EP3949029A1 - Steckverbinder mit einem als gussteil ausgebildeten kontaktierungselement - Google Patents

Steckverbinder mit einem als gussteil ausgebildeten kontaktierungselement

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EP3949029A1
EP3949029A1 EP20715050.9A EP20715050A EP3949029A1 EP 3949029 A1 EP3949029 A1 EP 3949029A1 EP 20715050 A EP20715050 A EP 20715050A EP 3949029 A1 EP3949029 A1 EP 3949029A1
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EP
European Patent Office
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contact
connector
contacting
housing part
section
Prior art date
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Application number
EP20715050.9A
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English (en)
French (fr)
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EP3949029B1 (de
Inventor
Manuel TÜNKER
Cord Starke
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Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP3949029A1 publication Critical patent/EP3949029A1/de
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Publication of EP3949029B1 publication Critical patent/EP3949029B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648—Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658—High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6591—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members
    • H01R13/6597—Specific features or arrangements of connection of shield to conductive members the conductive member being a contact of the connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2107/00—Four or more poles

Definitions

  • the invention relates to a plug connection for plugging connection with a mating plug connector and a method for producing a plug connector for plugging connection with a mating plug connector.
  • Such a connector comprises a contact carrier made of an electrically insulating material, an electrical grounding contact arranged on the contact carrier for making electrical contact with the mating connector and an electrically conductive housing part connected to the contact carrier.
  • Such a connector can, for example, be connected to an electrical cable and serve to connect the electrical cable to a higher-level electrical assembly.
  • the grounding contact (also referred to as PE contact) arranged on the contact carrier serves to effect a grounding between the connector and the mating connector in order to provide the same grounding potential on the connector and the mating connector. It is desirable here to connect touchable metal parts in an electrically conductive manner to the grounding contact in order to include such touchable metal parts in the grounding.
  • a housing part that at least partially delimits and envelops the connector towards the outside is designed, for example, as a metal part and is therefore electrically conductive.
  • an electrical connection between the housing part and the grounding contact is required, which is conventionally established, for example, by a metal spring designed as a stamped and bent part.
  • the object of the present invention is to provide a plug connector and a method for producing a plug connector which enable the production of an electrical connection between a ground contact on a contact carrier and an electrically conductive housing part of the plug connector in a simple, automatable manner.
  • the connector has an electrically conductive contacting element manufactured by means of a casting technique, which has a first contacting section that makes electrical contact with the housing part and a second contacting section that makes electrical contact with the grounding contact, and electrically connects the housing part to the grounding contact.
  • a contacting element is used in the piece connector which is manufactured by means of a casting technique.
  • the contacting element is designed as a metal casting manufactured by metal casting or an injection molded part manufactured by plastic injection molding from an electrically conductive plastic.
  • a low-melting metal for example an aluminum casting alloy or a tin casting alloy, in particular a tin-solder alloy, can be used as the material for a metal casting process.
  • a material such as that described, for example, in WO 2005/057590 A1 can be used as the electrically conductive plastic material for plastic injection molding.
  • the contacting element rests with the first contacting section on the housing part and with the second contacting section on the grounding contact arranged on the contact carrier, thus making contact with the housing part and the grounding contact and in this way establishing an electrical connection between the housing part and the grounding contact.
  • the housing part is thus on the ground potential applied to the ground contact and is therefore included in the grounding.
  • the contacting element is formed in situ on a pre-assembly assembly formed by the contact carrier, the grounding contact and the housing part using the casting technique.
  • the contacting element is thus formed directly on the contact carrier by means of the casting technique used.
  • a prefabricated assembly of the connector consisting of the contact carrier, the grounding contact and the housing part, for example, can be inserted into a casting tool, for example into a metal casting mold or an injection molding tool, with components of the assembly being sealed against each other and thus the contacting element in the tool can be molded directly on the prefabricated assembly.
  • the contacting element can be attached directly to the material forming the second contacting section Apply the earth contact arranged to the contact carrier and thus make electrical contact with the earth contact.
  • the contacting element is preferably formed directly on the housing part, for example by pouring the material of the contacting element through an opening in the housing part and thus forming a material bond with the grounding contact on the one hand and the housing part on the other.
  • the parts of this preassembly assembly are in particular sealed off from one another in such a way that the liquid casting material, in particular a metal material, flows around the housing part and the grounding contact and connects them electrically, but none has electrical contact with other, electrically conductive elements.
  • the parts of the preassembly assembly here together form a cavity into which liquid material flows during casting, in particular a liquid metal material, for molding in situ on the preassembly assembly.
  • the cavity extends, for example, following an opening in the housing part in the contact carrier and around a shaft section of the grounding contact, so that the contacting element for electrical contacting with the grounding contact on the one hand and the housing part on the other hand can be formed by flowing into the cavity.
  • the housing part can optionally also be attached to the assembly at a later date in order to make contact with the first contacting section of the contacting element.
  • the housing part can, for example, create an enclosure (in sections) for the plug connector and can be designed as a metal part for plug connectors to be designed to be loadable.
  • the housing part is electrically conductive and is electrically connected to the contacting element via the first contacting section of the contacting element and is connected via this to the grounding contact, so that the housing part is at the ground potential applied to the grounding contact.
  • the housing part can be designed, for example, as a cast part, for example manufactured by zinc die-casting or aluminum die-casting.
  • the housing part can, however - especially for small series - also be made as a turned part, for example from brass or steel, especially stainless steel.
  • the contact carrier has a receiving socket and the grounding contact has a shaft section, the grounding contact with the shaft section being arranged in the receiving socket and the second contacting section of the contacting element resting against the shaft section in an electrically contacting manner.
  • the contact carrier is made of an electrically insulating material, for example an insulating plastic material, and thus isolates the ground contact from surrounding components of the connector.
  • the grounding contact is plugged into an assigned receiving socket of the contact carrier and, for example, is fixed to the contact carrier in a force-locking and / or form-locking manner (for example in a latching manner or by pressing in or caulking).
  • the contacting element is here extended to the grounding contact on the contact carrier in such a way that the contacting element makes electrical contact with the grounding contact with its second contacting section and is thus electrically connected to the grounding contact.
  • the second contacting section of the contacting element can extend circumferentially around the shaft section of the grounding contact.
  • the contacting section thus forms - if necessary after its formation directly on the shank section of the grounding contact - an eyelet through which the contact element extends with its shank section so that there is circumferential contact between the contacting section of the contacting element and the grounding contact and thus a low-resistance, mechanically fixed contact Connection between the contacting element and the ground contact is guaranteed.
  • the second contacting section for contacting the grounding contact on the contact carrier is arranged radially inside the first contacting section for contacting the housing part (with reference to a radial direction radially to a plug-in direction, along which the connector is to be connected to an associated mating connector).
  • the first contacting section thus protrudes radially outward beyond the second contacting section and can, for example, be in contact with a radially inwardly pointing inner surface of the housing part on a radially outwardly pointing outer surface, so that an electrical connection to the housing part is established via the first contacting section of the contacting element is.
  • the first contacting section can also encompass the housing part at least in sections so that the first contacting section is formed radially outside the housing part, for example by molding the contacting section in situ on the housing part.
  • the contacting element can extend, for example, through an opening in the housing part in order to make contact with the grounding contact within the housing part.
  • the contacting element thus makes contact via its first contacting section at a radially outer position with the housing part and via its second contacting section at a radially further inward position with the grounding contact and thereby establishes an electrical connection between the grounding contact arranged on the inside of the contact carrier and the contact carrier outside surrounding housing part.
  • the plug connector has an electrically conductive bearing element, which is arranged radially outside the contact carrier and is connected to the housing part, and a connecting element.
