EP4070413A1 - Steckverbindung zur übertragung elektrischer energie - Google Patents

Steckverbindung zur übertragung elektrischer energie

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EP4070413A1
EP4070413A1 EP20816137.2A EP20816137A EP4070413A1 EP 4070413 A1 EP4070413 A1 EP 4070413A1 EP 20816137 A EP20816137 A EP 20816137A EP 4070413 A1 EP4070413 A1 EP 4070413A1
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EP
European Patent Office
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plug connection
plug
socket
contact
electrical energy
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EP20816137.2A
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Manfred Greiner
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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Publication date
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Definitions

  • Plug connection for the transmission of electrical energy The invention relates to a plug connection for the transmission of electrical energy through detachable contacting, having at least one plug contact pin and at least one contact socket, the at least one contact socket being accommodated in a connector housing and the connector housing cooperating with a slide that can be moved relative thereto, so that the Connector partners are housed in a plugged and secondary-locked contacting layer.
  • Plug-in connections, contacting elements are used to make contact or to produce releasable, electrically conductive connections.
  • Pole connectors, receptacles, etc. used in a wide variety of designs and variants.
  • contact systems have been developed that are based on round contact geometries to accommodate a contact pin, plug contact pin, socket pin, contact pin, ground bolt and whose starting material consists of a flat contact grid that is brought into the round contact geometry with a hyperbolic twist .
  • These contact systems known as RADSOK, are characterized by robust and high-density contact production due to the considerable contact area with the respective contact pin.
  • inwardly directed lamella geometries are known, the lamellar contact grid of which is oriented radially symmetrically.
  • These contact geometries which are preferably used as high-current contact sockets, are known as radial contact sockets or hyperbolic contact sockets, socket contacts.
  • RADSOK contact systems of the aforementioned type are accommodated in connector socket sleeves via their usually cylindrical outer contours and implement the further contact on the outside via the cylindrical surfaces.
  • Contact systems of this type are usually formed from at least one lamellar socket, contact socket, socket contact and at least one plug contact pin, socket pin, contact pin.
  • the contacting partner of the contact socket is usually a plug contact pin, socket pin, contact pin with a geometry that is plug-compatible with the lamellar socket. Since the outer surface of the contact pin is the functional surface of the lamellar sleeve, it cannot be enclosed or not directly enclosed or received in a housing.
  • various locking devices, positioning measures, the so-called secondary locking have been designed in a non-positive and / or positive manner. The same applies to containment measures, sealing tasks, corrosion protection and various other requirements that may arise depending on the intended use. Housings of the plug connection and / or its plug connection partner often serve to protect against contact.
  • DE 102012 105 771 A1 discloses a plug with a contact socket which aims to protect against contact and the ingress of dirt and water.
  • it is proposed to close the insertion opening of the contact socket with a pivotable screen element.
  • the protective cover is a pivotably mounted panel element with an associated spring, so that the panel element is held by the spring in a closed position in which it closes an insertion opening of the contact socket and the panel element is pivoted into an insertion position by inserting a pin contact against the force of the spring in which it exposes the insertion opening.
  • WO 03/047047 A1 proposes a solution for the locking task. which includes different insertion forces for connecting and disconnecting the plug to the contact socket.
  • a socket element designed as a housing. Housing the plug connection, a bore with a groove is introduced, which is arranged on an inner surface of the bore. The hole creates a shoulder between a groove base and a hole.
  • a flat spring is arranged in the groove to define a spring cavity between the flat spring and the shoulder and a circularly inclined turn.
  • Another, helical or spiral spring is arranged in the spring cavity.
  • the contact pin is designed with a conical end in such a way that it interacts with the spring combination and can be pushed into and out of the arrangement.
  • DE 102005016265 A1 proposes a plug connection with a plug and a socket, the plug engaging with the socket in the plugged state.
  • a latch is attached to the circumference of the plug or socket. The latching can preferably be released by using a tool and the socket and the plug can then be separated from one another.
  • the socket element in the form of a lamellar socket has a socket body.
  • the socket body has a circular cylindrical plug receiving space and a conductor receiving space.
  • the connector receiving space has an inner connector receiving space and an outer connector receiving space.
  • the inner plug receiving space has a smaller diameter than the outer plug receiving space.
  • the outer connector receiving space thus has a larger diameter than the inner connector receiving space.
  • a stop is formed at the transition from the outer connector receiving space with the larger diameter to the inner connector receiving space with the smaller diameter. The stop is realized by reducing the diameter.
  • Latching means are arranged on the outer circumference of the socket body.
  • the latching means are arranged on the outside of the socket body in the area of the stop arranged on the inside in the socket body.
  • the conductor receiving space is used to receive a conductor with which the socket element can be connected to a circuit.
  • a latching element is provided next to the stop for the connector receiving space.
  • the latching element is preferably adjoined by an intermediate space on the side opposite the stop.
  • a contact socket in the outer connector receiving space.
