EP1997189A1 - Elektrischer steckverbinder - Google Patents

Elektrischer steckverbinder

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EP1997189A1
EP1997189A1 EP07702845A EP07702845A EP1997189A1 EP 1997189 A1 EP1997189 A1 EP 1997189A1 EP 07702845 A EP07702845 A EP 07702845A EP 07702845 A EP07702845 A EP 07702845A EP 1997189 A1 EP1997189 A1 EP 1997189A1
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EP
European Patent Office
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electrical connector
contact
resilient
conductive layer
connector according
Prior art date
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EP07702845A
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English (en)
French (fr)
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EP1997189B1 (de
Inventor
Wolfgang Langhoff
Michael Knödler
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1997189B1 publication Critical patent/EP1997189B1/de
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    • Y10S439/931—Conductive coating

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector according to the preamble of claim 1.
  • an electrical connector with a socket-shaped contact element is known.
  • the electrical connector is arranged in a two-part plastic housing.
  • the two housing parts can be locked together.
  • the housing parts are in the assembled state at several abutting surfaces to each other.
  • the known electrical connectors are usually encapsulated with an electrically conductive, thick shell.
  • the invention has for its object to propose an electrical connector with a multi-part contact chamber, which meets the requirements of the EMC, without having to provide an encapsulation with a thick shell.
  • the invention is based on the idea to completely coat the outer surface of the contact chamber with a thin, electrically conductive layer.
  • the layer thickness is small in relation to the thickness of the contact chamber walls and is preferably less than 1 mm, preferably only a few microns.
  • it is further provided to shield the abutment surfaces on the outside of the contact chamber with an overlap wall portion which is also coated on its side facing the abutment surfaces, preferably with the same layer as the outer surface of the contact chamber.
  • a metallization is provided as the conductive layer.
  • the overlapping wall section intersects an abutment plane receiving the abutment surfaces in the mounted state, preferably at an angle of 90 °.
  • the overlapping wall portion or the overlapping wall sections are separated by the production technology unavoidable slots between abutting abutment surfaces exiting electromagnetic waves and the entry of such Radiation into the contact chamber is prevented or at least made more difficult.
  • the overlapping wall portion is a kind of labyrinth for electromagnetic radiation.
  • the electrically conductive coated outer surface of the contact chamber has in addition to the shielding function and the function of passing the shield of a connection cable connected to the electrical connector to an interface to an application connected by means of the connector.
  • RADSOK contacts are suitable as a socket-shaped contact.
  • RADSOK contacts are available as a scalable component. Due to the hyperbolic shape of the contact contact pins can be accommodated radially clamped.
  • the plug according to the invention is particularly suitable for applications in motor vehicles, preferably for applications in vehicles with hybrid drive.
  • the abutting surfaces are coated with a conductive layer, in particular of metal.
  • a conductive layer in particular of metal.
  • the overlapping wall sections serve as an EMC labyrinth and prevent electromagnetic waves from reaching the outside or the outside of the contact chamber directly into the interior of the contact chamber.
  • a locking mechanism is preferably provided with resilient locking arms.
  • the latching arms have latching means which can be latched with counter-latching means on another chamber part.
  • the resilient arms can also serve as tabs, which dive into corresponding, preferably funnel-shaped receptacles in the other chamber part during mating of the chamber parts.
  • the tabs are preferably also coated on its contact side electrically conductive, preferably metallized. Due to the spring action, the tabs press against the likewise electrically conductive coated wall of the receptacle and thus ensure electrical contact between the chamber parts and thus for a transfer of the shield contact.
  • the connector is provided with a collar portion through which an electrical connection cable or the wires of the connection cable, possibly with at least one inner insulation, are guided into the interior of the contact chamber, where they are electrically conductively connected to the contact socket.
  • the peripherally closed shielding of the connection cable is slipped over the outside of the collar portion with preferably circular outer cross-section, so that the shield of the connection cable is electrically conductively connected to the outside of the contact chamber.
  • the embodiment of Invention provides a sleeve resilient in the radial direction, which presses the shielding of the connection cable radially inwardly on the outer surface of the collar portion.
  • the sleeve is made of nickel-plated brass.
  • a spring sleeve is provided with which the shield is passed to the interface of the application.
  • the spring sleeve is mounted over a neck of the contact chamber and designed such that it springs both radially inward and radially outward.
  • resilient tabs are provided on the inner circumference and on the outer circumference of the spring sleeve in the radial direction.
  • the spring sleeve also fulfills the function of tolerance compensation in the interface to the application due to the elastic tabs provided on the outer circumference.
  • the spring sleeve is formed as a stamped and bent part, in particular of nickel-plated brass. In the assembled state, the spring sleeve is arranged concentrically to the longitudinal center axis of the female contact.
  • the invention further relates to a surrounding housing for or with at least one electrical connector described above. Due to the provision of a housing for one or more electrical connectors, a modular concept is realized. So can be realized by the use of the corresponding number of previously described, in particular single-pole, connectors in a common housing two-, three- or multi-pin connector. Also, the distance between the contact chambers of the connector in the surrounding housing and thus the locking dimension can be changed in a simple manner only by an adaptation of the outer housing. Modifications to the individual connectors are not necessary.