  • the connecting element is rotatably mounted on the bearing element about a plug-in direction along which the city connector can be plugged into the mating connector and is designed, for example, as a coupling nut via which the connector can be screwed to an associated mating connector.
  • the connecting element in the form of the coupling nut has, for example, a threaded section with an external thread formed thereon, via which a screw connection can be established with an associated screw opening of the mating connector.
  • the bearing element can be designed as a sleeve, for example, which surrounds the contact carrier in a ring shape and provides a sliding bearing surface for the rotatable mounting of the connecting element on the contact carrier.
  • the housing part can be formed integrally and in one piece with the bearing element.
  • the contact-making element is also in electrical contact with the bearing element.
  • the electrically conductive bearing element is thus also electrically connected to the grounding contact of the contact carrier via the contacting element.
  • the housing part is at least partially enclosed by an electrically insulating jacket part.
  • the electrically insulating jacket part can be formed on the housing part by plastic injection molding, for example, and represents an outer, electrically insulating cover for the housing part.
  • the jacket part can be molded directly onto the housing part, for example, by plastic injection molding, thus in situ with the contacting element already cast.
  • the casing part preferably forms an interior space that is surrounded circumferentially by the casing part.
  • an electrical cable can be inserted into the interior of the jacket part at an end of the jacket part facing away from the contact carrier, so that such an area in which the cable wires are electrically connected to contact elements of the contact carrier is enclosed by the jacket part and thus enclosed on the outside and is protected.
  • the housing part can, for example, also provide electrical shielding to the outside.
  • one or more electrical contact elements for making electrical contact with the mating connector are arranged on the contact carrier in addition to the grounding contact.
  • a useful electrical connection between the piece connector and the mating connector can be established via such contact elements, for example in order to transmit electrical power or to exchange data signals.
  • Each contact element is arranged in an associated receiving socket of the contact carrier, so that the contact elements and the grounding contact are electrically isolated from one another.
  • the contact carrier forms a plug-in section with which the plug connector can be connected to the mating plug connector in a plugging manner along the plug-in direction.
  • the plug-in section can for example have a cylindrical basic shape and can surround the contacts circumferentially in such a way that the contact is embedded radially outward within the plug-in section and is surrounded circumferentially around the plug-in direction by the material of the plug-in section.
  • the object is also achieved by a method for producing a plug connection for plugging connection with a mating connector, the method comprising: providing a contact carrier made of an electrically insulating material, arranging an electrical grounding contact for electrical contact with the mating connector on the contact carrier, and providing an electrically conductive housing part to be connected to the contact carrier.
  • a contact carrier made of an electrically insulating material
  • an electrical grounding contact for electrical contact with the mating connector on the contact carrier
  • providing an electrically conductive housing part to be connected to the contact carrier.
  • production of an electrically conductive contacting element by means of a casting technique on the contact carrier in such a way that the contacting element forms a first contacting section and a second contacting section which is electrically contacting against the grounding contact.
  • the contacting element is formed directly on the contact carrier by means of a casting technique.
  • the contact carrier is provided with a grounding contact arranged on it and placed in a suitable casting tool.
  • the contacting element is then formed on the contact carrier, for example by means of a metal casting process or by means of plastic injection molding (using an electrically conductive plastic material), in such a way that the second contacting section of the contacting element rests against the grounding contact and thus creates an electrical connection to the grounding contact.
  • the housing part can already be connected to the contact carrier, so that in this case when the contacting element is formed, the first contacting section comes directly (in situ) into contact with the housing part and thus the electrical connection between the housing part and the contact carrier produces.
  • the molding of the contacting element can preferably take place in such a way that the material of the contacting element is poured through an opening in the housing part into a cavity on the contact carrier, so that the contacting element is formed on the grounding contact located radially inside the housing part and is attached to the housing part applies and extends between the grounding contact and the housing part for electrical contact.
  • the contacting element is first formed on the contact carrier and only then is the housing part connected to the contact carrier in such a way that the housing part rests against the first contouring section in an electrically contacting manner and the contacting element thus electrically connects the housing part to the grounding contact.
  • the contacting element is thus formed on the contact carrier when the housing part is not yet connected to the contact carrier.
  • Fig. 1 is a view of an embodiment of a connector connected to an electrical cable
  • FIG. 3 shows a fragmentary enlarged view of the arrangement according to FIG. 2;
  • Fig. 4 is a separate, partially sectioned view of a contact carrier of a
  • FIG. 5 shows a schematic view of a contacting element on a
  • FIG. 6 shows a representation of a housing part on which a contacting element is to be formed in situ
  • Figure 8 is a separate view of the molded in situ on the housing part
  • the connector 1 shows an exemplary embodiment of a plug connector 1 which is connected to an electrical cable 2 and is used to connect to a mating plug connector 3. To that To connect cable 2 to the mating connector 103, the connector 1 can be connected to the mating connector 3 along a plug direction E by inserting a plug-in section 120 formed on a contact carrier 12 and forming a plug face with the mating connector 3, in particular a plug-in opening formed on the mating connector 3 , is connected.
  • electrical contact elements 13 are arranged which, when plugged into the mating connector 3, make electrical contact with associated mating contacts of the mating connector 3 and are used to transmit useful currents, for example for electrical energy transmission or for data communication.
  • the contact carrier 12 carries a ground contact 14 which is at ground potential and, when connected to the mating connector 3, makes contact with an associated ground contact on the side of the mating connector 3, so that a common ground potential is provided at the plug connection created by the connector 1 and the mating connector 3 .
  • the contact carrier 12 is made of an electrically insulating material so that the contact elements 13 and the grounding contact 14 are electrically isolated from one another.
  • a connecting element 11 in the form of a coupling nut is arranged on the contact carrier 12 and is mounted on the contact carrier 12 so as to be rotatable about the plug-in direction E via a sleeve-shaped bearing element 15 which surrounds the contact carrier 12 in an annular manner.
  • the connecting element 11 has, in the illustrated embodiment, a threaded section 11 1 protruding from a collar 1 10 having a knurling, on which an external thread is formed, via which a screw connection with the mating connector 3 can be established when the connector 1 and the mating connector 3 are connected to each other.
  • the bearing element 15 is firmly connected to the contact carrier 12 and is made from an electrically conductive material, in particular a metal material.
  • the connecting element 11 is made, for example, from an electrically conductive material, in particular a metal material.
  • a housing part 17 is connected to the contact carrier 12 in such a way that the housing part 17 adjoins the position element 15 on a side facing away from the connection element 11.
  • the Housing part 17, shown in a view in FIG. 6, has a cylindrical basic shape and is formed integrally and in one piece with the bearing element 15.
  • the housing part 17 is electrically conductive and thus, together with the bearing element 15 and the connecting element 11 arranged thereon, provides a housing for the contact carrier 12.
  • a casing part 10 is formed outside the housing part 17, which is made from an electrically insulating plastic, for example by means of plastic injection molding, and is arranged outside the housing part 17 in such a way that the housing part 17 is surrounded on the outside by the casing part 10.
  • the jacket part 10 extends beyond an end of the housing part 17 facing away from the connecting element 11 and encloses - as can be seen from the sectional view according to FIG. 2 - an interior space 100, within whose conductors 21 of the electrical cable 2 with contact elements 13, 14 of the contact carrier 12 are connected.
  • the electrical cable 2 is inserted into the jacket part 10 at an end remote from the contact carrier 12 and has a cable jacket 20 which surrounds the conductor wires 21.