  • the contact socket closes on the outside with the socket body, preferably flush.
  • the contact socket is connected in an electrically conductive manner to the socket body of the socket element. This creates an electrically conductive connection from the contact socket to the conductor arranged in the conductor receiving space
  • the contact socket is fastened in the outer connector receiving space by pressing. The gap is used to accommodate tolerances, so that it is ensured that the locking element still has enough play when the socket element is assembled.
  • the outer diameter of the locking element is slightly smaller than the inner diameter of the outer connector receiving space.
  • the socket body is a rotating part with a cylindrical shape and a cylindrical plug receiving space and a cylindrical conductor receiving space.
  • the contact socket is a cylindrical RADSOK socket. Individual contact surfaces located inside the contact socket form cylindrical contact surface means.
  • the locking element is a disk made of thermoplastic material, in particular plastic material.
  • the latching element can also be made from bent wire or a suitably slotted metal disc.
  • the locking element has a recess in the form of a hole.
  • the contact pin has a first section with a first diameter.
  • the first section is followed by a second section with a second diameter.
  • the second diameter is smaller than the first diameter.
  • the second section is followed by a third section.
  • the third section has latching means.
  • the third section has a diameter which is larger than the first diameter, but is smaller or at most equal to the first diameter.
  • the diameter of the third section, d. H. the third section is conical.
  • the surface of the first section forms a contact surface of the contact pin.
  • the object of the invention is to further develop the existing plug contact connections, plug connection, plug contact system, contact system and at least partially reduce the existing disadvantages.
  • a plug connection is to be created which excludes the electrical contacting of the plug connection partners before the locking position is reached.
  • the invention proposes the conception of a single-pole electrical plug contact in the form that when a contact socket, lamellar socket, socket contact is plugged into a contact pin, plug contact pin, socket pin, contact pin without a housing or other surrounding geometries, these are not reached when the locking, (Secondary) locking position again separated from the contact pin and an electrical one
  • the arresting, locking position often, but not necessarily, corresponds to the end position of the connector partner.
  • the invention recognizes that by integrating the latching and supporting geometries, preferably in the contact pin and / or integrating the housing elements on the side of a preferably spring-loaded contact socket, it is suitable to prevent electrical contact outside the locking position.
  • FIG. 1 shows the sectional front view of the plug connection with a socket pin designed as a ground connection and the contacting partner in the form of a lamellar socket in the relative position to one another before the plugging process
  • FIG. 2 shows the sectional front view of the plug connection with a socket pin designed as a ground connection and the contacting partner in the form of a lamellar socket in a partially inserted situation
  • FIG. 3 shows the sectional front view of the plug connection with a plug pin designed as a ground connection and the contacting partner in the form of a lamellar socket in the plugged-in situation;
  • FIG. 4 shows the sectional front view of the plug connection with a socket pin designed as a ground connection and the contacting partner in the form of a lamellar socket in a plugged and locked, secondary locked situation.
  • Figure 1 shows the sectional front view of the connector 100 with an as
  • the position of the contact pin 10 in alignment and perpendicular to the contact socket 20 is the position before the mating process, i.e. H. the contact partners are not (yet) engaged.
  • the assembly unit consisting at least of the slide 110, the socket housing 120 and accommodated therein the socket contact 20 and the spring 101, is brought into the plug-in position above the socket pin 10.
  • the spring 101 is designed as a helical spring, compression spring and is pretensioned accordingly, so that the slide 110 in the position shown is in an end position relative to the
  • the slide 110 is frictionally supported with its at least one support hook 111 against the cone 11 and / or the bevel 12 of the contact pin 10, so that the assembly unit consisting of at least the slide 110, the socket housing 120 and the socket contact 20 received therein the spring 101 is arranged opposite the socket pin 10 in a defined position.
  • the support of the at least one support hook 111 is relevant to the flow of force for the compression of the spring 101, since it functions as an abutment of the spring 101 with regard to the movement force and the relative movement path of the housing 120.
  • the continuation of the electrical contact to a voltage source, an electrical consumer or a ground connection, ground connection can take place via a cover 130.
  • the socket housing cover 130 is provided with contacting means for the
  • Lamellar contact socket 20 equipped, which at least partially encompass the outer contour of the lamellar contact socket 20.
  • FIG. 1 shows a free-standing ground bolt 10, for example welded onto a vehicle body.
  • FIG. 2 comprises the sectional front view of the plug connection 100 with an as
  • the plug connection 100 is partially plugged in that the plugging path of the plug pin 10 into the lamellar contact socket 20 has not (yet) taken place completely up to its end position in the contact socket 20.
  • the end position is preferably reached after the maximum possible plug-in path and the locking, secondary locking is preferably also implemented in the end position.
  • the amount of the partial insertion path corresponds to the distance that the socket pin 10 is inserted into the lamellar contact socket 20.
  • the slide 110 is axially displaced relative to the housing 120 with the insertion movement and against the spring force of the spring 101.
