EP3437159A1 - Steckeraufnahme mit kontaktfedern zur verbindung mit einer leiterplatte - Google Patents

Steckeraufnahme mit kontaktfedern zur verbindung mit einer leiterplatte

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EP3437159A1
EP3437159A1 EP17713228.9A EP17713228A EP3437159A1 EP 3437159 A1 EP3437159 A1 EP 3437159A1 EP 17713228 A EP17713228 A EP 17713228A EP 3437159 A1 EP3437159 A1 EP 3437159A1
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EP
European Patent Office
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plug
conductor
receptacle
connector
lever
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17713228.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Björn Pucher
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.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
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
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP3437159A1 publication Critical patent/EP3437159A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01R13/7033—Shorting, shunting or bussing of different terminals interrupted or effected on engagement of coupling part, e.g. for ESD protection, line continuity making use of elastic extensions of the terminals
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    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09145—Edge details

Definitions

  • the present invention relates to a plug receptacle and a plug for an electrical plug connection and an electrical plug connection, in particular a plug receptacle and a plug for an electrical plug connection, which can be releasably connected to each other.
  • plug-in connections for contacting printed circuit boards are used, with which electrical signals can be transmitted and / or a power supply can be ensured.
  • the circuit boards can have any number of electrical poles.
  • printed circuit boards are known with a direct connector, such as the type 35 plug recording from Lumberg. Due to occurring temperature changes of the connectors may cause relative movement between the metallic conductor in the plug and the metallic support surface on the circuit board. These relative movements are mainly due to the different thermal expansion behavior of the materials used and can cause fretting corrosion, which can unnecessarily increase the electrical resistance of the contact. Furthermore, a reliable electrical contact between the plug receptacle and the plug can then no longer be guaranteed.
  • a plug receptacle for an electrical plug connection for connection to a plug having at least one electrical plug conductor is disclosed.
  • the at least one plug conductor comprises a Contact area for electrical connection to the plug receptacle.
  • the connector receptacle according to the invention has a housing in which a plug-in region is provided in which the plug can be detachably inserted, at least one rigidly arranged in the housing electrical Steckerabilityleiter and floating in the housing arranged electrical connection conductor, which is adapted to the at least one connector receiving conductor electrically connect to the at least one connector conductor and to exert on the contact region of the connector a substantially orthogonal thereto extending connection force when the plug is inserted into the insertion region.
  • the substantially orthogonal to the contact area connecting force can further be ⁇ least partially establish a positive connection between the connection conductor and the connector conductors.
  • a floating arrangement of the connecting conductor describes an arrangement in which the connecting conductor is permanently and firmly attached to no further element of the plug-in connection and consequently is essentially loosely located in the housing.
  • ⁇ play designed as a spiral spring Verbin ⁇ earth conductor can indeed be biased in a direction orthogonal to the insertion direction, but has other along
  • connection conductor moves, for example, when vibrations occur together with the inserted plug, so that friction corrosion occurring in the electrical contact areas can be prevented.
  • the plug receptacle according to the invention has a locking element arranged linearly movably in the housing, which locking element is connected to the connecting conductor in FIG Interaction is and between a locking position in which the plug with the connector receptacle (100) is firmly connected, and an unlocked position along a linear path of movement is movable, in which the plug from the plug receptacle is releasable.
  • the linear movement path of the locking element extends substantially orthogonal to the Ste ⁇ ckerleiter.
  • the connector receptacle according to the invention has a shaft arranged in the housing with a lever rigidly arranged thereon, which interacts with the connection conductor and between a locking position in which the plug is firmly connectable to the plug receptacle, and an unlocking ⁇ position is movable, in which the plug is detachable from the plug receptacle.
  • the rotatable shaft with the rigidly attached lever is an arresting device for the plug when it is plugged into the insertion region of the housing. Consequently, a rotational locking is provided thereby.
  • the electrical connection conductor is an electrically conductive coil spring. Due to the spring force of the coil spring, the necessary
  • connection force for an at least partial adhesion between the connecting conductor and the connector conductor are generated.
  • the spiral spring between the plug-receiving conductor and the connector conductor is arranged floating in the housing so that it is at least partially biased in the installed state and thus can exert the substantially or ⁇ thogonal connecting force on the contact area of the plug. Furthermore, by the floating arrangement or storage of the connecting conductor at least partially n
  • connection conductor 5 can be ensured that thermal expansion changes can be compensated by elastic deformation of the connection conductor without causing a relative movement in the contact points to the connector conductor and / or connector receiving conductor. As a result, fretting corrosion at the contact region between the connecting conductor and the plug conductor can be reduced and even partially avoided.
  • the lever has a passage opening, through which the electrical connection conductor extends at least partially, and an an ⁇ impact surface at least partially surrounding one end of the passage opening.
  • the coil spring has a first region with a first diameter and a second region with a second diameter which is smaller than the first diameter.
  • one end of the first region, which is connected to the second region is preferably designed to contact the abutment surface when the lever is in the locking position, and the second region preferably extends through the through-opening of the lever. In this way, the interaction between the lever and the connecting conductor is implemented in the form of the spiral spring.
  • the Spi ⁇ cal spring can be at least partially compressed by a rotation of the lever and thus be detached from the connector conductor. Due to the bias voltage, the first region of the connection conductor is designed to urge and bias the lever at least partially into the locking position, in which the pretensioning force of the first region acts on the abutment surface.
  • the lever has a first locking portion, which is adapted to releasably engage with a second locking portion arranged on the plug when the lever in the r
  • the first locking portion is a projection provided on the lever, which is designed to at least partially protrude into the formed in the form of a recess second locking portion when the plug is inserted in the insertion and the lever is in the locking position.
  • the housing is formed from a first housing element and a second housing element which is displaceably arranged relative to the first housing element and which is displaceable between a blocking position and a release position.
  • the first housing element has the insertion region and is designed to at least partially receive the plug.
  • the second housing element is adapted to lock in the blocking position, the rotational mobility of the shaft with the lever located in the locking position and thus to prevent the first locking portion of the lever from the second locking ⁇ section of the plug can be solved when the plug in the plug receptacle is inserted.
  • the second housing element In the release position, the second housing element is adapted to release the rotational mobility of the shaft with the lever, so that a release of the plug is made possible from the connector receptacle.
  • the second housing element can be displaced relative to the first housing element, preferably along a linear trajectory, so that the rotational mobility of the shaft is blocked and thus a secure and permanent connection can be made between the plug and the plug receptacle.
  • a plug for an electrical plug connection for connection to a plug receptacle having at least one electrical plug receiving conductor.
  • the connector receptacle has a lever arranged on a rotatable shaft with a first locking portion.
  • the plug according to the invention comprises a substantially plate-shaped body, which is adapted to be moved between an unplugged position in which the plate-shaped body is detached from the plug receptacle, and an inserted position, in which the plate-shaped body in the plug receptacle inserted and electrically connected to the connector receiving conductor.
  • the plug according to the invention further comprises at least one provided on the plate-shaped body second locking portion which is adapted to engage the first Verriege ⁇ ment section, when the plate-shaped body is in the inserted position.
  • the at least one second Verriegelungsab ⁇ cut an opening provided in the plate-shaped body recess which is adapted to receive at ⁇ least partially the formed in the form of a projection on the lever first locking portion and thus to prevent disengagement of the plug from the connecting.
  • the plug has at least one formed in the plate-shaped body positio ⁇ n ists founded which is adapted to position the plug relative to the connector receptacle.
  • the positioning device is formed in the form of recesses, which during an insertion of the plug in the Plug receptacle on the plug receptacle provided projections at least partially record and thus can realize the relative posi ⁇ oning between the plug and the plug receptacle.
  • a connector in another aspect of the present disclosure, includes an inventive Ste ⁇ sugar intake and a connector according to the invention.
