EP1764875A1 - Elektrischer Steckverbinder mit vorgespannten Kontaktlamellen - Google Patents

Elektrischer Steckverbinder mit vorgespannten Kontaktlamellen Download PDF

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EP1764875A1
EP1764875A1 EP06119992A EP06119992A EP1764875A1 EP 1764875 A1 EP1764875 A1 EP 1764875A1 EP 06119992 A EP06119992 A EP 06119992A EP 06119992 A EP06119992 A EP 06119992A EP 1764875 A1 EP1764875 A1 EP 1764875A1
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EP
European Patent Office
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contact
contact blades
legs
expansion element
blades
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EP06119992A
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English (en)
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Eckhardt Philipp
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
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    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector with a plug-in receptacle provided for insertion of an electrically conductive contact pin.
  • the advantage of a large Kunststoffgaps set in this way is that the high frictional force at the beginning of the plug-in process (Aufschnäbel peak in the insertion force-path diagram) is significantly reduced because the contact blades and the contact pin only immediately meet in front of the parallel region of the contact pin, ie in a region in which the slip angle - based on the friction forces - are cheaper. Furthermore, the probability of back-insertion of the contact blades is reduced by a large contact gap.
  • the abutments for the prestressing are rigid elements of the steel coil spring, which limit the spring movement of the contact blades in the inserted state on one side. Due to the tight tolerances of such spring systems there is a risk that the contact force is not fully achieved or that the contact pin is contacted only on one side.
  • the connector according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the contact blades can operate in the plugged state over their entire spring range without reducing the contact force. Only then, when the contact pin has smoothly covered a path between the spaced-apart contact blades, they engage with him, and there are only sliding friction forces without Aufschnäbel peak effective.
  • Such a connector can be manufactured to very close tolerances because it is mainly stamping-bending processes, and the precision of these processes defines the gap dimension.
  • the contact force is supported by an additional force of the pressure spring in the inserted state.
  • an electrical connector 1 has a base body 3 , which is to be connected at one end by a crimping region 5 with an electrical connection cable 4 .
  • a plug-in receptacle 7 is present.
  • Parallel to the plane of Fig. 1 extend flat side walls 8 of the base body 3.
  • a contact pin insert 9 which is flat in cross-section either round or, as preferred herein and contemplated.
  • the base body 3 is made of sheet metal, in the example steel, and by punching and bending.
  • contact blades 11 by 12 wide slits were cut and cut free and formed by bending.
  • the contact blades 11 originate approximately halfway along the base body 3 and extend in the direction of the contact pin 9 to be inserted.
  • the contact blades 11 define two mutually perpendicular to the side walls 8 extending opposite sides of the plug-in receptacle 7, which are arbitrarily referred to as the top and bottom.
  • the connector 1 is expediently delivered by the manufacturer in the initial state, possibly without crimped connecting cable 4.
  • an expansion element 13 which is an integral part of a pressure spring 15 in the example.
  • the expansion element 13 is essentially a resiliently deformable plate 16, the two contact blades 11 facing end portions are thickened in a central region by a bend 17 and there edges 18 ( Figure 6) for engagement with one catch 19 (Fig. 5). to have.
  • the detents 19 are arranged at the mutually facing inner surfaces of the contact blades 11 at a suitable location (with respect to the spreading force to be exerted and the distance to be generated between the contact points of the contact blades 11); in the example, the detents 19 are approximately one third of the length of the contact blades 11, calculated from the side of the crimping 5 ago, and are formed by bead-like embossments.
  • the plate 16 is convexly curved in the example to the socket 7. In addition, in the example, this is a biased state of the plate 16, and in the relaxed state, it is opposite (concave) arched.
  • the information regarding the direction of the curvature in the initial state and in the relaxed state are considered advantageous in the exemplary embodiment, but are not mandatory.
  • the plate buckle according to FIG. 1 initially sets up a relatively large resistance to the contact pin 9 impinging on the plate 16 when plugged together. It must first be pressed this convex curvature (approximately similar to overcoming the top dead center of a knee joint gear) so that it can be converted into a concave curvature and the plate 16 can get out of the notches 19 out.
  • the stronger the convex curvature that is, the smaller the radius of curvature is), the greater is the force to be exerted by the contact pin 9 first.
