WO2020249497A1 - Buchse, verfahren zu deren herstellung, und steckverbinder - Google Patents

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WO2020249497A1
WO2020249497A1 PCT/EP2020/065767 EP2020065767W WO2020249497A1 WO 2020249497 A1 WO2020249497 A1 WO 2020249497A1 EP 2020065767 W EP2020065767 W EP 2020065767W WO 2020249497 A1 WO2020249497 A1 WO 2020249497A1
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socket
contact
contact element
plug
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/065767
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tom KUFNER
Philipp Alexander Strehler
Lucas WIRZ
Original Assignee
Stäubli Electrical Connectors Ag
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Publication date
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Priority to US17/617,834 priority patent/US20220255255A1/en
Priority to EP20730059.1A priority patent/EP3984100A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/40—Securing contact members in or to a base or case; Insulating of contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins having a circular transverse section
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    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing bases or cases for contact members

Definitions

  • the present invention relates to a socket for connection to a plug according to claim 1, a plug connector comprising such a socket and a plug according to claim 14, and a method for producing a socket according to claim 15.
  • Plug connectors comprising a socket with a contact element and a plug are used in a large number of applications in order to enable a connection, usually electrical, between components.
  • the contact elements should ensure a reliable connection between the plug and the socket.
  • a socket with a stop element is known from US Pat. No. 5,730,628, the stop element serving as a limitation for the transverse movement of the contact element mounted in the socket when it is assembled with a plug. This is to prevent the contact element from exceeding its elastic limit. If the plug is not inserted optimally into the socket, but for example at an angle, the contact element can nevertheless be deformed. As a result, the contact between the plug and the socket is impaired or even made impossible.
  • a socket for connection to a plug which ensures an improved and secure connection to a plug.
  • a socket according to claim 1 which comprises a socket housing with a proximal housing end, a distal housing end and a socket wall, and a contact element with a proximal contact element end and a distal contact element end.
  • the socket wall delimits a socket opening in which the contact element can be received.
  • the contact element has a contact area which is designed to form a functional contact, in particular an electrical contact, with the plug.
  • the contact element delimits a contact element opening into which the plug can be received.
  • the contact element has at least regionally an elastic contact section, the elastic contact section being designed such that when the plug is received in the contact element opening of the contact element of the socket, it expands radially with respect to a longitudinal direction extending centrally through the socket.
  • the elastic contact section is thus radially expandable when a plug is inserted into its contact element opening.
  • the socket is designed for connection to a plug, with a diameter or clear width of the contact element opening in the unconnected state of the plug at least in the area of the elastic contact section smaller than a diameter or cross section of the plug at least in a plug area which is connected to the socket.
  • the plug area is preferably inserted into the contact element opening when the plug is connected to the socket.
  • the socket wall has a delimiting element on the inside which is designed such that a radial expansion of the elastic contact section of the contact element is limited, the delimiting element being arranged in particular in the area of the contact area of the contact element.
  • the socket can be a one-piece socket.
  • a multi-part, for example a two-part, socket is just as conceivable.
  • the socket housing can consist of two or more socket housing parts which can be joined together to form a socket.
  • connection between the two socket housing parts can be detachable or non-detachable.
  • a connection can be achieved by a force fit and / or form fit and / or by pressing, gluing, welding, etc. of the socket housing parts.
  • a connection is preferably made via connecting elements formed correspondingly to one another on the respective socket housing parts.
  • a first socket housing part can have a first connection element, which first connection element can be connected to a second connection element on the second socket housing part.
  • the first connecting element could be a recess formed on the inside in the socket wall, which can be connected to a second connecting element in the form of a recess formed on the outside in the socket wall.
  • the delimitation element is preferably designed in such a way that plastic deformation of the elastic contact section of the contact element of the socket is prevented when the plug is received in the contact element opening of the contact element of the socket.
  • the delimitation element allows elastic, that is to say reversible, deformation of the elastic contact section, but at the same time prevents plastic, that is, irreversible deformation of the elastic contact section.
  • the delimitation element is preferably arranged and designed such that it provides a guide for the plug when it is received in the contact element opening along a connection direction.
  • the delimitation element can therefore also serve as a guide element.
  • the delimitation element is arranged in the region of the distal end of the housing.
  • the delimiting element can be at least partially designed as at least one elevation with respect to the socket wall when viewed in cross section and the elastic contact section can, when viewed in cross section, at least partially delimiting at least one recess, the elevation and the recess being essentially complementary to one another.
  • the plug presses the elastic contact section of the contact element increasingly radially outwards in the direction of the socket wall.
  • the at least one recess of the elastic contact section is increasingly pressed in the direction of the at least one elevation of the delimiting element and strikes against the elevation of the delimiting element when the radial expansion is sufficiently large. Because of the complementary structures, this limitation is guaranteed regardless of the direction in which the plug is inserted into the socket.
  • the elevation can be received essentially completely in the recess of the elastic contact section, in particular an at least regional surface contact being formed between the elastic contact section delimiting the recess and the elevation of the socket wall.
  • the elastic contact section is preferably increasingly biased inwardly, at least in some areas, in the direction of the longitudinal direction, and / or the delimiting element preferably extends, starting from the proximal end of the housing towards the distal end of the housing, at least in some areas and preferably increasingly in the direction lengthways inwards.
  • the inwardly pretensioned elastic contact section and a non-inwardly pretensioned area of the contact element of the socket can in the absence of the plug in the contact element opening a first angle of about 10 ° to 50 °, preferably of about 15 ° to 45 °, particularly preferably of about 20 ° Include ° up to 40 °.
  • the inwardly prestressed elastic Contact section and the non-inwardly biased area of the contact element of the socket in the case of a plug received in the contact element opening have a second angle of about 5 ° to 45 °, preferably about 5 ° to 40 °, particularly preferably about 5 ° to 35 °, most preferably include about 11 °.
  • the elastic contact section can be prestressed inwardly in the longitudinal direction such that it forms a first angle in the aforementioned area with a non-prestressed area of the contact element in the absence of a plug and a second angle in the aforementioned area in the presence of a plug. Due to the design for radial expansion, the first angle is preferably larger than the second angle. In other words, in the absence of the plug, the elastic contact section is more strongly biased inwardly in the socket than in the presence of the plug.
  • a diameter of the socket opening in the area of the delimiting element is preferably smaller than a diameter in an area of the socket opening adjoining this area and facing the proximal end of the housing.
  • a recess is formed in the socket wall proximal to the delimiting element.
  • the delimiting element preferably runs at least partially, in particular completely, along a circumferential direction of the socket wall, in particular the socket opening. That is to say, the delimiting element, viewed in the circumferential direction, can only be provided over a partial area or in segments, but also completely on the inside of the socket wall.
  • the delimiting element extends, viewed along the longitudinal direction, preferably essentially completely along the elastic contact section of the contact element of the socket.
  • the socket wall can have an end section in which the socket opening has a diameter which is greater than a diameter in the area of the proximal end of the housing, and the elastic contact section can in the area of the distal end of the contact element via a lengthwise direction have externally extending end section, so that in the case of a plug received in the contact element opening, a stop is formed between the end sections, which preferably prevents displacement of the contact element relative to the socket housing along a proximal direction extending from the distal end of the housing towards the proximal end of the housing.
  • the socket wall has an end section in the area of the distal end of the housing, in which the socket opening has a diameter which is smaller than a diameter in the area of the proximal end of the housing.
  • the contact element preferably has an elastic contact section which, starting from the proximal contact element end in the direction of the distal contact element end, is initially biased inward in the direction of the longitudinal direction and then extends radially outward away from the longitudinal direction. It is also the case that, starting from the proximal housing end in the direction of the distal housing end, the socket wall initially runs inwards in the direction of the longitudinal direction due to the limiting element and then preferably increasingly runs radially outwards and ends in an end section that is radially expanded with respect to the longitudinal direction.
  • the socket wall and the contact element are preferably designed to be complementary to one another only in sections or over the entire area just mentioned.
  • the socket wall can have one or more recesses in the area of the proximal end of the housing, and the contact element can have one or more protrusions in the area of the proximal end of the contact element, which can be received in the recesses, thereby displacing the contact element with respect to the socket housing along a distal direction running from the proximal end of the housing in the direction of the distal end of the housing is prevented.
  • the recesses in the socket wall also provide a stop for the projections on the contact element, which limits undesired displacement of the contact element with respect to the socket housing along a proximal direction extending from the distal end of the housing towards the proximal end of the housing.
  • the recesses and the projections preferably provide a snap or latch connection.
  • a plurality of recesses and projections are preferably provided, which are provided along the circumferential direction of the socket opening or along a circumferential direction of the contact element.
  • the contact element can have one or more radially outwardly protruding contact points, which are arranged on the outside of the contact element and can be brought into contact with the inside socket wall, an electrical connection in particular being able to be established between the contact element and the socket.
  • a contact established between the elastic contact section and the plug can be passed on to the socket via these contact points.
  • the above-mentioned recess for partially receiving the elastic contact section is preferably formed between the region of the inside socket wall that can be brought into contact with the contact points and the delimiting element.
  • the elastic contact section is preferably provided by two or more elastic spring arms which each open into free ends in the area of the distal contact element end, the free ends preferably being offset radially outward with respect to the longitudinal direction.
  • the elastic contact section is formed by a plurality of elastic spring arms which are arranged around a longitudinal axis of the contact element and are separated from one another by gaps or slots between adjacent spring arms.
  • the spring arms Starting from the proximal contact element end in the direction of the distal contact element end, the spring arms initially run increasingly inward in the direction of the longitudinal direction and then increasingly outward.
  • the one from the contact element protruding contact points are preferably arranged in the elastic area of the spring arms and act as a pivot point for the spring arms when they expand radially.
  • the contact points provide a defined contact point for the socket wall.
  • the arrangement of the contact points on the contact element thus influences the spring properties of the spring arms. In other words, a shift in the contact points leads to other spring properties of the spring arms.
  • a plug connector comprising a socket as described above and a plug is specified, wherein the plug is received in the contact element opening of the contact element of the socket and radially expands the elastic contact section with respect to the longitudinal direction, and wherein the radial expansion of the elastic contact section is achieved by the Limiting element is limited.
  • a diameter or inside width of the contact element opening in the disconnected state of the plug at least in the area of the elastic contact section is smaller than a diameter or cross section of the plug at least in the area of its insertion into the contact element.
  • the delimiting element limits a radial expansion of the contact element through the plug, regardless of its insertion direction or insertion position.
  • the contact element has a contact area which is designed to form a functional contact, in particular an electrical contact, with the plug. and the contact element delimits a contact element opening into which the plug can be received.
  • the contact element has at least one elastic contact section at least in some areas, the elastic contact section being designed such that, when the plug is received in the contact element opening of the contact element of the socket, it extends centrally through the socket Radially expands in the longitudinal direction.
  • the socket wall has a delimiting element on the inside which is designed such that a radial expansion of the elastic contact section of the contact element is limited, the delimiting element being arranged in particular in the area of the contact area of the contact element.