  • Fig. 1 is a perspective view of an inventive
  • Fig. 2 is a perspective view of an inventive
  • Fig. 3 is a sectional view of an inventive Ste ⁇ sugar pickup
  • Fig. 4 represents the sectional view of Fig. 3, in which a plug according to the invention from the unplugged
  • FIG. 5 The sectional view of Figure 5 shows at which the plug of the invention in the fully inserted ⁇ position
  • Fig. 6 is a further sectional view of an inventive
  • Connector receptacle shows, in which a erfin ⁇ according to the plug is in the inserted position
  • Is Fig. 7A is another sectional view of a connector according to the invention, in which the plug according to the invention is in the inserted position and the housing member is in the free ⁇ transfer position
  • a perspective view of the connector of FIG. 7A shows the sectional view of Fig. 7A shows, in which the plug according to the invention is in the inserted position and the housing element is in the blocking position
  • Fig. 1 illustrates an inventive electrical connector 10 according to an embodiment.
  • Plug connection 10 has a plug receptacle 100 and a plug 200, which can be releasably connected to the plug receptacle 100.
  • connecting lines 20, 30 are furthermore shown by way of example, which are connected to the plug receptacle 100 and are designed to transmit signals and / or to conduct electrical current.
  • the connecting leads 20, 30 are electrically connected to at least one plug-receiving conductor 102 (see FIG. 3).
  • the plug 200 has a plate-shaped body 210 on which, in the example shown in FIG. 1, a first plug conductor 202 and a second plug conductor 204 are arranged.
  • the plate-shaped body 210 may, for example, a Lei ⁇ terplatte (printed circuit board) may be, in which the electrical Plug conductor 202, 204 are printed in any form.
  • the plug 200 may also not explicitly shown further electrical components, such as coils, capacitors, relays, diodes and / or other known electrical components.
  • the plug 200 is fixedly arranged and the plug-in receptacle 100 is moved relative to the plug 200 in such a way that the plate-shaped body 210 is received in the plug receptacle 100.
  • the plug-in receptacle 100 is fixedly arranged and the plug 200 is moved in such a way that it is plugged into the plug-in receptacle 100.
  • both the plug receptacle 100 and the plug 200 are movable, that is, not stationary, arranged and can be moved to each other such that the plug 200 is inserted into the plug receptacle 100.
  • the first plug conductor 202 has a first contact region 203 and the second plug conductor 204 has a second contact region 205.
  • the first and second contact regions 203, 205 are each designed to come into electrically conductive contact with a connecting conductor 140 (see FIG. 3) arranged in the housing 110 of the plug receptacle 100 when the plug 200 is completely inserted into the plug receptacle 100.
  • the plug 200 can be plugged into the plug receptacle 100 along a plug-in direction 40 (see arrow in FIG. 1), whereby an electrical connection between the connecting leads 20, 30 and the plug leads 202, 204 can be established.
  • plug 200 is an integral part of direct molded or molded circuit boards used in electronic controls for sensors and circuits Serve actuators and must be electrically contacted at elevated Temperaturcicanforde ⁇ ments.
  • the connector is a printed circuit board equipped with LEDs in driving ⁇ generating lighting units.
  • the plug receptacle 100 has a housing 110, which is formed from a first housing element 112 and a second housing element 114.
  • the second housing member 114 (see Figure 8B at ⁇ play, Fig.) Relative to the first housing member 112 between a release pitch (for example, see Fig. 7B) and a blocking position moved.
  • a plug 200 according to the invention is shown with the plate-shaped body 210, to which the first connection conductor 202 and the second connection conductor 204 are applied. 2 that the plug 200 has a locking portion 220 provided on the plate-shaped body 210, which in the example shown in the drawings is in the form of a recess extending between the first connecting plug conductor 202 and the first plug connector 202 second plug conductor 204 is arranged.
  • the locking portion 220 is configured to engage with a locking portion 136 provided on the plug receptacle 100 (see, for example, FIG. 3) when the plug 200 is plugged into the receptacle 100, which will be described later.
  • the plug 200 has a positioning means 230, which is formed in the example shown in the drawings of a first slot 232 and a second slot 234.
  • the Positionin ⁇ inference device 230 is arranged to connect respective projections or ribs (not explicitly shown in the drawings) to take, which are provided on the housing 110th
  • the positioning device 230 is designed to be used during Inserting the plug 200 in the connector receptacle 100 to make a relative positioning of the plug 200 relative to Stecke ⁇ rfact 100 and to ensure that the plug 200 is properly connected to the connector receptacle 100.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the plug receptacle 100, which is made essentially parallel to the plug-in direction 40 and into which no plug 200 has yet been inserted.
  • an electrical connector receiving conductor 102 is further arranged rigidly, which is adapted to produce an electrical Ver ⁇ bond to the connecting conductors 20, 30.
  • the plug-receiving conductor 102 is a stamped contact embedded in the first housing element 112.
  • a shaft 120 is further rotatably disposed on which a lever 130 is rigidly mounted.
  • the lever 130 extends antiparallel to the insertion direction 40.
  • the lever 130 is movable between a locking position (see FIG.
  • the locking element preferably moves orthogonal to the plug conductor 202, 204th
  • the first housing element 112 has an insertion region 113, into which the plug 200 can be inserted along the insertion direction 40.
  • the insertion area 113 has a shape that essentially corresponds to the shape of the plug 200, so that the plug 200 can be positioned in the insertion area 113.
  • the plug receptacle 100 furthermore has an electrical connecting conductor 140, which is floating in the first housing element 112 and interacts with the lever 130.
  • the electrical connection conductor is in the form of an electrically conductive and elastic coil spring 140 and disposed within the first housing member 112.
  • connection conductor 140 describes an arrangement in which the connection conductor 140 is fixedly attached to no further element of the connector 10 and thus is substantially loose in the housing.
  • connection conductor 140 designed as a coil spring 140 Verbin ⁇ earth conductor 3, although in a direction (in the Fig., The
  • Top-bottom direction orthogonal to the insertion direction 40 (ie, the connection conductor 140 abuts the male-female conductor 102 and the lever 130), but has a certain free play along directions orthogonal to this direction.
  • This match allows the coil spring 140 to move, for example, when occurring Vibra ⁇ functions together with the inserted plug 140, thereby appearing in the contact areas 203, 205 frictional corrosion can be prevented.
  • the connecting conductor 140 is arranged floating in the housing 110 in such a way that one end of the electrical Connecting conductor 140 is permanently in electrical contact with the connector receiving conductor 102.
  • the connection conductor 140 is at least partially biased so that one end of the electrical connection conductor 140 is permanently in electrical contact with the connector receiving conductor 102. Consequently, current can flow and / or signals can be transmitted between the plug receiving conductor 102 and the connecting conductor 140.
  • the connecting conductor 140 designed as a spiral spring has a first region 142 with a first diameter D1 and a second region 142 with a second diameter D2, which is smaller than the first diameter D1.
  • the first region 142 preferably merges into the second region 144.
  • the first region 142 is in contact with the plug receiving conductor 102.
  • a through-hole 132 is formed, through which the second region 144 of the electrical connection conductor 140 extends. Further, an end of the through hole 132 (in the embodiment shown in the drawings, the upper end of the through hole 132) is at least partially surrounded by a stopper surface 134 formed to partially contact the lower end of the first portion 142 of the electrical connection conductor 140 to get.
  • the first region 142 between the Stecker ⁇ rfactleiter 102 and the lever 130 is arranged floating and at least partially biased, so that the first portion 142 of the coil spring 140 at least partially urges the lever 130 in the locked position and the lever 130, more precisely, a formed locking portion 136, rests against the bottom 116 of the housing.
  • the lever 130 includes the locking portion 136 formed, for example, in the form of a downwardly projecting protrusion.
  • FIG. 3 of the Verrie ⁇ gelungsabites 136 is essentially triangular and has a first edge 137 and a second edge 139 on.
  • the first edge 137 is adapted, during a plugging operation of the plug 200 into the insertion region 113 with a front end of the plug 200, in particular the plate-shaped body 210, to be in contact and pushed upwards, whereby the lever 130 together with the Shaft 120 rotates (see Fig. 4).
  • the second edge 139 is configured to be in contact with a front edge of the second locking portion 120 in a Aussteckvorgang of the plug 200 from the Einsteck Scheme 113 and pressed upwards, whereby the lever 130 together with the shaft 120 rotates.
  • FIG. 4 there is shown a situation in which a plug 200 (see FIG. 2) is begun to be plugged into the receptacle 100.