  • the tendency of the plate 16 to assume the relaxed state facilitates the deformation of the plate 16 by the Kunststoffpin 9.
  • the pressure spring 15 in addition to the described plate 16 in one piece with this connected leg 22 of elastic material, the further forward, in Fig. 1 to the left, extend.
  • the legs 22 are at right angles to the image plane of Fig. 1 a distance from the bends 17 and therefore depending on the bending state of the pressure spring 15 at different angles relative to the angled portions 17.
  • the legs 22 can provide without the yet to be described further function, that the plate 16 after unlocking not or only limited loose in the base body 3 can move. In the example, the legs 22 have been widely spread when mounting the plug-in device for the first use.
  • the pressure spring 15 was stretched very elastically, especially in the region of the plate 16, which forms a yoke or a base of the approximately U-shaped pressure spring 15 in the view of FIG.
  • the pressure spring 15 has been moved further forward, so that the free end portions 23 of the legs 22 are supported on immovable (in contrast to the contact blades 11) support surfaces 24 on the outside of the base body 3.
  • the legs 22 are divided by a centrally extending recess 25 (Fig. 7) in arms 26 so that they can not collide laterally with the contact blades 11 or side walls 8.
  • the free end portions 23 of the arms 26 of each leg were connected to each other after the last-mentioned manufacturing step by a transverse web 27 , so that the recess 25 in the leg 22 forms a window.
  • the arrangement is such that the contact pin 9 is then prevented by a stop, not shown, to further movement when the webs 27 are located above the contact blades 29 of the contact blades 11; then they cause an amplification of the contact normal force generated by the contact blades 11.
  • the webs 27 come after unlocking the plate 16 by the force of the pressure spring 15 automatically to the recessed location outside of the contact blades 11.
  • each arm 26 could be in other embodiments by means Press a lateral projection on it on the contact blade 11.
  • the arrangement is in any case such that the support and the position of the front end of the contact blades 11 do not inhibit the displacement of the pressure spring 15 undesirable.
  • the contact blades 11 and the latching with the yoke of the pressure spring 15 are cut; a leg 22 of the pressure spring 15 is in view, partially hidden, visible. Seen in the insertion direction of the contact pins 9, the connector 1 is approximately rectangular.
  • the exemplary embodiment shown has, inter alia, the following functions and properties:
  • the pressure spring 15 is designed as a wide and U-shaped bent spring steel clip.
  • the base 16 of the U-shaped pressure spring 15 is made massive; it takes over the spreading function for the contact blades 11 during the insertion phase of the contact pin 9.
  • the base 16 takes over the main work of the inward spring action during the contacting.
  • the corresponding notches 19 are provided on the inside of the contact blades 11 for the edges 18 of the An horrfederbasis 16.
  • the free legs 22 of the U-shaped pressure spring 15 are provided with wide windows 25; through this, the contact blades 11 can penetrate from the outside, so that they are compressed in the Kunststoffierphase from the outer tips (pressure surfaces 23) of the free legs 22 at the level of the contact points or contact blades 29 from the outside. As delivered and during the first phase of the insertion process these pressure surfaces 23 of the free Antikfederschenkel 22 rest on rigid abutments 24 of the Kunststoffmaul Kunststoffes (input opening of the plug-in receptacle), without touching the contact blades 11. Any elastic deformation of the arms 26 is not shown.
  • the contact blades 11 and the pressure spring 15 in the delivery condition it is possible to realize for the Clearsteckung so far biased Kunststoffgap that allows a force-free insertion of the contact pins 9 to far between the contact tips 29.
  • Fig. 3 shows the end position of the pushed by the contact pin 9 to the rear pressure spring 15th
  • FIGS. 4a to 4c show a 9 in Fig. 4 compared with Fig. 1 to learn about the contact cusps 29 further smoothly advanced contact pin in Fig. 4b of the contact pin has deformed 9, the plate 16 from convex to concave and the whole pressure spring 15 moved so far back that the end portions 23 of the arms 26 are resiliently supported on the contact blades 11 outside.