  • the line cores 21 are stripped by removing the outer cable sheath 20 and connected to the contact elements 13, 14 on the contact carrier 12, the line cores 21 passing through in an area between the end of the cable sheath 20 and the contact carrier 12 within the sheath part 10 an electrically insulating material can be enclosed (for example by the line cores 21 being encapsulated within the interior 100 of the jacket part 10 by an electrically insulating potting compound).
  • the bearing element 15 is sealed in a moisture-tight manner by means of seals 150, 151, for example in the form of O-rings, from the casing part 10 and from the contact carrier 12, as can be seen from the sectional view according to FIG. 2 and the enlarged view according to FIG. 3.
  • the housing part 17 is made of an electrically conductive material, in particular a metal material, for example as an aluminum die-cast part or a zinc die-cast part. Because the housing part 17 can be touched by a user during use, for example via the bearing element 15 and the connecting element 11 arranged thereon, it is advantageous to include the housing part 17 in the grounding of the plug connector 1 and on the grounding contact 14 to put applied ground potential in order to exclude a hazard to a user when touching the connector 1.
  • a contacting element 16 is provided in the illustrated embodiment, which is electrically arranged between the housing part 17 and the grounding contact 14 and electrically connects the housing part 17 and the grounding contact 14 to one another.
  • the contacting element 16 is formed from an electrically conductive material by means of a casting technique, it being possible for the formation to take place in situ directly on the contact carrier 12 when the grounding contact is arranged on the contact carrier 12.
  • the contacting element 16 is formed, for example, by means of metal casting as a metal casting or from an electrically conductive plastic by means of plastic injection molding.
  • the contacting element 16 is shaped in such a way that it forms a contacting section 161, which extends on the contact carrier 12 up to the earthing contact 14 arranged in a receiving socket 120 of the contact carrier 12 and circumferentially surrounds a shaft section 140 of the earthing contact 14, as can be seen from FIG 3 in combination with the schematic view according to FIG.
  • the grounding contact 14 is located in the receiving socket 120 of the contact carrier 12 and forms a contact socket 142 on its side facing the plug section 120 and a connection section 141 on its other, remote side for connecting to an assigned line core 21 of the cable 2.
  • the shaft section 140 is essentially cylindrical and, after the contacting element 16 has been formed, is surrounded circumferentially by the material of the contacting section 161.
  • the contacting element 16 forms a further contacting section 160 which is connected via an intermediate section 162 to the contacting section 161 assigned to the grounding contact 14 and is assigned to the housing part 17 in such a way that the contacting section 160 comes to lie radially outside of the housing part 17, the housing part 17 on the outside at least partially encompasses, is in electrical contact with the housing part 17 and thus establishes an electrical connection to the housing part 17.
  • the intermediate section 162 extends on the inside of the bearing element 15 and forms a step in the longitudinal sectional plane according to FIGS. 2 and 3 in order to be integral with it the bearing element 15 molded housing part 17 to extend to the ground contact 14.
  • the contacting section 161 of the contacting element 16 assigned to the contact carrier 12 is arranged radially inside the contacting section 160 assigned to the housing part 17, as can be seen from the schematic view according to FIG. 5 is.
  • the contacting element 16 can imitate the shape of a conventional contacting spring, shown in FIG. 4, shaped as a stamped and bent part, and can extend in sections on the outside of the housing part 17 in a sickle shape.
  • the contacting element 16 can be formed directly in situ on the contact carrier 12 and the housing part 17.
  • the contacting element 16 can be formed on the contact carrier 12 after the contact elements 13, 14 have been inserted into the associated receiving sockets 120 of the contact carrier 12 and fixed on the contact carrier 12 and after the housing part 17 together with the bearing element 15 and possibly also the connecting element 1 1 are arranged on the contact carrier 12.
  • the contacting element 16 is formed on the contact carrier 12 and the housing part 17 while also forming the contacting section 160 assigned to the housing part 17, so that after the assembly has been removed from the tool the housing part 17 is electrically connected to the ground contact 14.
  • an opening 170 can be provided on the housing part 17 to form the contacting element 16 in situ on the housing part 17, through which material can be poured into the space assigned to the contacting element 16 in order to create the contacting element 16 to form radially inside the housing part 17 on the contact carrier 12.
  • the opening 170 is formed on the housing part 17 and provides access to a pouring channel formed on the contact carrier 12 which extends towards the shaft section 140 of the grounding contact 14 and surrounds it.
  • the contact carrier 12, the housing part 17 and the grounding contact 14 form a cavity into which liquid material, in particular a metal material, flows to form the contacting element 16 during casting.
  • the housing part 17 can be attached to the assembly created in this way, in order in this case to establish electrical contact between the contacting element 16 and the housing part 17 by placing the housing part 17 against the contacting element 16 from the outside.
  • the contacting section 160 extends over an arcuate section on the outside of the housing part 16 and, after being formed in situ, clings to the housing part comprising the housing part 17, the contact carrier 12 and the grounding contact 14 on the outside of the housing part 16 at.
  • the intermediate section 162 extends through the opening 170 in the housing part 16 to the grounding contact 14 in order to circumferentially surround the grounding contact 14 with the contacting section 161 and thereby make contact.
  • the contacting section 160 assigned to the housing part 17 extends annularly around the housing part 17, so that the contacting section 160 surrounds the housing part 17 circumferentially.
  • the contacting element 16 is formed in situ on the assembly comprising the housing part 17, the contact carrier 12 and the grounding contact 14, the liquid material flowing around the housing part 17 in the casting tool during casting and thus forming the annular contacting section 160.
  • FIG. 7 shows the contacting element 16 on the housing part 17 and in connection with the grounding contact 14
  • FIG. 8 shows the contacting element 16 in a separate view.
  • the intermediate section 162 extends in steps between the radially outer contacting section 160, which encompasses the housing part 17, and the radially inner contacting section 161 contacting the grounding contact 14.
  • a connector of the type described can serve to connect an electrical cable connected to the connector to a cable assigned to a mating connector or to a higher-level electrical assembly.
  • Such a plug connector can be used to transmit electrical currents to provide a power supply or also to transmit data signals.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Ein Steckverbinder (1) zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinder (3) umfasst einen aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Kontaktträger (12), einen an dem Kontaktträger (12) angeordneten, elektrischen Erdungskontakt (14) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder (3) und ein mit dem Kontaktträger (12) verbundenen, elektrisch leitfähigen Gehäuseteil (17). Zudem weist der Steckverbinder (1) ein mittels einer Gusstechnik gefertigtes, elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (16) auf, das einen elektrisch kontaktierend an dem Gehäuseteil (17) anliegenden, ersten Kontaktierungsabschnitt (160) und einen elektrisch kontaktierend an dem Erdungskontakt (14) anliegenden, zweiten Kontaktierungsabschnitt (161) aufweist und das Gehäuseteil (17) elektrisch mit dem Erdungskontakt (14) verbindet.

Description

Steckverbinder mit einem als Gussteil ausgebildeten Kontaktierungselement
Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinder und ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinder.
Ein derartiger Steckverbinder umfasst einen aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Kontaktträger, einen an dem Kontaktträger angeordneten, elektrischen Erdungskontakt zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder und ein mit dem Kontaktträger verbundenes, elektrisch leitfähiges Gehäuseteil.
Ein solcher Steckverbinder kann beispielsweise an ein elektrisches Kabel angeschlossen sein und zum Anschließen des elektrischen Kabels an eine übergeordnete elektrische Baugruppe dienen.
Bei einem solchen Steckverbinder dient der an dem Kontaktträger angeordnete Erdungskontakt (auch bezeichnet als PE-Kontakt) dazu, eine Erdung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder zu bewirken, um an dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder somit ein gleiches Erdungspotenzial bereitzustellen. Wünschenswert ist hierbei, berührbare Metallteile elektrisch leitend an den Erdungskontakt anzubinden, um solche berührbaren Metallteile in die Erdung mit einzubeziehen.
