WO2019034448A1

WO2019034448A1 - Elektrischer steckverbinder

Info

Publication number: WO2019034448A1
Application number: PCT/EP2018/071082
Authority: WO
Inventors: Martin LEIHENSEDER; Klaus Richter
Original assignee: Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG
Priority date: 2017-08-15
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2019-02-21
Also published as: CN111095689B; TW201911677A; US11201443B2; US20210135412A1; DE102017214182A1; TWI710181B; CN111095689A; DE102017214182B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder (10), insbesondere für die kombinierte Übertragung von Daten und elektrischer Energie, mit einem Gehäuse (16), mit mehreren ersten Kontaktflächen (16) zum Verbinden mit passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders, mit mehreren elektrisch leitfähigen Leiteranordnungen (44) in dem Gehäuse und mit mehreren Anschlusskontakten (26) zum Verbinden mit einer zu dem Steckverbinder führenden Leitung, wobei jeweils eine erste Kontaktfläche (16) mittels einer Leiteranordnung (44) mit einem Anschlusskontakt (26) verbunden ist, bei dem wenigstens eine der Leiteranordnungen Mittel (28) zum Auftrennen und Schließen einer elektrisch leitfähigen Verbindung über diese Leiteranordnung aufweist.

Description

Elektrischer Steckverbinder

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder, insbesondere für die kombinierte Übertragung von Daten und elektrischer Energie, mit einem Gehäuse, mit mehreren ersten Kontaktflächen zum Verbinden mit passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders, mit mehreren elektrisch leitfähigen Leiteranordnungen in dem Gehäuse und mit mehreren Anschlusskontakten zum Verbinden mit einer zu dem Steckverbinder führenden Leitung, wobei jeweils eine erste Kontaktfläche mittels einer Leiteranordnung mit einem Anschlusskontakt verbunden ist.

