WO2003103098A1 - Kontaktelement für eine elektrische steckverbindung - Google Patents

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Harald Schorr
Peter Rehbein
Piet Van Dijk
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases

Definitions

  • the invention relates to a contact element as part of a connector, which can be stored in a connector housing and provides a contact area for establishing a releasable electrical connection with a mating connector having at least one knife.
  • Electrical plug connections are provided in order to establish a connection between a socket part and a plug part, the socket part generally having contact elements which are received by pins, knives or the like, which are arranged in the mating plug, and thus an electrical line between the Plug and the mating connector can be produced. This electrical connector can be released again.
  • the knife arranged in the mating connector penetrates into an opening provided in the connector and contacts the contact element here.
  • the contact element is formed like a clamp and contacts the knife between the clamp-like contact parts.
  • the spring-mounted contact parts expand and slide along the surface of the knife during the insertion process.
  • the knife of the mating connector is usually largely covered by the contact element of the connector, the actual contact surface being between the contact parts of the contact element and the knife.
  • a cable connection is attached to the contact element, which is led out of the connector housing via sealing elements (elastomers). Likewise, a cable is arranged on the knife, which is led out of the mating connector in the same way.
  • the object of the invention is to develop currently known plug-in connections in such a way that, on the one hand, high plug-in forces are avoided and, on the other hand, fretting corrosion is avoided or at least restricted, in particular when shaking.
  • the contact element has at least two contact parts in its contact area, which are arranged at a distance from one another and are provided for receiving the knife, and each contact part has two contact points.
  • the basic idea of the invention is to create several contact points of the respective contact parts in an elastic arrangement, so as to create a redundant contact principle. Furthermore, by creating several contact points in combination with additional elastic properties, the respective knife is self-centered during oscillating or rocking movements.
  • Contact parts and contact element preferably form a one-piece component. Due to the length and the material thickness of the contact part designed in this way, the rigidity of the entire contact arrangement can be adjusted and adapted to the respective surface layer.
  • a corresponding spring can be used.
  • Another significant advantage of the invention is that due to the one-piece design, the contact element with can be manufactured in a single punching process, so that inexpensive production is possible.
  • the individual contact parts are preferably arranged at a distance from the longitudinal axis of the actual contact element, it is possible to design the width of the contact parts as desired and depending on the application. This also allows wider contact points to be created, so that currents in the larger amp range can also be transmitted.
  • a special embodiment of the invention consists in the fact that four contact parts are provided on a contact element, contact parts in the form of brackets being arranged in the longitudinal extension of the contact element on one or the other side. This creates a total of eight contact points, which leads to a very high level of redundancy. This configuration is suitable for very wide knives, for example over 3 mm.
  • a further embodiment of the invention consists in that the actual contact element is U-shaped and thus has two contact legs. At the free ends of the respective contact limbs, the contact parts which are designed to be wave-shaped in the longitudinal direction are arranged, with a contact bridge pointing away from the free end of the contact limbs, which creates the connection between the contact part and the contact limb.
  • the contact bridge extends on both sides and in each case has a contact part at its end. In the further separate embodiment, in which a total of four contact parts are provided, the contact bridge extends on both sides and in each case has a contact part at its end.
  • a further advantageous embodiment of the invention can consist in forming it in one piece.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the arrangement of a contact part according to the invention in a connector housing, wherein a mating connector is shown, which enters into an electrical connector with the connector;
  • FIG. 2 shows a perspective view of a first exemplary embodiment of a contact element according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective view of a further exemplary embodiment of a contact element according to the invention.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a third exemplary embodiment of a contact element according to the invention.
  • Fig. 5 is a perspective view of a fourth embodiment of a contact element according to the invention. Description of exemplary embodiments
  • the electrical plug connection 1 is shown in section in FIG. 1. It comprises a connector 2 and a mating connector 3, which are coupled to one another.
  • the connector 2 further comprises a contact element 5 within its housing 4, which is connected to a cable harness 6.
  • the cable harness 6 is mounted within the housing via seals 7.
  • the mating connector 3 has a knife 8 which, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, is arranged in the contact element 5 and contacts the contact parts 9 associated with the contact element 5 with its surface 10.