Bei einem Steckverbinder, der in beanspruchten Umgebungen, zum Beispiel in Industrieumgebungen, zum Einsatz kommen soll, ist ein Gehäuseteil, das den Steckverbinder zumindest teilweise nach außen hin begrenzt und einhüllt, beispielsweise als Metallteil ausgebildet und somit elektrisch leitfähig. Um das Gehäuseteil in die Erdung mit einzubeziehen, ist somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Erdungskontakt erforderlich, die herkömmlich beispielsweise durch eine als Stanz- Biege-Teil ausgebildete, metallene Feder hergestellt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Steckverbinder sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders zur Verfügung zu stellen, die auf einfache, automatisierbare Weise das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Erdungskontakt an einem Kontaktträger und einem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil des Steckverbinders ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist der Steckverbinder ein mittels einer Gusstechnik gefertigtes, elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement auf, das einen elektrisch kontaktierend an dem Gehäuseteil anliegenden, ersten Kontaktierungsabschnitt und einen elektrischen kontaktierend an dem Erdungskontakt anliegenden, zweiten Kontaktierungsabschnitt aufweist und das Gehäuseteil elektrisch mit dem Erdungskontakt verbindet.
Zur elektrischen Verbindung des an dem Kontaktträger angeordneten Erdungskontakts mit einem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil wird bei dem Stückverbinder ein Kontaktierungselement eingesetzt, das mittels einer Gusstechnik gefertigt ist. Beispielsweise ist das Kontaktierungselement als ein durch Metallguss gefertigtes Metallgussteil oder ein durch Kunststoffspritzgießen aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gefertigtes Spritzgussteil ausgebildet. Als Material für ein Metallgussverfahren kann beispielsweise ein niedrig schmelzendes Metall, beispielsweise eine Aluminiumgusslegierung oder eine Zinngusslegierung, insbesondere eine Zinn-Lot- Legierung, zum Einsatz kommen. Als elektrisch leitfähiges Kunststoff material für ein Kunststoffspritzgießen kann ein Material zum Einsatz kommen, wie dies beispielsweise in der WO 2005/057590 A1 beschrieben ist.
Das Kontaktierungselement liegt mit dem ersten Kontaktierungsabschnitt an dem Gehäuseteil und mit dem zweiten Kontaktierungsabschnitt an dem an dem Kontaktträger angeordneten Erdungskontakt an, kontaktiert somit das Gehäuseteil und den Erdungskontakt und stellt auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Erdungskontakt her. Das Gehäuseteil liegt somit auf dem an dem Erdungskontakt anliegenden Erdpotenzial und ist somit in die Erdung mit einbezogen.
In einer Ausgestaltung ist das Kontaktierungselement in situ an einer durch den Kontaktträger, den Erdungskontakt und das Gehäuseteil gebildeten Vormontagebaugruppe durch die Gusstechnik geformt. Das Kontaktierungselement wird somit mittels der verwendeten Gusstechnik unmittelbar an dem Kontaktträger geformt. Hierzu kann eine vorgefertigte Baugruppe des Steckverbinders, bestehend aus dem Kontaktträger, dem Erdungskontakt und dem Gehäuseteil, beispielsweise in ein Gusswerkzeug, zum Beispiel in eine Metallgussform oder ein Spritzgusswerkzeug, eingelegt werden, wobei Komponenten der Baugruppe gegeneinander abgedichtet sind und somit das Kontaktierungselement in dem Werkzeug unmittelbar an der vorgefertigten Baugruppe geformt werden kann. Das Kontaktierungselement kann beim Formen sich mit dem den zweiten Kontaktierungsabschnitt ausbildenden Material unmittelbar an den an dem Kontaktträger angeordneten Erdungskontakt anlegen und somit elektrisch mit dem Erdungskontakt kontaktieren. Das Kontaktierungselement wird hierbei vorzugsweise unmittelbar an dem Gehäuseteil geformt, beispielsweise indem das Material des Kontaktierungselements durch eine Öffnung in dem Gehäuseteil eingegossen wird und somit einen stoffschlüssigen Verbund mit dem Erdungskontakt einerseits und dem Gehäuseteil andererseits eingeht.
Für die Fertigung des Kontaktierungselements in situ an der durch den Kontaktträger, den Erdungskontakt und das Gehäuseteil gebildeten Vormontagebaugruppe sind die Teile dieser Vormontagebaugruppe insbesondere so zueinander abgedichtet, dass das flüssige Gussmaterial, insbesondere ein Metallmaterial, zwar Gehäuseteil und Erdungskontakt umfließt und elektrisch verbindet, aber keine elektrisch kontaktierende Berührung zu anderen, elektrisch leitenden Elementen hat.
Die Teile der Vormontagebaugruppe bilden hierbei gemeinsam eine Kavität aus, in die flüssiges Material beim Gießen, insbesondere ein flüssiges Metallmaterial, zur Formung in situ an der Vormontagebaugruppe einfließt. Die Kavität erstreckt sich beispielsweise anschließend an eine Öffnung in dem Gehäuseteil in dem Kontaktträger und um einen Schaftabschnitt des Erdungskontakts herum, sodass durch Einfließen in die Kavität das Kontaktierungselement zur elektrischen Kontaktierung mit dem Erdungskontakt einerseits und dem Gehäuseteil andererseits geformt werden kann.
Alternativ kann das Gehäuseteil gegebenenfalls auch nachträglich an die Baugruppe angesetzt werden, um dabei mit dem ersten Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements zu kontaktieren.
Das Gehäuseteil kann beispielsweise eine (abschnittsweise) Einhausung für den Steckverbinder schaffen und kann für belastbar auszulegende Steckverbinder als Metallteil ausgebildet sein. Das Gehäuseteil ist elektrisch leitfähig und über den ersten Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements elektrisch an das Kontaktierungselement angebunden und darüber mit dem Erdungskontakt verbunden, sodass das Gehäuseteil auf dem an dem Erdungskontakt anliegenden Erdpotenzial liegt.
Das Gehäuseteil kann beispielsweise als Gussteil, zum Beispiel gefertigt durch Zinkdruckguss oder Aluminiumdruckguss, ausgebildet sein. Das Gehäuseteil kann jedoch - insbesondere für Kleinserien - auch als Drehteil, zum Beispiel aus Messing oder Stahl, insbesondere Edelstahl, gefertigt sein. In einer Ausgestaltung weist der Kontaktträger eine Aufnahmebuchse und der Erdungskontakt einen Schaftabschnitt auf, wobei der Erdungskontakt mit dem Schaftabschnitt in der Aufnahmebuchse angeordnet ist und der zweite Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements elektrisch kontaktierend an dem Schaftabschnitt anliegt. Der Kontaktträger ist aus einem elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel einem isolierenden Kunststoffmaterial, gefertigt und isoliert den Erdungskontakt somit von umgebenden Komponenten des Steckverbinders. Der Erdungskontakt ist in eine zugeordnete Aufnahmebuchse des Kontaktträgers eingesteckt und beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig (zum Beispiel rastend oder durch Einpressen oder Verstemmen) an dem Kontaktträger fixiert. Das Kontaktierungselement ist hierbei derart bis hin zum Erdungskontakt an dem Kontaktträger erstreckt, dass das Kontaktierungselement mit seinem zweiten Kontaktierungsabschnitt den Erdungskontakt elektrisch kontaktiert und somit elektrisch an den Erdungskontakt angebunden ist.