Beim Trennen von spannungsführenden bzw. stromdurchflossenen elektrischen Kontakten entsteht ein Schaltlichtbogen oder umgangssprachlich ein Funke. Bei kleinen Strömen und niedrigen Spannungen treten nur sogenannte Abreißfunken oder Schaltfunken auf, die von selbst verlöschen. Bei größeren Strömen und Spannungen wird die Entstehung des Lichtbogens durch spezielle Bauteile verhindert bzw. ein schnelles Zusammenbrechen, beispielsweise durch eine Lichtbogenlöschkammer, des Funkens reicht, um eine Beschädigung der Kontakte durch die hohen Temperaturen im Schaltlichtbogen zu verhindern. Diese Maßnahmen sind als Funkenlöschung bekannt und werden in der Energietechnik eingesetzt. Schaltfunken und Schaltlichtbögen entstehen, weil der elektrische Strom nach Öffnen der Kontakte in Form einer Funkenentladung oder einer Bogenentladung weiterfließt. Bei geschlossenen Kontakten liegt eine in etwa homogene Stromverteilung vor. Bei Kontakttrennung kommt es zunächst zu einer Konzentration der Stromdichte am letzten Kontaktpunkt. Bei weiterer Öffnung bildet sich dann an dem letzten Kontaktpunkt oder auch mehreren Kontaktpunkten der Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten aus. Schaltfunken und Schaltlichtbögen führen zu Störemissionen und zu Kontaktverschleiß. Wird der Schaltlichtbogen nicht schnell genug unterbunden oder gelöscht, führt dies insbesondere bei hohen Strömen und Spannungen zur Zerstörung der Schaltkontakte durch Kontaktabbrand. Dies kann im schlimmsten Fall dazu führen, dass Kontakte zusammengeschweißt werden und nicht mehr getrennt werden können. Auch selbstverlöschende Schaltfunken führen auf Dauer zu Kontaktverschleiß und vorzeitigem Ausfall von Bauteilen. Je höher die Stromstärke und/oder die Spannung ist, desto energiereicher wird der dabei entstehende Schaltlichtbogen. Bei einer Gleichstromübertragung ist die Funkenlöschung noch wichtiger, da es keinen Nullspannungsdurchgang wie bei Wechselstrom gibt, der den Schaltlichtbogen von selbst löschen kann. Bei Anwendungen des sogenannten Power-over-Ethernet (PoE) werden Steckverbinder, beispielswese RJ45-Steckverbinder oder USB-Steckverbinder, nicht nur für die Übertragung von Daten, sondern zusätzlich für die Übertragung von elektrischer Energie genutzt. Die Kontaktflächen solcher Stecker für die kombinierte Übertragung von Daten und elektrischer Energie sind sehr dünn ausgebildet. Bei solchen Steckern kann es beim Einstecken in beziehungsweise beim Herausziehen aus einer Buchse zu erhöhtem Kontaktverschleiß oder gar zu einem Kontaktbrand zwischen zwei Kontaktflächen kommen. Mit der Erfindung soll ein elektrischer Steckverbinder verbessert werden.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein elektrischer Steckverbinder, insbesondere für die kombinierte Übertragung von Daten und elektrischer Energie, mit einem Gehäuse, mit mehreren ersten Kontaktflächen zum Verbinden mit passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders, mit mehreren elektrisch leitfähigen Leiteranordnungen in dem Gehäuse und mit mehreren Anschlusskontakten zum Verbinden mit einer zu dem Steckverbinder führenden Leitung vorgesehen, wobei jeweils eine erste Kontaktfläche mittels einer Leiteranordnung mit einem Anschlusskontakt verbunden ist, bei dem wenigstens eine der Leiteranordnungen Mittel zum Auftrennen und Schließen einer elektrisch leitfähigen Verbindung über diese Leiteranordnung aufweist. Zum Schutz der Stecker-Buchsen-Verbindung wird erfindungsgemäß also vorgeschlagen, dass dann, wenn die Bedingungen zum Entstehen eines Schaltlichtbogens vorliegen, dieser auf die Leiteranordnungen verlagert wird, so dass also der Lichtbogen nicht zwischen den ersten Kontaktflächen des Steckverbinders und passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders auftritt. Der entstehende Schaltlichtbogen oder auch die mehreren auftretenden Schaltlichtbögen können dadurch auf passend dimensionierte Kontaktflächen, beispielsweise innerhalb des Steckverbinders, verlagert werden, so dass die ersten Kontaktflächen, die zum Verbinden mit passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders vorgesehen sind, entsprechend der geforderten Norm, beispielsweise RJ45 oder USB, ausgeführt werden können. Die ersten Kontaktflächen zum Verbinden mit passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders können dadurch gefahrlos sehr dünn und auch in Bezug auf die Entstehung von Schaltfunken oder Schaltlichtbögen wenig belastbar ausgeführt werden, da die Schaltfunken oder Schaltlichtbögen an hierfür ausgelegten Kontaktflächen im Bereich der Leiteranordnungen und der Mittel zum Auftrennen und Schließen entstehen. Mit anderen Worten wird also ein voreilender Kontakt im Bereich der Leiteranordnungen realisiert, der beim Trennen zweier Steckverbinder die Verbindung löst, bevor die ersten Kontaktflächen von den passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders gelöst sind. Beim Verbinden werden zunächst die ersten Kontaktflächen mit den passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders elektrisch leitend verbunden und erst dann wird über den beim Einstecken nacheilenden Kontakt der Mittel zum Auftrennen und Schließen der Leiteranordnung die Verbindung der ersten Kontaktflächen mit passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders mit Strom und Spannung beaufschlagt.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel zum Auftrennen und Schließen ausgebildet, beim Abziehen des weiteren Steckverbinders von dem Steckverbinder das Auftrennen der wenigstens einen Leiteranordnung vor dem Trennen der ersten Kontaktflächen von den passenden Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders zu bewirken.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel zum Auftrennen und Schließen ausgebildet, beim Einstecken des weiteren Steckverbinders in den Steckverbinder das Schließen der wenigstens einen Leiteranordnung nach dem wenigstens teilweisen Verbinden der ersten Kontaktflächen mit den passenden Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders zu bewirken.

Beim Trennen zweier Steckverbinder, beispielsweise einer Stecker-Buchsen-Verbindung, wird also eine voreilende Trennung durch die Mittel zum Auftrennen und Schließen realisiert, beim Verbinden zweier Steckverbinder, beispielsweise einer Stecker-Buchsen-Verbindung, wird eine nacheilende Kontaktierung durch die Mittel zum Auftrennen und Schließen realisiert. In Weiterbildung der Erfindung weisen die Mittel zum Auftrennen und Schließen zweite elektrisch leitfähige Kontaktflächen, dritte elektrisch leitfähige Kontaktflächen und Mittel zum Bewegen der ersten und zweiten Kontaktflächen zwischen einer Schließstellung, in der sich die ersten und die zweiten Kontaktflächen berühren, und einer Trennstellung, in der die ersten und die zweiten Kontaktflächen im Abstand voneinander angeordnet sind, auf. In Weiterbildung der Erfindung sind die zweiten Kontaktflächen an innerhalb des Gehäuses angeordneten Steckern und die dritten Kontaktflächen an innerhalb des Gehäuses angeordneten Buchsen vorgesehen, wobei die Stecker und/oder die Buchsen innerhalb des Gehäuses von der Schließstellung in die Trennstellung bewegbar sind.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Buchsen als abschnittsweise metallisierte Durchgangsöffnungen in einer Leiterplatte ausgebildet.

Auf diese Weise lassen sich die Buchsen sehr kompakt und kostengünstig realisieren.