  • the surrounding housing represents the appropriate geometry for the application interface and serves to mechanically fix the contact chambers of the electrical connectors and protect them against environmental influences. Thus, the protection class to be achieved against media effects can be selected according to the application.
  • the surrounding housing consists of a lid which is sealed relative to a lower part, the lower part and lid preferably being lockable with one another.
  • a pilot contact is provided. This has primarily a backup function. About the pilot contact is to be reported to an evaluation electronics, which is not the subject of the invention, whether the arranged in the surrounding housing connector is plugged or not. If the connector is plugged in, the electronics switches the load to the connecting cable. If the plug is unintentionally released, the load circuit is interrupted by the electronics.
  • the electronics can preferably be accommodated in the application, in particular an electric motor or inverter.
  • the pilot contact as Shorting bridge realized. This means that the circuit of evaluation evaluation is closed in the plugged state of the connector and open when not plugged.
  • radial seals with a preferably circular passage openings for the connection lines are provided for sealing the connection lines introduced into the connecting line openings of the surrounding housing relative to the housing.
  • the radial seal has at least two spaced sealing plates in the axial direction for sealing, radial, circumferential abutment on the connecting line.
  • the sealing effect is achieved by a radial compression of the seal, that is, the outer diameter of the seal is greater than the diameter of the mounting hole, so the connection line opening in the housing and / or the inner diameter of the passage opening for the connecting line is smaller than the diameter of the connecting cable.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electrical connector with sleeve and spring sleeve for passing the shield contact
  • FIG. 2 shows an illustration of the electrical connector with a connected shielded line according to FIG. 1 with a cut contact chamber
  • FIG. 6 shows the bottom of a housing for electrical connectors with an electrical connector
  • Fig. 8 is a perspective view of a radial seal with a plurality of spaced apart in the axial direction sealing lamellae.
  • FIG. 1 an electrical connector 1 for high current applications in hybrid vehicles for contacting a motor or inverter is shown.
  • the connector 1 comprises a contact chamber 2, which is composed of a cover part 3 and a lower part 4.
  • the outer surface 5 of the lid part 3 and the lower part 4 are coated with an extremely thin electrically conductive layer. This serves to shield a socket-like contact element 6 which is shown inside the contact chamber 2 in FIG. 2 and which is designed as a so-called RADSOK contact.
  • the contact chamber 2 has an insertion opening 8, through which a pin-shaped plug contact can be inserted into the contact element 6.
  • the insertion opening 8 is arranged on the front side on a cylindrical neck portion 9, which extends concentrically to the longitudinal central axis 10 of the contact element 6.
  • the connector 1 comprises a collar portion 1 1 (see Fig. 3) for insertion of a connection cable 12 (see Fig. 2).
  • a connection cable 12 On the inner circumference of the collar portion 1 1 1 1 elevations 13 are provided, which serve to strain relief of the connection cable 12 by digging into the inner insulation 14 of the connecting cable 12.
  • the connection cable 12 has a wire 15, 16 for connecting the contact element 6, which makes the crimped contour after the crimping operation.
  • Radial between the inner insulation 14 and an outer insulation 17 is a circumferentially closed cable shield 18, in particular a metal braid provided. This is, as shown in Fig. 2 it is fully pushed onto the collar portion 1 1 and thus provides an electrically conductive connection to the outer surface 5 of the connector 1 ago.
  • the cable shield 18 is pressed with a radially inwardly resilient sleeve 19 shown in Fig. 1 in the assembled state from the outside to the outside of the collar portion 1 1.
  • the sleeve 19 is pushed onto the latter in the axial direction prior to assembly of the connection line 12 and, after slipping the cable shield 18 over the collar section 11, is displaced into the mounting position shown in FIG.
  • the formed as a stamped and bent part of nickel-plated brass spring sleeve 19 is shown in perspective in Fig. 4. It consists of a peripheral ring 20 with circumferentially spaced, radially inwardly bent resilient tabs 21.
  • the upper side 22 of the side wall 23 of the lower part 4 forms a first, flat abutment surface 24, which rests against an opposite flat second abutment surface 25 in the mounted state.
  • the second abutment surface 25 is formed on a section L-shaped section 26 of the lid part 3.
  • the abutment surfaces 24, 25 rotate around the connector 1 almost completely.
  • both abutment surfaces 24, 25 are also provided with an electrically conductive layer.
  • an overlapping wall section 27 is provided on the outside of the contact chamber 2 laterally of the abutment surfaces 24, 25, which on its inside 28, so on the abutment surfaces 24, 25 facing side is coated with an electrically conductive layer.
  • the overlapping wall portion 27 forms a leg arranged at right angles to the abutting surface 25 of the L-shaped portion 26. This runs parallel to the side wall 23 of the lower part 4.