  • the contact pin 9 has moved a little further back. In this case, the end portions 23 are slipped to the lowest point of the outside of the contact blades 11 due to spring force and now press exactly in the contact region of the contact tips 29 from the outside to the contact blades 11th
  • Fig. 5 shows for illustration the completely relaxed position of the contact blades 11.
  • the contact blades 29 almost touch.
  • no pressure spring has been installed in the main body 3 for demonstration in a sample.
  • Fig. 6 and Fig. 7 show the pressure spring 15 in a non-installed completely relaxed state.
  • the end portion 23 of the two webs 27 have a small distance.
  • the compression spring is to abut against the support surfaces 24 of the base body 3, it is slightly bent.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Ein elektrischer Steckverbinder (1) umfasst erfindungsgemäß eine zum Einführen eines elektrisch leitenden Kontaktpins (9) vorgesehene Steckaufnahme (7), die in Richtung aufeinander zu vorgespannte Kontaktlamellen (11) aufweist, welche sich von einem Grundkörper (3) entgegen der Einsteckrichtung des Kontaktpins (9) erstrecken und in einem einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (1) eine Oberseite und eine gegenüber liegende Unterseite der Steckaufnahme (7) zwischen sich begrenzen, und ein elastisches Spreizelement (13), das sich im Ausgangszustand gegen eine Verschiebung in Einsteckrichtung des Kontaktpins (9) durch mindestens eine Rastung abstützt und die Kontaktlamellen (11) in einer elastisch gespannten geöffneten Stellung hält, wobei die mindestens eine Rastung durch Einführen des Kontaktpins (9) über den Punkt der Berührung mit dem Spreizelement (13) hinaus lösbar ist, derart, dass das Spreizelement (13) die Kontaktlamellen (11) für das Kontaktieren des Kontaktpins (9) frei gibt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einer zum Einführen eines elektrisch leitenden Kontaktpins vorgesehenen Steckaufnahme.
  • Derzeit sind im Automotivebereich Kontaktsysteme bekannt, bei denen Kontaktlamellen in einem vorgespannten Zustand für das Zusammenstecken mit dem Kontaktpin bereit stehen. Diese Vorspannung wird dadurch erreicht, dass die Kontaktlamellen bewusst aus einem zunächst überbogenen Zustand zurück gebogen werden und in dieser neuen Lage durch starre Widerlager an einer Stahlüberfeder abgestützt werden. Durch die Vorspannung der Kontaktlamellen soll ein großes Kontaktgap eingestellt werden, ohne die im gesteckten Zustand wirksamen Kontaktnormalkräfte zu senken, die durch den Vorverbiegungszustand der Kontaktlamellen im unbelasteten Zustand definiert werden. Der Vorteil eines auf diese Weise eingestellten großen Kontaktgaps liegt darin, dass die hohe Reibkraft zu Beginn des Steckvorgangs (Aufschnäbel-Peak im Steckkraft-Weg-Diagramm) erheblich reduziert wird, da die Kontaktlamellen und der Kontaktpin erst unmittelbar vor dem parallelen Bereich des Kontaktpins aufeinander treffen, also in einem Bereich, in dem die Gleitwinkel - bezogen auf die Reibkräfte - günstiger sind. Weiterhin wird durch ein großes Kontaktgap die Wahrscheinlichkeit einer Hintersteckung der Kontaktlamellen reduziert. Bei bekannten Kontaktsystemen mit vorgespannten Kontaktlamellen handelt es sich bei den Widerlagern für die Vorspannung um starre Elemente der Stahlüberfeder, die die Federbewegung der Kontaktlamellen auch im gesteckten Zustand einseitig begrenzen. Aufgrund der engen Toleranzen solcher Federsysteme besteht die Gefahr, dass die Kontaktkraft nicht vollständig erreicht wird bzw. dass der Kontaktpin nur einseitig kontaktiert wird.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Steckverbinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Kontaktlamellen im aufgesteckten Zustand über ihren gesamten Federbereich ohne eine Verringerung der Kontaktkraft arbeiten können. Erst dann, wenn der Kontaktpin einen Weg zwischen den voneinander beabstandeten Kontaktlamellen reibungslos zurückgelegt hat, kommen diese mit ihm in Eingriff, und es sind nur Gleitreibungskräfte ohne Aufschnäbel-Peak wirksam. Ein solcher Steckverbinder lässt sich in sehr engen Toleranzen fertigen, weil es sich hauptsächlich um Stanz-Biege-Prozesse handelt, und die Präzision dieser Prozesse das Gap-Maß definiert.