  • the at least one latching hook 121 rests against the chamfer 12 of the cone 11 with a hook slope 12T.
  • the inclined hook 121 ′ and the bevel 12 are matched to one another with regard to their incline in such a way that the deflection of the latching hook 121 is supported with a further plug-in path in the direction of the end position of the socket pin 10 in the lamellar contact socket 20.
  • the angle of inclination of the hook bevel 12T is small enough in relation to the axial line so that self-locking of the inclined surface on the bevel 12 is reliably excluded.
  • a skew angle of less than 45 ° is possible for the surfaces that are moved relative to one another. 1'rd the plugging process, for example in the situation shown in Figure 2, aborted, in that the external plugging force to overcome further compression of the spring 101 against its already achieved spring preload is no longer exerted, the consequence is that the plug connection and the Contacting situation is ended.
  • the spring 101 pushes the housing 120 with the lamellar bushing 20 in the axial direction out of the contacting position as a result of the stored spring force, the preload achieved and the force flow support of the at least one support hook 111 on the bevel 12 of the cone 11.
  • FIG. 3 shows the sectional front view of the plug connection 100 with socket pin 10 and the contacting partner in the form of a lamellar socket 20 in the plugged-in situation in the end position.
  • the contact pin 10 is pushed into the contact socket 20 by the maximum possible insertion path.
  • the spring 101 is compressed up to the vicinity of the block, the housing 120 is maximally retracted into the slide 110 and rests on the front side of the slide base.
  • the at least one support hook 111 of the slide 110 is in a partially deflected situation, which is brought about by the inner sleeve 123 of the housing 120 as a function of the path of the plug pin 10 being pushed into the lamellar socket 20.
  • the support hook 111 is (still) in the function of the abutment for the spring 101 in the deflection situation shown and holds the slide 110 in the position in which it receives the housing 120, as far as geometrically possible.
  • the locking function, d. H. the secondary locking of the plug connection 100 is achieved according to this embodiment in the end position and is caused by the latching hook 121 acting behind the cone 11 on its conical surface 11 ′ behind the cone 11 and releasably holding the housing 120 in a non-positive manner.
  • FIG. 4 illustrates the sectional front view of the plug connection 100 with a socket pin 10 designed as a ground connection and the contacting partner in the form of a lamellar socket 20 in an inserted and locked, secondary locking situation.
  • the slide 110 With the deflection of the at least one support hook 111 out of its support position on and against the cone 11 and / or the bevel 12 of the contact pin 10 and, as a result, out of its abutment function, the slide 110 is axially and relative to the housing 120 by the pretensioned spring 101 moved so that the part of the socket pin 10 that was still exposed until then is housed.
  • the slide end position is preferably defined by a stop, the system on a vehicle body part is shown. A stop on the housing 120 of the plug connection is also possible.
  • the residual spring preload and the length ratios of the housing 120 and slide 110 in the axial direction are coordinated with one another in such a way that the plug contact system 100 is stress-relieved in the secondary-locked end position.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zur Übertragung elektrischer Energie durch lösbare Kontaktierung, aufweisend wenigstens einen Steckkontaktpin und wenigstens eine Kontaktbuchse, wobei die wenigstens eine Kontaktbuchse in einem Steckverbindergehäuse aufgenommen ist und das Steckverbindergehäuse mit einem relativ dazu bewegbaren Schieber zusammenwirkt, sodass die Steckverbindungspartner in gesteckter und sekundärverriegelter Kontaktierungslage eingehaust sind, wobei wenigstens eine Rast- und Stützgeometrie in den Steckkontaktpin integriert ist und mit dem Steckverbindergehäuse zusammenwirkt, sodass die Kontaktierungspartner voneinander getrennt werden, wenn deren relative Lage zueinander außerhalb der Sekundärverriegelungslage ist.

Description

Beschreibung
Steckverbindung zur Übertragung elektrischer Energie Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zur Übertragung elektrischer Energie durch lösbare Kontaktierung, aufweisend wenigstens einen Steckkontaktpin und wenigstens eine Kontaktbuchse, wobei die wenigstens eine Kontaktbuchse in einem Steckverbindergehäuse aufgenommen ist und das Steckverbindergehäuse mit einem relativ dazu bewegbaren Schieber zusammenwirkt, sodass die Steckverbindungspartner in gesteckter und sekundärverriegelter Kontaktierungslage eingehaust sind.