  • Fig. 1 shows a central longitudinal section through a socket comprising a
  • FIG. 2 shows a central longitudinal section through the socket according to FIG. 1 in a second state
  • FIG. 3a shows a central longitudinal section through a socket housing of a socket shown in a simplified manner
  • Fig. 3b shows a central longitudinal section through the socket housing and through a
  • Fig. 3c shows a central longitudinal section through the socket housing and the
  • FIG. 5 shows a perspective view of the contact element according to FIG. 4 in a second state
  • FIG. 6 shows a central longitudinal section through the contact element according to FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a perspective view of a contact element according to a further embodiment
  • FIG. 8 shows a side view of the contact element according to FIG. 7;
  • FIG. 9 shows a front view of the contact element according to FIG. 7; 10 shows a perspective view of a contact element according to a further embodiment;
  • FIG. 11 shows a side view of the contact element according to FIG. 10
  • FIG. 12 shows a front view of the contact element according to FIG. 10
  • FIG. 13 shows a perspective view of a contact element according to a further embodiment
  • FIG. 14 shows a side view of the contact element according to FIG. 13;
  • FIG. 15 shows a front view of the contact element according to FIG. 13;
  • FIG. 16 shows a perspective view of a socket housing according to a further embodiment
  • FIG. 17 shows a front view of the socket housing according to FIG. 16;
  • FIG. 18 shows a central longitudinal section through the socket housing according to FIG.
  • FIG. 19 shows a perspective view of a socket housing according to a further embodiment
  • FIG. 20 shows a front view of the socket housing according to FIG. 19;
  • FIG. 21 shows a central longitudinal section through the socket housing according to FIG. 21
  • FIG. 22 shows a perspective view of a socket comprising the
  • FIG. 23 shows a front view of the socket according to FIG. 22;
  • FIG. 24 shows a central longitudinal section through the socket according to FIG. 22;
  • Fig. 25 shows a perspective view of a socket comprising the
  • FIG. 26 shows a front view of the socket according to FIG. 25;
  • FIG. 27 shows a central longitudinal section through the bush according to FIG. 25;
  • FIG. 29 shows a side view of the socket according to FIG. 28;
  • FIG. 30 shows a central longitudinal section through the socket according to FIG. 28;
  • FIG. 31 shows a perspective view of the socket according to FIG. 28 with the first socket housing part and the second socket housing part in the connected state;
  • FIG. 32 shows a front view of the socket according to FIG. 31;
  • FIG. 33 shows a side view of the socket according to FIG. 31;
  • 35 shows a perspective view of the socket according to FIG. 31 including the contact element according to FIG. 7;
  • FIG. 36 shows a front view of the socket comprising the contact element according to FIG.
  • FIGS. 1 to 27 differ from FIGS. 28 to 37 in that the socket 1 according to the figures 1 to 27 is designed with a one-piece socket housing 2, while the socket housing 2 according to FIGS. 28 to 37 is designed in two parts comprising a first socket housing part 2a and a second socket housing part 2b that can be connected or connected thereto.
  • socket wall 5 delimits a likewise essentially cylindrical socket opening 9 in which a contact element 6 can be received.
  • the socket 1 and the contact element 6 are therefore two components that are designed separately from one another.
  • the contact element 6 comprises a proximal contact element end 7, a distal contact element end 8, and a contact area 28 which is designed to form a functional contact, in particular an electrical contact, with the plug.
  • the contact element 6 delimits a contact element opening 10, in which plug can be received.
  • the contact element 6 has at least one elastic contact section 11, at least in some areas, the elastic contact section 11 being designed in such a way that, when the plug is received in the contact element opening 10 of the contact element 6 of the socket 1, it extends centrally through the socket 1 Longitudinal direction L expands radially.
  • the socket wall 5 has a delimiting element 12 on the inside, which is designed in such a way that a radial expansion of the elastic contact section 11 of the contact element 6 is limited.
  • the delimiting element 12 is designed such that plastic deformation of the elastic contact section 11 of the contact element 6 of the socket 1 when the plug is received in the contact element opening 10 of the contact element 6 of the socket 1 is prevented, while elastic deformation is enabled.
  • the delimiting element 12 is therefore arranged in the area of the contact area 28 of the contact element 6.
  • the delimiting element 12 is designed here at least in some areas essentially complementary to the elastic contact section 11 of the contact element 6 of the socket 1. If the plug is received in the contact element opening 10 of the contact element 6, electrical contact is established between the elastic contact section 11 and the plug.
  • the contact element 6 comprises a multiplicity of elastic contact sections 11, which are each provided by elastic spring arms which each open into free ends 27 in the region of the distal contact element end 8. With regard to the longitudinal direction, the free ends 27 are offset radially outward.
  • the contact element 6 thus corresponds to a so-called contact tulip.
  • the socket opening 9 extends essentially completely through the socket housing 2 and has several differently configured sections.
  • the socket housing has an initial section 25 in the area of the proximal housing end 3, an end section 20 in the area of the distal housing end 4 and a middle section 26 between the proximal housing end and the distal housing end.
  • the end section 20 of the socket opening 9 comprises a radial extension 22 with a diameter d3, which is greater than a diameter d1 of the starting section 25 and also greater than a diameter d2 of the middle section 26.
  • the diameter dl of the starting section 25 is in turn greater than the diameter d2 of the middle section 26.
  • the elastic contact section 11 in the area of the distal contact element end 8 has an end section 16 extending radially outward with respect to the longitudinal direction L, so that in the event of one in the contact element opening 10 a stop is formed between the end sections of the socket and the plug 20, 16, which prevents a displacement of the contact element 6 relative to the socket housing 2 along a proximal direction P extending from the distal housing end 4 in the direction of the proximal housing end 3.
  • the socket wall 5 has one or more recesses 17 on the inside in the region of the proximal housing end 3, i.e. in the starting section 25, and the contact element 6 has several projections 18 in the region of the proximal contact element end 7 which can be received in the recesses 17. If the projections 18 are received in the recesses 17, a displacement of the contact element 6 with respect to the socket housing 2 along a distal direction D running from the proximal housing end 3 in the direction of the distal housing end 4 is prevented. In other words, the projections 18 and the recesses 17 form a snap or latching connection, by means of which the contact element 6 is held within the socket opening 9.
  • the contact element 6 has several radially outwardly protruding contact points 19 which are arranged on the outside of the contact element 6 and can be brought into contact with the inside socket wall 5, in particular an electrical connection being established between the contact element 6 and the socket wall 5. In particular, through the contact points 19, the electrical contact which is established between the elastic contact section 11 and the plug is passed on to the socket.
  • the delimiting element 12 is at least regionally essentially complementary to the elastic contact section 11 of the contact element 6 of the socket 1.
  • the delimiting element 12, seen in cross section is designed as an elevation at least in some areas with respect to the socket wall 5, and the elastic contact section 1 1, seen in cross section, delimits at least in some areas a recess 13, the elevation 12 and Recess 13 are formed substantially complementary to one another.
  • the delimiting element 12 or the elevation 12 is received essentially at least in certain areas in the recess 13 of the elastic contact section 11.
  • the elastic contact section 11, starting from the proximal contact element end 7 in the direction of the distal contact element end 8, is at least in some areas increasingly pretensioned in the direction of the longitudinal direction L, while the limiting element 12 starting from the proximal housing end 3, viewed in the direction of the distal end of the housing 4, runs increasingly inwardly in the direction of the longitudinal direction L, at least in some areas.
  • the inwardly pretensioned elastic contact section 11 is located at a radial distance from the inside socket wall 5 as well as from the limiting element 12, see Figure 1. If the plug is inserted into the contact element opening 10, it pushes the elastic contact section 11 radially outside, wherein the elastic contact section 11 comes to rest on the socket wall 5 and, in the event that the plug is not inserted coaxially but, for example, obliquely into the contact element opening 10, the delimiting element 12, see Figure 2.
  • the delimiting element 12 extends along viewed in the longitudinal direction L at least partially along the elastic contact section 11 of the contact element 6.
  • FIGS. 3a to 3c the socket 1 is shown in a simplified manner in these figures and is primarily intended to explain the functional principle.
  • a socket housing 2 is shown which, in the initial section 25, has the said recesses 17 and, viewed in the distal direction D, has a delimiting element 12 that projects inward in some areas.
  • the delimitation element 12 is formed here in the middle section 26 and directly adjacent to the end section 20 and, viewed in longitudinal section, has an essentially semicircular shape.
  • Figure 3b the socket housing 2 and a contact element 6 received therein are shown, wherein no plug has yet been inserted into the contact element opening.
  • the inwardly prestressed elastic contact section 11 is arranged at a distance from the delimiting element 12.
  • the projections 18 of the contact element 6 in the area of the proximal contact element end 7 are received in the recesses 17 in the starting section 25 of the socket housing 2, whereby a displacement of the contact element 6 along the distal direction D is prevented.
  • the inwardly pretensioned elastic contact section 11 and a region 14 of the contact element 6 that is not inwardly pretensioned enclose an angle a1 of approximately 25 °.
  • the socket 1 is shown after a plug (not shown) has been inserted into the contact element opening 10 of the contact element 6 and thereby the elastic contact section 11 has expanded radially with respect to the longitudinal direction L.
  • the elastic contact section 11 was pressed outwardly in relation to the longitudinal direction L and strikes against the delimiting element 12. In other words, the elastic contact section 11 comes into surface contact with the delimiting element 12, at least in some areas, in this state.
  • An angle a2 between the inwardly prestressed elastic contact portion 11 and the not inwardly prestressed area 14 of the contact element 6 of the socket 1 is approximately here 10 °.
  • the radially outwardly extending end section 16 and the free ends 27 of the spring arms 11 are not in surface contact with the inside socket housing 5 but are instead arranged at a distance from it.
  • the contact element 6 can be produced from an initially flat, conductive material.
  • this flat element made of conductive material cutouts are created in the proximal contact element end 7 by punching, which cutouts define the projections 18.
  • the flat element is cut up in the direction of the proximal contact element end 7 in such a way that the spring arms 11 are formed.
  • the circular contact points 19 are formed by reshaping at the opposite ends of the spring arms 11 at the free ends 27.
  • the initially flat free ends 27 are also produced by reshaping from a plane running through the flat element, whereby the end sections 16 running radially outward are formed.
  • the contact element is then rolled up in a rolling process so that the contact element opening 10 is formed.
  • various contact elements 6 are shown by way of example.
  • the contact element according to FIGS. 7 to 9 has an elongated, essentially cylindrical shape.
  • this contact element comprises a total of eight spring arms and four projections.
  • the contact element 6 according to FIGS. 10 to 12 also has an approximately cylindrical shape, but differs from that of FIGS.
  • the contact element 6 according to FIGS to 15, however, is essentially ring-shaped and has more spring arms 1 1 and projections 18 than the contact elements according to FIGS. 7 to 12.
  • all contact elements 6 have in common that the spring arms 11 are biased inward in the rolled up state and radially towards outwardly extending end sections 16 open into free ends 27, as well as that a contact point 19 is formed on each spring arm 11 and projections 18 are formed in the region of the proximal contact element end 7. It is therefore to be understood that any number of different contact elements are conceivable, each of which differs in its dimensions such as size or shape, but which nevertheless have the aforementioned elements and can therefore be used as a contact element within the meaning of the invention.