  • the overlapping wall portion 27 intersects an imaginary, the abutment surfaces 24, 25 receiving abutment plane E at a right angle.
  • the lid part 3 and the lower part 4 are locked together.
  • a plurality of spaced, integrally formed with the lid part 3 locking arms 29 are provided with inwardly facing latching hook.
  • the latching arms 29 are resilient and lie with their lower part 4 facing, provided with an electrically conductive layer inside to the lower part 4.
  • the electrically conductive connection between the electrically conductive coating of the cover part and the electrically conductive coating of the lower part 4 is produced via the inner sides of the latching arms 29 and via the abutment surfaces 24, 25.
  • a resilient tab 30 is provided on each side of the connector 1, which is formed integrally with the lid part 3.
  • the tabs 30 are metallized and dip when mating the contact chamber 2 in an electrically conductive coated funnel 3 1 in the lower part 4 a. Due to the spring effect, the tabs 30 press against the walls of the funnel 31 and thus provide an electrical contact.
  • a spring sleeve 32 is provided which, as can be seen in FIG. 1, is pushed onto the neck portion 9 and is thus arranged coaxially to the longitudinal central axis 10 of the contact element 6.
  • the spring sleeve 32 is shown in Fig. 5 in detail.
  • the spring sleeve 32 clamped to the neck portion of the contact chamber 2 and provides the electrical contact to the outer surface 5 of the contact chamber 2 ago.
  • the outer tabs 35 serve to produce the shield contact to the interface of the application. Furthermore, a tolerance compensation in the interface is ensured by the outer resilient in the radial direction tabs 35.
  • the spring sleeve 32 as well as the sleeve 19 as a stamped and bent part, preferably made of nickel-plated brass, formed.
  • the cable shield 18 is thus connected via the collar portion 1 1 to the outer surface 5 of the cover part 3 and the lower part 4.
  • the shield contact is passed via the spring sleeve 32 to the interface of the application.
  • the resilient sleeve 19 is used for secure fixation of the cable shield 18 on the collar portion 1 1.
  • a three-pole plug can be produced in this exemplary embodiment.
  • the locking dimension of the multipolar plug can be adapted to the contacting interface.
  • the electrical connector 1 are inserted.
  • the lower part 36 has this preventing, laterally adjacent to the contact chambers 2 guides 38.
  • a survey 39 serves to receive a pilot contact. The implementation of the pilot contact towards the interface serves as a coding of the surrounding housing 37 and the connectors 1 plug.
  • the lower part 36 has three connection line openings 42, wherein each connector 1 is associated with a connection line opening 42.
  • the cross-sectional areas of the connecting line openings 42 are arranged at right angles to the cross-sectional areas of the through-openings 40.
  • connecting lines 12 can be performed.
  • radial seals 43 are arranged in the connecting line openings 42 .
  • Such a radial seal 43 is shown in perspective in FIG. 8. In this exemplary embodiment, this has four sealing lamellae 44 spaced apart in the axial direction for sealing engagement with the outer insulation 17 of the connection line 12.
  • each have three locking lugs 45, 46, 47 are arranged on two opposite side surfaces of the lower part 36.
  • the two locking lugs 45, 46 serve for latching with the lid 48 shown in FIG. 7.
  • the latching nose 47 serves for latching to the locking lever 49 shown in FIG. 7, which is held rotatably on the lid 48.

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Description

Elektrischer Steckverbinder
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 102 1 1 634 B4 ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem buchsenförmigen Kontaktelement bekannt. Der elektrische Steckverbinder ist in einem zweiteiligen Kunststoffgehäuse angeordnet. Die beiden Gehäuseteile sind miteinander verrastbar. Die Gehäuseteile liegen im montierten Zustand an mehreren Stoßflächen aneinander an.
Für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere im Kfz-Bereich ist eine ausreichende Abschirmung der bekannten Steckverbinder zur Verbesserung der EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) notwendig. Zu diesem Zweck werden die bekannten elektrischen Steckverbinder in der Regel mit einer elektrisch leitenden, dicken Hülle umspritzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder mit einer mehrteiligen Kontaktkammer vorzuschlagen, der den Anforderungen an die EMV entspricht, ohne eine Umspritzung mit einer dicken Hülle vorsehen zu müssen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Außenfläche der Kontaktkammer vollständig mit einer dünnen, elektrisch leitenden Schicht zu beschichten. Die Schichtdicke ist klein im Verhältnis zur Dicke der Kontaktkammerwände und beträgt bevorzugt weniger als 1 mm, vorzugsweise nur einige μm. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, die Stoßflächen auf der Außenseite der Kontaktkammer mit einem Überlappungswandabschnitt abzuschirmen, der auf seiner den Stoßflächen zugewandten Seite ebenfalls leitend beschichtet ist, vorzugsweise mit der gleichen Schicht wie die Außenfläche der Kontaktkammer. Bevorzugt wird als leitende Schicht eine Metallisierung vorgesehen. Anders ausgedrückt schneidet der Überlappungswandabschnitt eine die Stoßflächen im montierten Zustand aufnehmende Anlageebene, bevorzugt unter einem Winkel von 90°. Mit dem Überlappungswandabschnitt bzw. den Überlappungswandabschnitten werden durch die fertigungstechnisch nicht zu vermeidenden Schlitze zwischen aneinander anliegenden Stoßflächen austretende elektromagnetische Wellen abgefangen und der Eintritt derartiger Strahlung in die Kontaktkammer hinein wird verhindert oder zumindest erschwert. Der Überlappungswandabschnitt stellt eine Art Labyrinth für elektromagnetische Strahlung dar. Die elektrisch leitend beschichtete Außenfläche der Kontaktkammer hat neben der Abschirmfunktion auch die Funktion der Weitergabe der Schirmung von einem mit dem elektrischen Steckverbinder verbundenen Anschlusskabel zu einer Schnittstelle zu einer mittels des Steckverbinders verbundenen Applikation.