In Weiterbildung der Erfindung sind die zweiten Kontaktflächen oder die dritten Kontaktflächen an einem verschiebbar in dem Gehäuse angeordneten Schlitten angeordnet. Auf diese Weise lässt sich zum einen eine sichere Kontaktierung durch die Mittel zum Auftrennen und Schließen in der Leiteranordnung realisieren. Zum anderen lässt sich auch die beim Trennen voreilende Trennung und die beim Verbinden nacheilende Kontaktierung sicher und durch kompakte Ausführung der Mittel zum Auftrennen und Schließen realisieren. In Weiterbildung der Erfindung ist der Schlitten mittels Einstecken eines weiteren Steckverbinders in das Gehäuse und/oder Herausziehen des weiteren Steckverbinders aus dem Gehäuse verschiebbar.

Die zum Verschieben des Schlittens erforderliche Bewegungsenergie wird infolgedessen beim Einstecken oder Herausziehen des Steckverbinders durch einen Bediener aufgebracht. Auf diese Weise sind innerhalb des Steckverbinders keine Aktoren erforderlich und der erfindungsgemäße Steckverbinder kann konstruktiv einfach und äußerst zuverlässig realisiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, auch ohne die mit den jeweiligen Einzelmerkmalen im Zusammenhang beschriebenen oder gezeigten weiteren Merkmale, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Steckverbinders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht des Steckverbinders der Fig. 1 ohne Gehäuse von schräg oben,

Fig. 3 den Steckverbinder im Zustand der Fig. 2 aus einer anderen Blickrichtung,

Fig. 4 den Steckverbinder im Zustand der Fig. 2 und 3 von der Seite, Fig. 5 den Steckverbinder der Fig. 1 ohne Kontaktflächen und Leiteranordnung von schräg hinten,

Fig. 6 den Schlitten des Steckverbinders der Fig. 5 in isolierter Darstellung, den Steckverbinder der Fig. 1 in einem Zustand, in dem ein weiterer, passend Steckverbinder eingesteckt ist, den Steckverbinder im Zustand der Fig. 7 ohne Gehäuse, den Schlitten eines Steckverbinders gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in isolierter Darstellung, den Schlitten der Fig. 9 in einem Zustand, in dem der erfindungsgemäße Steckverbinder mit einem weiteren, passenden Steckverbinder verbunden ist, wobei lediglich der Schlitten der Fig. 9 und eine Leiteranordnung des erfindungsgemäßen Steckverbinders dargestellt sind, eine Darstellung des Schlittens und der Leiteranordnung der Fig. 10 aus anderem Blickwinkel, wobei eine Leiterplatte, die die Leiteranordnungen trägt, weggelassen wurde.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht von der Seite einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder 10, der als RJ45-Buchse ausgebildet ist. Der Steckverbinder 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem mehrere erste Kontaktbügel 14 vorgesehen sind. In der Darstellung der Fig. 1 ist lediglich einer der Kontaktbügel 14 zu erkennen. Die Kontaktbügel 14 sind jeweils U- artig gebogen, wobei an einem in Fig. 1 unteren Schenkel, der sich schräg nach unten erstreckt, eine erste Kontaktfläche 16 vorgesehen ist. Beim Einstecken eines weiteren, passenden Steckverbinders dient die Kontaktfläche 16 sowie die weiteren, in Fig. 1 nicht sichtbaren ersten Kontaktflächen 16 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit den ersten Kontaktflächen 16 und damit den Kontaktbügeln 14. Ein zweiter Schenkel der Kontaktbügel 14 führt zu einer Leiterplatte 18, auf der mehrere Leiteranordnungen vorgesehen sind, die mit den ersten Kontaktbügeln 14 in Verbindung stehen, sowie gegebenenfalls noch passive elektronische Elemente 20, 22, 24, die dann mit einzelnen, mehreren oder auch allen Leiteranordnungen auf bzw. in der Leiterplatte 18 in Verbindung stehen. Die passiven elektronischen Elemente 20, 22, 24 können beispielsweise als Spulen, Kondensatoren oder auch Widerstände ausgebildet sein und dienen zur Sicherstellung der Leistungsfähigkeit des elektrischen Steckverbinders 10 im vorgesehenen Frequenzbereich. Die ersten Kontaktbügel 14 sind in Fig. 1 im oberen Bereich der Leiterplatte 18 mit den in der Leiterplatte vorgesehenen Leiteranordnungen verbunden. In dem in Fig. 1 unten liegenden Bereich der Leiterplatte 18 sind mehrere Anschlusskontakte 26 mit der Leiterplatte 18 und mit den Leiteranordnungen der Leiterplatte 18 verbunden. Diese Anschlusskontakte 26 sind für das Verbinden des Steckverbinders 10 mit einer zu dem Steckverbinder 10 führenden Leitung vorgesehen, wobei diese Leitung in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die zu dem Steckverbinder 10 führende Leitung kann beispielsweise auch auf einer Leiterplatte ausgebildet sein. Die in Fig. 1 dargestellten Anschlusskontakte 26 sind beispielsweise für das Einstecken in metallisierte Durchgangsöffnungen einer Leiterplatte vorgesehen.