  • the socket housing 2 can also be provided in different configurations. As can be seen, for example, in FIGS. 16 to 18, the socket housing 2 can be provided with a circumferential cylindrical socket wall 5. The socket opening 9 projecting completely through the socket housing 2 is produced by milling or drilling. As can be seen from FIG. 18, the recess 17 for the projections 18 of the contact element 6 in the starting section 25, the limiting element 12 in the middle section 26 and the radial extension 22 in the end section 20 can then be produced on the inside in the socket wall 5.
  • the delimitation element 12 according to FIGS. 16 to 18 differs from the delimitation element 12 according to FIGS. 1 and 2 by a proximal recess 24 and a greater slope with which the delimitation element 12 extends inward in the direction of the longitudinal axis.
  • the socket housing 2 according to FIGS. 19 to 21 was formed by stamping and bending and, like the socket housing 2 of the other examples, comprises one Socket wall 5 with a recess 17 in the initial section 25, followed by a middle section 26 with a non-inwardly extending area which opens distally into a first recess 23 and then into a second recess 24 following this first recess 23.
  • the second recess 24 in turn ends distally in the inwardly running region 21 of the delimiting element 12, which ends in the end section 20 in the radial extension 22.
  • any number of different socket housings are conceivable, which differ in their dimensions such as size or shape, but which nevertheless have in particular the limiting element 12 and, for example, also the recesses 17 and the radial extension 22 and can therefore be used as a socket housing within the meaning of the invention.
  • FIGS. 22 to 24 show different views of a socket 1 comprising a contact element 6 according to FIGS. 7 to 9, which has been inserted into the socket opening 9 of a socket housing 2 according to FIGS. 16 to 18.
  • FIGS. 25 to 27 each show a socket 1 in which a contact element 6 according to FIGS. 10 to 12 has been inserted into a socket housing 2 according to FIGS. 19 to 21. That is, and as can be seen in particular from FIGS. 24 and 27, the contact element 6 in the area of the distal contact element end 8 comprises a contact area 28 which is designed to form a functional contact with a plug inserted into the contact element opening 10. This contact area 28 is formed in the elastic contact section 11, i.e.
  • the contact area 28 is formed at the point where the elastic contact section 11 starting from the proximal Contact element end 7 viewed in the direction of the distal contact element end 8 is biased maximally inwardly in the direction of the longitudinal direction L. Or, to put it another way, a diameter of the contact element opening 10 at the location of the contact area 28 is minimal.
  • the inwardly pretensioned elastic contact section 11 and the not inwardly pretensioned area 14 of the contact element 6 here enclose a first angle a1 of approximately 11 °.
  • the delimitation element 12 is arranged in the area of the contact area 28 of the contact element 6.
  • the delimitation element 12 runs from the proximal housing end 3 in the direction of the distal housing end 4, at least in some areas increasingly inward in the direction of the longitudinal direction L, the delimiting element 12 having advanced maximally inward at the location of the contact area 28.
  • a diameter db of the socket opening 9 at the location of the contact area 28 is also minimal.
  • the delimitation element 12 is arranged in the region of the distal housing end 4 and, due to this distal arrangement and its inwardly protruding configuration, provides a guide for the plug when it is received in the contact element opening 10 along a connection direction V. Viewed along the proximal direction P, the limiting element 12 opens into the recess 24.
  • the socket opening 9 consequently has a larger diameter da in the area of the recess 24 than in the area of the limiting element 12. If a plug is now inserted into the contact element opening 10 of the contact element 6, thus the elastic contact section 11 of the contact element 6 bends, a part of the elastic contact section 11 being pressed into the recess 24 of the socket 1.
  • the design of the recess 24 is such that the part of the elastic contact section 11 that is bent in this way is elastically, but not plastically deformed, and does not touch the socket wall 21 in the process.
  • the contact points 19 protruding from the contact element 6 are arranged in the elastic contact section 1 1, more precisely at the proximal end of the spring arms 1 1, and act as a pivot point for the spring arms 1 1 during their radial expansion when a plug is inserted into the Contact element opening 10 is received. From these views it can also be seen that the spring arms 11 of the contact elements 6 each extend essentially completely along a circumferential direction U of the socket opening.
  • the recesses 17 and the delimiting element 12 each run essentially completely along the circumferential direction U, so that a displacement of the contact element 6 with respect to the socket housing 2 due to the engagement between the projections 18 and the recesses 17, the passing on of the electrical contact via the contact points 19 of the contact element 6 to the socket housing 2, and above all a prevention of plastic deformation of the spring arms 11 when inserting the plug into the socket 1 over the entire circumference U of the socket 1 is ensured.
  • the socket housing 2 can be constructed in several parts, in particular in two parts. Such an embodiment is shown in Figures 28-37.
  • a two-part or multi-part socket housing 2 enables simplified insertion of the Contact element 6 in the case of a socket 1 or a contact element 6 with a small diameter.
  • the socket 1 can thus be formed from a first socket housing part 2a and a second socket housing part 2b, which can be connected to one another and form the socket housing 2 in the connected state.
  • the connection between the two socket housing parts 2a, 2b can be designed to be detachable or non-detachable.
  • a connection can be achieved by a force fit and / or form fit and / or by pressing, gluing, welding, etc. of the two socket housing parts 2a, 2b.
  • first socket housing part 2a has a first connection element 30 in a distal housing part area 29
  • second socket housing part 2b has a second connection element 32 in a proximal housing part area 31.
  • the two socket housing parts 2a, 2b are connected via the two connecting elements 30, 32.
  • the second socket housing part 2b is at least partially inserted into the first socket housing part 2a to form the socket 1. So to a certain extent it is a plug connection.
  • the first connecting element 30 is designed as a recess in the inner socket wall 5.
  • the second connecting element 32 in turn also includes a recess, but in the outer socket wall 5.
  • the recesses 30, 32 are each bounded by a surface 33, 34, these surfaces 33, 34 facing each other in the connected state of the socket housing parts 2a, 2b come to lie.
  • the distal end 35 of the first connecting element 30 forms a stop for the second connecting element 32, the stop limiting a displacement of the second housing part 2b into the first housing part 2a along the proximal direction P.
  • a gap or gap 36 is formed between the two housing parts 2a, 2b in the connected state. Except for its two-part design, the socket 1 according to FIGS.
  • FIGS. 35 to 37 show the two-part socket 1 with the contact element 6 received.
  • the contact element 6 here is the contact element 6 according to FIGS. 7 to 9, which is why reference is made to the above statements. If the socket 1 was formed from the socket housing parts 2a, 2b, the contact element 6 can be inserted into the socket opening 9 along the proximal direction P.
  • the projections 18 of the latch Contact element 6 in the recesses 17 of the starting section 25 of the socket 1, here in the recesses 17 of the starting section 25 of the first socket housing part 2a, and the contact points 19 of the contact element 6 are with the inside socket wall 5 of the socket 1, here again with the inside Socket wall 5 of the first socket housing part 2a, can be brought into contact.
  • the limiting element 12 is formed here in the second socket housing part 2b. If a plug is now inserted into the contact element opening 10, it presses the elastic contact section 11 of the contact element 6 radially outwards so that it lies on the socket wall 5 and, in the event that the plug is not inserted coaxially, on the delimiting element 12 comes, as explained earlier.
  • the two-part socket 1 also comprises a delimitation element 12 for delimiting the radial expansion of the elastic contact section 11 of a contact element 6, as well as further elements as described above.
  • a delimitation element 12 for delimiting the radial expansion of the elastic contact section 11 of a contact element 6, as well as further elements as described above.
  • the order of the individual assembly steps can be different. For example, it is possible to introduce the contact element 6 into the first socket housing part 2a in a first step, and then to connect the second socket housing part 2b to the first socket housing part 2a in a second step. It is just as conceivable, however, to introduce the contact element 6 into the second socket housing part 2b in a first step and then to connect the first socket housing part 2a to the second socket housing part 2b in a second step.
  • socket housing part 28 contact area
  • socket housing part 29 distal housing part area proximal housing end 30 connecting element distal housing end 31 proximal

Abstract

Eine Buchse (1) zur Verbindung mit einem Stecker umfasst ein Buchsengehäuse (2) mit einer Buchsenwand (5) und ein Kontaktelement (6). Die Buchsenwand (5) begrenzt eine Buchsenöffnung (9), in welcher das Kontaktelement (6) aufnehmbar ist. Das Kontaktelement (6) verfügt über einen Kontaktbereich (28), welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes mit dem Stecker ausgebildet. Das Kontaktelement (6) verfügt zumindest bereichsweise über mindestens einen elastischen Kontaktabschnitt (11), welcher derart ausgebildet ist, dass er bei einer Aufnahme des Steckers in einer Kontaktelementöffnung (10) des Kontaktelements (6) bezüglich einer sich zentral durch die Buchse erstreckenden Längsrichtung (L) radial aufweitet. Die Buchsenwand (5) weist innenseitig ein Begrenzungselement (12) auf, welches derart ausgebildet ist, dass eine radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts (11) des Kontaktelements (6) begrenzt wird, wobei das Begrenzungselement (12) insbesondere im Bereich des Kontaktbereichs (28) des Kontaktelements (6) ist.

Description

TITEL
BUCHSE, VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG, UND STECKVERBINDER
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Buchse zur Verbindung mit einem Stecker gemäss Anspruch 1 , einen Steckverbinder umfassend eine solche Buchse und einen Stecker gemäss Anspruch 14, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Buchse gemäss Anspruch 15.
STAND DER TECHNIK
Steckverbinder umfassend eine Buchse mit einem Kontaktelement und einen Stecker werden in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt, um eine in der Regel elektrische Verbindung zwischen Bauteilen zu ermöglichen. Die Kontaktelemente sollen dabei eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Stecker und der Buchse gewährleisten.
Aus der US 5 730 628 ist eine Buchse mit einem Anschlagselement bekannt, wobei das Anschlagselement als Begrenzung ftir die Querbewegung des in der Buchse gelagerten Kontaktelements beim Zusammenfügen mit einem Stecker dient. Dadurch soll verhindert werden, dass das Kontaktelement seine Elastizitätsgrenze überschreitet. Wird der Stecker dabei nicht optimal, sondern beispielsweise schräg in die Buchse eingeführt, so kann es allerdings dennoch zu einer Deformation des Kontaktelements kommen. Als Folge davon wird der Kontakt zwischen dem Stecker und der Buchse beeinträchtigt oder sogar verunmöglicht.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Buchse zur Verbindung mit einem Stecker anzugeben, welche eine verbesserte und sichere Verbindung mit einem Stecker gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch eine Buchse gemäss Anspruch 1 gelöst. Insbesondere wird eine Buchse zur Verbindung mit einem Stecker angegeben, welche ein Buchsengehäuse mit einem proximalen Gehäuseende, einem distalen Gehäuseende und einer Buchsenwand, und ein Kontaktelement mit einem proximalen Kontaktelementende und einem distalen Kontaktelementende umfasst. Die Buchsenwand begrenzt eine Buchsenöffnung, in welcher das Kontaktelement aufnehmbar ist. Das Kontaktelement verfügt über einen Kontaktbereich, welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes, insbesondere eines elektrischen Kontaktes, mit dem Stecker ausgebildet ist. Das Kontaktelement begrenzt eine Kontaktelementöffnung, in welche der Stecker aufnehmbar ist. Das Kontaktelement verfügt zumindest bereichsweise über einen elastischen Kontaktabschnitt, wobei der elastische Kontaktabschnitt derart ausgebildet ist, dass er bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung des Kontaktelements der Buchse bezüglich einer sich zentral durch die Buchse erstreckenden Längsrichtung radial aufweitet. Der elastische Kontaktabschnitt ist also radial aufweitbar wenn ein Stecker in dessen Kontaktelementöffnung eingeführt wird. Hierzu ist es somit bevorzugt, wenn die Buchse zur Verbindung mit einem Stecker ausgebildet ist, wobei ein Durchmesser oder lichte Weite der Kontaktelementöffnung im unverbundenen Zustand des Steckers zumindest im Bereich des elastischen Kontaktabschnittes kleiner als ein Durchmesser oder Querschnitt des Steckers zumindest in einem Steckerbereich, welcher mit der Buchse verbunden wird, ist. Der Steckerbereich wird beim Verbinden des Steckers mit der Buchse vorzugsweise in die Kontaktelementöffnung eingeführt. Die Buchsenwand weist innenseitig ein Begrenzungselement auf, welches derart ausgebildet ist, dass eine radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts des Kontaktelements begrenzt wird, wobei das Begrenzungselement insbesondere im Bereich des Kontaktbereichs des Kontaktelements angeordnet ist.