  • Bei der Ausführungsform nach Anspruch 8 wird im gesteckten Zustand die Kontaktkraft durch eine zusätzliche Kraft der Andruckfeder unterstützt.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steckverbinders ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch den Steckverbinder im Ausgangszustand;
    Fig. 2
    eine Draufsicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1;
    Fig. 3
    in einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht (aber Crimpbereich nicht gezeigt) die Position der Andruckfeder bei vollständig eingeschobenem Kontaktpin;
    Fign. 4a-4c
    der Fig. 1 entsprechende Darstellungen des Steckverbinders bei unterschiedlich weit eingeschobenem Kontaktpin;
    Fig. 5
    einen Längsschnitt des Steckverbinders ohne Kontaktpin bei nicht vorhandener Andruckfeder (fiktiv, nur zur Erläuterung);
    Fig. 6
    einen Längsschnitt entsprechend der Linie VI-VI in Fig. 7 durch eine nicht in einem Steckverbinder eingebaute, entspannte Andruckfeder; und
    Fig. 7
    eine Ansicht in Richtung des Pfeils VII in Fig. 6.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Fig. 1 und Fig. 2 weist ein elektrischer Steckverbinder 1 einen Grundkörper 3 auf, der an einem Ende durch einen Crimpbereich 5 mit einem elektrischen Anschlusskabel 4 zu verbinden ist. Am anderen Ende ist eine Steckaufnahme 7 vorhanden. Parallel zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufen ebene Seitenwände 8 des Grundkörpers 3. In die Steckaufnahme 7 ist bei dem gezeigten, für die Erststeckung bereiten Ausgangszustand ein Kontaktpin 9 einzuschieben, der im Querschnitt entweder rund oder, wie hier bevorzugt und vorgesehen, flach ist. Der Grundkörper 3 ist aus Metallblech, im Beispiel Stahl, und durch Stanzen und Biegen hergestellt. Dabei sind in den Seitenwänden 8 einstückig verbundene Kontaktlamellen 11 durch breite Schlitze 12 ausgeschnitten und frei geschnitten worden sowie durch Biegen geformt worden. Die Kontaktlamellen 11 entspringen etwa auf halber Länge des Grundkörpers 3 und erstrecken sich in Richtung zum einzusteckenden Kontaktpin 9 hin. Die Kontaktlamellen 11 begrenzen zwei rechtwinklig zu den Seitenwänden 8 verlaufende einander gegenüber liegende Seiten der Steckaufnahme 7, die willkürlich als deren Oberseite und Unterseite bezeichnet sind.
  • Der Steckverbinder 1 wird vom Hersteller zweckmäßig im Ausgangszustand ausgeliefert, möglicherweise ohne angecrimptes Anschlusskabel 4. Vor dem Zusammenbiegen des Grundkörpers 3 ist in diesen ein Spreizelement 13 eingesetzt worden, das im Beispiel ein Bestandteil einer Andruckfeder 15 ist. Das Spreizelement 13 ist im Wesentlichen eine federnd verformbare Platte 16, deren den beiden Kontaktlamellen 11 zugewandten Endbereiche in einem mittleren Bereich durch eine Abwinkelung 17 verdickt sind und dort Kanten 18 (Fig.6) zum Eingriff mit je einer Rast 19 (Fig. 5) haben. Die Rasten 19 sind an den einander zugewandten Innenflächen der Kontaktlamellen 11 an einer geeigneten Stelle (hinsichtlich der auszuübenden Spreizkraft und dem zu erzeugenden Abstand zwischen den Kontaktstellen der Kontaktlamellen 11) angeordnet; im Beispiel befinden sich die Rasten 19 etwa auf einem Drittel der Länge der Kontaktlamellen 11, von der Seite des Crimpbereichs 5 her gerechnet, und sind durch sickenartige Prägungen gebildet. Die Platte 16 ist im Beispiel zur Steckaufnahme 7 hin konvex gewölbt. Außerdem