Zur Kontaktierung oder Herstellung lösbarer elektrisch leitender Verbindungen werden Steckverbindungen, Kontaktierungselemente. Polverbinder, Steckhülsen usw. in unterschiedlichsten Ausbildungen und Varianten eingesetzt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich bei elektrischen Kontaktierungsaufgaben im höheren Leistungsbereich sind Kontaktsysteme entwickelt worden, die auf Rundkontaktgeometrien zur Aufnahme eines Kontaktpins, Steckkontaktpins, Steckbolzens, Kontaktstifts, Massebolzens basieren und deren Ausgangsmaterial aus einem flächigen Kontaktgitter besteht, das mit hyperbolischem Drall in die Rundkontaktgeometrie gebracht wird. Diese als RADSOK bekannt gewordenen Kontaktsysteme zeichnen sich durch robuste und hochdichte Kontaktherstellung infolge der erheblichen Kontaktfläche zum jeweiligen Kontaktpin aus. Alternativ sind anstelle der hyperbolischen Verdrehsituation nach innen gerichtete Lamellengeometrien bekannt, dessen Lamellenkontaktgitter radialsymmetrisch ausgerichtet ist. Diese vorzugsweise als Hochstromkontaktbuchsen verwendeten Kontaktgeometrien sind als Radialkontaktbuchsen oder hyperbolische Kontaktbuchsen, Buchsenkontakte bekannt.
RADSOK-Kontaktsysteme der vorgenannten Art werden über ihre in der Regel zylindrischen Außenkonturen in Steckverbinderbuchsenhülsen aufgenommen und realisieren die weiterführende Kontaktierung außenseitig über die Zylinderflächen. Kontaktsysteme dieser Bauart sind üblicherweise gebildet aus wenigstens einer Lamellenbuchse, Kontaktbuchse, Buchsenkontakt und wenigstens einem Steckkontaktpin, Steckbolzen, Kontaktstift.
Der Kontaktierungspartner der Kontaktbuchse ist in der Regel ein Steckkontaktpin, Steckbolzen, Kontaktstift mit zu der Lamellenbuchse steckkompatibler Geometrie. Da die Außenfläche des Kontaktstiftes Funktionsfläche zur Lamellenhülse ist, kann er nicht bzw. nicht direkt eingehaust oder in einem Gehäuse aufgenommen sein. Um die Steckverbindung bestehend aus Lamellenbuchse und Kontaktstift in ihrer gesteckten, stromkontaktierenden Position zu sichern, sind verschiedene Arretiervorrichtungen, Positionierungsmaßnahmen, die sogenannte Sekundärverriegelung, in kraft- und/oder formschlüssiger Weise konstruiert worden. Gleiches gilt für Einhausungsmaßnahmen, Abdichtungsaufgaben, Korrosionsschutz und diversen weiteren, je nach Einsatzzwecke auftretenden Anforderungen. Einhausungen der Steckverbindung und/oder seiner Steckverbindungspartner dienen häufig dem Berührschutz. Beispielsweise die DE 102012 105 771 A1 offenbart einen Stecker mit einer Kontaktbuchse, der Schutz gegen Berührung sowie das Eintreten von Schmutz und Wasser anstrebt. Dazu wird vorgeschlagen, die Einführöffnung der Kontaktbuchse mit einem verschwenkbaren Blendenelement zu verschließen. Durch das Verschwenken des Blendenelements wird der in der Kontaktbuchse angeordnete Buchsenkontakt vollständig freigegeben, so dass der Stiftkontakt in den Buchsenkontakt eingeführt werden kann. Die Schutzabdeckung ist ein verschwenkbar gelagertes Blendenelement mit einer zugeordneten Feder, sodass das Blendenelement durch die Feder in einer Schließposition gehalten wird, in der es eine Einführöffnung der Kontaktbuchse verschließt und das Blendenelement durch das Einschieben eines Stiftkontaktes gegen die Kraft der Feder in eine Einführposrtion verschwenkt wird, in der es die Einführöffnung freigibt.
Die WO 03/047047 A1 schlägt eine Lösung für die Arretieraufgabe vor. die unterschiedliche Steckkräfte zum Verbinden und Lösen des Steckers zur Kontaktbuchse beinhaltet. In einem als Gehäuse ausgebildeten Buchsenelementes. Einhausung der Steckverbindung ist eine Bohrung mit einer Nut eingebracht, die auf einer Innenfläche der Bohrung angeordnet ist. Die Bohrung stellt eine Schulter zwischen einem Nutgrund und einer Bohrung her. In der Nut ist eine Flachfeder zur Definition eines Federhohlraums zwischen der Flachfeder und der Schulter und einer kreisförmig geneigten Windung angeordnet. Eine weitere, schrauben- oder spiralförmige Feder ist im Federhohlraum angeordnet Der Kontaktpin ist mit einem konischen Ende derart ausgebildet, dass er mit der Federkombination zusammenwirkt und in die Anordnung ein- und ausschiebbar Ist. Bei der Einschiebbewegung ist die Kraft zu überwinden, die die schraubenförmige Feder zu deren elastischer Verformung für die Freigabe der Bohrung erfordert, bei der Ausschiebbewegung sind die Elemente der Flachfeder zu verformen. Um Steckverbindungen kontaktierungssicher zu gestalten und die gesteckte Verbindung ohne Werkzeugeinsatz lösen zu können, schlägt die DE 102005016265 A1 eine Steckverbindung mit einem Stecker und einer Buchse vor, wobei der Stecker im gesteckten Zustand mit der Buchse verrastet. Dazu ist eine Verrastung am Umfang des Steckers bzw. der Buchse angebracht. Die Verrastung lässt sich vorzugsweise durch Einsatz eines Werkzeugs lösen und die Buchse und der Stecker lassen sich dann voneinander trennen. Bei der Verrastung besteht die Gefahr der Zerstörung bei mechanischer Belastung und zwar speziell im Zusammenhang mit tiefen Temperaturen.