Jeweils einer der ersten Kontaktbügel 14 ist mit einer der Leiteranordnungen auf der Leiterplatte 18 verbunden und jeweils eine der Leiteranordnungen der Leiterplatte 18 ist dann mit einem der Anschlusskontakte 26 verbunden. Infolgedessen besteht eine elektrische Verbindung zwischen jeweils einem Anschlusskontakt 26, einer der Leiteranordnungen auf der Leiterplatte 18 und einem der ersten Kontaktbügel 14.

Um diese elektrische Verbindung über die Leiteranordnung öffnen und schließen zu können, sind bei dem erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder 10 Mittel 28 zum Auftrennen und Schließen einer solchen elektrisch leitfähigen Verbindung über die Leiteranordnung vorgesehen. Diese Mittel zum Auftrennen und Schließen weisen zum einen abschnittsweise metallisierte Durchgangsöffnungen 30 in der Leiterplatte 18 und andererseits Stecker 32 an einem in dem Gehäuse 12 verschiebbaren Schlitten 34 auf. Im Zustand der Fig. 1 ist eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlusskontakten 26 und den ersten Kontaktbügeln 14 aufgetrennt oder unterbrochen. Dies deshalb, da die Stecker 32 im Abstand von den Durchgangsöffnungen 30 in der Leiterplatte 18 angeordnet sind. Sind beispielsweise die Anschlusskontakte 26 an eine ström- und spannungsführende Leitung angeschlossen, so sind im Zustand der Fig. 1 die ersten Kontaktbügel 14 ström- und spannungslos.

Erst dann, wenn der Schlitten 34 in der Darstellung der Fig. 1 nach links bewegt wird, bis die Stecker 32 in den Durchgangsöffnungen 30 der Leiterplatte 18 angeordnet sind, wird eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18 geschlossen, so dass dann auch jeweils einer der ersten Kontaktbügel 14 elektrisch mit einem der Anschlusskontakte 26 in Verbindung steht.

An der Unterseite des Gehäuses 12 sind weitere Anschlusskontakte 36 vorgesehen, die zur Energieversorgung von LEDs am Gehäuse 12 dienen, die aber nicht dargestellt sind. Weitere Anschlusskontakte 40 sind zur Kontaktierung einer Schirmung des Gehäuses 12 vorgesehen. Darüber hinaus ist die Unterseite des Gehäuses 12 mit Rasthaken 38 versehen, mit denen das Gehäuse 12 mechanisch verankert werden kann, beispielsweise in passenden Durchgangsöffnungen einer Leiterplatte oder auch eines Gerätegehäuses. Der Steckverbinder 10 ist, wie ausgeführt wurde, als RJ45-Buchse ausgebildet und ist zur kombinierten Übertragung von Daten und elektrischer Energie vorgesehen. Beispielsweise wird beim sogenannten Power-over-Ethernet(PoE)-Standard Energie über Datenleitungen übertragen, wobei diese elektrische Energie nicht lediglich diejenige elektrische Energie ist, die zur Datenübertragung benötigt wird. Vielmehr werden beispielsweise zwei Adern einer Datenleitung für eine Gleichstromversorgung mit bis zu 50 V genutzt.

Da die ersten Kontaktflächen 16 der ersten Kontaktbügel 14 sowie die passenden Kontaktflächen eines weiteren Steckverbinders, bei der Ausführungsform der Fig. 1 somit eines RJ45-Steckers, bei ihrer Auslegung ursprünglich gar nicht für die Übertragung von elektrischer Energie im Gleichspannungsbetrieb ausgelegt wurden, sind die Kontaktflächen 16 an und für sich zu klein, um die geforderten elektrischen Leistungen dauerhaft störungsfrei zu übertragen. Speziell kann es beim Verbinden und Trennen von RJ45-Steckverbindern, USB-Verbindern oder auch anderen, üblicherweise lediglich für die Nachrichtentechnik genutzten Verbindern zur Entstehung von Schaltfunken oder Schaltlichtbögen zwischen den zu verbindenden bzw. zu trennenden Kontaktflächen kommen. Dies kann zu einer Zerstörung der Kontaktflächen durch Kontaktabbrand oder gar zum Verschweißen der Kontaktflächen führen. Die Entstehung von Schaltfunken, Abreißfunken oder Schaltlichtbögen zwischen den zu verbindenden bzw. zu trennenden Kontaktflächen führt in jedem Fall zu einer deutlichen Verringerung der Lebensdauer dieser Kontaktflächen.