Beispielsweise kann der zweite Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements sich umfänglich um den Schaftabschnitt des Erdungskontakts herum erstrecken. Der Kontaktierungsabschnitt bildet somit - gegebenenfalls nach seiner Formung unmittelbar an dem Schaftabschnitt des Erdungskontakts - eine Öse, durch die hindurch sich das Kontaktelement mit seinem Schaftabschnitt erstreckt, sodass eine umfängliche Kontaktierung zwischen dem Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements und dem Erdungskontakt besteht und damit eine niederohmige, mechanisch fixierte Verbindung zwischen dem Kontaktierungselement und dem Erdungskontakt gewährleistet ist.
In einer Ausgestaltung ist der zweite Kontaktierungsabschnitt zur Kontaktierung mit dem Erdungskontakt an dem Kontaktträger radial innerhalb des ersten Kontaktierungsabschnitts zur Kontaktierung mit dem Gehäuseteil angeordnet (mit Bezug auf eine Radialrichtung radial zu einer Steckrichtung, entlang derer der Steckverbinder mit einem zugeordneten Gegensteckverbinder zu verbinden ist). Der erste Kontaktierungsabschnitt steht somit radial nach außen über den zweiten Kontaktierungsabschnitt vor und kann beispielsweise an einer radial nach außen weisenden Außenfläche in Anlage mit einer radial nach innen weisenden Innenfläche des Gehäuseteils sein, sodass über den ersten Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements eine elektrische Anbindung an das Gehäuseteil hergestellt ist. Alternativ kann der erste Kontaktierungsabschnitt auch das Gehäuseteil zumindest abschnittsweise umgreifen, sodass der erste Kontaktierungsabschnitt radial außerhalb des Gehäuseteils geformt ist, beispielsweise durch ein Formen des Kontaktierungsabschnitts in situ an dem Gehäuseteil. In diesem Fall kann sich das Kontaktierungselement beispielsweise durch eine Öffnung des Gehäuseteils hindurch erstrecken, um innerhalb des Gehäuseteils mit dem Erdungskontakt zu kontaktieren.
Das Kontaktierungselement kontaktiert somit über seinen ersten Kontaktierungsabschnitt an einer radial äußeren Position mit dem Gehäuseteil und über seinen zweiten Kontaktierungsabschnitt an einer radial weiter innen gelegenen Position mit dem Erdungskontakt und stellt dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem innen an dem Kontaktträger angeordneten Erdungskontakt und dem den Kontaktträger außen umgebenden Gehäuseteil her.
In einer Ausgestaltung weist der Steckverbinder ein radial außerhalb des Kontaktträgers angeordnetes, mit dem Gehäuseteil verbundenes, elektrisch leitfähiges Lagerelement und ein Verbindungselement auf. Das Verbindungselement ist um eine Steckrichtung, entlang derer der Stadtverbinder steckend mit dem Gegensteckverbinder verbindbar ist, drehbar an dem Lagerelement gelagert und ist beispielsweise als Kupplungsmutter ausgebildet, über die der Steckverbinder schraubend zu einem zugeordneten Gegensteckverbinder fixiert werden kann. Das Verbindungselement in Form der Kupplungsmutter weist hierzu beispielsweise einen Gewindeabschnitt mit einem daran geformten Außengewinde auf, über das eine schraubende Verbindung mit einer zugeordneten Schrauböffnung des Gegensteckverbinders hergestellt werden kann. Das Lagerelement kann hierbei beispielsweise als Hülse ausgebildet sein, die den Kontaktträger ringförmig umgibt und eine Gleitlagerfläche zur drehbaren Lagerung des Verbindungselements an dem Kontaktträger bereitstellt.
Beispielsweise kann das Gehäuseteil, in einer Ausgestaltung integral und einstückig mit dem Lagerelement geformt sein.
In einer Ausgestaltung steht das Kontaktierungseiement auch elektrisch kontaktierend mit dem Lagerelement in Verbindung. Auch das elektrisch leitende Lagerelement ist somit über das Kontaktierungselement elektrisch an den Erdungskontakt des Kontaktträgers angebunden. In einer Ausgestaltung ist das Gehäuseteil zumindest abschnittsweise durch ein elektrisch isolierendes Mantelteil eingefasst. Das elektrisch isolierende Mantelteil kann zum Beispiel durch Kunststoffspritzgießen an dem Gehäuseteil geformt werden und stellt eine äußere, elektrisch isolierende Umhüllung für das Gehäuseteil dar. Das Mantelteil kann zum Beispiel durch Kunststoffspritzgießen unmittelbar an dem Gehäuseteil geformt werden, somit in situ bei bereits gegossenem Kontaktierungselement.
Das Mantelteil bildet vorzugsweise einen durch das Mantelteil umfänglich eingefassten Innenraum aus. Hierbei kann ein elektrisches Kabel an einem von dem Kontaktträger abgewandten Ende des Mantelteils in den Innenraum des Mantelteils eingeführt sein, sodass ein solcher Bereich, in dem Leitungsadern des Kabels an Kontaktelemente des Kontaktträgers elektrisch angeschlossen sind, vom Mantelteil eingefasst und damit nach außen hin umschlossen und geschützt ist.
Das Gehäuseteil kann zum Beispiel auch eine elektrische Schirmung nach außen hin bereitstellen.
In einer Ausgestaltung sind ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder zusätzlich zu dem Erdungskontakt an dem Kontaktträger angeordnet. Über solche Kontaktelemente kann eine elektrische Nutzverbindung zwischen dem Stückverbinder und dem Gegensteckverbinder hergestellt werden, beispielsweise um elektrische Leistung zu übertragen oder Datensignale auszutauschen. Ein jedes Kontaktelement ist hierbei in einer zugeordneten Aufnahmebuchse des Kontaktträgers angeordnet, sodass die Kontaktelemente und der Erdungskontakt elektrisch gegeneinander isoliert sind.
In einer Ausgestaltung bildet der Kontaktträger einen Steckabschnitt aus, mit dem der Steckverbinder entlang der Steckrichtung steckend mit dem Gegensteckverbinder verbunden werden kann. Der Steckabschnitt kann beispielsweise eine zylindrische Grundform aufweisen und kann die Kontakte so umfänglich umschließen, dass der Kontakt innerhalb des Steckabschnitts radial nach außen hin eingebettet ist und umfänglich um die Steckrichtung von dem Material des Steckabschnitts umschlossen ist. Bei steckendem Verbinden der Steckverbindung mit dem Gegensteckverbinder kontaktiert der Erdungskontakt elektrisch mit einem zugeordneten Gegenkontakt des Gegensteckverbinders, sodass eine gemeinsame Erdung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder geschaffen wird. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eine Steckverbindung zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinder, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Kontakteträgers, Anordnen eines elektrischen Erdungskontakts zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder an dem Kontaktträger, und Bereitstellen eines mit dem Kontaktträger zu verbindenden, elektrisch leitfähigen Gehäuseteils. Zusätzlich ist vorgesehen: Fertigen eines elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements mittels einer Gusstechnik an dem Kontaktträger derart, dass das Kontaktierungselement einen ersten Kontaktierungsabschnitt und einen elektrisch kontaktierend an dem Erdungskontakt anliegenden, zweiten Kontaktierungsabschnitt ausbildet.
Die vorangehend für den Steckverbinder beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen finden analog auch auf das Verfahren Anwendung, sodass diesbezüglich auf das vorangehend Ausgeführte verwiesen werden soll.