Dadurch, dass das Begrenzungselement nicht nur eine radiale Aufweitung des Kontaktelements begrenzt, sondern insbesondere auch im Bereich des Kontaktbereichs des Kontaktelements angeordnet ist, kann die radiale Aufweitung des Kontaktabschnitts unabhängig von einer Einsteckrichtung des Steckers in die Kontaktelementöffnung durch das Begrenzungselement begrenzt werden. Als Folge davon wird eine plastische Deformation des Kontaktelements auch bei einem beispielsweise schräg eingefügten Stecker verhindert, wodurch eine verbesserte und sichere Verbindung zwischen der Buchse und dem Stecker gewährleistet wird. Bei der Buchse kann es sich um eine einteilige Buchse handeln. Genauso denkbar ist allerdings eine mehrteilige, beispielsweise eine zweiteilige Buchse. Zum Beispiel kann das Buchsengehäuse aus zwei oder mehr Buchsengehäuseteilen bestehen, welche zu einer Buchse zusammengefügt werden können. Die Verbindung zwischen den beiden Buchsengehäuseteilen kann lösbar oder unlösbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Verbindung durch einen Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder durch Verpressen, Verkleben, Verschweissen, etc. der Buchsengehäuseteile erreicht werden. Eine Verbindung erfolgt dabei vorzugsweise über entsprechend zueinander ausgebildete Verbindungselemente an den jeweiligen Buchsengehäuseteilen. Zum Beispiel kann ein erstes Buchsengehäuseteil ein erstes Verbindungselement aufweisen, welches erste Verbindungselement mit einem zweiten Verbindungselement am zweiten Buchsengehäuseteil verbindbar ist. Unterschiedlichste Ausgestaltungen der Verbindungselemente sind dabei denkbar. So könnte das erste Verbindungselement zum Beispiel eine innenseitig in der Buchsenwand ausgebildete Ausnehmung sein, welche mit einem zweiten Verbindungselement in der Form einer aussenseitig in der Buchsenwand ausgebildeten Ausnehmung verbindbar ist.
Das Begrenzungselement ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine plastische Verformung des elastischen Kontaktabschnitts des Kontaktelements der Buchse bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung des Kontaktelements der Buchse verhindert wird. In anderen Worten gesagt gestattet das Begrenzungselement eine elastische, also reversible, Verformung des elastischen Kontaktabschnitts, verhindert aber gleichzeitig eine plastische, also irreversible Verformung des elastischen Kontaktabschnitts.
Das Begrenzungselement ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass es eine Führung für den Stecker bei dessen Aufnahme in die Kontaktelementöffnung entlang einer Verbindungsrichtung bereitstellt. Das Begrenzungselement kann also auch als Führungselement dienen. Das Vorsehen von separaten Führungselementen entfällt, wodurch die Stecktiefe der Buchse reduziert und, im Falle eines mit der Buchse verbundenen Steckers, ein kompakter Steckverbinder erhalten werden kann. Insbesondere aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass das Begrenzungselement im Bereich des distalen Gehäuseendes angeordnet ist. Das Begrenzungselement kann im Querschnitt gesehen bezüglich der Buchsenwand zumindest bereichsweise als mindestens eine Erhebung ausgebildet sein und der elastische Kontaktabschnitt kann im Querschnitt gesehen zumindest bereichsweise mindestens eine Ausnehmung begrenzen, wobei die Erhebung und die Ausnehmung im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet sind.
Wird nun der Stecker in die Buchse eingeführt, so drückt der Stecker den elastischen Kontaktabschnitt des Kontaktelements zunehmend radial nach aussen in Richtung der Buchsenwand. Dabei wird die mindestens eine Ausnehmung des elastischen Kontaktabschnitts zunehmend in Richtung der mindestens eine Erhebung des Begrenzungselements gedrückt und schlägt bei genügend grosser radialer Aufweitung gegen die Erhebung des Begrenzungselements an. Diese Begrenzung wird aufgrund der komplementär ausgebildeten Strukturen unabhängig von der Einsteckrichtung des Steckers in die Buchse gewährleistet.
Vorzugsweise ist die Erhebung im Falle eines in der Kontaktelementöffnung aufgenommenen Steckers im Wesentlichen vollständig in der Ausnehmung des elastischen Kontaktabschnitts aufnehmbar, wobei insbesondere ein zumindest bereichsweiser Flächenkontakt zwischen dem die Ausnehmung begrenzenden elastischen Kontaktabschnitt und der Erhebung der Buchsenwand ausgebildet ist.
Der elastische Kontaktabschnitt ist vorzugsweise ausgehend vom proximalen Kontaktelementende in Richtung des distalen Kontaktelementendes gesehen zumindest bereichsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung nach innen vorgespannt, und/oder das Begrenzungselement verläuft vorzugsweise ausgehend vom proximalen Gehäuseende in Richtung des distalen Gehäuseendes gesehen zumindest bereichsweise und vorzugsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung nach innen.
Der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt und ein nicht nach innen vorgespannter Bereich des Kontaktelements der Buchse können in Abwesenheit des Steckers in der Kontaktelementöffnung einen ersten Winkel von etwa 10° bis 50°, vorzugsweise von etwa 15° bis 45°, insbesondere bevorzugt von etwa 20° bis 40° einschliessen. Zudem oder alternativ dazu können der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt und der nicht nach innen vorgespannte Bereich des Kontaktelements der Buchse im Falle eines in der Kontaktelementöffnung aufgenommenen Steckers einen zweiten Winkel von etwa 5° bis 45°, vorzugsweise von etwa 5° bis 40°, insbesondere bevorzugt von etwa 5° bis 35°, am bevorzugtesten von etwa 11° einschliessen.
Das heisst, der elastische Kontaktabschnitt kann derart nach innen in Richtung der Längsrichtung vorgespannt sein, dass er mit einem nicht vorgespannten Bereich des Kontaktelements in Abwesenheit eines Steckers einen ersten Winkel in obgenanntem Bereich und in Anwesenheit eines Steckers einen zweiten Winkel in obgenanntem Bereich einschliesst. Aufgrund der Ausbildung zur radialen Aufweitung ist der erste Winkel bevorzugt grösser als der zweite Winkel. Oder anders gesagt ist der elastische Kontaktabschnitt in Abwesenheit des Steckers in der Buchse stärker nach innen vorgespannt als in Anwesenheit des Steckers.
Ein Durchmesser der Buchsenöffnung im Bereich des Begrenzungselements ist vorzugsweise kleiner als ein Durchmesser in einem sich an diesen Bereich anschliessenden, dem proximalen Gehäuseende zugewandten Bereich der Buchsenöffhung. Oder anders gesagt ist proximal vom Begrenzungselement eine Aussparung in der Buchsenwand ausgebildet. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil, dass ein Teil des elastischen Kontaktabschnitts des Kontaktelements bei einem in der Kontaktelementöffnung aufgenommenen Stecker in die Aussparung ragen werden kann. Die Aussparung ist bevorzugterweise derart, dass ein in die Aussparung ragender Teil des elastischen Kontaktabschnitts einzig elastisch, nicht aber plastisch verformt wird.
Vorzugsweise verläuft das Begrenzungselement zumindest teilweise, insbesondere vollständig entlang einer Umfangsrichtung der Buchsenwand, insbesondere der Buchsenöffnung. Das heisst, das Begrenzungselement kann in Umfangsrichtung gesehen nur über einen Teilbereich oder in Segmenten aber auch vollständig innenseitig an der Buchsenwand vorgesehen sein.
Das Begrenzungselement erstreckt sich entlang der Längsrichtung gesehen vorzugsweise im Wesentlichen vollständig entlang des elastischen Kontaktabschnitts des Kontaktelements der Buchse. Die Buchsenwand kann im Bereich des distalen Gehäuseendes über einen Endabschnitt verfügen, in welchem die Buchsenöffnung einen Durchmesser aufweist, welcher grösser als ein Durchmesser im Bereich des proximalen Gehäuseendes ist, und der elastische Kontaktabschnitt kann im Bereich des distalen Kontaktelementendes über einen bezüglich der Längsrichtung radial nach aussen verlaufenden Endabschnitt verfügen, so dass im Falle eines in der Kontaktelementöffnung aufgenommenen Steckers ein Anschlag zwischen den Endabschnitten ausgebildet wird, welcher vorzugsweise eine Verschiebung des Kontaktelements gegenüber dem Buchsengehäuse entlang einer vom distalen Gehäuseende in Richtung des proximalen Gehäuseendes verlaufenden proximalen Richtung verhindert. Alternativ dazu ist es allerdings auch denkbar, dass die Buchsenwand im Bereich des distalen Gehäuseendes über einen Endabschnitt verfügt, in welchem die Buchsenöffnung einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als ein Durchmesser im Bereich des proximalen Gehäuseendes ist. Zudem ist es denkbar, einen Anschlag mittels Ausnehmungen in der Buchsen wand und entsprechend ausgebildeten Vorsprüngen am Kontaktelement bereitzustellen, siehe weiter unten.
Das heisst, das Kontaktelement verfügt vorzugsweise über einen elastischen Kontaktabschnitt, welcher ausgehend vom proximalen Kontaktelementende in Richtung des distalen Kontaktelementendes gesehen zunächst in Richtung der Längsrichtung nach innen vorgespannt ist und alsdann aber radial nach aussen von der Längsrichtung weg verläuft. Weiter ist es so, dass die Buchsenwand ausgehend vom proximalen Gehäuseende in Richtung des distalen Gehäuseendes gesehen aufgrund des Begrenzungselements zunächst in Richtung der Längsrichtung nach innen verläuft und alsdann aber vorzugsweise zunehmend radial nach aussen verläuft und in einen bezüglich der Längsrichtung radial erweiterten Endabschnitt endet. Vorzugsweise sind die Buchsenwand und das Kontaktelement nur abschnittsweise oder über den gesamten soeben genannten Bereich komplementär zueinander ausgebildet.