Das Buchsenelement in Form einer Lamellenbuchse weist einen Buchsenkörper auf. Der Buchsenkörper besitzt einen kreiszylinderförmigen Steckeraufnahmeraum und einen Leiteraufnahmeraum. Der Steckeraufnahmeraum weist einen inneren Steckeraufnahmeraum und einen äußeren Steckeraufnahmeraum auf. Der innere Steckeraufnahmeraum besitzt einen kleineren Durchmesser als der äußere Steckeraufnahmeraum. Der äußere Steckeraufnahmeraum hat somit einen größeren Durchmesser als der innere Steckeraufnahmeraum. Am Übergang vom äußeren Steckeraufnahmeraum mit dem größeren Durchmesser zu dem inneren Steckeraufnahmeraum mit dem kleineren Durchmesser ist ein Anschlag ausgebildet. Der Anschlag ist durch die Reduktion des Durchmessers realisiert.
Am Außenumfang des Buchsenkörpers sind Rastmittel angeordnet. Die Rastmittel sind außen am Buchsenkörper im Bereich des innen im Buchsenkörper angeordneten Anschlags angeordnet. Der Leiteraufnahmeraum dient zur Aufnahme eines Leiters mit dem das Buchsenelement mit einem Stromkreis verbunden werden kann. In dem äußeren
Steckeraufnahmeraum ist anschließend an den Anschlag ein Rastelement vorgesehen. An das Rastelement schließt sich, auf der dem Anschlag gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise ein Zwischenraum an. Anschließend an den vorhandenen Zwischenraum befindet sich in dem äußeren Steckeraufnahmeraum eine Kontaktbuchse. Die Kontaktbuchse schließt nach außen mit dem Buchsenkörper, vorzugsweise bündig, ab. Die Kontaktbuchse ist elektrisch leitend mit dem Buchsenkörper des Buchsenelementes verbunden. Dadurch wird eine elektrisch leitende Verbindung von der Kontakt buchse zu dem im Leiteraufnahmeraum angeordneten Leiter hergestellt Die Kontaktbuchse ist im äußeren Steckeraufnahmeraum durch Einpressen befestigt. Der Zwischenraum dient zur Toleranzaufnahme, so dass sichergestellt ist, dass das Rastelement noch genügend Spiel hat wenn das Buchsenelement zusammengebaut ist. Der
Außendurchmesser des Rastelements Ist etwas kleiner als der Innendurchmesser äußeren Steckeraufnahmeraums.
Beim Zusammenbau des Buchsenelementes lässt sich dadurch das Rastelement in den äußeren Steckeraufnahmeraum einbringen. Der Buchsenkörper ist ein Drehteil mit zylindrischer Form sowie einem zylindrischen Steckeraufnahmeraum und einen zylindrischen Leiteraufnahmeraum. Die Kontaktbuchse ist eine zylindrische RADSOK-Buchse. Dabei bilden im Inneren der Kontaktbuchse gelegene einzelne Kontaktflächen zylindrische Kontaktflächenmittel. Das Rastelement ist eine Scheibe aus thermoplastischem Material, insbesondere Kunststoffmaterial. Das Rastelement kann auch aus gebogenem Draht oderauch einer geeignet geschlitzten Metallscheibe hergestellt sein. Das Rastelement weist eine Aussparung in Form eines Loches auf.
Der Kontaktstift weist einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser auf. An den ersten Abschnitt schließt sich ein zweiter Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser an. Der zweite Durchmesser ist kleiner als der erste Durchmesser. An den zweiten Abschnitt schließt sich ein dritter Abschnitt an. Anschließend an den zweiten Abschnitt weist der dritte Abschnitt Rastmittel auf. Der dritte Abschnitt weist zum zweiten Abschnitt hin einen Durchmesser auf, der größer ist als der erste Durchmesser, aber kleiner bzw. maximal gleich dem ersten Durchmesser ist. Mit zunehmender Entfernung von dem zweiten Abschnitt bzw. den Rastmitteln nimmt der
Durchmesser des dritten Abschnitts ab, d. h. der dritte Abschnitt ist konisch ausgebildet. Die Oberfläche des ersten Abschnitts bildet eine Kontaktfläche des Kontaktstifts.