  • the contact parts 9 are designed in such a way that they surround the knife 8 in a clamp-like manner and have a spring-like pretension so that the two opposing contact points 11 touch the surface 10 and produce the electrical contact.
  • This contact element 5 consists of a U-shaped base profile 12, the base profile 12 comprising contact legs 13 which have a bridge element 14 on one side and at least indirectly contact parts on the side opposite the bridge element 14 (free ends of the contact legs 13) 9 show.
  • the contact parts 9 are not arranged directly on the contact limbs 13, but are spaced apart from them via a contact bridge 15, so that the contact parts 9 are arranged outside a plane spanned by the longitudinal axis 16 and the contact limbs 13 outside.
  • the contact parts 9 extend parallel to the longitudinal axis 16 in a wave-like manner, so that the knife / is held or contacted at four contact points 11.
  • the contact parts 9 shown in FIG. 2 extend parallel to the longitudinal axis 16, which corresponds exactly to the insertion direction 17. In an embodiment not shown in the figures, the contact parts 9 are inclined to the direction of insertion 17. This means that the opposing contact parts 9 seen from the plug direction 17 have a different opening area 18 than the opening area 19 which is formed by the further contact point 11. As a result, the insertion forces occurring during the plugging together of connector 2 and mating connector 3 are reduced, and the objectives of the task are thus achieved more easily.
  • the bridge element 14 can be designed in such a way that it directly connects the contact legs! 13 connects with each other. In the embodiment shown here in FIG. 2, it is C-shaped when viewed in the direction of the longitudinal axis 16. This offers the possibility that the electrical cable connecting to the contact element can be attached either by means of crimping or by means of a soldered connection.
  • two further contact parts 9 which are designed in the manner of brackets are provided at the ends of the contact legs 13. These extend in the longitudinal extent 16, seen on both sides, so that either two knives (not shown in the figures) can be picked up by the contact element 5 at the same time, or a wide knife can be fixed between the contact parts 9.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment to the embodiment according to FIG. 3. It differs from that in Fig. 3 illustrated embodiment in that only one level of contact parts 9 is provided.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the exemplary embodiment in FIG. 4. It differs from the exemplary embodiment according to FIG. 4 in that the contact parts 9 are arranged offset by 90 ° with respect to FIG. 4.
  • the inventive design of the contact element 5 makes it possible to design it as a stamped and bent part, which enables inexpensive and simple production even as a mass article.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktelement als Teil eines Steckers, das in einem Steckergehäuse lagerbar ist und einen Kontaktbereich zur Herbeiführung einer wieder lösbaren elektrischen Verbindung mit einem mindestens ein Messer aufweisenden Gegenste­cker vorsieht. Erfindungswesentlich ist, dass der Kontaktbereich mindestens zwei Kontaktteile (9) aufweist, die voneinander im Abstand angeordnet sind und zur Aufnahme des Messers (8) vorgesehen sind, und jedes Kontaktteil (9) zwei Kontaktstellen (11) aufweist.

Description

Kontaktelement für eine elektrische Steckverbindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktelement als Teil eines Steckers, das in einem Steckergehäuse lagerbar ist und einen Kontaktbereich zur Herbeiführung einer wieder lösbaren elektrischen Verbindung mit einem mindestens ein Messer aufweisenden Gegenstecker vorsieht.
Stand der Technik
Elektrische Steckverbindungen sind dafür vorgesehen, um eine Verbindung zwischen einem Buchsenteil und einem Steckerteil herzustellen, wobei das Buchsenteil in der Regel Kontaktelemente aufweist, die von Pins, Messer oder dergleichen, die in dem Gegenstecker angeordnet sind, aufgenommen werden und so eine elektrische Leitung zwischen dem Stecker und dem Gegenstecker herstellbar ist. Diese elektrische Steckverbindung ist wieder lösbar.