Als buchsenförmiger Kontakt eignet sich insbesondere ein so genannter RADSOK-Kontakt, der insbesondere bei Hochstromanwendungen zum Einsatz kommt. RADSOK-Kontakte sind als skalierbare Komponente verfügbar. Durch die hyperbolische Ausformung des Kontaktes können Kontaktpins radial verklemmend aufgenommen werden.
Der erfindungsgemäße Stecker eignet sich insbesondere für Anwendungen in Kraftfahrzeugen, bevorzugt für Anwendungen in Fahrzeugen mit Hybridantrieb.
Um die Schirmung zur Verbesserung der EMV weiter zu optimieren, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Stoßflächen mit einer leitenden Schicht, insbesondere aus Metall, beschichtet sind. Auf die seitliche Überlappungswand kann auch bei einer derartigen Ausgestaltung nicht verzichtet werden, da an den beschichteten Stoßflächen, trotz guter Ebenheit, Schlitze entstehen, die als Spaltantennen wirken können. Der bzw. die Überlappungswandabschnitte dienen als EMV-Labyrinth und verhindern, dass elektromagnetische Wellen aus dem Inneren der Kontaktkammer nach außen oder von außen direkt in das Innere der Kontaktkammer gelangen. Zur Befestigung der Kammerteile aneinander ist bevorzugt ein Rastmechanismus mit federnden Rastarmen vorgesehen. Die Rastarme weisen Rastmittel auf, die mit Gegenrastmitteln an einem anderen Kammerteil verrastbar sind.
Zusätzlich zu der Ausbildung der Arme als Rastarme mit Rastmitteln können die federnden Arme auch als Laschen dienen, die in entsprechende, bevorzugt trichterförmige Aufnahmen im jeweils anderen Kammerteil beim Zusammenstecken der Kammerteile eintauchen. Die Laschen sind bevorzugt ebenfalls an ihrer Anlageseite elektrisch leitend beschichtet, bevorzugt metallisiert. Durch die Federwirkung drücken sich die Laschen gegen die ebenfalls elektrisch leitend beschichtete Wand der Aufnahme und sorgen so für einen elektrischen Kontakt zwischen den Kammerteilen und somit für eine Weitergabe des Schirmkontaktes.
Bevorzugt ist der Steckverbinder mit einem Kragenabschnitt versehen, durch den ein elektrisches Anschlusskabel bzw. die Adern des Anschlusskabels, evtl. mit mindestens einer inneren Isolierung, in das Innere der Kontaktkammer geführt werden, wo sie elektrisch leitend mit der Kontaktbuchse verbunden sind. Die umfangsgeschlossene Schirmung des Anschlusskabels wird außen über den Kragenabschnitt mit vorzugsweise kreisförmigem Außenquerschnitt gestülpt, so dass die Schirmung des Anschlusskabels elektrisch leitend mit der Außenseite der Kontaktkammer verbunden ist.