Viele der bekannten Steckverbindungslösungen sind auf eine Anforderung hin optimiert und konditioniert. Nachteilig bei den meisten Lösungen ist, dass beide Steckverbindungspartner ein Gehäuse aufweiseh müssen und dadurch aufwändig und kostenintensiv sind. Weiterhin sind durch Funktionsflächen der Steckverbindung sowohl in der Kontaktbuchse als auch in dem Steckkontaktpin komplexe geometrische Formen in beiden Steckkontaktpartnern erforderlich. Neben den bereits genannten Anforderungen und Funktionen kann es für eine Steckverbindung besonders wichtig sein, dass die lösbare Steckverbindung nur in der arretierten, gesicherten oder verriegelten Endposition die elektrische Kontaktierung herstellt bzw. realisiert. Diese Anforderung, Funktion kann wichtig sein, um zu verhindern, dass sich Schäden an den zu kontaktierenden elektrischen Bauteilen, Lichtbogenbildung oder eine unzuverlässige Kontaktierung ergeben. Aufgabe der Erfindung ist es, die bestehenden Steckkontaktverbindungen, Steckverbindung, Steckkontaktsystem, Kontaktsystem weiterzuentwickeln und die bestehenden Nachteile wenigstens teilweise zu reduzieren. Insbesondere soll eine Steckverbindung geschaffen werden, welche die elektrische Kontaktierung der Steckverbindungspartner vor Erreichen der Arretierungsposition, Verriegelungsposition ausschließt.
Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung die Konzeption eines einpoligen elektrischen Steckkontakts in der Form vor, dass beim Stecken einer Kontaktbuchse, Lamellenbuchse, Buchsenkontakt auf einen Kontaktpin, Steckkontaktpin, Steckbolzen, Kontaktstift ohne Gehäuse oder anderweitiger umgebender Geometrien, diese bei Nichterreichen der Arretierungs-, (Sekundär-) Verriegelungsposition wieder vom Kontaktstift getrennt und eine elektrische
Kontaktierung nicht erfolgt bzw. wieder getrennt wird. Die Arretierungs-, Verriegelungsposition entspricht häufig, aber nicht zwangsläufig der Endposition der Steckverbindungspartner. Die Erfindung erkennt, dass durch die Integration der Rast- und Stützgeometrien, vorzugsweise in den Kontaktstift und/oder eine Integration der Einhausungselemente auf Seiten einer vorzugsweise gefederten Kontaktbuchse geeignet ist, die elektrische Kontaktierung außerhalb der Arretierungsposition zu verhindern.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels, bei dem der Steckkontaktpin als Masseanschluss ausgeführt ist, in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung mit einem als Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse in der Relativposition zueinander vor dem Steckprozess: Fig. 2 die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung mit einem als Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse in einer teilweise gesteckten Situation;
Fig. 3 die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung mit einem als Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse in gesteckter Situation;
Fig. 4 die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung mit einem als Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse in gesteckter und arretierter, sekundärverriegelter Situation. Figur 1 zeigt die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung 100 mit einem als
Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen 10 und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse 20 in der Relativposition zueinander vor dem Steckprozess. Die Lage des Kontaktstiftes 10 fluchtend und lotrecht zu der Kontaktbuchse 20 ist die Positionierung vor dem Steckprozess, d. h. die Kontaktpartner sind (noch) nicht in Eingriff. Die Montageeinheit, bestehend wenigstens aus dem Schieber 110, dem Buchsengehäuse 120 und darin aufgenommen dem Buchsenkontakt 20 sowie der Feder 101 ist über dem Steckbolzen 10 in Steckposition gebracht.
Die Feder 101 ist als Schraubenfeder, Druckfeder ausgebildet und entsprechend vorgespannt, sodass der Schieber 110 in der gezeigten Position in eine Endlage relativ zu dem
Buchsengehäuse 120 und gegen den Anschlag, gebildet aus wenigstens einem Absatz 112 und wenigstens einem Vorsprung 122, verschoben ist.
Der Schieber 110 stützt sich in dieser Positionierungssituation kraftschlüssig ab mit seinem wenigstens einen Stützhaken 111 gegen den Konus 11 und/oder die Fase 12 des Kontaktstiftes 10, sodass die Montageeinheit bestehend wenigstens aus dem Schieber 110, dem Buchsengehäuse 120 und darin aufgenommen dem Buchsenkontakt 20 sowie der Feder 101 gegenüber dem Steckbolzen 10 in definierter Lage angeordnet ist. Gleichfalls ist die Abstützung des wenigstens einen Stützhakens 111 kraftflussrelevant für die Stauchung der Feder 101 , da sie als Widerlager der Feder 101 hinsichtlich der Bewegungskraft und dem relativen Bewegungsweg des Gehäuses 120 fungiert. Die Weiterführung der elektrischen Kontaktierung zu einer Spannungsquelle, einem elektrischen Verbraucher oder einem Masseanschluss, Erdungsanschluss kann übereinen Deckel 130 erfolgen. Dazu ist der Buchsengehäusedeckel 130 mit Kontaktierungsmitteln für die
Lamellenkontaktbuchse 20 ausgestattet, die wenigstens bereichsweise die äußere Kontur der Lamellenkontaktbuchse 20 umfassen.