ist dies im Beispiel ein vorgespannter Zustand der Platte 16, und im entspannten Zustand ist sie entgegengesetzt (konkav) gewölbt. Die Angaben bezüglich der Richtung der Krümmung im Ausgangszustand und im entspannten Zustand werden als vorteilhaft im Ausführungsbeispiel angesehen, sind aber nicht zwingend. Die Plattenwölbung gemäß Fig. 1 setzt zunächst dem auf die Platte 16 beim Zusammenstecken auftreffenden Kontaktpin 9 einerseits einen relativ großen Widerstand entgegen. Es muss erst diese konvexe Wölbung (etwa ähnlich dem Überwinden der oberen Totpunktlage eines Kniegelenkgetriebes) eingedrückt werden, damit sie in eine konkave Wölbung überführt werden kann und die Platte 16 aus den Rasten 19 heraus gelangen kann. Je stärker die konvexe Krümmung ist (das heißt je kleiner der Krümmungsradius ist), um so größer ist die vom Kontaktpin 9 zunächst auszuübende Kraft. Andererseits erleichtert die Tendenz der Platte 16, den entspannten Zustand anzunehmen, das Verformen der Platte 16 durch den Kontaktpin 9. Die konvexe Krümmung in der Ausgangslage unterstützt bei der gezeigten Anordnung der Kanten 18 eine besonders kräftige Verankerung (Verrastung) der Platte 16 in den Rasten 19. Wenn das Spreizelement 13 nur durch die Platte 16 (mit deren Abwinklungen 17) gebildet ist, ist die Platte 16 nach dem Entrasten innerhalb des Grundkörpers 3 gefangen, aber lose. Aus den obigen Angaben kann leicht das prinzipielle Verhalten des Spreizelements 13 bei beliebigen Kombinationen der Richtung der Krümmung im Ausgangszustand und im entspannten Zustand ermittelt werden. Für beide Zustände ist sogar ein ebener Zustand der Platte möglich, je einzeln oder gleichzeitig.
  • In Fig. 1 weist die Andruckfeder 15 zusätzlich zur beschriebenen Platte 16 einstückig mit dieser verbundene Schenkel 22 aus elastischem Material auf, die sich weiter nach vorn, in Fig. 1 nach links, erstrecken. Die Schenkel 22 haben rechtwinklig zur Bildebene der Fig. 1 einen Abstand von den Abwinklungen 17 und verlaufen daher je nach Biegezustand der Andruckfeder 15 unter verschiedenen Winkeln relativ zu den Abwinklungen 17. Die Schenkel 22 können auch ohne die noch zu schildernde weitere Funktion dafür sorgen, dass sich die Platte 16 nach dem Entrasten nicht oder nur begrenzt lose im Grundkörper 3 bewegen kann. Im Beispiel sind die Schenkel 22 beim Montieren der Steckvorrichtung für den ersten Gebrauch weit aufgespreizt worden. Dadurch wurde die Andruckfeder 15 stark elastisch gespannt, besonders im Bereich der Platte 16, die ein Joch oder eine Basis der in der Ansicht der Fig. 1 etwa U-förmigen Andruckfeder 15 bildet. Nach dem genannten Spannen wurde die Andruckfeder 15 weiter nach vorne verschoben, so dass die freien Endbereiche 23 der Schenkel 22 sich auf unbeweglichen (im Gegensatz zu den Kontaktlamellen 11) Stützflächen 24 an der Außenseite des Grundkörpers 3 abstützen. Dadurch werden die konvexe Gestalt der Platte 16 und die Verrastung aufrecht erhalten. Im Beispiel sind die Schenkel 22 durch eine mittig verlaufende Aussparung 25 (Fig. 7) in Arme 26 unterteilt, so dass sie mit den Kontaktlamellen 11 oder Seitenwänden 8 nicht seitlich kollidieren können. Außerdem wurden die freien Endbereiche 23 der Arme 26 jedes Schenkels nach dem zuletzt genannten Fertigungsschritt durch einen quer verlaufenden Steg 27 miteinander verbunden, so dass die Aussparung 25 im Schenkel 22 ein Fenster bildet.