  • the electrical connection conductor 140 is at this time in the position shown in FIG. 3, so that the first region 142 of the electrical connection conductor 140 bears against the stop surface 134 of the lever 130.
  • the plug 200 If, according to FIG. 4, the plug 200 is inserted, a front end of the plug 200 initially comes into contact with the obliquely falling first edge 137 of the locking section 136 and urges the lever 130 upwards. This causes rotation of the shaft 120. In the position shown in FIG. 4, the lever 130 is in its unlocking position, in which a further insertion of the plug 200 is made possible.
  • the coil spring 140 is further compressed and at least from the bottom 116 of the housing partially removed. This enlarges the insertion region 136 and the plug 200 can continue to be inserted.
  • the connection conductor 140 remains permanently in electrical contact with the plug receptacle 102.
  • protrusion 136 protrudes into recess 220. Due to the biasing force applied to the lever 130 in FIG. 4 by the coil spring 40, the lever 130 automatically moves back to its locking position when the recess 220 is directly below it (see FIG. 5).
  • the plug 200 is in the fully inserted position, in which the second portion 144 of the connection conductor 140 to be respectively ⁇ parent contact portion 203, 205 of the respective connector conductor 202, 204 is in electrical contact.
  • FIG. 6 which shows a cross-sectional view of FIG. 5 offset and parallel section, in this position, the lever 130 is in the locked position and the locking portion 136 is again, as shown in FIG. 3, at the bottom 116 of the housing 110 at.
  • connection conductor 140 is further compressed at least partially si 5 ⁇ cherographic is in the Fig., That an electrical contact between the connection conductor 140 and the connector conductors 202, it is ensured 204th Due to the precompression of the coil spring 140 is applied to the respective contact portion 203, 205 of the connector conductor 202, 204 a substantially orthogonal thereto connecting force (curve of the connecting force in the Fig. 5 in the top-bottom direction) exerted. This connection force causes at least partially a frictional engagement between the
  • the connecting conductor 140 is arranged at least partially floating within the housing and is held at least partially in position only by the second region 144 projecting through the passage opening 132.
  • the floating arrangement of the connecting conductor 140 within the housing 110 ge ⁇ ensures an at least partially compensate for any thermal expansions of the electrical elements, whereby fretting corrosion at the contact point between the connection conductor 140 and the connector conductors 202, 204 can be at least partially avoided.
  • the connecting force of the coil spring 140 becomes a durable and reliable
  • the number of plug conductors 202, 204 can correspond to the number of connecting conductors 140. That is, the plug receptacle 100 shown by way of example in the drawings has a total of two connecting conductors 140, which are designed according to FIGS. 3 to 6 and can make electrical contact with an associated plug conductor 202, 204.
  • FIGS. 7A, 7B, 8A, 8B show different positions of the housing 110.
  • FIG. 7A shows the second housing element 114 in the release position, in which a rotational movement of the shaft 120 is made possible.
  • the lever 130 In the release position of the second Accordingly, the housing element 114, the lever 130 can be rotated so that a plug 200 can be plugged into the plug receptacle 100 at all. Due to z. B. vibrations, it may happen that the plug 200 unintentionally releases from the connector receptacle 100, since the vibration forces exceed the pre ⁇ clamping force of the connecting conductor 140 and thus can cause a movement of the lever 130 and then the locking portion 136 from the locking portion 120th can solve.
  • the second housing element 114 is displaceable from the release position into a blocking position (see FIGS. 8A and 8B). In this case, the housing element 114 is displaced substantially counter to the insertion direction 40 of the plug and causes a blockage of the rotational movement of the shaft 120 and of the lever 130.
  • the housing 114 at least partially shifts along the lever 130 and thus blocks the rotational movement of the lever 130. In this position, moreover, a rotational movement of the shaft 120 is locked and consequently also the Verriegelunsabêt 136 of the lever 130 can not detach from the locking portion 220 of the plug 200, whereby a permanent and reliable connection between the plug receptacle 100 and the plug 200 can be ensured.
  • an overlap length L between a blocking portion 115 of the housing member 114 and the lever 130 ( Figure 8A see Fig.) Is determined by the displacement of the second Gezzau ⁇ soul ments 114 in the blocking position manufactured, whereby the rotational movement of the lever is mechanically locked 130.
  • the second housing element 114 can again be moved out of its blocking position (see FIG. 8B) into the release position (see FIG. 7B). Thereupon, the plug 200 can be pulled out against the insertion direction 40.
  • a front end of the recess 120 with the second edge 139 of the locking portion 136 in contact and causes further pulling out an upward movement of the lever 130, which thus comes from its locking position (see FIG.
  • a translatory locking can be provided such that instead of the lever 130 and the shaft 120 in the housing 110 linearly movable on ⁇ sorted locking element (not shown) can be provided which upon insertion of the plug 200 linearly (and substantially orthogonal to the plug conductor 202, 204) moves upward (similar to the movement of the lever 130 upwards in FIG. 4) and engages in the recess 220 during engagement.
  • the locking portion 136 may be identical to the embodiment shown in the drawings with rotational locking by lever 130 and shaft 120.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einem zumindest einen elektrischen Steckerleiter aufweisenden Stecker (200), wobei der zumindest eine Steckerleiter (202, 204) einen Kontaktbereich zur elektrischen Verbindung mit der Steckeraufnahme (100) umfasst. Die offenbarte Steckeraufnahme (100) weist ein Gehäuse (110), das einen Einsteckbereich (113) hat, in den der Stecker (200) lösbar einsteckbar ist, zumindest einen im Gehäuse (110) starr angeordneten elektrischen Steckeraufnahmeleiter (102) und einen im Gehäuse (110) schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter (140) auf, der dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Steckeraufnahmeleiter (102) mit dem zumindest einen Steckerleiter elektrisch zu verbinden und auf den Kontaktbereich des zumindest einen Steckerleiters eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft auszuüben, wenn der Stecker (200) in den Einsteckbereich (113) eingesteckt ist.

Description

Beschreibung
STECKERAUFNAHME MIT KONTAKTFEDERN ZUR VERBINDUNG MIT EINER LEITERPLATTE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische Steckverbindung sowie eine elektrische Steckverbindung, insbesondere eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische Steckverbindung, die lösbar miteinander verbunden werden können.
Üblicherweise kommen Steckverbindungen zur Kontaktierung von Leiterplatten zum Einsatz, mit denen elektrische Signale übertragen und/oder eine Stromversorgung sichergestellt werden kann. Die Leiterplatten können dabei eine beliebige Anzahl elektrischer Pole aufweisen. So sind beispielsweise Leiterplatten mit einem Direktsteckverbinder bekannt, wie beispielsweise die Typ35-Steckeraufnähme der Firma Lumberg. Aufgrund von auftretenden Temperaturänderungen der Steckverbindungen kann es zu Relativbewegungen zwischen dem metallischen Leiter im Stecker und der metallischen Auflagefläche auf der Leiterplatte kommen. Diese Relativbewegungen sind überwiegend dem unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten der verwendeten Materialien geschuldet und können Reibkorrosion verursachen, die den elektrischen Widerstand der Kontaktierung unnötig erhöhen können. Ferner kann daraufhin ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen der Steckeraufnahme und dem Stecker nicht mehr gewährleistet werden.
Ferner ist es bekannt, Kontaktierungen von Leiterplatten mit Steckverbindungen auch bei hohen Anforderungen an Temperaturwechselfestigkeit mittels einer indirekten Verbindung einzusetzen. Dabei werden zusätzliche Kontaktstifte auf der Leiterplatte befestigt, beispielsweise durch Lötverbindungen, die meist in einem Rahmenelement angeordnet und fixiert sind. Auf diese zusätzlichen Kontaktstifte kann der Stecker aufgesteckt werden, wobei die in diesem Fall die thermischen Ausdeh- nungskoeffizienten der kraftübertragenden Komponenten und die Flexibilität der Kontaktstifte die unerwünschten Relativbe¬ wegungen in den elektrischen Kontaktflächen ausreichend reduzieren können. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische
Steckverbindung vorzusehen, die eine verbesserte Temperaturwechselfestigkeit aufweisen und eine elektrische Verbindung dauerhaft gewährleisten können.
