elektrischen Leitung vorgesehenen Anschlußbereich (2) und einem für die Verbindung mit dem Gegen-Steckkontaktteil vorgesehenen Kontaktbereich versehen ist, der mehrere federnd auslenkbare Kontaktzungen und ein separates, dem Kontaktbereich zugeordnetes Betätigungsglied (5) aufweist, wobei das Betätigungsglied den Kontaktbereich in seiner ersten Funktionsstellung mit Übermaß zumindest partiell umgreift und in seiner zweiten Funktionsstellung zumindest partiell so umgreift, daß die Kontaktzungen mit hoher Kraft an dem zugeordneten Gegen-Steckkontaktteil zur Anlage kommen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gegen-Steckkontaktteil (3) zumindest partiell eine Ausnehmung (9) vorhanden ist und daß die Kontaktzungen (6) und das Betätigungsglied (5) derart ausgebildet und einander so zugeordnet sind, daß das Betätigungsglied (5) während seiner zweiten Funktionsstellung partiell in die Ausnehmung (9) eingreift.
  2. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (6) des elektrischen Steckkontaktteiles (1) in Höhe des zugeordneten Betätigungsgliedes (5) zumindest etwas schmaler als das mit der Ausnehmung (9) versehene Gegen-Steckkontaktteil (3) ausgebildet sind.
  3. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Kontaktbereich (4) des elektrischen Steckkontaktteiles (1) zugeordnete Betätigungsglied (5) in Form eines geschlossenen Ringes ausgebildet ist.
  4. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) oval ausgebildet ist.
  5. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) klauenartig ausgebildet ist.
  6. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) mit der Ausnehmung (9) des Gegen-Steckkontaktteiles (3) in Eingriff kommende Nasen aufweist.
  7. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzungen (6) des elektrischen Steckkontaktteiles (1) Haltenasen (8) aufweisen, über die das Betätigungsglied (5) unverlierbar am Kontaktbereich (4) gehalten ist.
  8. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (4) des elektrischen Steckkontaktteiles (1) zwei Kontaktzungen (6) aufweist.
  9. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (4) zur Aufnahme eines einen runden Querschnitt aufweisenden Gegen-Steckkontaktteils (3) vorgesehen ist.
  10. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (4) zur Aufnahme eines einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Gegen-Steckkontaktteils (3) vorgesehen ist.
  11. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (4) zur Aufnahme eines einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Gegen-Steckkontaktteils (3) vorgesehen ist.
  12. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) als eine mechanisch zu betreibende Klemmeinrichtung ausgebildet ist.
  13. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) aus einem einen Formgedächtniseffekt aufweisenden Material hergestellt ist.
  14. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem an dem Steckkontaktteil (1) vorhandenen Betätigungsglied (5) zumindest ein Sperrelement (11) in einer einerseits den von der ersten Funktionsstellung ausgehenden, seinen Abschluß normalerweise in der zweiten Funktionsstellung findenden Betätigungsprozeß des Betätigungsgliedes (5) behindernden und andererseits freigebenden Art und Weise zugeordnet ist.
  15. Elektrische Steckverbinderanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Sperrelement (11) derart auf das Betätigungsglied (5) ausgerichtet am Kontaktbereich (4) vorhanden ist, daß der Betätigungsprozeß des Betätigungsgliedes (5) in einer bestimmten Richtung behindert ist.
  16. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Sperrelement (11) durch Formschluß in seiner Sperrposition gehalten ist.
  17. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Sperrelement (11) durch Kraftschluß in seiner Sperrposition gehalten ist.
  18. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Sperrelement (11) durch Stoffschluß in seiner Sperrposition gehalten ist.
  19. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) in der Nähe des freien Endes des Kontaktbereiches (4) unverlierbar an demselben gehalten ist und daß das zumindest eine Sperrelement (11) an das freie Ende des Kontaktbereiches (4) angeformt ist.
  20. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (4) des Steckkontaktteiles (1) zwei Kontaktzungen (6) aufweist und daß am freien Ende einer jeden Kontaktzunge (6) ein als Finger ausgebildetes Sperrelement (11) angeformt ist, deren freie Enden in der Sperrposition direkt aneinander zur Anlage kommen und durch eine Fehlausrichtung der freien Enden der Sperrelemente (11) die Sperrposition aufgehoben ist.
  21. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Sperrelement (11) als Positionsanschlag für das Gegen-Steckkontaktteil (3) ausgebildet ist.
  22. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Betätigungsglied (5) in Eingriff kommende, im Gegen-Steckkontaktteil (3) vorhandene Ausnehmung (9) als umlaufende Nut ausgebildet ist.
  23. Elektrische Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Betätigungsglied (5) in Eingriff kommende, im Gegen-Steckkontaktteil (3) vorhandene Ausnehmung (9) als Sackloch ausgebildet ist.
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