  • Beim Stecken bewegt sich der Kontaktpin 9 zunächst ohne jeden Kontaktreibungswiderstand zwischen den genügend weit geöffneten Kontaktlamellen 11 und deren zur Anlage am Kontaktpin 9 bestimmten Kontaktkuppen 29 ins Innere der Steckaufnahme 7. Dann trifft er auf die konvex gekrümmte Platte 16, und spätestens dann, wenn diese ihre Krümmungsrichtung geändert hat, bewegt der Kontaktpin 9 die Andruckfeder 15 insgesamt nach hinten. Dabei kommt der noch durch die Stützflächen 24 abgestützte Steg 27 der Schenkel 22 über die freien Enden der Kontaktlamellen 11. Wenn der Steg 27 von den Stützflächen 24 frei gekommen ist, wird die Andruckfeder 15 daher nicht mehr in ihrer gespreizten Stellung gehalten. Dann werden die Stege 27 durch die Vorspannung der Andruckfeder 15 gegen die Kontaktlamellen 11 im Sinn eines Andrückens an den Kontaktpin 9 gepresst. Die Anordnung ist so, dass der Kontaktpin 9 dann durch einen nicht gezeigten Anschlag an einer weiteren Bewegung gehindert wird, wenn die Stege 27 sich oberhalb der Kontaktkuppen 29 der Kontaktlamellen 11 befinden; dann bewirken sie eine Verstärkung der von den Kontaktlamellen 11 erzeugten Kontaktnormalkraft. Im Beispiel kommen die Stege 27 nach dem Entrasten der Platte 16 durch die Kraft der Andruckfeder 15 selbsttätig an die vertiefte Stelle außen an den Kontaktlamellen 11. Dort befinden sich innen die Kontaktkuppen 29. Anstatt mittels des Stegs 27 könnte jeder Arm 26 bei anderen Ausführungsformen mittels eines seitlichen an ihm vorhandenen Vorsprungs auf die Kontaktlamelle 11 drücken. Die Anordnung ist in jedem Fall so, dass die Abstützung und die Lage des vorderen Endes der Kontaktlamellen 11 das Verschieben der Andruckfeder 15 nicht unerwünscht hemmen. In Fig. 1 sind die Kontaktlamellen 11 und die Verrastung mit dem Joch der Andruckfeder 15 geschnitten; ein Schenkel 22 der Andruckfeder 15 ist in Ansicht, teilweise verdeckt, sichtbar. In Einsteckrichtung des Kontaktpins 9 gesehen, ist der Steckverbinder 1 etwa rechteckig. Insgesamt hat das gezeigte Ausführungsbeispiel unter anderem folgende Funktionen und Eigenschaften:
  • Es ist vorgesehen, die vorgespannte und verschiebliche Andruckfeder 15 in den Steckverbinder 1 mit nach innen vorgebogenen Kontaktlamellen 11 so einzufügen, dass die Kontaktlamellen 11 durch Kanten 18 der Andruckfeder 15 zunächst aufgespreizt werden. In das auf diese Weise aufgespreizte große Kontaktgap kann der Kontaktpin 9 kräftefrei bis weit zwischen die Kontaktkuppen 29 geschoben werden. Der einlaufende Kontaktpin 9 drückt in der Fortführung seiner Bewegung die Andruckfeder 15 vor sich her in das Innere des Kontaktes oder Grundkörpers 3. So werden die Kontaktlamellen 11 freigegeben und können gegen die Oberfläche des Kontaktpins 9 kontaktieren. Gleichzeitig rutschen die freien Schenkel 22 der Andruckfeder 15 aus ihrer Vorraststellung in ihre Arbeitsposition hinter die Kontaktkuppen 29, wo sie die Kontaktnormalkräfte der Kontaktlamellen 11 verstärken.