Diese Aufgabe wird mit einer Steckeraufnahme gemäß dem Anspruch 1 und einem Stecker gemäß dem Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die von thermischen Geometrieveränderungen verursachten Kräfte konstruktiv derart umzuleiten, dass die Kräfte im elektrischen Kontaktpunkt, welche die Haftreibung an dieser Stelle überwinden könnten, im Wesentlichen orthogonal zur Kontaktfläche wirken. Dadurch kann eine thermisch bedingte Relativbewegung zwischen den elektrischen Kontakten, beispielsweise zwischen dem Steckeraufnahmeleiter und dem Steckerleiter, vermieden werden, was zu einer Reduktion der Reibkorrosion an den elektrischen Kontaktpunkten führen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steckeraufnahme für eine elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einem zumindest einen elektrischen Steckerleiter aufweisenden Stecker offenbart. Der zumindest eine Steckerleiter umfasst einen Kontaktbereich zur elektrischen Verbindung mit der Steckeraufnahme. Die erfindungsgemäße Steckeraufnahme weist ein Gehäuse, in dem ein Einsteckbereich vorgesehen ist, in den der Stecker lösbar eingesteckt werden kann, zumindest einen im Gehäuse starr angeordneten elektrischen Steckeraufnahmeleiter und einen im Gehäuse schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter auf, der dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Steckeraufnahmeleiter mit dem zumindest einen Steckerleiter elektrisch zu verbinden und auf den Kontaktbereich des Steckers eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft auszuüben, wenn der Stecker in den Einsteckbereich eingesteckt ist. Die im Wesentlichen orthogonal zum Kontaktbereich verlaufende Verbindungskraft kann ferner zu¬ mindest teilweise eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsleiter und dem Steckerleiter herstellen.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt eine schwimmende Anordnung des Verbindungsleiters eine Anordnung, bei der der Verbindungsleiter an keinem weiteren Element der Steckverbindung dauerhaft und fest angebracht ist und sich folglich im Wesentlichen lose im Gehäuse befindet. Bei¬ spielsweise kann der als Spiralfeder ausgebildete Verbin¬ dungsleiter zwar in einer Richtung orthogonal zur Einsteckrichtung vorgespannt sein, weist jedoch entlang anderen
Richtungen, die orthogonal zu dieser Richtung verlaufen, ein gewisses freies Spiel auf. Dieses Spiel ermöglicht es dem Verbindungsleiter, sich beispielsweise bei auftretenden Vibrationen gemeinsam mit dem eingesteckten Stecker zu bewegen, damit in den elektrischen Kontaktbereichen auftretende Reib- korrosionen verhindert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Steckeraufnahme ein im Gehäuse linear bewegbar angeordnetes Verriegelungselement auf, das mit dem Verbindungsleiter in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker mit der Steckeraufnahme (100) fest verbindbar ist, und einer Entriegelungsstellung entlang einer linearen Bewegungsbahn bewegbar ist, in der der Stecker von der Ste- ckeraufnähme lösbar ist. In einer solchen bevorzugten Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die lineare Bewegungsbahn des Verriegelungselements im Wesentlichen orthogonal zum Ste¬ ckerleiter verläuft. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Steckeraufnahme eine im Gehäuse angeordneten Welle mit einem daran starr angeordneten Hebel auf, der mit dem Verbindungsleiter in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker mit der Ste- ckeraufnahme fest verbindbar ist, und einer Entriegelungs¬ stellung bewegbar ist, in der der Stecker von der Steckaufnahme lösbar ist. In einer derart bevorzugten Ausgestaltung stellt die drehbare Welle mit dem daran starr angebrachten Hebel eine Arrietiervorrichtung für den Stecker dar, wenn dieser in den Einsteckbereich des Gehäuses eingesteckt ist. Folglich ist dadurch eine rotatorische Verriegelung vorgesehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der elektrische Verbindungsleiter eine elektrisch leitende Spiralfeder. Durch die Federkraft der Spiralfeder kann die notwendige
Verbindungskraft für einen zumindest teilweisen Kraftschluss zwischen dem Verbindungsleiter und dem Steckerleiter erzeugt werden. Insbesondere ist die Spiralfeder zwischen dem Steckeraufnahmeleiter und dem Steckerleiter derart schwimmend im Gehäuse angeordnet, dass diese im eingebauten Zustand zumindest teilweise vorgespannt ist und somit die im Wesentlichen or¬ thogonal verlaufende Verbindungskraft auf den Kontaktbereich des Steckers ausüben kann. Ferner kann durch die schwimmende Anordnung bzw. Lagerung des Verbindungsleiters zumindest teilweise n
5 gewährleistet werden, dass thermische Ausdehnungsänderungen durch elastische Verformung des Verbindungsleiters kompensiert werden können, ohne eine Relativbewegung in den Kontaktpunkten zum Steckerleiter und/oder Steckeraufnahmeleiter zu verursa- chen. Hierdurch kann eine Reibkorrosion am Kontaktbereich zwischen dem Verbindungsleiter und dem Steckerleiter reduziert und sogar teilweise vermieden werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Hebel eine Durchgangsöffnung, durch die sich der elektrische Verbindungsleiter zumindest teilweise erstreckt, und eine ein Ende der Durchgangsöffnung zumindest teilweise umgebende An¬ schlagsfläche auf. Ferner weist gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung die Spiralfeder einen ersten Bereich mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Durchmesser auf, der kleiner als der erste Durchmesser ist. Dabei ist bevorzugt ein Ende des ersten Bereichs, das mit dem zweiten Bereich verbunden ist, dazu ausgebildet, die Anschlagsfläche zu berühren, wenn sich der Hebel in der Verriegelungsstellung befindet, und der zweite Bereich erstreckt sich vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung des Hebels. In dieser Weise ist die Wechselwirkung zwischen dem Hebel und dem Verbindungsleiter in Form der Spiralfeder umgesetzt. Insbesondere kann die Spi¬ ralfeder durch eine Drehung des Hebels zumindest teilweise komprimiert werden und somit vom Steckerleiter losgelöst werden. Der erste Bereich des Verbindungsleiters ist aufgrund der Vorspannung dazu ausgebildet, den Hebel zumindest teilweise in die Verriegelungsstellung zu drängen und vorzuspannen, in dem die Vorspannkraft des ersten Bereichs auf die Anschlagfläche wirkt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Hebel einen ersten Verriegelungsabschnitt auf, der dazu ausgebildet ist, mit einem am Stecker angeordneten zweiten Verriegelungsabschnitt lösbar einzugreifen, wenn sich der Hebel in der r
Verriegelungsstellung befindet. Bevorzugt ist der erste Verriegelungsabschnitt ein am Hebel vorgesehener Vorsprung, der dazu ausgebildet ist, in den in Form einer Ausnehmung ausgebildeten zweiten Verriegelungsabschnitt zumindest teilweise hervorzustehen, wenn der Stecker im Einsteckbereich eingesteckt ist und sich der Hebel in der Verriegelungsstellung befindet. Durch das Vorstehen des Vorsprungs in die Ausnehmung kann der Stecker mit der Steckeraufnahme fest verbunden werden, wodurch gewährleistet werden kann, dass sich der Stecker nicht ungewollt aus der Steckaufnahme löst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse aus einem ersten Gehäuseelement und einem relativ zum ersten Gehäuseelement verschiebbar angeordneten zweiten Gehäuseelement gebildet, das zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verschiebbar ist. Das erste Gehäuseelement weist den Einsteckbereich auf und ist dazu ausgebildet, den Stecker zumindest teilweise aufzunehmen. Das zweite Gehäuseelement ist dazu ausgebildet, in der Sperrstellung die Drehbeweglichkeit der Welle mit dem sich in der Verriegelungsstellung befindlichen Hebel zu sperren und somit zu verhindern, dass sich der erste Verriegelungsabschnitt des Hebels vom zweiten Verriegelungs¬ abschnitt des Steckers lösen kann, wenn der Stecker in die Steckeraufnahme eingesteckt ist. In der Freigabestellung ist das zweite Gehäuseelement dazu ausgebildet, die Drehbeweglichkeit der Welle mit dem Hebel freizugeben, so dass ein Lösen des Steckers aus der Steckeraufnahme ermöglicht ist.