Der erfindungsgemäße Steckverbinder 10 schafft hier Abhilfe durch die Mittel zum Auftrennen und Schließen 28 einer elektrisch leitfähigen Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18.

Speziell ist, wie bereits erläutert wurde, im Zustand der Fig. 1 eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18 getrennt.

Wird nun in den elektrischen Steckverbinder 10 der Fig. 1 ein passender Steckverbinder eingesteckt, siehe auch Fig. 7, so drückt dieser passende Steckverbinder den Schlitten 34 in Fig. 1 nach links, bis die Stecker 32 in den Durchgangsöffnungen 30 der Leiterplatte 18 angeordnet sind und dadurch eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18 schließen. Dieser geschlossene Zustand der Leiteranordnungen ist in Fig. 7 dargestellt.

Der passende Steckverbinder drückt den Schlitten 34 aber erst dann in die in Fig. 1 links angeordnete Position, in der dann eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18 geschlossen ist, nachdem die Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders 50 bereits in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10 sind. Dadurch kann erreicht werden, dass das Inkontaktbringen der Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders 50 mit den ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10 in einem stromlosen und spannungslosen Zustand erfolgt. Das Entstehen von Schaltfunken oder Schaltlichtbögen beim Kontaktieren der Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders mit den ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10 ist somit ausgeschlossen.

Erst dann, wenn die Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders mit den ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10 bereits in Kontakt sind, drückt der weitere Steckverbinder 50 den Schlitten 34 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Position nach links, bis die in Fig. 7 dargestellte Position erreicht ist. Während dieser Bewegung des weiteren Steckverbinders 50, in der Fig. 1 also von rechts nach links, bleiben die Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders 50 in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10. Mit anderen Worten gleiten die ersten Kontaktflächen 16 auf den Kontaktflächen des passenden Steckverbinders entlang, bis die in Fig. 7 dargestellte Position erreicht ist.

Ausgehend vom Zustand der Fig. 7 wird der passende Steckverbinder 50 aus dem Steckverbinder 10 herausgezogen, in Fig. 7 also nach rechts. Sobald sich der passende Steckverbinder 50 in Fig. 7 nach rechts bewegt, bewegt sich auch der Schlitten 34 nach rechts. Infolgedessen werden die Stecker 32 aus den Durchgangsöffnungen 30 in der Leiterplatte 18 herausbewegt, bis der Zustand der Fig. 1 erreicht ist, in dem also die Stecker 32 von den Durchgangsöffnungen 30 beabstandet sind. In dem Zustand der Fig. 1 , wenn der weitere Steckverbinder 50 sich noch abschnittsweise im Gehäuse 12 des Steckverbinders 10 befindet, sind die Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders 50 aber noch in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktflächen 16 der ersten Kontaktbügel 14 des Steckverbinders 10. Wenn dann der passende Steckverbinder 50 weiter nach rechts aus dem Gehäuse 12 des Steckverbinders 10 herausgezogen wird, trennen sich die Kontaktflächen des passenden Steckverbinders 50 von den ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10. Das Trennen der beiderseitigen Kontaktflächen erfolgt dann aber bereits in einem stromlosen und spannungslosen Zustand, da ja die elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18 vorher bereits dadurch aufgetrennt wurde, dass der Schlitten 34 in die in Fig. 1 dargestellte Position bewegt wurde und somit die Stecker 32 nicht mehr in den Durchgangsöffnungen 30 der Leiterplatte 18 angeordnet sind. Mit dem erfindungsgemäßen Steckverbinder 10 wird dadurch erreicht, dass die ersten Kontaktflächen 16 des Steckverbinders 10 mit den Kontaktflächen des passenden Steckverbinders 50 nur in einem stromlosen und spannungslosen Zustand in Kontakt gebracht werden und auch nur in einem stromlosen und spannungslosen Zustand wieder getrennt werden. Auch bei der Nutzung der Steckverbinder 10, 50 für die kombinierte Übertragung von Daten und elektrischer Energie, beispielsweise mittels des PoE-Standards, ist also nicht zu befürchten, dass es an den Kontaktflächen 16 zu Schaltfunken, Schaltlichtbögen oder dergleichen kommt, die die Funktionsfähigkeit oder zumindest die Lebensdauer der Steckverbinder 10, 50 negativ beeinträchtigen könnten. Eventuell auftretende Schaltfunken, Schaltlichtbögen oder dergleichen treten ausschließlich zwischen den Steckern 32 und dem Durchgangsöffnungen 30 auf, die aber hierfür ausgelegt sind und wesentlich höhere Schaltströme aushalten.