Um eine dauerhafte elektrische Verbindung, vorzugsweise über einen Umfangswinkel von 360°, zu gewährleisten, ist in Ausgestaltung der Erfindung eine in radialer Richtung federnde Hülse vorgesehen, die die Schirmung des Anschlusskabels radial nach innen auf die Außenfläche des Kragenabschnitts drückt. Bevorzugt besteht die Hülse aus vernickeltem Messing. Aus Kostengründen ist es von Vorteil, die Hülse als Stanz-Biegeteil auszubilden, wobei die federnde Wirkung und damit die Anpresskraft nach radial innen von in Umfangsrichtung beabstandeten Laschen bewirkt wird. Die Laschen drücken die Schirmung des Anschlusskabels auf die Außenseite des Kragenabschnitts.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Federhülse vorgesehen, mit der die Schirmung an die Schnittstelle der Applikation weitergegeben wird. Die Federhülse ist über einen Hals der Kontaktkammer aufgezogen und derart ausgebildet, dass sie sowohl nach radial innen als auch nach radial außen federt. Hierfür sind am Innenumfang sowie am Außenumfang der Federhülse in radialer Richtung federnde Laschen vorgesehen. Neben der Schirmübergabe erfüllt die Federhülse noch die Funktion des Toleranzausgleichs in der Schnittstelle zur Applikation aufgrund der am Außenumfang vorgesehenen federnden Laschen. Bevorzugt ist auch die Federhülse als Stanz-Biegeteil, insbesondere aus vernickeltem Messing, ausgebildet. Im montierten Zustand ist die Federhülse konzentrisch zu der Längsmittelachse des buchsenartigen Kontaktes angeordnet.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Umgehäuse für einen bzw. mit mindestens einem zuvor beschriebenen elektrischen Steckverbinder. Aufgrund des Vorsehens eines Umgehäuses für einen oder mehrere elektrische Steckverbinder wird ein modulares Konzept realisiert. So können zwei-, drei oder mehrpolige Steckverbinder durch die Verwendung der entsprechenden Anzahl von zuvor beschriebenen, insbesondere einpoligen, Steckverbindern in einem gemeinsamen Umgehäuse realisiert werden. Auch der Abstand zwischen den Kontaktkammern der Steckverbinder in dem Umgehäuse und somit das Rastmaß kann auf einfache Weise nur durch eine Anpassung des Umgehäuses verändert werden. Modifikationen an den einzelnen Steckverbindern sind nicht notwendig. Das Umgehäuse stellt die passende Geometrie zur Applikationsschnittstelle dar und dient dazu, die Kontaktkammern der elektrischen Steckverbinder mechanisch zu fixieren und gegen Umgebungseinflüsse zu schützen. So kann auch die zu erreichende Schutzklasse gegen Medieneinwirkungen entsprechend der Applikation gewählt werden.
In Weiterbildung der Erfindung besteht das Umgehäuse aus einem gegenüber einem Unterteil abgedichteten Deckel, wobei Unterteil und Deckel bevorzugt miteinander verrastbar sind.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Pilotkontakt vorzusehen. Dieser hat in erster Linie eine Sicherungsfunktion. Über den Pilotkontakt soll an eine Auswerte-Elektronik, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, rückgemeldet werden, ob der im Umgehäuse angeordnete Steckverbinder gesteckt ist oder nicht. Ist der Steckverbinder gesteckt, schaltet die Elektronik die Last auf die Anschlussleitung. Wird der Stecker unbeabsichtigterweise gelöst, wird über die Elektronik der Lastkreis unterbrochen. Die Elektronik kann bevorzugt in der Applikation, insbesondere einem Elektromotor oder Inverter, untergebracht werden. Gemäß einer einfachen Ausgestaltung ist der Pilotkontakt als Kurzschlussbrücke realisiert. Dies bedeutet, dass der Stromkreis der Auswerteeinschaltung im gesteckten Zustand des Steckverbinders geschlossen und im nicht gesteckten Zustand offen ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zur Abdichtung der in die Anschlussleitungsöffnungen des Umgehäuses eingeführten Anschlussleitungen gegenüber dem Gehäuse Radialdichtungen mit einer bevorzugt kreisrunden Durchführungsöffnungen für die Anschlussleitungen vorgesehen. Um eine optimale Dichtwirkung zu gewährleisten, weist die Radialdichtung mindestens zwei in axialer Richtung beabstandete Dichtlamellen zur dichtenden, radialen, umfänglichen Anlage an der Anschlussleitung auf. Sollte durch mechanische Einwirkungen die äußere Dichtlamelle einreißen, werden eindringende Medien durch die zweite Dichtlamelle am Eindringen gehindert, usw. Die Dichtlamellen bilden sozusagen ein Labyrinth für die eindringenden Medien.
Die Dichtwirkung wird über eine Radialpressung der Dichtung erreicht, das heißt der Außendurchmesser der Dichtung ist größer als der Durchmesser der Montageöffnung, also der Anschlussleitungsöffnung in dem Gehäuse und/oder der Innendurchmesser der Durchführungsöffnung für die Anschlussleitung ist kleiner als der Durchmesser der Anschlussleitung.
Bevorzugt ist zur Verriegelung des Umsatzgehäuses ein Verschlusshebel vorgehen, der mit dem Umgehäuse verrastbar ist. Der Verriegelungshebel ist um ein Drehgelenk verdrehbar. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines elektrischen Steckverbinders mit Hülse und Federhülse zur Weitergabe des Schirmkontaktes,
Fig. 2 eine Darstellung des elektrischen Steckverbinders mit angeschlossener geschirmter Leitung gemäß Fig. 1 mit geschnittener Kontaktkammer,
Fig. 3 eine perspektivische und geschnittene Darstellung der Kontaktkammer,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Hülse,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht die Federhülse,
Fig. 6 der Boden eines Umgehäuses für elektrische Steckverbinder mit einem elektrischen Steckverbinder,
Fig. 7 eine perspektivische Rückansicht des geschlossenen Umgehäuses,
und
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Radialdichtung mit mehreren in axialer Richtung beabstandeten Dichtlamellen. In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In Fig. 1 ist ein elektrischer Steckverbinder 1 für Hochstromanwendungen in Hybrid-Fahrzeugen zur Kontaktierung eines Motors oder Inverters gezeigt. Der Steckverbinder 1 umfasst eine Kontaktkammer 2, die aus einem Deckelteil 3 sowie einem Unterteil 4 zusammengesetzt ist. Die Außenfläche 5 des Deckelteils 3 und des Unterteils 4 sind mit einer äußerst dünnen elektrisch leitenden Schicht beschichtet. Diese dient zur Schirmung eines innerhalb der Kontaktkammer 2 in Fig. 2 gezeigten buchsenartigen Kontaktelements 6, das als so genanter RADSOK-Kontakt ausgeführt ist.