Kontaktstiftseitig, d. h. auf der Steckerseite der Steckverbindung 100 sind sämtliche Rast- und Stützgeometrien 11,12, in den Kontaktstift 10 selbst integriert, es gibt keine umgebende zusätzliche Geometrie in Form eines Kontaktstiftgehäuses oder ähnlichem, in dem diese Funktionen untergebracht sind. Figur 1 zeigt einen freistehenden, beispielsweise an eine Fahrzeugkarosserie aufgeschweißten Massebolzen 10. Figur 2 umfasst die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung 100 mit einem als
Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen 10 und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse 20 in einer teilweise gesteckten Situation. Teilweise gesteckt ist die Steckverbindung 100 dadurch, dass der Steckweg des Steckbolzens 10 hinein in die Lamellenkontaktbuchse 20 (noch) nicht vollständig bis zu seiner Endlage in der Kontaktbuchse 20 erfolgt ist. Vorzugsweise ist die Endlage nach dem maximal möglichen Steckweg erreicht und in der Endlage ist vorzugsweise auch die Arretierung, Sekundärverriegelung implementiert.
Der Betrag des Teilsteckweges, dargestellt in Figur 2, entspricht der Strecke, die der Steckbolzen 10 in die Lamellenkontaktbuchse 20 eingeschoben ist. Der Schieber 110 ist mit der Steckbewegung und entgegen der Federkraft der Feder 101 relativ zum Gehäuse 120 axial verschoben. Der wenigstens eine Rasthaken 121 liegt in dieser Stecksituation mit einer Hakenschräge 12T an der Fase 12 des Konus 11 an. Die Hakenschräge 121‘ und die Fase 12 sind hinsichtlich ihrer Schräge aufeinander abgestimmt derart, dass die Auslenkung des Rasthakens 121 bei weiterem Steckweg in Richtung Endlage des Steckbolzens 10 in die Lamellenkontaktbuchse 20 unterstützt ist. Dazu ist es erforderlich, dass der Anstellwinkel der Hakenschräge 12T klein genug bezogen auf die Axiallinie ist, sodass eine Selbsthemmung der Schrägfläche an der Fase 12 zuverlässig ausgeschlossen ist. Üblicherweise und abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit. Glattheit der relativ zueinander bewegten Flächen ist ein Schrägwinkel kleiner 45° möglich. 1'rd der Steckvorgang, beispielsweise in der in Figur 2 gezeigten Situation, abgebrochen, dadurch, dass die äußere Steckkraft zur Überwindung, weitere Stauchung der Feder 101 entgegen ihrer bereits erreicht Federvorspannung nicht mehr ausgeübt wird, ist die Folge, dass die Steckverbindung und die Kontaktierungssituation beendet wird. Die Feder 101 schiebt infolge der gespeicherten Federkraft, erreichten Vorspannung und über die Kraftflussabstützung des wenigstens einen Stützhakens 111 an der Fase 12 des Konus 11 das Gehäuse 120 mit Lamellenbuchse 20 in axialer Richtung hinaus aus der Kontaktierungslage.
Figur 3 zeigt die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung 100 mit Steckbolzen 10 und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse 20 in gesteckter Situation in Endlage. Dabei ist der Kontaktpin 10 um den maximal möglichen Einsteckweg in die Kontaktbuchse 20 eingeschoben. Die Feder 101 ist gestaucht bis in auf Block-Nähe, das Gehäuse 120 ist maximal in den Schieber 110 eingefahren und liegt stimseitig am Schieberboden an.
Der wenigstens eine Stützhaken 111 des Schiebers 110 befindet sich in einer teilweise ausgelenkten Situation, welche durch die Innenhülse 123 des Gehäuses 120 in Abhängigkeit des Einschiebeweges des Steckbolzens 10 in die Lamellenbuchse 20 bewirkt wird. Der Stützhaken 111 ist in der gezeigten Auslenksituation (noch) in der Funktion des Widerlagers für die Feder 101 und hält den Schieber 110 in der Position, in der er das Gehäuse 120, soweit geometrisch möglich, aufnimmt, umfasst.
Die Arretierfunktion, d. h. die Sekundärverriegelung der Steckverbindung 100 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Endlage erreicht und dadurch bewirkt, dass der der Rasthaken 121 in Steckrichtung gesehen hinter dem Konus 11 an seiner Konusfläche 11' angreift und das Gehäuse 120 lösbar kraftschlüssig haltert.