Die Darstellung der Fig. 2 zeigt den Steckverbinder 10 im Zustand der Fig. 1 ohne das Gehäuse 12. Die ersten Kontaktbügel 14 sind zu erkennen, die, wie bereits ausgeführt wurde, mit ihrem oberen Schenkel zur Leiterplatte 18 führen und dort elektrisch mit in Fig. 2 nicht dargestellten Leiteranordnungen verbunden sind. Die Leiteranordnungen in bzw. auf der Leiterplatte 18 sind dann wenigstens teilweise mit den passiven elektrischen Komponenten 20, 22, 24 auf der Leiterplatte 18 verbunden und auch mit den abschnittsweise metallisierten Durchgangsöffnungen 30 in der Leiterplatte 18. In Fig. 2 ist gut zu erkennen, dass jeweils ein in Fig. 2 oben liegender Abschnitt der Wandung der Durchgangsöffnungen 30 metallisiert ist und ein jeweils unten liegender Abschnitt. Diese beiden metallisierten Abschnitte sind durch zwei nicht metallisierte Abschnitte der Wandung getrennt, so dass also zwischen diesen beiden metallisierten Wandungsabschnitten im Zustand der Fig. 2 keine elektrisch leitfähige Verbindung besteht. Erst dann, wenn die Stecker 32 des Schlittens 34 in den Durchgangsöffnungen 30 angeordnet sind, steht ein unterer Bügel der Stecker 32 mit dem jeweils unteren Wandabschnitt der Durchgangsöffnungen 30 in Verbindung und ein oberer Schenkel steht mit dem jeweils oberen metallisierten Wandabschnitt der Durchgangsöffnungen 30 in Verbindung. Innerhalb des Steckers 34, was in Fig. 2 nicht zu erkennen ist, sind die beiden Schenkel der Stecker 32 elektrisch miteinander verbunden. Wenn also die Stecker 32 in die Durchgangsöffnungen 30 der Leiterplatte 18 eingesteckt sind, stehen auch die unteren Wandabschnitte der Durchgangsöffnungen 30 mit den oberen metallisierten Wandabschnitten der Durchgangsöffnungen 30 elektrisch in Verbindung und damit ist dann auch eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen in der Leiterplatte 18 geschlossen.

In der Darstellung der Fig. 2 ist zu erkennen, dass zwischen der Leiterplatte 18 und dem Schlitten 34 eine Schraubenfeder 42 angeordnet ist. Auf der, der Schraubenfeder 42 gegenüberliegenden und in Fig. 2 verdeckten Seite des Schlittens 34 ist eine weitere Schraubenfeder 42 zwischen der Leiterplatte 18 und dem Schlitten 34 angeordnet. Die Schraubenfedern 42 drücken den Schlitten 34 in die in Fig. 2 und Fig. 1 dargestellte Position, in der also die Stecker 32 im Abstand von den Durchgangsöffnungen 30 in der Leiterplatte 18 angeordnet sind. Die Darstellung der Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Steckverbinder 10 der Fig. 2 aus einer anderen Blickrichtung. In dieser Ansicht sind insgesamt acht Leiteranordnungen 44 in der Leiterplatte 18 zu erkennen. Jeweils eine Leiteranordnung 18 ist einem der acht ersten Kontaktbügel 14 und einem der acht Anschlusskontakte 26 zugeordnet. Jede der Leiteranordnungen 44 führt über eine Durchgangsöffnung 30 in der Leiterplatte 18. Jede der Leiteranordnungen 44 weist einen ersten Abschnitt 46 auf, der mit jeweils einem der ersten Kontaktbügel 14 verbunden ist und jeweils einen oberen metallisierten Wandabschnitt 47 einer der Durchgangsöffnungen 30 mit einschließt. Jede der Leiteranordnungen 44 weist darüber hinaus einen zweiten Abschnitt 48 auf, der mit jeweils einem unteren Wandabschnitt 49 der Durchgangsöffnungen 30 verbunden ist und mit jeweils einem der Anschlusskontakte 26 verbunden ist.

Im Zustand der Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3 ist, wie leicht zu erkennen ist, also eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen 44 aufgetrennt, da keine elektrische Verbindung zwischen den jeweiligen unteren Wandabschnitten 49 der Durchgangsöffnungen 30 und den oberen Wandabschnitten 47 der Durchgangsöffnungen 30 besteht. Wie ausgeführt wurde, wird eine solche elektrische Verbindung dann hergestellt, wenn die Stecker 32 des Schlittens 34 in den Durchgangsöffnungen 30 angeordnet sind. In diesem, in Fig. 7 dargestellten Zustand sind dann die elektrischen Verbindungen über die Leiteranordnungen 44 geschlossen.