Insbesondere kann nach einem Einstecken des Steckers in die Steckeraufnahme das zweite Gehäuseelement relativ zum ersten Gehäuseelement verschoben werden, bevorzugt entlang einer linearen Bewegungsbahn, damit die Drehbeweglichkeit der Welle gesperrt und somit eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme hergestellt werden kann .
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stecker für eine elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einer zumindest einen elektrischen Steckeraufnahmeleiter aufweisenden Steckeraufnahme offenbart. Die Steckeraufnahme weist einen an einer drehbaren Welle angeordneten Hebel mit einem ersten Verriegelungsabschnitt auf. Der erfindungsgemäße Stecker umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen Körper, der dazu ausgebildet ist, zwischen einer ausgesteckten Position, in der der plattenförmige Körper von der Steckeraufnahme losgelöst ist, und einer eingesteckten Position bewegt zu werden, in der der plattenförmige Körper in der Steckeraufnahme eingesteckt und elektrisch mit dem Steckeraufnahmeleiter verbunden ist. Der erfindungsgemäße Stecker umfasst ferner zumindest einen am plattenförmigen Körper vorgesehenen zweiten Verriegelungsabschnitt, der dazu ausgebildet ist, mit dem ersten Verriege¬ lungsabschnitt einzugreifen, wenn sich der plattenförmige Körper in der eingesteckten Position befindet.
Vorzugsweise ist der zumindest eine zweite Verriegelungsab¬ schnitt eine im plattenförmigen Körper vorgesehene Ausnehmung, die dazu ausgebildet ist, den am Hebel in der Form eines Vorsprungs ausgebildeten ersten Verriegelungsabschnitt zu¬ mindest teilweise aufzunehmen und somit ein Lösen des Steckers von der Verbindungsaufnahme zu verhindern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Stecker zumindest eine im plattenförmigen Körper gebildete Positio¬ nierungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, den Stecker relativ zur Steckeraufnahme zu positionieren . Beispielsweise ist die Positionierungseinrichtung in der Form von Ausnehmungen gebildet, die während eines Einsteckvorgangs des Steckers in die Steckeraufnahme an der Steckeraufnahme vorgesehene Vorsprünge zumindest teilweise aufnehmen und somit die relative Positi¬ onierung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme realisieren können.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steckverbindung offenbart, die eine erfindungsgemäße Ste¬ ckeraufnahme und einen erfindungsgemäßen Stecker aufweist.
Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beigefügten Zeichnungen und ersichtlich, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Steckverbindung darstellt,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Steckers zeigt,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ste¬ ckeraufnahme darstellt,
Fig. 4 die Schnittansicht der Fig. 3 darstellt, bei der ein erfindungsgemäßer Stecker aus der ausgesteckten
Position in die eingesteckte Position bewegt wird,
Fig. 5 die Schnittansicht der Fig. 5 zeigt, bei der sich der erfindungsgemäße Stecker in der vollständig einge¬ steckten Position befindet,
Fig. 6 eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Steckeraufnahme zeigt, bei der sich ein erfin¬ dungsgemäßer Stecker in der eingesteckten Position befindet, Fig. 7A eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Steckverbindung darstellt, bei der sich der erfindungsgemäße Stecker in der eingesteckten Position befindet und sich das Gehäuseelement in der Frei¬ gabestellung befindet, eine perspektivische Ansicht der Steckverbindung der Fig. 7A zeigt, die Schnittansicht der Fig. 7A zeigt, bei der sich der erfindungsgemäße Stecker in der eingesteckten Position befindet und sich das Gehäuseelement in der Sperrstellung befindet, und eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Steckverbindung der Fig. 8A darstellt.
Die Fig. 1 stellt eine erfindungsgemäße elektrische Steck- Verbindung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel dar. Die
Steckverbindung 10 weist eine Steckeraufnahme 100 und einen Stecker 200 auf, der mit der Steckeraufnahme 100 lösbar verbunden werden kann. In der Fig. 1 sind ferner Anschlussleitungen 20, 30 exemplarisch dargestellt, die mit der Steckeraufnahme 100 verbunden und dazu ausgebildet sind, Signale zu übertragen und/oder elektrischen Strom zu leiten. Insbesondere sind die Anschlussleitungen 20, 30 mit zumindest einem Steckeraufnahmeleiter 102 (siehe Fig. 3) elektrisch verbunden.
Der Stecker 200 weist einen plattenförmigen Körper 210 auf, auf dem in dem in der Fig. 1 gezeigten Beispiel ein erster Steckerleiter 202 und ein zweiter Steckerleiter 204 angeordnet sind. Der plattenförmige Körper 210 kann beispielsweise eine Lei¬ terplatte (printed circuit board) sein, bei der die elektrischen Steckerleiter 202, 204 in beliebiger Form aufgedruckt sind. Insbesondere sind der erste und zweite Steckerleiter 202, 2014 auf die Leiterplatte 210 aufgedruckte Leiterbahnen. Der Stecker 200 kann ferner nicht explizit dargestellte weitere elektrische Bauelemente, wie beispielsweise Spulen, Kondensatoren, Relais, Dioden und/oder weitere bekannte elektrische Bauteile aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stecker 200 ortsfest angeordnet und es wird die Steckaufnahme 100 relativ zum Stecker 200 derart bewegt, dass der plattenförmige Körper 210 in der Steckeraufnahme 100 aufgenommen wird. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Steckaufnahme 100 ortsfest angeordnet und es wird der Stecker 200 derart bewegt, dass er in die Steck¬ aufnahme 100 eingesteckt ist. In einer weiteren Ausgestaltung sind sowohl die Steckeraufnahme 100 als auch der Stecker 200 beweglich, d. h. nicht ortsfest, angeordnet und können derart zueinander bewegt werden, dass der Stecker 200 in die Steckeraufnahme 100 gesteckt wird. Der erste Steckerleiter 202 weist einen ersten Kontaktbereich 203 auf und der zweite Steckerleiter 204 weist einen zweiten Kontaktbereich 205 auf. Der erste und zweite Kontaktbereich 203, 205 sind jeweils dazu ausgebildet, mit einem im Gehäuse 110 der Steckeraufnahme 100 angeordneten Verbindungsleiter 140 (siehe Fig. 3) in elektrisch leitenden Kontakt zu gelangen, wenn der Stecker 200 vollständig in die Steckeraufnahme 100 gesteckt ist.
Der Stecker 200 kann entlang einer Einsteckrichtung 40 (siehe Pfeil in der Fig. 1) in die Steckeraufnahme 100 gesteckt werden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlussleitungen 20, 30 und den Steckerleitungen 202, 204 hergestellt werden kann. Beispielsweise ist der Stecker 200 integraler Bestandteil von direktumspritzten oder vergossenen Leiterplatten, die zur elektronischen Steuerungen für Sensoren und Aktuatoren dienen und bei erhöhten Temperaturwechselanforde¬ rungen elektrisch kontaktiert werden müssen. Beispielsweise ist der Stecker eine mit LEDs bestückte Leiterplatte in Fahr¬ zeugbeleuchtungseinheiten .
Die Steckeraufnahme 100 weist ein Gehäuse 110 auf, das aus einem ersten Gehäuseelement 112 und einem zweiten Gehäuseelement 114 gebildet ist. Dabei ist das zweite Gehäuseelement 114 relativ zum ersten Gehäuseelement 112 zwischen einer Freigabesteilung (siehe beispielsweise Fig. 7B) und einer Sperrstellung (siehe bei¬ spielsweise Fig. 8B) verschiebbar.
Unter zusätzlichen Verweis auf die Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Stecker 200 mit dem plattenförmigen Körper 210 dargestellt, auf den der erste Verbindungsleiter 202 und der zweite Verbindungsleiter 204 aufgebracht sind. In der Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass der Stecker 200 einen am plattenförmigen Körper 210 vorgesehenen Verriegelungsabschnitt 220 aufweist, der in dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel in der Form einer Ausnehmung gebildet ist, die sich zwischen dem ersten Ver- bindungssteckerleiter 202 und dem zweiten Steckerleiter 204 angeordnet befindet. Der Verriegelungsabschnitt 220 ist dazu ausgebildet, mit einem an der Steckeraufnahme 100 vorgesehenen Verriegelungsabschnitt 136 einzugreifen (siehe beispielsweise Fig. 3) , wenn der Stecker 200 in die Steckeraufnahme 100 gesteckt ist, was im Folgenden noch näher beschrieben wird.