Figur 4 illustriert die Schnitt-Vorderansicht auf die Steckverbindung 100 mit einem als Masseanschluss ausgebildeten Steckbolzen 10 und dem Kontaktierungspartner in Form einer Lamellenbuchse 20 in gesteckter und arretierter, sekundärvenriegelter Situation. Mit der Auslenkung des wenigstens einen Stützhakens 111 hinaus aus seiner Stützlage an und gegen den Konus 11 und/oder die Fase 12 des Kontaktstiftes 10 und infolge dessen hinaus aus seiner Widerlagerfunktion, wird der Schieber 110 durch die vorgespannte Feder 101 axial und relativ zum Gehäuse 120 verschoben, sodass der bis dahin noch freiliegende Teil des Steckbolzens 10 eingehaust wird. Vorzugsweise wird die Schieberendlage durch einen Anschlag definiert, gezeigt ist die Anlage an ein Fahrzeugkarosserieteil. Auch möglich ist ein Anschlag am Gehäuse 120 der Steckverbindung.
Federrestvorspannung sowie die Längenverhältnisse von Gehäuse 120 und Schieber 110 in Axialrichtung sind derart aufeinander abgestimmt, dass das Steckkontaktsystem 100 in sekundärverriegelter Endlage spannungsarm ist.
Bezugszeichen
10 Kontaktpin, Steckkontaktpin, Steckbolzen, Kontaktstift, Massebolzen
11 Konus, Rastgeometrie
11' Konusfläche, Rastfläche
12 Fase, Stützgeometrie
20 Kontaktbuchse, Lamellen buchse, Buchsenkontakt
21 Aufnahmeraum für Steckkontaktpin
100 Steckverbindung, Steckkontaktsystem, Kontaktsystem
101 Feder
110 Schieber
111 Stützhaken
112 Absatz
120 Buchsengehäuse, Steckverbindergehäuse, Gehäuse
121 Rasthaken
121' Hakenschräge
122 Vorsprung
123 Innenhülse
130 Deckel, Buchsengehäusedeckel

Claims

Ansprüche
1. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie durch lösbare Kontaktierung, aufweisend wenigstens einen Steckkontaktpin (10) und wenigstens eine Kontaktbuchse (20), wobei die wenigstens eine Kontaktbuchse (20) in einem Steckverbindergehäuse (120) aufgenommen ist und das Steckverbindergehäuse (120) mit einem relativ dazu bewegbaren Schieber (110) zusammenwirkt, sodass die Steckverbindungspartner (10, 20) in gesteckter und sekundärverriegelter Kontaktierungslage eingehaust sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Rast- und Stützgeometrie (11, 12) in den Steckkontaktpin (10) integriert ist und mit dem Steckverbindergehäuse (120) zusammenwirkt, sodass die Kontaktierungspartner (10, 20) voneinander getrennt werden, wenn deren relative Lage zueinander außerhalb der Sekundärverriegelungslage ist.
2. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenwirken der wenigstens einen Stützgeometrie (11, 12) mit dem Steckverbindergehäuse (120) durch wenigstens einen Rasthaken (121) erfolgt.
3. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rasthaken (121) Bestandteil des Steckverbindergehäuses (120) ist.
4. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rasthaken (121) mit der wenigstens einen Stützgeometrie, ausgebildet als Konus (11), eine lösbare, wenigstens kraftschlüssige Arretierung, Sekundärverriegelung realisiert.
5. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Rast- und Stützgeometrie (11, 12) mit wenigstens einem Stützhaken (111) des Schiebers (110) zusammenwirkt, sodass der Schieber (110) während der Einsteckbewegung des wenigstens einen Steckkontaktpins (10) in die Kontaktbuchse (20) wenigstens teilweise in das Steckverbindergehäuse (120) eingeschoben ist.
Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stützhaken (111) durch wenigstens eine Innenhülse (123) in der Sekundärverriegelungslage der Kontaktierungspartner (10, 20) ausgelenkt wird, sodass der Schieber (110) aus dem Steckverbindergehäuse (120) in Richtung der Einhausungslage bewegbar ist.
7. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Schiebers (110) aus dem Steckverbindergehäuse (120) durch einen Anschlag, gebildet aus wenigstens einem Absatz (112) und wenigstens einen Vorsprung (122), begrenzt ist.
8. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zur Bewegung des Schiebers (110) eine Federkraft ist.
9. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zur Trennung der Kontaktierungspartner (10, 20) eine Federkraft ist.
10. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft durch eine Feder (101) bewirkt ist, die eine Druck- oder Schraubfeder ist.
11. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (101) wenigstens teilweise in dem Gehäuse (120) und/oder in dem Schieber (110) der Steckverbindung (100) angeordnet ist.
12. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontaktpin (10) ein Massebolzen ist, festgelegt durch Schweißen an einer Fahrzeugkarosserie.
13. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Buchsengehäuse (120) einen Buchsengehäusedeckel (130) mit Kontaktierungsmitteln zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktbuchse (20) aufweist.
14. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (20) eine Lamellenkontaktbuchse ist.
15. Steckverbindung (100) zur Übertragung elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundärverriegelte Kontaktierungslage der Steckverbindungspartner (10, 20) eine Endlage der Steckverbindung (100) am Ende der Steckbewegung ist.
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