Im Rahmen des Verfahrens wird das Kontaktierungselement mittels einer Gusstechnik unmittelbar an dem Kontaktträger geformt. Der Kontaktträger wird hierzu mit einem daran angeordneten Erdungskontakt bereitgestellt und in ein geeignetes Gusswerkzeug eingelegt. Das Kontaktierungselement wird sodann beispielsweise mittels eines Metallgussverfahrens oder mittels Kunststoffspritzgießen (unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterials) an dem Kontaktträger derart geformt, dass der zweite Kontaktierungsabschnitt des Kontaktierungselements sich an den Erdungskontakt anlegt und somit eine elektrische Verbindung zu dem Erdungskontakt herstellt.
Bei der Formung des Kontaktierungselements an dem Kontaktträger kann das Gehäuseteil bereits mit dem Kontaktträger verbunden sein, sodass in diesem Fall bei der Formung des Kontaktierungselements der erste Kontaktierungsabschnitt unmittelbar (in situ) in Anlage mit dem Gehäuseteil gelangt und somit die elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Kontaktträger herstellt. Das Formen des Kontaktierungselements durch die Gusstechnik kann hierbei vorzugsweise derart erfolgen, dass das Material des Kontaktierungselements durch eine Öffnung des Gehäuseteils in eine Kavität an dem Kontaktträger gegossen wird, sodass das Kontaktierungselement an dem radial innerhalb des Gehäuseteils gelegenen Erdungskontakt geformt wird und sich an das Gehäuseteil anlegt und dabei zwischen dem Erdungskontakt und dem Gehäuseteil zur elektrischen Kontaktierung erstreckt ist. In anderer Ausgestaltung wird das Kontaktierungselement zunächst an dem Kontaktträger geformt und erst anschließend das Gehäuseteil mit dem Kontaktträger derart verbunden, dass das Gehäuseteil elektrisch kontaktierend an dem ersten Kontierungsabschnitt anliegt und das Kontaktierungselement somit das Gehäuseteil elektrisch mit dem Erdungskontakt verbindet. Das Kontaktierungselement wird somit bei noch nicht mit dem Kontaktträger verbundenem Gehäuseteil an dem Kontaktträger geformt. Durch anschließendes Ansetzen des Gehäuseteils an den Kontaktträger wird das Gehäuseteil auch mit dem Kontaktierungselement und darüber mit dem Erdungskontakt an dem Kontaktträger elektrisch verbunden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachstehend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinders, angeschlossen an ein elektrisches Kabel;
Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch den Steckverbinder;
Fig. 3 eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine gesonderte, teilweise geschnittene Ansicht eines Kontaktträgers eines
Steckverbinders;
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Kontaktierungselements an einem
Kontaktträger eines Steckverbinders;
Fig. 6 eine Darstellung eines Gehäuseteils, an dem ein Kontaktierungselement in situ zu formen ist;
Fig. 7 eine Ansicht des Gehäuseteils mit daran geformtem Kontaktierungselement;
und
Fig. 8 eine gesonderte Ansicht des in situ an dem Gehäuseteil geformten
Kontaktierungselements.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinders 1 , der an ein elektrisches Kabel 2 angeschlossen ist und zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinder 3 dient. Um das Kabel 2 an dem Gegensteckverbinder 103 anzuschließen, kann der Steckverbinder 1 entlang einer Steckrichtung E mit dem Gegensteckverbinder 3 verbunden werden, indem ein an einem Kontaktträger 12 geformter, ein Steckgesicht ausbildender Steckabschnitt 120 steckend mit dem Gegensteckverbinder 3, insbesondere einer an dem Gegensteckverbinder 3 geformten Stecköffnung, verbunden wird.
An dem Kontaktträger 12 des Steckverbinders 1 sind elektrische Kontaktelemente 13 angeordnet, die bei steckendem Verbinden mit dem Gegensteckverbinder 3 elektrisch mit zugeordneten Gegenkontakten des Gegensteckverbinders 3 kontaktieren und zum Übertragen von Nutzströmen, zum Beispiel für eine elektrische Energieübertragung oder für eine Datenkommunikation, dienen. Zusätzlich trägt der Kontaktträger 12 einen Erdungskontakt 14, der auf einem Erdpotenzial liegt und bei Verbinden mit dem Gegensteckverbinder 3 mit einem zugeordneten Erdungskontakt auf Seiten des Gegensteckverbinders 3 kontaktiert, sodass an der durch den Steckverbinder 1 und den Gegensteckverbinder 3 geschaffenen Steckverbindung ein gemeinsames Erdpotenzial bereitgestellt wird.
Der Kontaktträger 12 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, sodass die Kontaktelemente 13 und der Erdungskontakt 14 elektrisch gegeneinander isoliert sind. An dem Kontaktträger 12 ist ein Verbindungselement 11 in Form einer Kupplungsmutter angeordnet, die über ein hülsenförmiges Lagerelement 15, das den Kontaktträger 12 ringförmig umgibt, um die Steckrichtung E drehbar an dem Kontaktträger 12 gelagert ist. Das Verbindungselement 1 1 weist, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, einen von einem eine Rändelung aufweisenden Bund 1 10 vorstehenden Gewindeabschnitt 1 1 1 auf, an dem ein Außengewinde geformt ist, über das eine Schraubenverbindung mit dem Gegensteckverbinder 3 hergestellt werden kann, wenn der Steckverbinder 1 und der Gegensteckverbinder 3 miteinander verbunden werden.
Das Lagerelement 15 ist fest mit dem Kontaktträger 12 verbunden und aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial, ausgebildet. Genauso ist das Verbindungselement 11 beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial, gefertigt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Steckverbinders 1 ist ein Gehäuseteil 17 derart mit dem Kontaktträger 12 verbunden, dass das Gehäuseteil 17 an einer dem Verbindungselement 11 abgewandten Seite an das Lageelement 15 anschließt. Das Gehäuseteil 17, dargestellt in einer Ansicht in Fig. 6, weist eine zylindrische Grundform auf und ist integral und einstückig mit dem Lagerelement 15 geformt.
Das Gehäuseteil 17 ist elektrisch leitfähig und stellt somit, gemeinsam mit dem Lagerelement 15 und dem daran angeordneten Verbindungselement 1 1 , eine Einhausung für den Kontaktträger 12 zur Verfügung.
Außerhalb des Gehäuseteils 17 ist ein Mantelteil 10 geformt, das aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff zum Beispiel mittels Kunststoffspritzgießen gefertigt und derart außerhalb des Gehäuseteils 17 angeordnet ist, dass das Gehäuseteil 17 nach außen hin durch das Mantelteil 10 umgeben ist. Das Mantelteil 10 erstreckt sich hierbei über ein von dem Verbindungselement 1 1 abgewandtes Ende des Gehäuseteils 17 hinaus und schließt - wie aus der Schnittansicht gemäß Fig. 2 ersichtlich - einen Innenraum 100 ein, innerhalb dessen Leitungsadern 21 des elektrischen Kabels 2 mit Kontaktelementen 13, 14 des Kontaktträgers 12 verbunden sind.
Das elektrische Kabel 2 ist an einem von dem Kontaktträger 12 abgelegenen Ende in das Mantelteil 10 eingeführt und weist einen Kabelmantel 20 auf, der die Leitungsadern 21 einfasst. Innerhalb des Mantelteils 10 sind die Leitungsadern 21 hierbei durch Entfernen des äußeren Kabelmantels 20 abgemantelt und mit den Kontaktelementen 13, 14 am Kontaktträger 12 verbunden, wobei die Leitungsadern 21 in einem Bereich zwischen dem Ende des Kabelmantels 20 und dem Kontaktträger 12 innerhalb des Mantelteils 10 durch ein elektrisch isolierendes Material eingefasst sein können (beispielsweise indem die Leitungsadern 21 innerhalb des Innenraums 100 des Mantelteils 10 durch eine elektrisch isolierende Vergussmasse vergossen sind).