Ferner geht aus der Fig. 2 hervor, dass der Stecker 200 eine Positionierungseinrichtung 230 aufweist, die in dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel aus einem ersten Schlitz 232 und einem zweiten Schlitz 234 gebildet ist. Die Positionie¬ rungseinrichtung 230 ist dazu ausgebildet, entsprechende Vorsprünge oder Rippen (in den Zeichnungen nicht explizit dargestellt) , aufzunehmen, die am Gehäuse 110 vorgesehen sind. Die Positionierungseinrichtung 230 ist dazu ausgebildet, beim Einführen des Steckers 200 in die Steckeraufnahme 100 eine relative Positionierung des Steckers 200 relativ zur Stecke¬ raufnahme 100 vorzunehmen und zu gewährleisten, dass der Stecker 200 ordnungsgemäß mit der Steckeraufnahme 100 verbunden wird.
Die Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Steckeraufnahme 100, die im Wesentlichen parallel zur Einsteckrichtung 40 vorgenommen ist und in die noch kein Stecker 200 eingesteckt ist. In dem Gehäuse 100 ist ferner ein elektrischer Steckeraufnahmeleiter 102 starr angeordnet, der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Ver¬ bindung zu den Anschlussleitern 20, 30 herzustellen. Beispielsweise ist der Steckeraufnahmeleiter 102 ein im ersten Gehäuseelement 112 eingebetteter Stanzkontakt. Im Gehäuse 110, insbesondere im ersten Gehäuseelement 112, ist ferner eine Welle 120 drehbar angeordnet, an der ein Hebel 130 starr angebracht ist. Insbesondere erstreckt sich der Hebel 130 antiparallel zur Einsteckrichtung 40. Der Hebel 130 ist zwischen einer Verriegelungsstellung (siehe Fig. 3), in der der Stecker 200 mit der Steckeraufnahme 100 fest verbindbar ist, und einer Entriegelungsstellung (siehe Fig. 4) bewegbar, in der der Stecker 200 von der Steckeraufnahme 100 lösbar ist. Durch den Hebel 130 kann somit eine rotatorische Verriegelung vorgesehen werden. In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung der Steckeraufnahme 100 kann anstelle des Hebels 130 ein im Gehäuse linear bewegbar angeordnetes Verriege¬ lungselement vorgesehen werden. Das Prinzip der Verriegelung mittels eines solchen Verriegelungselements basiert im We- sentlichen auf einer linearen Bewegungsbahn des Verriegelungselements im Gehäuse. Somit kann eine translatorische Verriegelung vorgesehen werden. Dabei bewegt sich das Verriegelungselement bevorzugt orthogonal zum Steckerleiter 202, 204. Das erste Gehäuseelement 112 weist einen Einsteckbereich 113 auf, in den der Stecker 200 entlang der Einsteckrichtung 40 eingesteckt werden kann. Der Einsteckbereich 113 weist eine Form auf, die im Wesentlichen der Form des Steckers 200 entspricht, so dass der Stecker 200 im Einsteckbereich 113 positioniert werden kann.
Die Steckeraufnahme 100 weist ferner einen im ersten Gehäu- seelement 112 schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter 140 auf, der mit dem Hebel 130 in Wechselwirkung steht. In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist der elektrische Verbindungsleiter in Form einer elektrisch leitenden und elastischen Spiralfeder 140 ausgebildet und innerhalb dem ersten Gehäuseelement 112 angeordnet.
Eine schwimmende Anordnung des Verbindungsleiters 140 beschreibt eine Anordnung, bei der der Verbindungsleiter 140 an keinem weiteren Element der Steckverbindung 10 fest angebracht ist und sich folglich im Wesentlichen lose im Gehäuse befindet. Beispielsweise ist der als Spiralfeder 140 ausgebildete Verbin¬ dungsleiter zwar in einer Richtung (in der Fig. 3 die
Oben-Unten-Richtung) orthogonal zur Einsteckrichtung 40 vorgespannt (d. h. der Verbindungsleiter 140 liegt am Stecke- raufnahmeleiter 102 und am Hebel 130 an), weist jedoch entlang Richtungen, die orthogonal zu dieser Richtung verlaufen, eine gewisses freies Spiel auf. Dieses Spiel ermöglicht es der Spiralfeder 140, sich beispielsweise bei auftretenden Vibra¬ tionen gemeinsam mit dem eingesteckten Stecker 140 zu bewegen, damit in den Kontaktbereichen 203, 205 auftretende Reibkorrosionen verhindert werden können.
Gemäß der Fig. 3 ist der Verbindungsleiter 140 derart im Gehäuse 110 schwimmend angeordnet, dass ein Ende des elektrischen Verbindungsleiters 140 mit dem Steckeraufnahmeleiter 102 dauerhaft in elektrischem Kontakt steht. Beispielsweise ist der Verbindungsleiter 140 zumindest teilweise vorgespannt, so dass ein Ende des elektrischen Verbindungsleiters 140 mit dem Steckeraufnahmeleiter 102 dauerhaft in elektrischem Kontakt steht. Folglich kann zwischen dem Steckeraufnahmeleiter 102 und dem Verbindungsleiter 140 Strom fließen und/oder es können Signale übertragen werden. Der als Spiralfeder ausgebildete Verbindungsleiter 140 weist einen ersten Bereich 142 mit einem ersten Durchmesser Dl und einen zweiten Bereich 142 mit einem zweiten Durchmesser D2 auf, der kleiner als der erste Durchmesser Dl ist. Der erste Bereich 142 geht vorzugsweise fließend in den zweiten Bereich 144 über. Der erste Bereich 142 steht mit dem Steckeraufnahmeleiter 102 in Kontakt .
Im Hebel 130 ist eine Durchgangsöffnung 132 gebildet, durch die sich der zweite Bereich 144 des elektrischen Verbindungsleiters 140 erstreckt. Ferner ist ein Ende der Durchgangsöffnung 132 (in dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel das obere Ende der Durchgangsöffnung 132) zumindest teilweise von einer Anschlagfläche 134 umgeben, die dazu ausgebildet ist, mit dem unteren Ende des ersten Bereichs 142 des elektrischen Verbindungsleiters 140 teilweise in Kontakt zu gelangen.
Insbesondere ist der erste Bereich 142 zwischen dem Stecke¬ raufnahmeleiter 102 und dem Hebel 130 schwimmend angeordnet und zumindest teilweise vorgespannt, so dass der erste Bereich 142 der Spiralfeder 140 den Hebel 130 zumindest teilweise in die Verriegelungsstellung drängt und der Hebel 130, genauer gesagt ein daran gebildeter Verriegelungsabschnitt 136, am Boden 116 des Gehäuses anliegt. Der Hebel 130 umfasst den Verriegelungsabschnitt 136, der beispielsweise in der Form eines nach unten vorstehenden Vorsprungs ausgebildet ist. Gemäß der Fig. 3 ist der Verrie¬ gelungsabschnitt 136 im Wesentlichen dreieckförmig und weist eine erste Kante 137 und eine zweite Kante 139 auf. Die erste Kante 137 ist dazu ausgebildet, während eines Einsteckvorgangs des Steckers 200 in den Einsteckbereich 113 mit einem vorderen Ende des Steckers 200, insbesondere des plattenförmigen Körpers 210, in Kontakt zu treten und nach oben gedrückt zu werden, wodurch sich der Hebel 130 samt der Welle 120 dreht (siehe Fig. 4) . Die zweite Kante 139 ist dazu ausgebildet, bei einem Aussteckvorgang des Steckers 200 aus dem Einsteckbereich 113 mit einer vorderen Kante des zweiten Verriegelungsbereichs 120 in Kontakt zu treten und nach oben gedrückt zu werden, wodurch sich der Hebel 130 samt der Welle 120 dreht.