Die Darstellung der Fig. 4 zeigt den elektrischen Steckverbinder 10 im Zustand der Fig. 2 und 3 von der Seite. Die Darstellung der Fig. 5 zeigt den Steckverbinder 10 der Fig. 1 im teilweise demontierten Zustand. Speziell ist eine Rückseite des Gehäuses 12, die in Fig. 1 links angeordnet ist, entfernt worden und auch die ersten Kontaktbügel 14, die Leiterplatte 18 und die Anschlusskontakte 26 sind nicht dargestellt. Der Blick in Fig. 5 geht also auf den Schlitten 34 mit den Steckern 32 und den Schraubenfedern 42. Zu erkennen ist, dass in dem Gehäuse 12 ein Führungsblock 52 vorgesehen ist, der aus elektrisch isolierendem Material besteht und Nuten 54 zum Anordnen der ersten Kontaktbügel 14 und auch eine Ausnehmung 56 aufweist, in der der Schlitten 34 verschiebbar aufgenommen ist. Die Ausnehmung 56 ist zur Seite der Leiterplatte 18 hin geöffnet und auch zu der in Fig. 5 verdeckt angeordneten Rückseite, also zur Einstecköffnung des Gehäuses 12 hin. Beim Einstecken des passenden Steckverbinders 50, vgl. Fig. 7, kann der passende Steckverbinder 50 also auf die in Fig. 5 verdeckte Rückseite des Schlittens 34 auftreffen und diesen dann in der Ausnehmung 56 nach vorne, in Fig. 1 und Fig. 7 also nach links und in Fig. 5 nach schräg links unten verschieben.

Die Darstellung der Fig. 6 zeigt den Schlitten 34 in isolierter und vergrößerter Darstellung. Zu erkennen ist, dass der Schlitten 34 einen quaderförmigen Grundkörper 58 aufweist. Die Oberseite, Unterseite und die beiden Seitenflächen des Grundkörpers 58 liegen im eingebauten Zustand des Schlittens 34, vgl. Fig. 5, an den Wandabschnitten der Ausnehmung 56 an, so dass der Schlitten 34 dadurch verschiebbar in dem Gehäuse 12 geführt ist.

Die in Fig. 6 rechts angeordnete und verdeckte Rückseite des Grundkörpers 58 wird beim Einstecken des passenden Steckverbinders 50 von diesem beaufschlagt.

Die in Fig. 6 links angeordnete Vorderseite des Grundkörpers ist mit zwei seitlichen Flanschabschnitten 60 zu den Seiten hin verlängert. In diesen Flanschabschnitten sind zum einen die beiden Schraubenfedern 42 angeordnet, zum anderen bilden die Flanschabschnitte 60 zusammen mit der Vorderseite des Grundkörpers 58 eine ebene Fläche, in der dann insgesamt acht Stecker 32 angeordnet sind. Jeder der Stecker 32 weist einen oberen Schenkel 62 und einen unteren Schenkel 64 auf und jeder der Stecker 32 ist einstückig ausgeführt. Der obere Schenkel 62 und der untere Schenkel 64 jedes Steckers 32 stehen somit dauerhaft in elektrischer Verbindung. Die Stecker 32 sind gegeneinander elektrisch isoliert und mit ihren in Fig. 6 verdeckten Rückseiten beispielsweise in das elektrisch isolierende Material des Schlittens 34 eingespritzt.

Die Darstellung der Fig. 7 wurde bereits erläutert und zeigt den weiteren Steckverbinder 50, bei der dargestellten Ausführungsform als RJ45-Stecker ausgebildet, im eingesteckten Zustand in den Steckverbinder 10, der als RJ45-Buchse ausgebildet ist. Der weitere Steckverbinder 50 ist bei der dargestellten Ausführungsform als konventioneller RJ45-Stecker ausgebildet und weist einen Vorsprung 51 auf, der das in Einsteckrichtung vordere Ende des Steckverbinders 50 bildet und eine Rückseite des Schlittens 34 beaufschlagt. Die Darstellung der Fig. 8 zeigt den Steckverbinder 10 und den passenden Steckverbinder 50 im eingesteckten Zustand der Fig. 7, wobei das Gehäuse 12 des Steckverbinders 10 nicht dargestellt ist. Gut zu erkennen ist, wie die Rückseite des Schlittens 34 von der Vorderseite des Steckverbinders 50 und speziell den Vorsprung 51 beaufschlagt wird und gegen die Kraft der Federn 42 nach links gedrückt wird, so dass die Stecker 32 in den Durchgangsöffnungen 30 der Leiterplatte 18 angeordnet sind.

Die Darstellung der Fig. 9 zeigt einen Schlitten 74 für eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steckverbinders. Der Schlitten 74 unterscheidet sich von dem Schlitten 34 der Fig. 6 nur durch die Ausbildung der Stecker 82. Der Grundkörper 58 und die Flansche 60 sind identisch.