Die Kontaktkammer 2 weist eine Einstecköffnung 8 auf, durch die ein pinförmiger Steckkontakt in das Kontaktelement 6 eingeführt werden kann. Die Einstecköffnung 8 ist stirnseitig an einem zylindrischen Halsabschnitt 9 angeordnet, der sich konzentrisch zu der Längsmittelachse 10 des Kontaktelements 6 erstreckt.
Ferner umfasst der Steckverbinder 1 einen Kragenabschnitt 1 1 (siehe Fig. 3) zur Einführung eines Anschlusskabels 12 (siehe Fig. 2). Am Innenumfang des Kragenabschnitts 1 1 sind Erhebungen 13 vorgesehen, die zur Zugentlastung des Anschlusskabels 12 dienen, indem sie sich in die innere Isolation 14 des Anschlusskabels 12 verkrallen. Das Anschlusskabel 12 weist eine Ader 15, 16 zum Anschluss des Kontaktelementes 6 auf, die die gequetschte Kontur nach dem Crimpvorgang anstellt. Radial zwischen der inneren Isolierung 14 und einer äußeren Isolierung 17 ist eine umfangsgeschlossene Kabelschirmung 18, insbesondere ein Metallgeflecht, vorgesehen. Dieses ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, auf den Kragenabschnitt 1 1 vollumfänglich aufgeschoben und stellt somit eine elektrisch leitende Verbindung zur Außenfläche 5 des Steckverbinders 1 her. Die Kabelschirmung 18 wird mit einer in Fig. 1 im montierten Zustand gezeigten radial nach innen federnden Hülse 19 von außen auf die Außenseite des Kragenabschnitts 1 1 gepresst. Die Hülse 19 wird vor der Montage der Anschlussleitung 12 auf diese in axialer Richtung aufgeschoben und nach dem Überstülpen der Kabelschirmung 18 über den Kragenabschnitt 1 1 in die in Fig. 1 gezeigte Montageposition verschoben. Die als Stanz-Biegeteil aus vernickeltem Messing ausgebildete federnde Hülse 19 ist in Fig. 4 perspektivisch dargestellt. Sie besteht aus einem Umfangsring 20 mit in Umfangsrichtung beabstandeten, nach radial innen umgebogenen federnden Laschen 21. Diese drücken die Kabelschirmung 18 auf den Kragenabschnitt 1 1.
Die Oberseite 22 der Seitenwand 23 des Unterteils 4 bildet eine erste, ebene Stoßfläche 24, die an einer gegenüberliegenden ebenen zweiten Stoßfläche 25 im montierten Zustand anliegt. Die zweite Stoßfläche 25 ist an einem im Schnitt L-förmigen Abschnitt 26 des Deckelteils 3 ausgebildet. Die Stoßflächen 24, 25 umlaufen den Steckverbinder 1 nahezu vollständig. Zur Optimierung der EMV sind beide Stoßflächen 24, 25 ebenfalls mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen.
Wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ergibt, ist auf der Außenseite der Kontaktkammer 2 seitlich von den Stoßflächen 24, 25 ein Überlappungswandabschnitt 27 vorgesehen, der an seiner Innenseite 28, also an der den Stoßflächen 24, 25 zugewandten Seite mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet ist. Der Überlappungswandabschnitt 27 bildet einen im rechten Winkel zu der Stoßfläche 25 des L- förmigen Abschnitts 26 angeordneten Schenkel. Dieser verläuft parallel zu der Seitenwand 23 des Unterteils 4. Der Überlappungswandabschnitt 27 schneidet eine gedachte, die Stoßflächen 24, 25 aufnehmende Anlageebene E unter einen rechten Winkel.
Das Deckelteil 3 und das Unterteil 4 sind miteinander verrastet. Hierfür sind mehrere beabstandete, einteilig mit dem Deckelteil 3 ausgebildete Rastarme 29 mit nach innen weisenden Rasthaken vorgesehen. Die Rastarme 29 sind federnd ausgebildet und liegen mit ihrer dem Unterteil 4 zugewandten, mit einer elektrisch leitenden Schicht versehenen Innenseite an dem Unterteil 4 an. Über die Innenseiten der Rastarme 29 sowie über die Stoßflächen 24, 25 wird die elektrisch leitende Verbindung zwischen der elektrisch leitenden Beschichtung des Deckelteils zu der elektrisch leitenden Beschichtung des Unterteils 4 hergestellt.