Unter zusätzlichem Verweis auf die Fig. 4, in der eine Situation gezeigt ist, in der damit begonnen wird, einen Stecker 200 (siehe Fig. 2) in die Steckeraufnahme 100 einzustecken. Der elektrische Verbindungsleiter 140 ist zu diesem Zeitpunkt in der in der Fig. 3 gezeigten Position, so dass der erste Bereich 142 des elektrischen Verbindungsleiters 140 an der Anschlagfläche 134 des Hebels 130 anliegt.
Wird nun gemäß der Fig. 4 der Stecker 200 eingeschoben, gelangt ein vorderes Ende des Steckers 200 zunächst mit der schräg abfallenden ersten Kante 137 des Verriegelungsabschnitts 136 in Kontakt und drängt den Hebel 130 nach oben. Dadurch wird eine Drehung der Welle 120 bewirkt. In der in der Fig. 4 gezeigten Stellung befindet sich der Hebel 130 in seiner Entriege- lungsstellung, in der ein weiteres Einschieben des Steckers 200 ermöglicht ist.
Durch die Drehbewegung der Welle 120 wird die Spiralfeder 140 weiter komprimiert und vom Boden 116 des Gehäuses zumindest teilweise entfernt. Damit vergrößert sich der Einsteckbereich 136 und der Stecker 200 kann weiter eingesteckt werden. Während dem Einsteckvorgang des Steckers 200 in die Steckeraufnahme 100 verbleibt der Verbindungsleiter 140 dauerhaften in elektrischem Kontakt mit dem Steckeraufnahmeleiter 102.
Wird der Stecker 200 weiter entlang der Einsteckrichtung 40 verschoben, gelangt an einem bestimmten Zeitpunkt, insbesondere wenn sich der Stecker 200 in der eingesteckten Position befindet, der erste Verriegelungsabschnitt 136 in Eingriff mit dem zweiten Verriegelungsabschnitt 220. Gemäß der in den Figuren darge¬ stellten Ausführungsform steht dann der Vorsprung 136 in die Ausnehmung 220 vor. Aufgrund der in der Fig. 4 mittels der Spiralfeder 40 auf den Hebel 130 aufgebrachten Vorspannungskraft bewegt sich der Hebel 130 automatisch wieder zurück in seine Verriegelungsstellung, wenn sich die Ausnehmung 220 direkt darunter befindet (siehe Fig. 5) .
In der in der Fig. 5 gezeigten Stellung befindet sich der Stecker 200 in der vollständig eingesteckten Position, in der der zweite Bereich 144 des Verbindungsleiters 140 mit dem jeweilig zu¬ geordneten Kontaktbereich 203, 205 des jeweiligen Steckerleiters 202, 204 in elektrischem Kontakt steht. Unter zusätzlichem Verweis auf die Fig. 6, die einen bezüglich der Schnittansicht der Fig. 5 versetzten und parallelen Schnitt zeigt, ist in dieser Position der Hebel 130 in der Verriegelungsstellung und der Verriegelungsbereich 136 liegt wieder, wie auch in der Fig. 3 dargestellt, am Boden 116 des Gehäuses 110 an. Aufgrund der Tatsache, dass der Verbindungsleiter 140 weiterhin zumindest teilweise komprimiert ist wird in der Fig. 5 si¬ chergestellt, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Verbindungsleiter 140 und dem Steckerleiter 202, 204 gewährleistet wird. Aufgrund der Vorkomprimierung der Spiralfeder 140 wird auf den jeweiligen Kontaktbereich 203, 205 des Steckerleiters 202, 204 eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft (Verlauf der Verbindungskraft in der Fig. 5 in der Oben-Unten-Richtung) ausgeübt. Diese Verbindungskraft bewirkt zumindest teilweise einen Reibschluss zwischen dem
Verbindungsleiter 140 und dem jeweiligen Steckerleiter 202, 204.
Gemäß den Fig. 3 bis 6 ist ebenfalls ersichtlich, dass der Verbindungsleiter 140 zumindest teilweise schwimmend innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und lediglich durch den durch die Durchgangsöffnung 132 ragenden zweiten Bereich 144 zumindest teilweise in Position gehalten wird. Die schwimmende Anordnung des Verbindungsleiters 140 innerhalb des Gehäuses 110 ge¬ währleistet eine zumindest teilweise Kompensation etwaiger thermischer Ausdehnungen der elektrischen Elemente, wodurch eine Reibkorrosion an der Kontaktstelle zwischen dem Verbindungsleiter 140 und dem Steckerleiter 202, 204 zumindest teilweise vermieden werden kann. Außerdem wird durch die Verbindungskraft der Spiralfeder 140 ein dauerhafter und zuverlässiger
elektrischer Kontakt sichergestellt.
Obwohl in den Fig. 3 bis 6 nur ein Verbindungselement 140 dargestellt ist, versteht es sich von selbst, dass die Anzahl der Steckerleiter 202, 204 der Anzahl der Verbindungsleiter 140 entsprechen kann. Das heißt, dass die in den Zeichnungen beispielhaft dargestellte Steckeraufnahme 100 insgesamt zwei Verbindungsleiter 140 aufweist, die gemäß den Fig. 3 bis 6 ausgestaltet sind und mit einem zugeordneten Steckerleiter 202, 204 in elektrischen Kontakt treten können.
Die Fig. 7A, 7B, 8A, 8B zeigen unterschiedliche Stellungen des Gehäuses 110. Dabei zeigt die Fig. 7A das zweite Gehäuseelement 114 in der Freigabestellung, in der eine Drehbewegung der Welle 120 ermöglicht ist. In der Freigabestellung des zweiten Ge- häuseelements 114 kann demnach der Hebel 130 gedreht werden, so dass ein Stecker 200 überhaupt in die Steckeraufnahme 100 eingesteckt werden kann. Aufgrund von z. B. Vibrationen kann es jedoch dazu kommen, dass sich der Stecker 200 ungewollt aus der Steckeraufnahme 100 löst, da die Vibrationskräfte die Vor¬ spannkraft des Verbindungsleiters 140 übersteigen und folglich eine Bewegung des Hebels 130 bewirken können und sich dann der Verriegelungsabschnitt 136 vom Verriegelungsabschnitt 120 lösen kann .
Um ein ungewolltes Lösen der Steckverbindung 10 zu vermeiden, ist das zweite Gehäuseelement 114 aus der Freigabestellung in eine Sperrstellung verschiebbar (siehe Fig. 8A und 8B) . Dabei wird das Gehäuseelement 114 im Wesentlichen entgegen der Einschiebe- richtung 40 des Steckers verschoben und bewirkt eine Sperre der Drehbewegung der Welle 120 und des Hebels 130.
Aus der Fig. 8A kann gesehen werden, dass sich das Gehäuse 114 zumindest teilweise entlang des Hebels 130 verschiebt und somit die Drehbewegung des Hebels 130 sperrt. In dieser Position ist außerdem eine Drehbewegung der Welle 120 gesperrt und folglich kann sich auch nicht der Verriegelunsabschnitt 136 des Hebels 130 vom Verriegelungsabschnitt 220 des Steckers 200 lösen, wodurch eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung zwischen der Steckeraufnahme 100 und dem Stecker 200 gewährleistet werden kann .
Insbesondere wird durch das Verschieben des zweiten Gehäu¬ seelements 114 in die Sperrstellung eine Überlappungslänge L zwischen einem Sperrabschnitt 115 des Gehäuseelements 114 und dem Hebel 130 hergestellt, wodurch die Drehbewegung des Hebels 130 mechanisch gesperrt wird (siehe Fig. 8A) . Zum Lösen des Steckers 200 aus der Steckeraufnahme 100 kann das zweite Gehäuseelement 114 wieder aus seiner Sperrstellung (siehe Fig. 8B) in die Freigabestellung (siehe Fig. 7B) verschoben werden. Daraufhin kann der Stecker 200 entgegen der Ein- Steckrichtung 40 herausgezogen werden. Dabei gelangt ein vorderes Ende der Ausnehmung 120 mit der zweiten Kante 139 des Verriegelungsabschnitts 136 in Kontakt und bewirkt bei weiterem Herausziehen eine Aufwärtsbewegung des Hebels 130, der somit aus seiner Verriegelungsstellung (siehe Fig. 6) in seine Entrie- gelungsstellung gelangt (siehe Fig. 4) . Dabei gelangen der erste Verriegelungsabschnitt 136 und der zweite Verriegelungsab¬ schnitt 120 außer Eingriff und der Stecker 200 kann vollständig aus der Steckeraufnahme 100 gelöst werden. Nachdem der Stecker 200 vollständig aus der Steckeraufnahme 100 entfernt ist, wird aufgrund der Vorspannkraft des Verbin¬ dungsleiters 140 der Hebel 130 wieder in seine Verriege¬ lungsstellung gedrückt (siehe Fig. 3) . Anschließend kann ein Stecker 200 erneut in die Steckeraufnahme 100 lösbar eingesteckt werden.