Zur Herstellung der elektrischen Steckverbindung dringt das in dem Gegenstecker angeordnete Messer in eine in dem Stecker vorgesehene Öffnung ein und kontaktiert hier das Kontaktelement. Das Kontakt- element ist klammerartig ausgebildet und kontaktiert das Messer zwischen den klammerartig ausgebildeten Kontaktteilen. Durch weiteres Hineinschieben des Messers in das Kontaktelement weiten sich die federartig gelagerten Kontaktteile auf und gleiten während des Einschiebevorgangs entlang der Oberfläche des Messers. In der Endstellung wird in der Regel das Messer des Gegensteckers von dem Kontaktelement des Steckers zu einem großen Teil umfasst, wobei die eigentliche Kontaktfläche zwischen den Kontaktteilen des Kontaktelementes und des Messers besteht.
An dem Kontaktelement ist eine Kabelverbindung angebracht, die ü- ber Dichtungselemente (Elastomere) aus dem Gehäuse des Steckers geführt wird. Ebenso ist an dem Messer ein Kabel angeordnet, das in gleicher Weise aus dem Gegenstecker herausgeführt wird.
Nachteile des Standes der Technik
Insbesondere bei Auftreten von Kabelschwingungen oder sonstigen Bewegungen, beispielsweise Mikrobewegungen oder Schüttelbewegungen in Kraftfahrzeugen entstehen unmittelbar im Kontaktbereich, d.h. zwischen den Kontaktteilen des Kontaktelementes und- dem Messer Bewegungen, die zu Reibkorrosionen zwischen dem Kontaktelement und dem Messer führen können.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, derzeit bekannte Steckverbindungen derart weiter zu bilden, dass zum einen hohe Steckkräfte vermieden werden und zum anderen insbesondere bei Schüttelbewegungen Reibkorrosion vermieden oder zumindest eingeschränkt werden.
Lösung der Aufgabe Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass das Kontaktelement in seinem Kontaktbereich mindestens zwei Kontaktteile aufweist, die voneinander im Abstand angeordnet sind und zur Aufnahme des Messers vorgesehen sind und jedes Kontaktteil zwei Kontaktstellen aufweist.
Vorteile der Erfindung
Der Grundgedanke der Erfindung ist es, mehrere Kontaktstellen der jeweiligen Kontaktteile in einer elastischen Anordnung zu schaffen, um so ein redundantes Kontaktprinzip zu schaffen. Ferner wird durch die Schaffung mehrerer Kontaktstellen in Kombination mit zusätzlichen Elastizitätseigenschaften erreicht, dass eine Selbst- Zentrierung des jeweiligen Messers bei Schwing- oder Wipp- Bewegungen stattfinden.
Durch die Aneinanderordnung mehrerer Kontaktstellen in Steckrichtung werden geringere Steckkräfte benötigt, so dass zu Beginn des Einsteckens die Hälfte der Kontakte zur Reibung beiträgt. Dies führt zu einem sanften Einführen des jeweiligen Messers in den Stecker.
Vorzugsweise bilden Kontaktteile und Kontaktelement ein einstücki- ges Bauteil. Durch die Länge und die Materialdicke des so gestalteten Kontaktteils kann die Steifigkeit der gesamten Kontaktanordnung eingestellt und an die jeweilige Oberflächenschicht angepasst werden.
Ferner kann zur Sicherstellung höherer Anpresskräfte vorgesehen werden, eine entsprechende Feder einzusetzen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der einstückigen Ausbildung das Kontaktelement mit einem einzigen Stanzvorgang fertigbar ist, so dass eine günstige Herstellung möglich ist.
Da die einzelnen Kontaktteile vorzugsweise im Abstand von der Längsachse des eigentlichen Kontaktelementes angeordnet sind, ist es möglich, die Breite der Kontaktteile beliebig und je nach Anwendungsfall zu gestalten. Dadurch können auch breitere Kontaktstellen geschaffen werden, so dass Ströme im größeren Amperebereich ebenfalls übertragen werden können.
Die beliebige Ausgestaltung des freien Endes des Kontaktelementes (gegenüberliegende Seite des Kontaktbereiche) lässt dem jeweiligen Konstrukteur offen, ob dieser mit dem entsprechenden Kabelbaum eine Crimp- oder eine unlösbare Verbindung vorsieht.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass an einem Kontaktelement vier Kontaktteile vorgesehen sind, wobei jeweils klammerartig ausgebildete Kontaktteile in Längserstreckung des Kontaktelements zur einen bzw. zur anderen Seite angeordnet sind. Dadurch werden insgesamt acht Kontaktstellen geschaffen, was zu einer sehr hohen Redundanz führt. Diese Ausgestaltung ist für sehr breite Messer von beispielsweise über 3 mm geeignet.