Zusätzlich ist auf jeder Seite des Steckverbinders 1 eine federnde Lasche 30 vorgesehen, die einstückig mit dem Deckelteil 3 ausgebildet ist. Die Laschen 30 sind metallisiert und tauchen beim Zusammenstecken der Kontaktkammer 2 in einen elektrisch leitend beschichteten Trichter 3 1 im Unterteil 4 ein. Durch die Federwirkung drücken sich die Laschen 30 gegen die Wände der Trichter 31 und sorgen so für einen elektrischen Kontakt. Zur Weitergabe des Schirmkontakts an die Schnittstelle der Applikation ist eine Federhülse 32 vorgesehen, die, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, auf den Halsabschnitt 9 aufgeschoben und damit koaxial zur Längsmittelachse 10 des Kontaktelements 6 angeordnet ist. Die Federhülse 32 ist in Fig. 5 im Detail gezeigt. Sie weist einen Ringabschnitt 33 auf, an den nach innen sowie nach außen umgebogene Laschen 34, 35 angeformt sind. Mit den nach innen umgebogenen Laschen 34 klemmt sich die Federhülse 32 am Halsabschnitt der Kontaktkammer 2 fest und stellt den elektrischen Kontakt zur Außenfläche 5 der Kontaktkammer 2 her. Die äußeren Laschen 35 dienen zur Herstellung des Schirmkontaktes zur Schnittstelle der Applikation. Ferner wird durch die äußeren in radialer Richtung federnden Laschen 35 ein Toleranzausgleich in der Schnittstelle gewährleistet. Bevorzugt ist die Federhülse 32 ebenso wie die Hülse 19 als Stanz-Biegeteil, bevorzugt aus vernickeltem Messing, ausgebildet.
Die Kabelschirmung 18 ist also über den Kragenabschnitt 1 1 an die Außenfläche 5 des Deckelteils 3 sowie des Unterteils 4 angebunden. Der Schirmkontakt wird über die Federhülse 32 an die Schnittstelle der Applikation weitergegeben. Zur sicheren Fixierung der Kabelschirmung 18 auf den Kragenabschnitt 1 1 dient die federnde Hülse 19.
In Fig. 6 ist ein Unterteil 36 eines in Fig. 7 vollständig dargestellten Umgehäuses 37 für in diesem Ausführungsbeispiel drei elektrische Steckverbinder 1 dargestellt. Mithilfe des Umgehäuses 37 kann in diesem Ausführungsbeispiel ein dreipoliger Stecker hergestellt werden. Durch Anpassung des Umgehäuses 37 kann das Rastmaß des mehrpoligen Steckers an die kontaktierende Schnittstelle angepasst werden. In das Unterteil 36 werden die elektrischen Steckverbinder 1 eingelegt. Um die Steckverbinder 1 gegen Verdrehen zu sichern, verfügt das Unterteil 36 über dies verhindernde, an den Kontaktkammern 2 seitlich anliegende Führungen 38. Eine Erhebung 39 dient zur Aufnahme eines Pilotkontakts. Die Durchführung des Pilotkontakts hin zur Schnittstelle dient als Kodierung des aus Umgehäuse 37 und den Steckverbindern 1 bestehenden Steckers.
In dem Unterteil 36 sind drei beabstandete Durchstecköffnungen 40 zur Durchführung der Halsabschnitte 9 der Steckverbinder 1 vorgesehen. Der Bereich um die nach außen ragenden Halsabschnitte und somit die Schnittstelle der Applikation ist seitlich von einem Kragenabschnitt 41 geschützt.
Ferner verfügt das Unterteil 36 über drei Anschlussleitungsöffnungen 42, wobei jedem Steckverbinder 1 eine Anschlussleitungsöffnung 42 zugeordnet ist. Die Querschnittsflächen der Anschlussleitungsöffnungen 42 sind rechtwinklig zu den Querschnittsflächen der Durchstecköffnungen 40 angeordnet. Durch die Anschlussleitungsöffnungen 42 können Anschlussleitungen 12 durchgeführt werden. In den Anschlussleitungsöffnungen 42 sind Radialdichtungen 43 angeordnet. Eine solche Radialdichtung 43 ist in Fig. 8 perspektivisch dargestellt. Diese weist in diesem Ausführungsbeispiel vier in axialer Richtung beabstandete Dichtlamellen 44 zur dichtenden Anlage an der äußeren Isolierung 17 der Anschlussleitung 12 auf.
Auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Unterteils 36 sind jeweils drei Rastnasen 45, 46, 47 angeordnet. Die beiden Rastnasen 45, 46 dienen zur Verrastung mit dem in Fig. 7 gezeigten Deckel 48. Die Rastnase 47 dient zur Verrastung mit dem in Fig. 7 dargestellten Verschlusshebel 49, der verdrehbar an dem Deckel 48 gehalten ist.
Die Abdichtung des Deckels 48 gegenüber dem Unterteil 36 erfolgt über in einer Nut angeordnete Dichtschnur 50.