Alternativ zu der in den Zeichnungen dargestellten rotatorischen Verriegelung mittels des Hebels 130 kann eine translatorische Verriegelung derart vorgesehen werden, dass anstelle des Hebels 130 und der Welle 120 ein im Gehäuse 110 linear bewegbar an¬ geordnetes Verriegelungselement (nicht gezeigt) vorgesehen werden kann, das sich bei Einschieben des Steckers 200 linear (und im Wesentlichen orthogonal zum Steckerleiter 202, 204) nach oben bewegt (ähnlich zu der Bewegung des Hebels 130 nach oben in der Fig. 4) und beim Einrasten in die Ausnehmung 220 eingreift. Folglich kann bei einer solchen Ausgestaltung der Verriegelungsabschnitt 136 identisch sein wie in der in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltung mit rotatorischer Verriegelung mittels Hebel 130 und Welle 120.

Claims

Patentansprüche
1. Steckeraufnahme (100) für eine elektrische Steckverbindung (10) zur Verbindung mit einem zumindest einen elektrischen Steckerleiter (202, 204) aufweisenden Stecker
(200), wobei der zumindest eine Steckerleiter (202, 204) einen Kontaktbereich (203, 205) zur elektrischen Verbindung mit der Steckeraufnahme (100) umfasst, wobei die Steckeraufnahme (100) aufweist :
- ein Gehäuse (110), das einen Einsteckbereich
(113) aufweist, in den der Stecker (200) lösbar einsteckbar ist, zumindest einen im Gehäuse (110) starr ange¬ ordneten elektrischen Steckeraufnahmeleiter (102), und
einen im Gehäuse (110) schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter (140), der dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Steckeraufnahmeleiter (102) mit dem zumindest einen Steckerleiter (202, 204) elektrisch zu verbinden und auf den Kontaktbereich (203, 205) des zumindest einen Steckerleiters (202, 204) eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft auszuüben, wenn der Stecker (200) in den Einsteckbereich (113) eingesteckt ist.
2. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 1 , ferner mit einem im Gehäuse (110) linear bewegbar angeordneten Verrie- gelungselement , das mit dem Verbindungsleiter in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker (200) mit der Steckeraufnahme (100) fest verbindbar ist, und einer Entriegelungsstellung entlang einer linearen Bewegungsbahn bewegbar ist, in der der Stecker (200) von der Steckeraufnahme (100) lösbar ist.
3. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 2, wobei die lineare Bewegungsbahn des Verriegelungselements im Wesentlichen orthogonal zum Steckerleiter (202, 204) verläuft.
4. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 1 , ferner mit einer im Gehäuse (110) drehbar angeordneten Welle (120), an der ein Hebel (130) starr angeordnet ist, wobei der Hebel (130) mit dem Verbindungsleiter (140) in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker (200) mit der Steckeraufnahme (100) fest verbindbar ist, und einer Entrie¬ gelungsstellung bewegbar ist, in der der Stecker (200) von der Steckeraufnahme (100) lösbar ist.
5. Steckeraufnahme (100) nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei der elektrische Verbindungsleiter eine elektrisch leitende Spiralfeder (140) ist.
6. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 5, wobei der Hebel (130) eine Durchgangsöffnung (132), durch die sich der elektrische Verbindungsleiter (140) zumindest teilweise erstreckt, und eine ein Ende der Durchgangsöffnung (132) zumindest teilweise umgebene Anschlagfläche (134) aufweist, die Spiralfeder (140) einen ersten Bereich (142) mit einem ersten Durchmesser (Dl) und einen zweiten Bereich (144) mit einem zweiten Durchmesser (D2) aufweist, der kleiner als der erste Durchmesser (Dl) ist, und
wobei ein Ende des ersten Bereichs (142), das mit dem zweiten Bereich (144) verbunden ist, dazu ausgebildet ist, die Anschlagfläche (134) zu berühren, wenn sich der Hebel (130) in der Verriegelungsstellung befindet.
7. Steckeraufnahme (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Hebel (130) einen ersten Verriegelungsabschnitt
(136) aufweist, der dazu ausgebildet ist, mit einem am Stecker (200) angeordneten zweiten Verriegelungsabschnitt (220) ein¬ zugreifen, wenn der Stecker (200) im Einsteckbereich (113) angeordnet ist und sich der Hebel (130) in der Verriege¬ lungsstellung befindet.
8. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 7, wobei der erste Verriegelungsabschnitt ein am Hebel (130) vorgesehener
Vorsprung (136) ist und der zweite Verriegelungsabschnitt eine am Stecker (200) vorgesehene Ausnehmung (220) ist, in die der Vorsprung (136) zumindest teilweise vorstehen kann, wenn der Stecker (200) im Einsteckbereich (113) angeordnet ist und sich der Hebel (130) in der Verriegelungsstellung befindet.
9. Steckeraufnahme (100) nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei
das Gehäuse (110) aus einem ersten Gehäuseelement (112) und einem relativ zum ersten Gehäuseelement (112) verschiebbar angeordneten zweiten Gehäuseelement (114) gebildet ist, das zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung verschiebbar ist, und
das erste Gehäuseelement (112) den Einsteckbereich (113) aufweist und das zweite Gehäuseelement (114) dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung ein Lösen des Steckers (200) aus dem Einsteckbereich (113) zu verhindern, und in der Freigabestellung ein Lösen des Steckers (200) aus dem Einsteckbereich (113) zu ermöglichen .
10. Stecker (200) für eine elektrische Steckver¬ bindung (10) zur Verbindung mit einer zumindest einen
elektrischen Steckeraufnahmeleiter (102) aufweisenden Steckerauf- nähme (100), insbesondere einer Steckeraufnahme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen ersten Verriegelungsabschnitt (136) aufweist, mit:
einem im Wesentlichen plattenförmigen Körper (210), der dazu ausgebildet ist, zwischen einer ausgesteckten Position, in der der plattenförmige Körper (210) von der Steckeraufnahme (100) losgelöst ist, und einer eingesteckten Position, in der der plattenförmige Körper (210) in die Steckeraufnahme (100) eingesteckt und mit dem Steckeraufnahmeleiter (102) elektrisch verbunden ist, bewegt zu werden,
zumindest einem an einer Oberfläche des plat¬ tenförmigen Körpers (210) angebrachten elektrischen Steckerleiter (202, 204), der zumindest einen Kontaktbereich (203, 205) aufweist, und
zumindest einem am plattenförmigen Körper (210) vorgesehenen zweiten Verriegelungsabschnitt (220), der dazu ausgebildet ist, mit dem ersten Verriegelungsabschnitt (136) einzugreifen, wenn sich der plattenförmige Körper (210) in der eingesteckten Position befindet.
11. Stecker (200) nach Anspruch 10, wobei der zumindest eine zweite Verriegelungsbereich eine im plattenförmigen Körper (210) vorgesehene Ausnehmung (220) ist, die dazu aus¬ gebildet ist, den in der Form eines Vorsprungs (136) ausge¬ bildeten ersten Verriegelungsabschnitt zumindest teilweise aufzunehmen .
12. Stecker (200) nach einem der Ansprüche 10 und 11, ferner mit zumindest einer am plattenförmigen Körper (210) vorgesehenen Positionierungseinrichtung (230), die dazu ausgebildet ist, den Stecker (200) relativ zur Steckeraufnahme (100) zu positionieren.
13. Steckverbindung (10), mit:
einer Steckeraufnahme (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, und
einem Stecker (200) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Stecker (200) mit der Steckeraufnahme (100) lösbar verbunden werden kann.
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