Eine weitere Ausführung der Erfindung besteht darin, dass das ei- gentliche Kontaktelement U-förmig ausgebildet ist und somit zwei Kontaktschenkel aufweist. An den freien Enden der jeweiligen Kontaktschenkel sind die in Längserstreckung wellenartig ausgebildeten Kontaktteile angeordnet, wobei von dem freien Ende der Kontaktschenkel eine Kontaktbrücke wegweist, die die Verbindung zwi- sehen dem Kontaktteil und dem Kontaktschenkel herstellt.
Bei der weiteren gesonderten Ausführung, bei der insgesamt vier Kontaktteile vorgesehen sind, erstreckt sich die Kontaktbrücke zu beiden Seiten und weist jeweils an ihrem Ende ein Kontaktteil auf. Bei der weiteren gesonderten Ausführung, bei der insgesamt vier Kontaktteile vorgesehen sind, erstreckt sich die Kontaktbrücke zu beiden Seiten und weist jeweils an ihrem Ende ein Kontaktteil auf.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann darin bestehen, diese einteilig auszubilden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen hervor.
Zeichnungen
Es zeigen
Fig. 1 Eine schematische Darstellung der Anordnung eines erfindungsgemäßen Kontaktteils in einem Steckergehäuse, wobei ein Gegenstecker dargestellt ist, der mit dem Stecker eine elektrische Steckverbindung eingeht;
Fig. 2 Eine perspektivische Ansicht auf ein erstes Ausfüh- rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes;
Fig. 3 Eine perspektivische Ansicht auf ein weiteres Ausfüh- rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes;
Fig. 4 Eine perspektivische Ansicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelements;
Fig. 5 Eine perspektivische Ansicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelements. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In Fig. 1 ist im Schnitt die elektrische Steckverbindung 1 darge- stellt. Sie umfasst einen Stecker 2 sowie einen Gegenstecker 3, die miteinander gekoppelt sind. Der Stecker 2 umfasst ferner innerhalb seines Gehäuses 4 ein Kontaktelement 5, dass mit einem Kabelstrang 6 verbunden ist. Der Kabelstrang 6 ist über Dichtungen 7 innerhalb dem Gehäuse gelagert. Zur Herstellung der elektrischen Steckverbindung weist der Gegenstecker 3 ein Messer 8 auf, das in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Kontaktelement 5 angeordnet ist und die dem Kontaktelement 5 zugeordneten Kontaktteile 9 mit seiner Oberfläche 10 kontaktiert.
Die Kontaktteile 9 sind derart gestaltet, dass diese klammerartig das Messer 8 umgeben und eine federartige Vorspannung aufweisen, so dass die zwei sich gegenüberliegenden Kontaktstellen 11 die 0- berfläche 10 berühren und den elektrischen Kontakt herstellen.
In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelementes 5 dargestellt. Dieses Kontaktelement 5 besteht aus einem U-förmig gestalteten Grundprofil 12 , wobei das Grundprofil 12 Kontaktschenkel 13 umfasst, die auf ihrer einen Seite ein Brückenelement 14 aufweisen und auf der dem Brückenele- ment 14 gegenüberliegenden Seite (freien Enden der Kontaktschenkel 13) zumindest mittelbar Kontaktteile 9 zeigen.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktteile 9 nicht unmittelbar an den Kontaktschenkel 13 angeordnet, sondern von diesen über eine Kontaktbrücke 15 im Abstand angeordnet, so dass die Kontaktteile 9 außerhalb einer von der Längsachse 16 und den Kontaktschenkein 13 aufgespannten Ebene außerhalb angeordnet sind. Die Kontaktteile 9 erstrecken sich parallel zur Längsachse 16 wellenartig, so dass das Messer/an vier Kontaktstellen 11 gehalten bzw. kontaktiert wird.