Das Lagerelement 15 ist über Dichtungen 150, 151 zum Beispiel in Form von O-Ringen gegenüber dem Mantelteil 10 und gegenüber dem Kontaktträger 12 feuchtigkeitsdicht abgedichtet, wie dies aus der Schnittansicht gemäß Fig. 2 und der vergrößerten Ansicht gemäß Fig. 3 ersichtlich ist.
Das Gehäuseteil 17 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial gefertigt, beispielsweise als Aluminiumdruckgussteil oder Zinkdruckgussteil. Weil das Gehäuseteil 17 im Gebrauch durch einen Nutzer berührt werden kann, zum Beispiel über das Lagerelement 15 und das daran angeordnete Verbindungselement 1 1 , ist vorteilhaft, das Gehäuseteil 17 in die Erdung des Steckverbinders 1 mit einzubeziehen und auf das an dem Erdungskontakt 14 anliegende Erdungspotenzial zu legen, um eine Gefährdung eines Nutzers bei Berühren des Steckverbinders 1 auszuschließen.
Um eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuseteil 17 und dem Erdungskontakt 14 herzustellen, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kontaktierungselement 16 vorgesehen, das elektrisch zwischen dem Gehäuseteil 17 und dem Erdungskontakt 14 angeordnet ist und das Gehäuseteil 17 und den Erdungskontakt 14 elektrisch miteinander verbindet. Das Kontaktierungselement 16 ist mittels einer Gusstechnik aus einem elektrisch leitfähigen Material geformt, wobei die Formung in situ unmittelbar an dem Kontaktträger 12 bei an dem Kontaktträger 12 angeordnetem Erdungskontakt erfolgen kann.
Das Kontaktierungselement 16 ist beispielsweise mittels Metallguss als Metallgussteil oder aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff mittels Kunststoffspritzgießen geformt.
Das Kontaktierungselement 16 ist derart geformt, dass es einen Kontaktierungsabschnitt 161 ausbildet, der sich am Kontaktträger 12 bis hin zu dem in einer Aufnahmebuchse 120 des Kontaktträgers 12 angeordneten Erdungskontakt 14 erstreckt und dabei einen Schaftabschnitt 140 des Erdungskontakts 14 umfänglich umgibt, wie sich dies aus Fig. 3 in Zusammenschau mit der schematischen Ansicht gemäß Fig. 5 ergibt. Der Erdungskontakt 14 liegt in der Aufnahmebuchse 120 des Kontaktträgers 12 ein und bildet an seiner dem Steckabschnitt 120 zugewandten Seite eine Kontaktbuchse 142 und an seiner anderen, abgewandten Seite einen Anschlussabschnitt 141 zum Verbinden mit einer zugeordneten Leitungsader 21 des Kabels 2 aus. Der Schaftabschnitt 140 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und ist nach Formung des Kontaktierungselements 16 umfänglich von dem Material des Kontaktierungsabschnitts 161 umgeben.
Das Kontaktierungselement 16 bildet einen weiteren Kontaktierungsabschnitt 160 aus, der über einen Zwischenabschnitt 162 mit dem dem Erdungskontakt 14 zugeordneten Kontaktierungsabschnitt 161 verbunden und dem Gehäuseteil 17 derart zugeordnet ist, dass der Kontaktierungsabschnitt 160 radial außerhalb des Gehäuseteils 17 zu liegen kommt, das Gehäuseteil 17 somit außenseitig zumindest teilweise umgreift, mit dem Gehäuseteil 17 elektrisch kontaktierend in Anlage ist und somit eine elektrische Verbindung zu dem Gehäuseteil 17 herstellt.
Der Zwischenabschnitt 162 erstreckt sich innenseitig des Lagerelements 15 und bildet in der Längsschnittebene gemäß Fig. 2 und 3 eine Stufe aus, um sich von dem einstückig mit dem Lagerelement 15 geformten Gehäuseteil 17 hin zu dem Erdungskontakt 14 zu erstrecken.
Mit Bezug auf eine entlang der Steckrichtung E weisende Achse des im Wesentlichen zylindrisch geformten Steckverbinders 1 ist der dem Kontaktträger 12 zugeordnete Kontaktierungsabschnitt 161 des Kontaktierungselements 16 radial innerhalb zum dem Gehäuseteil 17 zugeordneten Kontaktierungsabschnitt 160 angeordnet, wie dies aus der schematischen Ansicht gemäß Fig. 5 ersichtlich ist. Das Kontaktierungselement 16 kann hierbei die Form einer herkömmlichen, in Fig. 4 dargestellten, als Stanz-Biege-Teil geformten Kontaktierungsfeder nachbilden und sich abschnittsweise sichelförmig außenseitig des Gehäuseteils 17 erstrecken.
Die Formung des Kontaktierungselements 16 kann unmittelbar in situ an dem Kontaktträger 12 und dem Gehäuseteil 17 erfolgen. So kann das Kontaktierungselement 16 an dem Kontaktträger 12 geformt werden, nachdem die Kontaktelemente 13, 14 in zugeordnete Aufnahmebuchsen 120 des Kontaktträgers 12 eingesteckt und an dem Kontaktträger 12 fixiert worden sind und nachdem das Gehäuseteil 17 zusammen mit dem Lagerelement 15 und gegebenenfalls auch das Verbindungselement 1 1 an dem Kontaktträger 12 angeordnet sind. Durch Abdichten der Komponenten der so geschaffenen Vormontagebaugruppen zueinander und durch Einlegen der Baugruppe in ein geeignetes Gusswerkzeug wird das Kontaktierungselement 16 an dem Kontaktträger 12 und dem Gehäuseteil 17 unter Formung auch des dem Gehäuseteil 17 zugeordneten Kontaktierungsabschnitts 160 geformt, sodass nach Entnehmen der Baugruppe aus dem Werkzeug das Gehäuseteil 17 elektrisch mit dem Erdungskontakt 14 verbunden ist.
Wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann zur Formung des Kontaktierungselements 16 in situ an dem Gehäuseteil 17 an dem Gehäuseteil 17 beispielsweise eine Öffnung 170 vorgesehen sein, durch die hindurch Material in den dem Kontaktierungselement 16 zugeordneten Raum eingegossen werden kann, um das Kontaktierungselement 16 radial innerhalb des Gehäuseteils 17 an dem Kontaktträger 12 zu formen. Die Öffnung 170 ist am Gehäuseteil 17 geformt und stellt einen Zugang in einen am Kontaktträger 12 ausgebildeten Gießkanal bereit, der sich hin zum Schaftabschnitt 140 des Erdungskontakts 14 erstreckt und diesen umgibt. Mit anderen Worten bilden der Kontaktträger 12, das Gehäuseteil 17 und der Erdungskontakt 14 eine Kavität, in welche flüssiges Material, insbesondere ein Metallmaterial, zur Formung des Kontaktierungselements 16 beim Gießen einfließt. Alternativ kann das Gehäuseteil 17 auch nach Formung des Kontaktierungselements 16 an dem Kontaktträger 12 an die so geschaffene Baugruppe angesetzt werden, um in diesem Fall eine elektrische Kontaktierung zwischen Kontaktierungselements 16 und dem Gehäuseteil 17 durch Anlage des Gehäuseteil 17 an dem Kontaktierungselements 16 von außen herzustellen.