Die Buchsenwand kann im Bereich des proximalen Gehäuseendes über eine oder mehrere Ausnehmungen verfügen, und das Kontaktelement kann im Bereich des proximalen Kontaktelementendes über einen oder mehrere Vorspiünge verfügen, welche in den Ausnehmungen aufnehmbar sind, wodurch eine Verschiebung des Kontaktelements gegenüber dem Buchsengehäuse entlang einer vom proximalen Gehäuseende in Richtung des distalen Gehäuseendes verlaufenden distalen Richtung verhindert ist. Wie früher bereits erwähnt wurde, stellen die Ausnehmungen in der Buchsenwand zudem einen Anschlag für die Vorsprünge am Kontaktelement bereit, der eine ungewollte Verschiebung des Kontaktelements gegenüber dem Buchsengehäuse entlang einer vom distalen Gehäuseende in Richtung des proximalen Gehäuseendes verlaufenden proximalen Richtung begrenzt. Die Ausnehmungen und die Vorsprünge stellen bevorzugt eine Schnapp- oder Rastverbindung bereit. Vorzugsweise sind mehrere Ausnehmungen und Vorsprünge vorgesehen, welche entlang der Umfangsrichtung der Buchsenöffnung beziehungsweise entlang einer Umfangsrichtung des Kontaktelements vorgesehen sind.
Das Kontaktelement kann über eine oder mehrere radial nach aussen vorstehende Kontaktstellen verfügen, welche aussenseitig auf dem Kontaktelement angeordnet sind und mit der innenseitigen Buchsenwand in Kontakt bringbar sind, wobei eine insbesondere elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und der Buchse herstellbar ist. Über diese Kontaktstellen kann eine zwischen dem elastischen Kontaktabschnitt und dem Stecker hergestellter Kontakt an die Buchse weitergeleitet werden.
Die oben erwähnte Aussparung zur teilweisen Aufnahme des elastischen Kontaktabschnitts ist vorzugsweise zwischen dem mit den Kontaktstellen in Kontakt bringbaren Bereich der innenseitigen Buchsenwand und dem Begrenzungselement ausgebildet.
Vorzugsweise wird der elastische Kontaktabschnitt durch zwei oder mehr elastische Federarme bereitgestellt, welche im Bereich des distalen Kontaktelementendes jeweils in freien Enden münden, wobei die freien Enden bezüglich der Längsrichtung vorzugsweise radial nach aussen versetzt sind.
Insbesondere bevorzugt wird der elastische Kontaktabschnitt durch eine Vielzahl von elastischen Federarmen gebildet, welche um eine Längsachse des Kontaktelements herum angeordnet und durch Spalte oder Schlitze zwischen benachbarten Federarmen voneinander getrennt sind. Die Federarme verlaufen ausgehend vom proximalen Kontaktelementende in Richtung des distalen Kontaktelementendes gesehen zunächst zunehmend nach innen in Richtung der Längsrichtung und alsdann zunehmend nach aussen. Die vom Kontaktelement vorstehenden Kontaktstellen sind vorzugsweise im elastischen Bereich der Federarme angeordnet und wirken als Schwenkpunkt für die Federarme bei deren radialen Aufweitung. Gleichzeitig wird durch die Kontaktstellen ein definierter Kontaktpunkt für die Buchsenwand bereitgestellt. Die Anordnung der Kontaktstellen auf dem Kontaktelement beeinflusst somit also die Federeigenschaft der Federarme. Oder anders gesagt führt eine Verschiebung der Kontaktstellen zu anderen Feder eigenschaften der Federarme.
In einem weiteren Aspekt wird ein Steckverbinder umfassend eine Buchse wie oben beschrieben und einen Stecker angegeben, wobei der Stecker in der Kontaktelementöffnung des Kontaktelements der Buchse aufgenommen ist und den elastischen Kontaktabschnitt bezüglich der Längsrichtung radial aufweitet, und wobei die radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts durch das Begrenzungselement begrenzt wird. Somit ist es bevorzugt, wenn ein Durchmesser oder lichte Weite der Kontaktelementöffnung im unverbundenen Zustand des Steckers zumindest im Bereich des elastischen Kontaktabschnittes kleiner als ein Durchmesser oder Querschnitt des Steckers zumindest im Bereich von dessen Einführung in das Kontaktelement ist.
Wie eingangs erwähnt begrenzt das Begrenzungselement eine radiale Aufweitung des Kontaktelements durch den Stecker unabhängig von dessen Einsteckrichtung oder Einstecklage.
In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Buchse, insbesondere einer Buchse wie oben beschrieben, zur Verbindung mit einem Stecker angegeben, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines Buchsengehäuse mit einer Buchsenwand, wobei die Buchsenwand eine Buchsenöffnung begrenzt; Bereitstellen eines Kontaktelements; und Einfügen des Kontaktelements in die Buchsenöffnung. Das Kontaktelement verfugt über einen Kontaktbereich, welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes, insbesondere eines elektrischen Kontaktes, mit dem Stecker ausgebildet ist. und das Kontaktelement begrenzt eine Kontaktelementöffnung, in welche der Stecker aufnehmbar ist. Das Kontaktelement verfügt zumindest bereichsweise über mindestens einen elastischen Kontaktabschnitt, wobei der elastische Kontaktabschnitt derart ausgebildet ist, dass er bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung des Kontaktelements der Buchse bezüglich einer sich zentral durch die Buchse erstreckenden Längsrichtung radial aufweitet. Die Buchsenwand weist innenseitig ein Begrenzungselement auf, welches derart ausgebildet ist, dass eine radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts des Kontaktelements begrenzt wird, wobei das Begrenzungselement insbesondere im Bereich des Kontaktbereichs des Kontaktelements angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der
Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch eine Buchse umfassend ein
Buchsengehäuse und ein Kontaktelement in einem ersten Zustand;
Fig. 2 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch die Buchse gemäss Figur 1 in einem zweiten Zustand;
Fig. 3a zeigt einen zentralen Längsschnitt durch ein Buchsengehäuse von einer vereinfacht dargestellten Buchse;
Fig. 3b zeigt einen zentralen Längsschnitt durch das Buchsengehäuse und durch ein
Kontaktelement von der vereinfacht dargestellten Buchse gemäss Figur 3 a in einem ersten Zustand;
Fig. 3c zeigt einen zentralen Längsschnitt durch das Buchsengehäuse und das
Kontaktelement von der vereinfacht dargestellten Buchse gemäss Figur 3a in einem zweiten Zustand;
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Kontaktelement in einem ersten Zustand;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kontaktelements gemäss Figur 4 in einem zweiten Zustand;
Fig. 6 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch das Kontaktelement gemäss Figur 5;
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements gemäss einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht des Kontaktelements gemäss Figur 7;
Fig. 9 zeigt eine Frontansicht des Kontaktelements gemäss Figur 7; Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements gemäss einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht des Kontaktelements gemäss Figur 10;
Fig. 12 zeigt eine Frontansicht des Kontaktelements gemäss Figur 10;
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kontaktelements gemäss einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht des Kontaktelements gemäss Figur 13;
Fig. 15 zeigt eine Frontansicht des Kontaktelements gemäss Figur 13;
Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Buchsengehäuses gemäss einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 17 zeigt eine Frontansicht des Buchsengehäuses gemäss Figur 16;
Fig. 18 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch das Buchsengehäuse gemäss Figur
16;
Fig. 19 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Buchsengehäuses gemäss einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 20 zeigt eine Frontansicht des Buchsengehäuses gemäss Figur 19;
Fig. 21 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch das Buchsengehäuse gemäss Figur
19;
Fig. 22 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Buchse umfassend das
Kontaktelement gemäss Figur 7 und das Buchsengehäuse gemäss Figur 16;
Fig. 23 zeigt eine Frontansicht der Buchse gemäss Figur 22;
Fig. 24 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch die Buchse gemäss Figur 22;
Fig. 25 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Buchse umfassend das
Kontaktelement gemäss Figur 10 und das Buchsengehäuse gemäss Figur 19;
Fig. 26 zeigt eine Frontansicht der Buchse gemäss Figur 25;
Fig. 27 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch die Buchse gemäss Figur 25;
Fig. 28 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Buchse gemäss einer weiteren
Ausführungsform mit einem ersten Buchsengehäuseteil und einem zweiten Buchsengehäuseteil in unverbundenem Zustand;
Fig. 29 zeigt eine Seitenansicht der Buchse gemäss Figur 28;
Fig. 30 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch die Buchse gemäss Figur 28;
Fig. 31 zeigt eine perspektivische Ansicht der Buchse gemäss Figur 28 mit dem ersten Buchsengehäuseteil und dem zweiten Buchsengehäuseteil im verbundenen Zustand;
Fig. 32 zeigt eine Frontansicht der Buchse gemäss Figur 31 ;
Fig. 33 zeigt eine Seitenansicht der Buchse gemäss Figur 31 ;
Fig. 34 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch die Buchse gemäss Figur 31 ;
Fig. 35 zeigt eine perspektivische Ansicht der Buchse gemäss Figur 31 umfassend das Kontaktelement gemäss Figur 7;
Fig. 36 zeigt eine Frontansicht der Buchse umfassend das Kontaktelement gemäss
Figur 35;
Fig. 37 zeigt einen zentralen Längsschnitt durch die Buchse umfassend das
Kontaktelement gemäss Figur 35.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Figuren 1 bis 37 werden verschiedene Aspekte einer erfindungsgemässen Buchse 1 dargestellt, welche mit einem Stecker zu einem Steckverbinder verbunden werden kann. In sämtlichen Ausführungsformen umfasst die Buchse 1 ein im wesentlichen zylindrisches Buchsengehäuse 2 mit einem proximalen Gehäuseende 3, einem distalen Gehäuseende 4 und einer Buchsenwand 5. Die Figuren 1 bis 27 unterscheiden sich dadurch von den Figuren 28 bis 37, dass die Buchse 1 gemäss den Figuren 1 bis 27 mit einem einteiligen Buchsengehäuse 2 ausgebildet ist, während dem das Buchsengehäuse 2 gemäss den Figuren 28 bis 37 zweiteilig umfassend ein erstes Buchsengehäuseteil 2a und ein damit verbindbares bzw. verbundenes zweites Buchsengehäuseteil 2b ausgebildet ist. Es gilt zu verstehen, dass sämtliche Aussagen betreffend die Buchse 1 mit einteiligem Buchsengehäuse 2 genauso für die Buchse 1 umfassend das zweiteilige Buchsengehäuse 2 zutreffen, und umgekehrt. Die Buchsenwand 5 begrenzt eine ebenfalls im wesentlichen zylindrische Buchsenöffnung 9, in welche ein Kontaktelement 6 aufnehmbar ist. Bei der Buchse 1 und dem Kontaktelement 6 handelt es sich hier also um zwei voneinander separat ausgebildete Komponenten.