Elektrischer Steckverbinder
Bezugszeichenliste
elektrischer Steckverbinder
Kontaktkammer
Deckelteil
Unterteil
Außenfläche
Kontaktelement
Kunststoffhülsel
Einstecköffnung
Halsabschnitt
Längsmittelachse
Kragenabschnitt
Anschlussleitung
Erhebung innere Isolation
Ader
Ader
Außenisolierung
Kabelschirmung federnde Hülse
Umfangsring
Laschen
Oberseite
Seitenwand
Stoßfläche
Stoßfläche
L-förmiger Abschnitt
Üb erlappungs wandabschnitt
Innenseite
Rastarm federnde Lasche
Trichter
Federhülse
Ringabschnitt
Laschen
Laschen
Unterteil
Umgehäuse
Führungen
Erhebung
Durchstecköffnung
Kragenabschnitt Anschlussleitungsöffnungen
Radialdichtungen
Dichtlamellen
Rastnasen
Rastnasen
Rastnasen
Deckel
Verschlusshebel
Dichtschnur
Anlageebene

Claims

Elektrischer Steckverbinder Patentansprüche
1. Elektrischer Steckverbinder (1) mit einem buchsenartigen Kontaktelement (6), das in einer mindestens zwei mit jeweils mindestens einer Stoßfläche (24, 25) aneinander anliegende Kammertteile (3, 4) umfassenden Kontaktkammer (2) aus Kunststoff mit einer Einstecköffnung (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (5) der Kontaktkammer (2) vollflächig mit einer elektrisch leitendenden Schicht beschichtet ist, und dass die Stoßflächen (24, 25) auf der Außenseite der Kontaktkammer (2) seitlich von einem Überlappungswandabschnitt (27) überlappt sind, und dass die den Stoßflächen (24, 25) zugewandte Seite (28) des Überlappungswandabschnitts (27) ebenfalls mit einer leitenden Schicht beschichtet ist.
2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßflächen (24, 25) mit einer leitenden Schicht beschichtet sind.
3. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein an der Außenfläche (5) mindestens eines der Kammerteile (3, 4) anliegender federnder Arm (29, 30), vorzugsweise Rastarm (29), vorgesehen ist, der an seiner Anlageseite mit einer leitenden Schicht beschichtet ist.
4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Schicht als Metallisierungsschicht ausgebildet ist.
5. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckverbinder (1) einen Kragenabschnitt (11), vorzugsweise mit kreisförmigem Außenquerschnitt, zur äußeren, insbesondere vollumfänglichen Anlage der Schirmung (18) eines Anschlusskabels (12) aufweist.
6. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial federnde, insbesondere metallische, Hülse (19) zum Anpressen der Schirmung (18) des Anschlusskabels (12) an den Kragenabschnitt (11) vorgesehen ist.
7. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die federnde Wirkung der Hülse durch in radialer Richtung federnde und in Umfangsrichtung beabstandete Laschen (21) hervorgerufen ist.
8. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine nach radial innen sowie radial außen federnde, elektrisch leitende Federhülse (32), vorzugsweise aus Metall, zur Schirmweitergabe vorgesehen ist.
9. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (32) konzentrisch zur Längsmittelachse (10) des Kontaktelements (6) im Bereich der Einstecköffnung (8) angeordnet ist.
10. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung der federnden Wirkung der Federhülse in radialer Richtung federnde, radial innere und äußere, jeweils in Umfangsrichtung beabstandete Laschen (34, 35) vorgesehen sind.
11. Umgehäuse (37), insbesondere aus Kunststoff, mit mindestens einen elektrischen Steckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer Durchstecköffnung (40) für den Steckverbinder (1) zur Verbindung des Steckverbinders (1) mit einer Applikationsschnittstelle sowie mit mindestens einer Anschlussleitungsöffnung (42) zur Durchführung einer mit dem Steckverbinder (1) verbundenen elektrischen Anschlussleitung (12).
12. Umgehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehäuse (37) einen Deckel (48) sowie einen mittels einer umlaufenden Dichtung (50) gegenüber dem Deckel (48) abgedichteten, vorzugsweise verrastbaren, Unterteil (36) umfasst.
13. Umgehäuse nach einem der Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Pilotkontakt vorgesehen ist, über den feststellbar ist, ob der Steckverbinder (1) gesteckt ist.
14. Umgehäuse nach einem der Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Umgehäuses (37) gegenüber einer in die Anschlussleitungsöffnung (42) eingeführten Anschlussleitung (12) eine Radialdichtung (43) mit einer Durchführungsöffnung zur Durchführung der Anschlussleitung (12) vorgesehen ist, und dass die Radialdichtung (43) mehrere in axialer Richtung beabstandete Dichtlamellen (44) zur dichtenden Anlage an der Anschlussleitung (12) aufweist.
15. Umgehäuse nach einem der Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Umgehäuse (37) verrastbarer, an dem Umgehäuse angelenkter Verschlusshebel (49) vorgesehen ist.
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