Die Stecker 82 sind als Rundstecker ausgeführt und weisen jeweils einen oberen Schenkel 84 und einen unteren Schenkel 86 und eine Vorderkappe 88 auf. Die beiden Schenkel 84, 86 lassen sich geringfügig aufeinander zubewegen, so dass ein leichtgängiges Einstecken der Stecker 82 in die Durchgangsöffnungen der Leiterplatte 18 möglich ist. Fig. 10 zeigt den Schlitten 74 der Fig. 9 im eingesteckten Zustand. Die Stecker 82 sind in diesem Zustand also jeweils in einer Durchgangsöffnung 30 der Leiterplatte 18 angeordnet und ragen mit ihrer jeweiligen Frontkappe 88 über die Rückseite der Leiterplatte 18 hinaus. Die Leiteranordnungen 44 der Leiterplatte 18 wurden bereits erläutert.

Fig. 1 1 zeigt den Schlitten 74 der Fig. 9 und Fig. 10 im eingesteckten Zustand, wobei die Leiterplatte 18 lediglich teilweise dargestellt wurde, so dass das elektrisch isolierende Material der Leiterplatte 18 nicht dargestellt ist und lediglich die Leiteranordnungen 44 dargestellt sind.

Gut zu erkennen sind in dieser Ansicht die jeweiligen ersten Abschnitte 46 der

Leiteranordnungen 44, die einen stangenartigen Leiterabschnitt und die gekrümmte

Metallisierung des oberen Wandabschnitts einer Durchgangsöffnung 30 umfassen. Weiter sind die zweiten Abschnitte 48 der Leiteranordnungen 44 zu erkennen, die jeweils einen stangenartigen Leiterabschnitt und die gekrümmten Metallisierungen der unteren

Wandabschnitte der Durchgangsöffnungen 30 umfassen.

In der Darstellung der Fig. 1 1 ist noch einmal gut zu erkennen, wie die Stecker 82 im eingesteckten Zustand die Metallisierung des jeweiligen unteren Wandabschnitts mit der Metallisierung des jeweiligen oberen Wandabschnitts der Durchgangsöffnungen 30 verbinden und dadurch eine elektrische Verbindung über die Leiteranordnungen 44 schließen.

Claims

Patentansprüche

1 . Elektrischer Steckverbinder (10), insbesondere für die kombinierte Übertragung von Daten und elektrischer Energie, mit einem Gehäuse (12), mit mehreren ersten Kontaktflächen (16) zum Verbinden mit passenden Kontaktflächen (16) eines weiteren Steckverbinders (50), mit mehreren elektrisch leitfähigen Leiteranordnungen (44) in dem Gehäuse (12) und mit mehreren Anschlusskontakten (26) zum Verbinden mit einer zu dem Steckverbinder (10) führenden Leitung, wobei jeweils eine erste Kontaktfläche mittels einer Leiteranordnung (44) mit einem Anschlusskontakt (26) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Leiteranordnungen (44) Mittel (28) zum Auftrennen und Schließen einer elektrisch leitfähigen Verbindung über diese Leiteranordnung (44) aufweist.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (28) zum Auftrennen und Schließen ausgebildet sind, beim Abziehen des weiteren Steckverbinders (50) von dem Steckverbinder (10) das Auftrennen der wenigstens einen Leiteranordnung (44) vor dem Trennen der ersten Kontaktflächen (16) von den passenden Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders (50) zu bewirken.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (28) zum Auftrennen und Schließen ausgebildet sind, beim Einstecken des weiteren Steckverbinders (50) in den Steckverbinder (10) das Schließen der wenigstens einen Leiteranordnung (44) nach dem wenigstens teilweisen Verbinden der ersten Kontaktflächen (16) mit den passenden Kontaktflächen des weiteren Steckverbinders (50) zu bewirken.

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (28) zum Auftrennen und Schließen zweite elektrisch leitfähige Kontaktflächen, dritte elektrisch leitfähige Kontaktflächen und Mittel zum Bewegen der ersten und zweiten Kontaktflächen zwischen einer Schließstellung, in der sich die ersten und die zweiten Kontaktflächen berühren, und einer Trennstellung, in der die ersten und die zweiten Kontaktflächen im Abstand voneinander angeordnet sind, aufweisen.

5. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktflächen an innerhalb des Gehäuses (12) angeordneten Steckern (32; 82) und die dritten Kontaktflächen an innerhalb des Gehäuses (12) angeordneten Buchsen vorgesehen sind, wobei die Stecker (32; 82) und/oder die Buchsen innerhalb des Gehäuses (12) von der Schließstellung in die Trennstellung bewegbar sind.

Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen als abschnittsweise metallisierte Durchgangsöffnungen (30) in einer Leiterplatte (18) ausgebildet sind.

Elektrischer Steckverbinder nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktflächen oder die dritten Kontaktflächen an einem verschiebbar in dem Gehäuse angeordneten Schlitten (34; 74) angeordnet sind.

Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (34; 74) mittels Einstecken des weiteren Steckverbinders (50) in das Gehäuse (12) und/oder Herausziehen des weiteren Steckverbinders (50) aus dem Gehäuse (12) verschiebbar ist.