Das Kontaktelement 6 umfasst ein proximales Kontaktelementende 7, ein distales Kontaktelementende 8, und einen Kontaktbereich 28, welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes, insbesondere eines elektrischen Kontaktes, mit dem Stecker ausgebildet ist. Dazu begrenzt das Kontaktelement 6 eine Kontaktelementöffnung 10, in welche der Stecker aufnehmbar ist. Zudem verfügt das Kontaktelement 6 zumindest bereichsweise über mindestens einen elastischen Kontaktabschnitt 1 1, wobei der elastische Kontaktabschnitt 11 derart ausgebildet ist, dass er bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung 10 des Kontaktelements 6 der Buchse 1 bezüglich einer sich zentral durch die Buchse 1 erstreckenden Längsrichtung L radial aufweitet. Um zu verhindern, dass der elastische Kontaktabschnitt 11 im Falle eines schräg eingeführten Steckers verbogen und dadurch der funktionale Kontakt zwischen der Buchse und dem Stecker vermindert oder sogar verunmöglicht wird, weist die Buchsenwand 5 innenseitig ein Begrenzungselement 12 auf, welches derart ausgebildet ist, dass eine radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts 11 des Kontaktelements 6 begrenzt wird. Und zwar ist das Begrenzungselement 12 derart ausgebildet, dass eine plastische Verformung des elastischen Kontaktabschnitts 1 1 des Kontaktelements 6 der Buchse 1 bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung 10 des Kontaktelements 6 der Buchse 1 verhindert wird, während eine elastische Verformung ermöglicht ist. Wie nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 22 bis 27 noch eingehender erläutert wird, ist das Begrenzungselement 12 deshalb im Bereich des Kontaktbereichs 28 des Kontaktelements 6 angeordnet. Weiter ist das Begrenzungselement 12 hier zumindest bereichsweise im Wesentlichen komplementär zum elastischen Kontaktabschnitt 1 1 des Kontaktelements 6 der Buchse 1 ausgebildet. Ist der Stecker in der Kontaktelementöffnung 10 des Kontaktelements 6 aufgenommen, wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem elastischen Kontaktabschnitt 1 1 und dem Stecker hergestellt. Das Kontaktelement 6 umfasst eine Vielzahl von elastischen Kontaktabschnitten 1 1 , welche jeweils durch elastische Federarme bereitgestellt werden, die im Bereich des distalen Kontaktelementendes 8 jeweils in freien Enden 27 münden. Bezüglich der Längsrichtung gesehen sind die freien Enden 27 radial nach aussen versetzt. Das Kontaktelement 6 entspricht also einer sogenannten Kontakttulpe.
Wie gut aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, erstreckt sich die Buchsenöffnung 9 im Wesentlichen vollständig durch das Buchsengehäuse 2 hindurch und verfügt über mehrere unterschiedlich ausgestaltete Abschnitte. So weist das Buchsengehäuse im Bereich des proximalen Gehäuseendes 3 einen Anfangsabschnitt 25, im Bereich des distalen Gehäuseendes 4 einen Endabschnitt 20 und zwischen dem proximalen Gehäuseende und dem distalen Gehäuseende einen Mittelabschnitt 26 auf. Der Endabschnitt 20 der Buchsenöffnung 9 umfasst eine radiale Erweiterung 22 mit einem Durchmesser d3, welcher grösser als ein Durchmesser dl des Anfangsabschnitts 25 wie auch grösser als ein Durchmesser d2 des Mittelabschnitts 26 ist. Der Durchmesser dl des Anfangsabschnitts 25 wiederum ist grösser als der Durchmesser d2 des Mittelabschnitts 26. Weiter verfügt der elastische Kontaktabschnitt 11 im Bereich des distalen Kontaktelementendes 8 über einen bezüglich der Längsrichtung L radial nach aussen verlaufenden Endabschnitt 16, so dass im Falle eines in der Kontaktelementöffnung 10 aufgenommenen Steckers ein Anschlag zwischen den Endabschnitten der Buchse und des Steckers 20, 16 ausgebildet wird, welcher eine Verschiebung des Kontaktelements 6 gegenüber dem Buchsengehäuse 2 entlang einer vom distalen Gehäuseende 4 in Richtung des proximalen Gehäuseendes 3 verlaufenden proximalen Richtung P verhindert.
Die Buchsen wand 5 verfügt innenseitig im Bereich des proximalen Gehäuseendes 3, also im Anfangsabschnitt 25, über eine oder mehrere Ausnehmungen 17, und das Kontaktelement 6 verfügt im Bereich des proximalen Kontaktelementendes 7 über mehrere Vorsprünge 18, welche in den Ausnehmungen 17 aufnehmbar sind. Sind die Vorsprünge 18 in den Ausnehmungen 17 aufgenommen ist eine Verschiebung des Kontaktelements 6 gegenüber dem Buchsengehäuse 2 entlang einer vom proximalen Gehäuseende 3 in Richtung des distalen Gehäuseendes 4 verlaufenden distalen Richtung D verhindert. Oder anders gesagt bilden die Vorsprünge 18 und die Ausnehmungen 17 eine Schnapp- oder Rastverbindung, durch welche das Kontaktelement 6 innerhalb der Buchsenöffnung 9 gehalten wird. Das Kontaktelement 6 verfügt über mehrere radial nach aussen vorstehende Kontaktstellen 19, welche aussenseitig auf dem Kontaktelement 6 angeordnet sind und mit der innenseitigen Buchsenwand 5 in Kontakt bringbar sind, wobei insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement 6 und der Buchsenwand 5 hergestellt wird. Insbesondere wird durch die Kontaktstellen 19 der elektrische Kontakt, welcher zwischen dem elastischen Kontaktabschnitt 1 1 und dem Stecker hergestellt wird, an die Buchse weitergeleitet.
Wie eingangs bereits erläutert, ist das Begrenzungselement 12 zumindest bereichsweise im Wesentlichen komplementär zum elastischen Kontaktabschnitt 1 1 des Kontaktelements 6 der Buchse 1 ausgebildet. In den gezeigten Ausführungsformen ist das Begrenzungselement 12 im Querschnitt gesehen bezüglich der Buchsenwand 5 zumindest bereichsweise als eine Erhebung ausgebildet und der elastische Kontaktabschnitt 1 1 begrenzt im Querschnitt gesehen zumindest bereichsweise eine Ausnehmung 13, wobei die Erhebung 12 und die Ausnehmung 13 im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet sind. Und zwar wird das Begrenzungselement 12 bzw. die Erhebung 12 im Falle eines in der Kontaktelementöffnung 10 aufgenommenen Steckers im Wesentlichen zumindest bereichsweise in der Ausnehmung 13 des elastischen Kontaktabschnitts 1 1 aufgenommen.
Durch einen Vergleich der Figuren 1 und 2 geht hervor, dass der elastische Kontaktabschnitt 1 1 ausgehend vom proximalen Kontaktelementende 7 in Richtung des distalen Kontaktelementendes 8 gesehen zumindest bereichsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung L nach innen vorgespannt ist, während das Begrenzungselement 12 ausgehend vom proximalen Gehäuseende 3 in Richtung des distalen Gehäuseendes 4 gesehen zumindest bereichsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung L nach innen verläuft. In Abwesenheit eines Steckers befindet sich der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt 1 1 radial beabstandet von der innenseitigen Buchsenwand 5 wie auch vom Begrenzungselement 12, siehe Figur 1. Wird der Stecker in die Kontaktelementöffnung 10 eingeführt, so drückt dieser den elastischen Kontaktabschnitt 1 1 radial nach aussen, wobei der elastische Kontaktabschnitt 1 1 auf der Buchsenwand 5 und, für den Fall dass der Stecker nicht koaxial sondern beispielsweise schräg in die Kontaktelementöffnung 10 eingeführt wird, dem Begrenzungselement 12 zu liegen kommt, siehe Figur 2. Das Begrenzungselement 12 erstreckt sich dabei entlang der Längsrichtung L gesehen zumindest teilweise entlang des elastischen Kontaktabschnitts 1 1 des Kontaktelements 6.
Anhand der Figuren 3a bis 3c wird dieser Vorgang nun detailliert beschrieben. Es gilt zu beachten, dass die Buchse 1 in diesen Figuren vereinfacht dargestellt ist und primär einer Erläuterung des Funktionsprinzips dienen soll. In sämtlichen Figuren 3a bis 3c ist jeweils ein Buchsengehäuse 2 gezeigt, welches im Anfangsabschnitt 25 über die besagten Ausnehmungen 17 und in distaler Richtung D gesehen über ein bereichsweise nach innen ragendes Begrenzungselement 12 verfügt. Das Begrenzungselement 12 ist hier im Mittelabschnitt 26 sowie unmittelbar angrenzend an den Endabschnitt 20 ausgebildet und weist im Längsschnitt gesehen eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form auf. In Figur 3b sind das Buchsengehäuse 2 und ein darin aufgenommenes Kontaktelement 6 gezeigt, wobei noch kein Stecker in die Kontaktelementöffnung eingeführt wurde. In diesem Zustand ist der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt 1 1 beabstandet vom Begrenzungselement 12 angeordnet. Die Vorsprünge 18 des Kontaktelements 6 im Bereich des proximalen Kontaktelementendes 7 sind in den Ausnehmungen 17 im Anfangsabschnitt 25 des Buchsengehäuses 2 aufgenommen, wodurch eine Verschiebung des Kontaktelements 6 entlang der distalen Richtung D verhindert wird. Der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt 1 1 und ein nicht nach innen vorgespannter Bereich 14 des Kontaktelements 6 schliessen einen Winkel al von etwa 25° ein. In Figur 3c ist die Buchse 1 gezeigt, nachdem ein Stecker (nicht dargestellt) in die Kontaktelementöffnung 10 des Kontaktelements 6 eingeführt wurde und dadurch den elastischen Kontaktabschnitt 1 1 bezüglich der Längsrichtung L radial aufgeweitet hat. Der elastische Kontaktabschnitt 1 1 wurde dabei bezüglich der Längsrichtung L gesehen nach aussen gedrückt und schlägt gegen das Begrenzungselement 12 an. Oder anders gesagt kommt der elastische Kontaktabschnitt 1 1 in diesem Zustand zumindest bereichsweise in Flächenkontakt mit dem Begrenzungselement 12. Ein Winkel a2 zwischen dem nach innen vorgespannten elastischen Kontaktabschnitt 1 1 und dem nicht nach innen vorgespannten Bereich 14 des Kontaktelements 6 der Buchse 1 beträgt hier etwa 10 °. Anders als im Beispiel gemäss Figuren 1 und 2 stehen hier der radial nach aussen verlaufende Endabschnitt 16 sowie die freien Enden 27 der Federarme 11 nicht in Flächenkontakt mit dem innenseitigen Buchsengehäuse 5 sondern sind stattdessen beabstandet dazu angeordnet.