  • Vorzugsweise wird die Andruckfeder 15 als breite und U-förmig gebogene Federstahlklammer ausgeführt. Die Basis 16 der U-förmigen Andruckfeder 15 ist dabei massiv ausgeführt; sie übernimmt die Spreizfunktion für die Kontaktlamellen 11 während der Einsteckphase des Kontaktpins 9. Außerdem übernimmt die Basis 16 die Hauptarbeit der nach innen gerichteten Federwirkung während der Kontaktierphase. Für die Fixierung der Andruckfeder 15 in der Spreizposition sind die entsprechenden Rasten 19 an der Innenseite der Kontaktlamellen 11 für die Ränder 18 der Andruckfederbasis 16 vorgesehen. Die freien Schenkel 22 der U-förmigen Andruckfeder 15 sind mit breiten Fenstern 25 versehen; durch diese können die Kontaktlamellen 11 von außen hindurchtauchen, so dass sie in der Kontaktierphase von den äußeren Spitzen (Druckflächen 23) der freien Schenkel 22 in Höhe der Kontaktpunkte oder Kontaktkuppen 29 von außen zusammengedrückt werden. Im Anlieferungszustand und während der ersten Phase des Einsteckvorganges ruhen diese Druckflächen 23 der freien Andruckfederschenkel 22 auf starren Widerlagern 24 des Kontaktmaulbereiches (Eingangsöffnung der Steckaufnahme), ohne die Kontaktlamellen 11 zu berühren. Eine etwaige elastische Verformung der Arme 26 ist nicht dargestellt.
  • Durch diese Anordnung der Kontaktlamellen 11 und der Andruckfeder 15 im Anlieferzustand ist es möglich, für die Erststeckung ein derart weit vorgespanntes Kontaktgap zu realisieren, das ein kräftefreies Einstecken des Kontaktpins 9 bis weit zwischen die Kontaktkuppen 29 ermöglicht. Durch die geschickte Auslegung der Rasten 19 in den Kontaktlamellen 11 ist es möglich, die für die Verschiebung der Andruckfeder 15 notwendige Kraft in Steckrichtung auf ein Niveau zu senken, das weit unter dem Aufschnäbel-Peak eines geometrisch vergleichbaren, jedoch nicht aufgespreizten Kontaktsystems liegt.
  • Die in dieser Art ausgeführten Kontaktlamellensysteme können
    1. a) durch die sehr genaue Art der Kontaktlamellenaufspreizung den bei herkömmlichen Kontakten vorhandenen Aufschnäbel-Peak (erhöhte Kraft zum Auseinanderdrängen der Kontaktlamellen) vollständig vermeiden;
    2. b) sich darüber hinaus in Kontaktsystemen implementieren lassen, deren vorderer Kontaktierbereich schwingungstechnisch von dem Crimpbereich (für den Anschluss einer elektrischen Leitung) und der Stahlüberfeder entkoppelt ist, da Wechselwirkungen mit den umgebenden Elementen des Kontaktes bei diesem System nicht notwendig sind;
    3. c) in sehr engen Toleranzen gefertigt werden, da es sich hier ausschließlich um Stanz-Biege-Prozesse eines Teiles handelt und die Präzision des Stanz-Biege-Prozesses an dieser Stelle das Gapmaß definiert.
    Es wird so ein vorgespanntes Kontaktlamellensystem mit Kraftunterstützung geschaffen, bei dem die Kontaktlamellen im aufgesteckten Zustand über ihren gesamten Federbereich ohne Verminderung der Kontaktkraft durch Spreizelemente arbeiten können.
  • Fig. 3 zeigt die Endposition der durch den Kontaktpin 9 nach hinten geschobenen Andruckfeder 15.
  • Fig. 4a bis Fig.4c zeigen einen in Fig. 4a gegenüber Fig. 1 bis etwas über die Kontaktkuppen 29 weiter reibungsfrei vorgeschobenen Kontaktpin 9. In Fig. 4b hat der Kontaktpin 9 die Platte 16 von konvex nach konkav verformt und die ganze Andruckfeder 15 so weit nach hinten verschoben, dass die Endbereiche 23 der Arme 26 sich auf den Kontaktlamellen 11 außen federnd abstützen. In Fig. 4c hat der Kontaktpin 9 sich noch etwas weiter nach hinten bewegt. Dabei sind infolge Federkraft die Endbereiche 23 zum tiefsten Punkt der Außenseite der Kontaktlamellen 11 gerutscht und drücken nun genau im Kontaktbereich der Kontaktkuppen 29 von außen auf die Kontaktlamellen 11.