Bei dem schematisch in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Kontaktierungsabschnitt 160 über einen Kreisbogenabschnitt außenseitig des Gehäuseteils 16 und schmiegt sich, nach der Formung in situ an der das Gehäuseteil 17, den Kontaktträger 12 und den Erdungskontakt 14 umfassenden Baugruppe, außenseitig an das Gehäuseteil 16 an. Der Zwischenabschnitt 162 erstreckt sich hierbei durch die Öffnung 170 im Gehäuseteil 16 hindurch hin zu dem Erdungskontakt 14, um den Erdungskontakt 14 mit dem Kontaktierungsabschnitt 161 umfänglich zu umgeben und dadurch zu kontaktieren.
In einem anderen, in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der dem Gehäuseteil 17 zugeordnete Kontaktierungsabschnitt 160 ringförmig um das Gehäuseteil 17 herum, sodass der Kontaktierungsabschnitt 160 das Gehäuseteil 17 umfänglich umgibt. Wiederum wird das Kontaktierungselement 16 in situ an der das Gehäuseteil 17, den Kontaktträger 12 und den Erdungskontakt 14 umfassenden Baugruppe geformt, wobei das flüssige Material beim Gießen um das Gehäuseteil 17 im Gusswerkzeug herumfließt und somit den ringförmigen Kontaktierungsabschnitt 160 formt.
Während Fig. 7 das Kontaktierungselement 16 am Gehäuseteil 17 und in Verbindung mit dem Erdungskontakt 14 zeigt, stellt Fig. 8 das Kontaktierungselement 16 in gesonderter Ansicht dar. Der Zwischenabschnitt 162 erstreckt sich stufenförmig zwischen dem radial äußeren, das Gehäuseteil 17 umgreifenden Kontaktierungsabschnitt 160 und dem radial inneren, den Erdungskontakt 14 kontaktierenden Kontaktierungsabschnitt 161.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen.
Ein Steckverbinder der beschriebenen Art kann zum Verbinden eines an den Steckverbinder angeschlossenen elektrischen Kabels mit einem einem Gegensteckverbinder zugeordneten Kabel oder einer übergeordneten elektrischen Baugruppe dienen. Ein solcher Steckverbinder kann zum Übertragen elektrischer Ströme zum Bereitstellen einer Energieversorgung oder auch zum Übertragen von Datensignalen eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
1 Steckverbinder
10 Mantelteil
100 Innenraum
1 1 Verbindungselement
110 Bund
11 1 Gewindeabschnitt
12 Kontaktträger
120 Aufnahmebuchse
121 Steckabschnitt
13 Kontaktelemente
14 Erdungskontakt (PE-Kontakt)
140 Schaftabschnitt
141 Anschlussabschnitt
142 Kontaktbuchse
15 Lagerelement
150, 151 Dichtung
16 Kontaktierungselement
160 Kontaktierungsabschnitt
161 Kontaktierungsabschnitt
162 Zwischenabschnitt
17 Elektrisch leitfähiges Gehäuseteil 170 Öffnung
2 Elektrisches Kabel
20 Kabelmantel
21 Leitungsader
3 Gegensteckverbinder
E Steckrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Steckverbinder (1) zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinder (3), mit einem aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Kontaktträger (12), einem an dem Kontaktträger (12) angeordneten, elektrischen Erdungskontakt (14) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder (3) und einem mit dem Kontaktträger (12) verbundenen, elektrisch leitfähigen Gehäuseteil (17), gekennzeichnet durch ein mittels einer Gusstechnik gefertigtes, elektrisch leitfähiges Kontaktierungselement (16), das einen elektrisch kontaktierend an dem Gehäuseteil (17) anliegenden, ersten Kontaktierungsabschnitt (160) und einen elektrisch kontaktierend an dem Erdungskontakt (14) anliegenden, zweiten
Kontaktierungsabschnitt (161) aufweist und das Gehäuseteil (17) elektrisch mit dem Erdungskontakt (14) verbindet.
2. Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Kontaktierungselement (16) mittels Metallguss als Metallgussteil gefertigt ist.
3. Steckverbinder (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Kontaktierungselement (16) mittels Kunststoffspritzgießen als Spritzgussteil aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gefertigt ist.
4. Steckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (16) in situ an einer durch den Kontaktträger (12), den Erdungskontakt (14) und das Gehäuseteil (17) gebildeten Vormontagebaugruppe durch die Gusstechnik geformt ist.
5. Steckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (12) eine Aufnahmebuchse (120) und der Erdungskontakt (14) einen Schaftabschnitt (140) aufweist, wobei der Erdungskontakt (14) mit dem Schaftabschnitt (140) in der Aufnahmebuchse (120) angeordnet ist und der zweite Kontaktierungsabschnitt (161) des Kontaktierungselements (16) elektrisch kontaktierend an dem Schaftabschnitt (140) anliegt.
6. Steckverbinder (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kontaktierungsabschnitt (161) des Kontaktierungselements (16) den Schaftabschnitt (140) umfänglich umgibt.
7. Steckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktierungsabschnitt (160) radial nach außen über den zweiten Kontaktierungsabschnitt (161) vorsteht.
8. Steckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein radial außerhalb des Kontaktträgers (12) angeordnetes, mit dem Gehäuseteil (17) verbundenes, elektrisch leitfähiges Lagerelement (15) und ein
Verbindungselement (11), das um eine Steckrichtung (E), entlang derer der Steckverbinder (1) steckend mit dem Gegensteckverbinder (3) verbindbar ist, drehbar an dem Lagerelement (15) gelagert ist.
9. Steckverbinder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (16) elektrisch kontaktierend an dem Lagerelement (15) anliegt.
10. Steckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (17) zumindest abschnittsweise durch ein elektrisch isolierendes Mantelteil (10) eingefasst ist, wobei das Mantelteil (10) einen umfänglich eingefassten Innenraum (100) ausbildet und an einem dem Kontaktträger (12) abgewandten Ende des Mantelteils (10) ein elektrisches Kabel (2) in das Mantelteil (10) eingeführt ist.
11. Steckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein elektrisches Kontaktelement (13) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder (3), das zusätzlich zu dem Erdungskontakt (14) an dem Kontaktträger (12) angeordnet ist.
12. Steckverbinder (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (12) einen Steckabschnitt (121) aufweist, mit dem der Steckverbinder (1) entlang einer Steckrichtung (E) steckend mit dem Gegensteckverbinder (2) verbindbar ist.
13. Steckverbinder (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckabschnitt (121) den Erdungskontakt (14) umfänglich um die Steckrichtung (E) einfasst.
14. Verfahren zum Herstellen eines Steckverbinders (1) zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinder (3), wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Kontaktträgers (12), Anordnen eines elektrischen Erdungskontakts (14) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gegensteckverbinder (3) an dem Kontaktträger (12), und Bereitstellen eines mit dem Kontaktträger (12) zu verbindenden, elektrisch leitfähigen Gehäuseteils (17), gekennzeichnet durch Fertigen eines elektrisch leitfähigen Kontaktierungselements
(16) mittels einer Gusstechnik an dem Kontaktträger (12) derart, dass das Kontaktierungselement (16) einen ersten Kontaktierungsabschnitt (160) zum elektrischen Kontaktieren mit dem Gehäuseteil (17) und einen elektrisch kontaktierend an dem Erdungskontakt (14) anliegenden, zweiten Kontaktierungsabschnitt (161) ausbildet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Verbinden des Gehäuseteils
(17) mit dem Kontaktträger (12) derart, dass das Gehäuseteil (17) elektrisch kontaktierend an dem ersten Kontaktierungsabschnitt (160) anliegt, sodass das Kontaktierungselement (16) das Gehäuseteil (17) elektrisch mit dem Erdungskontakt (14) verbindet.
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