Wie aus den Figuren 4 bis 6 hervorgeht, kann das Kontaktelement 6 aus einem zunächst flachen, leitfähigen Material hergestellt werden. In dieses flache Element aus leitfähigem Material werden durch Stanzen im proximalen Kontaktelementende 7 Ausnehmungen geschaffen, welche die Vorsprünge 18 definieren. Weiter wird das flache Element ausgehend vom distalen Kontaktelementende 8 in Richtung des proximalen Kontaktelementendes 7 derart zerschnitten, dass die Federarme 1 1 gebildet werden. Zudem werden an den freien Enden 27 gegenüberliegenden Enden der Federarme 11 die kreisförmigen Kontaktstellen 19 durch Umformen gebildet. Die zunächst flachen freien Enden 27 werden ebenfalls durch Umformen aus einer durch das flache Element verlaufenden Ebene hergestellt, wodurch die radial nach aussen verlaufenden Endabschnitte 16 gebildet werden. Alsdann wird das Kontaktelement in einem Rollvorgang aufgerollt, so dass die Kontaktelementöffnung 10 gebildet wird. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Kontaktelementen hergestellt werden, welche sich beispielsweise in ihrer Länge und/oder in ihrem Durchmesser und/oder im Krümmungsradius der Federarme 1 1 unterscheiden. In den Figuren 7 bis 9, 10 bis 12 sowie 13 bis 15 werden verschiedene Kontaktelemente 6 beispielshaft aufgeführt. So weist das Kontaktelement gemäss den Figuren 7 bis 9 eine längliche, im Wesentlichen zylindrische Form auf. Wie insbesondere aus Figur 9 hervorgeht, umfasst dieses Kontaktelement insgesamt acht Federarme sowie vier Vorsprünge. Auch das Kontaktelement 6 gemäss den Figuren 10 bis 12 weist eine annähernd zylindrische Form auf, unterscheidet sich aber insbesondere durch dessen grösseren Durchmesser und der höheren Anzahl Federarme 1 1 sowie Vorsprünge 18 von demjenigen der Figuren 7 bis 9. Das Kontaktelement 6 gemäss den Figuren 13 bis 15 hingegen ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und verfügt über mehr Federarme 1 1 sowie Vorsprünge 18 als die Kontaktelemente gemäss den Figuren 7 bis 12. Alle Kontaktelemente 6 haben jedoch gemeinsam, dass die Federarme 11 im aufgerollten Zustand nach innen vorgespannt sind und über radial nach aussen verlaufende Endabschnitte 16 in freien Enden 27 münden, wie auch dass an jedem Federarm 1 1 eine Kontaktstelle 19 gebildet und im Bereich des proximalen Kontaktelementendes 7 Vorsprünge 18 geformt sind. Es gilt somit zu verstehen, dass beliebig viele unterschiedlichen Kontaktelementen denkbar sind, welche sich jeweils in ihren Dimensionen wie z.B. der Grösse oder der Form unterscheiden, welche aber dennoch über die zuvor genannten Elemente verfügen und daher im Sinne der Erfindung als Kontaktelement verwendet werden können.
Auch das Buchsengehäuse 2 kann verschieden ausgestaltet bereitgestellt werden. Wie zum Beispiel in den Figuren 16 bis 18 ersichtlich ist, kann das Buchsengehäuse 2 mit einer umlaufenden zylindrischen Buchsenwand 5 bereitgestellt werden. Durch Fräsen oder Bohren wird die vollständig durch das Buchsengehäuse 2 hindurchragende Buchsenöffnung 9 hergestellt. Wie aus Figur 18 hervorgeht, können alsdann die Ausnehmung 17 für die Vorsprünge 18 des Kontaktelements 6 im Anfangsabschnitt 25, das Begrenzungselement 12 im Mittelabschnitt 26 sowie die radiale Erweiterung 22 im Endabschnitt 20 innenseitig in der Buchsenwand 5 hergestellt werden. Das Begrenzungselement 12 gemäss den Figuren 16 bis 18 unterscheidet sich vom Begrenzungselement 12 gemäss den Figuren 1 und 2 durch eine proximale Aussparung 24 sowie eine grössere Steigung, mit welcher das Begrenzungselement 12 nach innen in Richtung der Längsachse verläuft.
Das Buchsengehäuse 2 gemäss den Figuren 19 bis 21 wurde durch Stanzen und Biegen gebildet und umfasst ebenso wie die Buchsengehäuse 2 der anderen Beispiele eine Buchsenwand 5 mit einer Ausnehmung 17 im Anfangsabschnitt 25, gefolgt von einem Mittelabschnitt 26 mit einem nicht nach innen verlaufenden Bereich, welcher distal in eine erste Aussparung 23 und anschliessend an diese erste Aussparung 23 in eine zweite Aussparung 24 mündet. Die zweite Aussparung 24 wiederum endet distal in den nach innen verlaufenden Bereich 21 des Begrenzungselements 12, welches im Endabschnitt 20 in die radiale Erweiterung 22 endet. Auch hier gilt zu verstehen, dass beliebig viele unterschiedliche Buchsengehäuse denkbar sind, welche sich in ihren Dimensionen wie z.B. der Grösse oder der Form unterscheiden, welche aber dennoch insbesondere über das Begrenzungselement 12 und beispielsweise auch über die Ausnehmungen 17 sowie die radiale Erweiterung 22 verfügen und daher im Sinne der Erfindung als Buchsengehäuse verwendet werden können.
In den Figuren 22 bis 24 sind unterschiedliche Ansichten von einer Buchse 1 umfassend ein Kontaktelement 6 gemäss den Figuren 7 bis 9, welches in die Buchsenöffnung 9 von einem Buchsengehäuse 2 gemäss den Figuren 16 bis 18 eingesetzt wurde, dargestellt. In den Figuren 25 bis 27 wird jeweils eine Buchse 1 gezeigt, bei welcher ein Kontaktelement 6 gemäss den Figuren 10 bis 12 in ein Buchsengehäuse 2 gemäss den Figuren 19 bis 21 eingesetzt wurde. Das heisst, und wie insbesondere aus den Figuren 24 und 27 hervorgeht, umfasst das Kontaktelement 6 im Bereich des distalen Kontaktelementendes 8 einen Kontaktbereich 28, welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes mit einem in die Kontaktelementöffnung 10 eingeführten Stecker ausgebildet ist. Dieser Kontaktbereich 28 ist im elastischen Kontaktabschnitt 1 1 , also hier im Federarm, ausgebildet und bildet dabei den Punkt der maximalen Erhebung des Federarms 1 1. Oder anders gesagt ist der Kontaktbereich 28 an der Stelle ausgebildet, wo der elastische Kontaktabschnitt 1 1 ausgehend vom proximalen Kontaktelementende 7 in Richtung des distalen Kontaktelementendes 8 gesehen maximal in Richtung der Längsrichtung L nach innen vorgespannt ist. Oder nochmals anders gesagt ist ein Durchmesser der Kontaktelementöffnung 10 am Ort des Kontaktbereichs 28 minimal. Der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt 11 und der nicht nach innen vorgespannter Bereich 14 des Kontaktelements 6 schliessen hier einen ersten Winkel al von etwa 1 1° ein. Das Begrenzungselement 12 ist im Bereich des Kontaktbereichs 28 des Kontaktelements 6 angeordnet. Und zwar verläuft das Begrenzungselement 12 ausgehend vom proximalen Gehäuseende 3 in Richtung des distalen Gehäuseendes 4 gesehen zumindest bereichsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung L nach innen, wobei das Begrenzungselement 12 am Ort des Kontaktbereichs 28 maximal nach innen vorgelaufen ist. Entsprechend ist ein Durchmesser db der Buchsenöffnung 9 am Ort des Kontaktbereichs 28 ebenfalls minimal. Wie gut aus diesen Figuren hervorgeht, ist das Begrenzungselement 12 im Bereich des distalen Gehäuseendes 4 angeordnet und stellt aufgrund dieser distalen Anordnung und seiner nach innen ragenden Ausgestaltung eine Führung für den Stecker bei dessen Aufnahme in die Kontaktelementöffnung 10 entlang einer Verbindungsrichtung V bereit. Entlang der proximalen Richtung P gesehen mündet das Begrenzungselement 12 in die Aussparung 24. Die Buchsenöffnung 9 weist im Bereich der Aussparung 24 folglich einen grösseren Durchmesser da auf als im Bereich des Begrenzungselements 12. Wird nun ein Stecker in die Kontaktelementöffnung 10 des Kontaktelements 6 eingeführt, so verbiegt sich der elastische Kontaktabschnitt 1 1 des Kontaktelements 6, wobei ein Teil des elastischen Kontaktabschnitts 1 1 in die Aussparung 24 der Buchse 1 gedrückt wird. Die Ausgestaltung der Aussparung 24 ist dabei derart, dass der so verbogene Teil des elastischen Kontaktabschnitts 1 1 elastisch, nicht aber plastisch verformt wird, und die Buchsenwand 21 dabei nicht berührt. Auch in den hier gezeigten Beispielen sind die vom Kontaktelement 6 vorstehenden Kontaktstellen 19 im elastischen Kontaktabschnitt 1 1 , genau gesagt am proximalen Ende der Federarme 1 1, angeordnet und wirken als Schwenkpunkt für die Federarme 1 1 bei deren radialen Aufweitung, wenn ein Stecker in die Kontaktelementöffnung 10 aufgenommen wird. Aus diesen Ansichten wird weiter ersichtlich, dass sich die Federarme 1 1 der Kontaktelemente 6 jeweils im Wesentlichen vollständig entlang einer Umfangsrichtung U der Buchsenöffnung erstrecken. Auch die Ausnehmungen 17 sowie das Begrenzungselement 12 verlaufen jeweils im Wesentlichen vollständig entlang der Umfangsrichtung U, so dass eine Verschiebung des Kontaktelements 6 gegenüber dem Buchsengehäuse 2 aufgrund des Eingriff zwischen den Vorsprüngen 18 und den Ausnehmungen 17, das Weiterleiten des elektrischen Kontaktes über die Kontaktstellen 19 des Kontaktelements 6 an das Buchsengehäuse 2, und vor allem ein Verhindern einer plastischen Verformung der Federarme 1 1 beim Einfügen des Steckers in die Buche 1 über den gesamten Umfang U der Buchse 1 gewährleistet wird.