  • Fig. 5 zeigt zur Illustration die völlig entspannte Stellung der Kontaktlamellen 11. Die Kontaktkuppen 29 berühren sich fast. Hier ist zur Demonstration in einem Musterstück keine Andruckfeder in den Grundkörper 3 eingebaut worden.
  • Fig. 6 und Fig. 7 zeigen die Andruckfeder 15 in einem nicht eingebauten völlig entspannten Zustand. Die Endbereich 23 der zwei Stege 27 haben einen kleinen Abstand. In dem Bereich, wo die Druckfeder an den Stützflächen 24 des Grundkörpers 3 anliegen soll, ist sie etwas abgebogen.

Claims (9)

  1. Elektrischer Steckverbinder (1) mit einer zum Einführen eines elektrisch leitenden Kontaktpins (9) vorgesehenen Steckaufnahme (7), die in Richtung aufeinander zu vorgespannte Kontaktlamellen (11) aufweist, welche sich von einem Grundkörper (3) entgegen der Einsteckrichtung des Kontaktpins (9) erstrecken und in einem einführbereiten Ausgangszustand des Steckverbinders (1) eine Oberseite und eine gegenüber liegende Unterseite der Steckaufnahme (7) zwischen sich begrenzen, und mit einem elastischen Spreizelement (13), das sich im Ausgangszustand gegen eine Verschiebung in Einsteckrichtung des Kontaktpins (9) durch mindestens eine Rastung abstützt und die Kontaktlamellen (11) in einer elastisch gespannten geöffneten Stellung hält, wobei die mindestens eine Rastung durch Einführen des Kontaktpins (9) über den Punkt der Berührung mit dem Spreizelement (13) hinaus lösbar ist, derart, dass das Spreizelement (13) die Kontaktlamellen (11) für das Kontaktieren des Kontaktpins (9) frei gibt.
  2. Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement (13) auf etwa 1/3 der Länge der Kontaktlamellen (11) von deren festem Ende aus angeordnet ist.
  3. Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizelement (13) ein Joch einer im Ausgangszustand generell symmetrisch zu einer Mittelebene zwischen der genannten Oberseite und der Unterseite angeordneten, angenähert U-förmig gebogenen Andruckfeder (15) mit zwei Schenkeln (22) ist, die durch das Spreizelement (13) verbunden sind, das sich im Weg des Kontaktpins (9) befindet, wobei die Schenkel (22) sich in der selben Richtung wie die Kontaktlamellen (11) erstrecken und die freien Endbereiche der Schenkel (22) sich unter elastischer Verformung der Andruckfeder (15) am Grundkörper (3) abstützen und die Kontaktlamellen (11) durch das Spreizelement (13) in einem entgegen deren Vorspannung gebogenen Zustand gehalten sind.
  4. Steckverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung der freien Endbereiche der Schenkel (22) derart ist, dass die Schenkel (22) durch Verschieben der Andruckfeder (15) mittels des Kontaktpins (9) die Verrastung der Kontaktlamellen (11) frei geben.
  5. Steckverbinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (22) durch je eine in Längsrichtung verlaufende Aussparung (25) in zwei Arme (26) unterteilt sind, die beiderseits in Blickrichtung rechtwinklig zur genannten Mittelebene neben den Kontaktlamellen (11) verlaufen und mit ihrem dem Spreizelement (13) abgewandten Endbereich am Grundkörper (3) abgestützt sind.
  6. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (22) weiter vor ragen als die Kontaktlamellen (11).
  7. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlamellen (11) mit ihren vorderen Enden so angeordnet sind, dass sie beim Bewegen der Andruckfeder (15) durch den Kontaktpin (9) in einen Bereich an der Außenseite der Kontaktlamellen (11) gelangen.
  8. Steckverbinder nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (22) nach dem Entrasten des Spreizelements (13) die Kontaktlamellen (11) in deren Schließrichtung belasten.
  9. Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgangszustand das Spreizelement (13) formschlüssig in Vertiefungen (Rasten 19) der Kontaktlamellen (11) gehalten ist, wobei das Spreizelement (13) im Ausgangszustand entgegen der Einsteckrichtung des Kontaktpins (9) elastisch konvex verformt ist, und dass das Spreizelement (13) durch den Kontaktpin (9) in eine konkav gebogene Form überführbar ist.
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