Die in Fig. 2 dargestellten Kontaktteile 9 erstrecken sich parallel zur Längsachse 16 der exakt der Steckrichtung 17 entspricht. Bei einem in den Fig. nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktteile 9 zur Steckrichtung 17 geneigt. Dies bedeutet, dass die sich gegenüberliegenden Kontaktteile 9 aus der Steckrich- tung 17 gesehen, einen anderen Öffnungsbereich 18 aufweisen, als der Öffnungsbereich 19, der von der weiteren Kontaktstelle 11 gebildet wird. Dadurch wird die während des Zusammensteckens von Stecker 2 und Gegenstecker 3 auftretenden Steckkräfte verringert und damit die Zielsetzungen der Aufgabe einfacher erreicht.
Das Brückenelement 14 kann derart ausgestaltet sein, dass es unmittelbar die Kontaktschenke! 13 miteinander verbindet. Bei dem hier in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es in Richtung der Längsachse 16 gesehen C-förmig ausgebildet. Dies bietet die Möglichkeit, dass das an das Kontaktelement anschließende e- lektrische Kabel entweder mittels Crimpung oder mittels einer Lötverbindung angebracht werden kann.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Ver- gleich zu Fig. 2 an den Enden der Kontaktschenkel 13 zwei weiter klammerartig ausgebildete Kontaktteile 9 vorgesehen. Diese erstrecken sich in Längserstreckung 16 gesehen zu beiden Seiten, so dass entweder zwei Messer (in den Fig. nicht dargestellt) gleichzeitig von dem Kontaktelement 5 aufgenommen werden können oder aber ein breites Messer zwischen die Kontaktteile 9 fixierbar ist.
In Fig. 4 ist eine alternative Ausführung zu dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 dargestellt. Es unterscheidet sich von dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass aus- schliesslich eine Ebene von Kontaktteilen 9 vorgesehen ist.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des Ausführungsbei- spiels in Fig. 4 dargestellt. Es unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 dadurch, dass die Kontaktteile 9 gegenüber Fig. 4 um 90° versetzt angeordnet sind.
Durch die erfinderische Ausgestaltung des Kontaktelementes 5 ist es möglich, dieses als Stanz- und Biegeteil auszubilden, was eine kostengünstige und einfache Herstellung auch als Massenartikel ermöglicht .

Claims

A N S P R U C H E
1. Kontaktelement als Teil eines Steckers, das in einem Steckergehäuse lagerbar ist und einen Kontaktbereich zur Herbeifüh- rung einer wieder lösbaren elektrischen Verbindung mit einem mindestens ein Messer aufweisenden Gegenstecker vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich mindestens zwei Kontaktteile (9) aufweist, die voneinander im Abstand angeordnet sind und zur Aufnahme des Messers (8) vorgesehen sind, und jedes Kontaktteil (9) zwei Kontaktstellen (11) aufweist .
2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (9) in Richtung der Längsachse (16) des Kontaktelementes (5) wellenartig ausgebildet sind.
3. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (9) in Richtung der Längsachse (16) des Kontaktelementes (5) löffelartig ausgebildet sind
4. Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (9) mit dem übrigen Kontaktelement (5) ein einstückiges Teil bilden.
Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (9) breiter ausgelegt ist als die Breite, die das zu kontaktierende Messer (8) aufweist.
Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (9) im Abstand zur Längsachse (16) von dem übrigen Teil des Kontaktelementes (5) angeordnet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand durch eine Kontaktbrücke (15) erzeugbar ist.
8. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den freien Enden der Kontaktschenkel (13) des Kontaktelementes (5) vier Kontaktteile (9) vorgesehen sind.
9. Kontaktelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den freien Enden der Kontaktschenkel (13) des Kontaktelementes (5) acht Kontaktteile (9) vorgesehen sind.
10. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden An- sprüche, -dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (9) in Richtung der Längsachse (16) parallel ausgerichtet sind.
11. Kontaktelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (9) in einem definierten Winkel zur Längsachse (16) angeordnet sind.
12. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (9) ein Stanzteil ist.
13. Kontaktelement nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (9) einteilig ausgebildet ist.
14. Kontaktelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (9) zweiteilig ausgebildet ist. '
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