Wie eingangs erwähnt, kann das Buchsengehäuse 2 mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgebildet sein. Solch eine Ausführungsform wird in den Figuren 28 bis 37 dargestellt. So ermöglicht ein zwei- oder mehrteiliges Buchsengehäuse 2 ein vereinfachtes Einführen des Kontaktelements 6 im Falle einer Buchse 1 beziehungsweise eines Kontaktelements 6 mit kleinem Durchmesser. Wie in diesen Figuren gut ersichtlich ist, kann die Buchse 1 also aus einem ersten Buchsengehäuseteil 2a und einem zweiten Buchsengehäuseteil 2b gebildet werden, welche miteinander verbindbar sind und im verbundenen Zustand das Buchsengehäuse 2 bilden. Die Verbindung zwischen den beiden Buchsengehäuseteilen 2a, 2b kann lösbar oder unlösbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Verbindung durch einen Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder durch Verpressen, Verkleben, Verschweissen, etc. der beiden Buchsengehäuseteile 2a, 2b erreicht werden. Aus den Figuren 30, 34 und 37 geht hervor, dass das erste Buchsengehäuseteil 2a hierzu in einem distalen Gehäuseteilbereich 29 über ein erstes Verbindungselement 30 und das zweite Buchsengehäuseteil 2b in einem proximalen Gehäuseteilbereich 31 über ein zweites Verbindungselement 32 verfügt. Eine Verbindung der beiden Buchsengehäuseteile 2a, 2b erfolgt über die beiden Verbindungselemente 30, 32. Im vorliegenden Beispiel wird das zweite Buchsengehäuseteil 2b zur Bildung der Buchse 1 zumindest teilweise in das erste Buchsengehäuseteil 2a eingeführt. Es handelt sich gewissermassen also um eine Steckverbindung. Dazu ist das erste Verbindungselement 30 als eine Ausnehmung in der innenseitigen Buchsenwand 5 ausgebildet. Das zweite Verbindungselement 32 wiederum umfasst ebenfalls eine Ausnehmung, jedoch in der aussenseitigen Buchsenwand 5. Die Ausnehmungen 30, 32 werden dabei jeweils von einer Fläche 33, 34 begrenzt, wobei diese Flächen 33, 34 im verbundenen Zustand der Buchsengehäuseteile 2a, 2b flächig aufeinander zu liegen kommen. Weiter bildet das distale Ende 35 des ersten Verbindungselements 30 einen Anschlag für das zweite Verbindungselement 32, wobei der Anschlag eine Verschiebung des zweiten Gehäuseteils 2b ins erste Gehäuseteil 2a entlang der proximalen Richtung P begrenzt. Weiter wird im vorliegenden Beispiel eine Lücke oder Spalt 36 zwischen den beiden Gehäuseteilen 2a, 2b im verbundenen Zustand gebildet. Bis auf ihre zweiteilige Ausbildung unterscheidet sich die Buchse 1 gemäss den Figuren 28 bis 37 jedoch nicht wesentlich von der Buchse 1 gemäss den vorherigen Figuren. Dies geht insbesondere aus den Figuren 35 bis 37 hervor, welche die zweiteilige Buchse 1 mit aufgenommenem Kontaktelement 6 zeigen. Beim Kontaktelement 6 handelt es sich hier um das Kontaktelement 6 gemäss den Figuren 7 bis 9, weshalb auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Wurde die Buchse 1 aus den Buchsengehäuseteilen 2a, 2b gebildet, so kann das Kontaktelement 6 entlang der proximalen Richtung P in die Buchsenöffnung 9 eingeführt werden. Im eingeschobenen Zustand rasten die Vorsprünge 18 des Kontaktelements 6 in die Ausnehmungen 17 des Anfangsabschnitts 25 der Buchse 1, hier in die Ausnehmungen 17 des Anfangsabschnitts 25 des ersten Buchsengehäuseteils 2a, ein, und die Kontaktstellen 19 des Kontaktelements 6 sind mit der innenseitigen Buchsenwand 5 der Buchse 1, hier wiederum mit der innenseitigen Buchsenwand 5 des ersten Buchsengehäuseteils 2a, in Kontakt bringbar. Das Begrenzungselement 12 ist hier im zweiten Buchsengehäuseteil 2b ausgebildet. Wird nun ein Stecker in die Kontaktelementöffnung 10 eingeführt, so drückt dieser den elastischen Kontaktabschnitt 11 des Kontaktelements 6 radial nach aussen, so dass dieser auf der Buchsenwand 5 und, für den Fall, dass der Stecker nicht koaxial gesteckt wird, dem Begrenzungselement 12 zu liegen kommt, wie früher bereits erläutert wurde. Das heisst, auch die zweiteilige Buchse 1 umfasst also ein Begrenzungselement 12 zur Begrenzung der radialen Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts 11 eines Kontaktelements 6 sowie weitere Elemente wie oben beschrieben. Für weitere Erläuterungen wird somit wiederum auf die obigen Aussagen verwiesen. Die Reihenfolge der einzelnen Montageschritte kann dabei unterschiedlich sein. Beispielsweise ist es möglich, das Kontaktelement 6 in einem ersten Schritt in das erste Buchsengehäuseteil 2a einzuführen, und das zweite Buchsengehäuseteil 2b alsdann mit dem ersten Buchsengehäuseteil 2a in einem zweiten Schritt zu verbinden. Genauso denkbar ist es allerdings, das Kontaktelement 6 in einem ersten Schritt in das zweite Buchsengehäuseteil 2b einzufuhren, und das erste Buchsengehäuseteil 2a alsdann in einem zweiten Schritt mit dem zweiten Buchsengehäuseteil 2b zu verbinden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Buchse 26 Mittelabschnitt
Buchsengehäuse 27 freies Ende
a Buchsengehäuseteil 28 Kontaktbereichb Buchsengehäuseteil 29 distaler Gehäuseteilbereich proximales Gehäuseende 30 V erbindungselement distales Gehäuseende 31 proximaler
Buchsenwand Gehäuseteilbereich
Kontaktelement 32 V erbindungselement proximales 33 Fläche
Kontaktelementende 34 Fläche
distales Kontaktelementende 35 distales Ende
Buchsenöffnung 36 Spalt
0 Kontaktelementöffnung
1 elastischer Kontaktabschnitt L Längsrichtung
2 Begrenzungselement D distale Richtung
3 Ausnehmung P proximale Richtung4 Bereich U Umfangsrichtung
5 Bereich al Winkel
6 Endabschnitt a2 Winkel
7 Ausnehmung dl Durchmesser
8 Vorsprung d2 Durchmesser
9 Kontaktstelle d3 Durchmesser
0 Endabschnitt da Durchmesser
1 Bereich db Durchmesser
radiale Erweiterung
Aussparung
Aussparung
Anfangsabschnitt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Buchse (1) zur Verbindung mit einem Stecker umfassend:
- ein Buchsengehäuse (2) mit einem proximalen Gehäuseende (3), einem distalen Gehäuseende (4) und einer Buchsenwand (5), und
- ein Kontaktelement (6) mit einem proximalen Kontaktelementende (7) und einem distalen Kontaktelementende (8),
wobei die Buchsenwand (5) eine Buchsenöffnung (9) begrenzt, in welcher das Kontaktelement (6) aufnehmbar ist,
wobei das Kontaktelement (6) über einen Kontaktbereich (28) verfügt, welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes, insbesondere eines elektrischen Kontaktes, mit dem Stecker ausgebildet ist,
wobei das Kontaktelement (6) eine Kontaktelementöffnung (10) begrenzt, in welche der Stecker aufnehmbar ist, und
wobei das Kontaktelement (6) zumindest bereichsweise über mindestens einen elastischen Kontaktabschnitt (11) verfügt, wobei der elastische Kontaktabschnitt (11) derart ausgebildet ist, dass er bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung (10) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) bezüglich einer sich zentral durch die Buchse erstreckenden Längsrichtung (L) radial aufweitet,
dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsenwand (5) innenseitig ein Begrenzungselement (12) aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass eine radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts (11) des Kontaktelements (6) begrenzt wird, wobei das Begrenzungselement (12) insbesondere im Bereich des Kontaktbereichs (28) des Kontaktelements (6) angeordnet ist.
2. Buchse (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (12) derart ausgebildet ist, dass eine plastische Verformung des elastischen Kontaktabschnitts (11) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung (10) des Kontaktelements (6) der Buchse ( 1 ) verhindert wird.
3. Buchse ( 1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (12) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es eine Führung für den Stecker bei dessen Aufnahme in die Kontaktelementöffnung (10) entlang einer Verbindungsrichtung (V) bereitstellt.
4. Buchse (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Begrenzungselement (12) im Bereich des distalen Gehäuseendes (4) angeordnet ist.
5. Buchse ( 1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (12) zumindest bereichsweise im Wesentlichen komplementär zum elastischen Kontaktabschnitt (11) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) ausgebildet ist, wobei insbesondere das Begrenzungselement (12) im Querschnitt gesehen bezüglich der Buchsenwand (5) zumindest bereichsweise als mindestens eine Erhebung ausgebildet ist und der elastische Kontaktabschnitt (1 1) im Querschnitt gesehen zumindest bereichsweise mindestens eine Ausnehmung (13) begrenzt, wobei die Erhebung (12) und die Ausnehmung (13) im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet sind.
6. Buchse (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (12) im Falle eines in der Kontaktelementöffnung (10) aufgenommenen Steckers im Wesentlichen vollständig in der Ausnehmung (13) des elastischen Kontaktabschnitts (11) aufnehmbar ist.
7. Buchse ( 1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kontaktabschnitt (11) ausgehend vom proximalen Kontaktelementende (7) in Richtung des distalen Kontaktelementendes (8) gesehen zumindest bereichsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung (L) nach innen vorgespannt ist, und/oder
dass das Begrenzungselement (12) ausgehend vom proximalen Gehäuseende (3) in Richtung des distalen Gehäuseendes (4) gesehen zumindest bereichsweise und vorzugsweise zunehmend in Richtung der Längsrichtung (L) nach innen verläuft.
8. Buchse (1) gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt (1 1) und ein nicht nach innen vorgespannter Bereich (14) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) in Abwesenheit des Steckers in der Kontaktelementöffnung (10) einen ersten Winkel (al) von etwa 10° bis 50°, vorzugsweise von etwa 15° bis 45°, insbesondere bevorzugt von etwa 20° bis 40° einschliessen, und/oder
dass der nach innen vorgespannte elastische Kontaktabschnitt (1 1 ) und der nicht nach innen vorgespannte Bereich (14) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) im Falle eines in der Kontaktelementöffnung (10) aufgenommenen Steckers einen zweiten Winkel (a2) von etwa 5° bis 45°, vorzugsweise von etwa 5° bis 40°, insbesondere bevorzugt von etwa 5° bis 35° einschliessen.
9. Buchse (1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (db) der Buchsenöffnung (9) im Bereich des Begrenzungselements (12) kleiner ist als ein Durchmesser (da) in einem sich an diesen Bereich anschliessenden, dem proximalen Gehäuseende (3) zugewandten Bereich (24) der Buchsenöffnung (9).
10. Buchse ( 1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (12) zumindest teilweise, insbesondere vollständig entlang einer Umfangsrichtung (U) der Buchsenwand (5), insbesondere der Buchsenöffnung (9), verläuft.
1 1. Buchse ( 1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsenwand (5) im Bereich des proximalen Gehäuseendes (3) über eine oder mehrere Ausnehmungen (17) verfügt, und dass das Kontaktelement (6) im Bereich des proximalen Kontaktelementendes (7) über einen oder mehrere Vorsprünge (18) verfügt, welche in den Ausnehmungen (17) aufnehmbar sind, wodurch eine Verschiebung des Kontaktelements (6) gegenüber dem Buchsengehäuse (2) entlang einer vom proximalen Gehäuseende (3) in Richtung des distalen Gehäuseendes (4) verlaufenden distalen Richtung (D) verhindert ist.
Buchse (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (6) über eine oder mehrere radial nach aussen vorstehende Kontaktstellen (19) verfügt, welche aussenseitig auf dem Kontaktelement (6) angeordnet sind und mit der innenseitigen Buchsenwand (5) in Kontakt bringbar sind, wobei eine insbesondere elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement (6) und der Buchsenwand (5) herstellbar ist.
13. Buchse ( 1 ) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kontaktabschnitt (1 1) durch zwei oder mehr elastische Federarme bereitgestellt wird, welche im Bereich des distalen Kontaktelementendes (8) jeweils in freien Enden (27) münden, wobei die freien Enden (27) bezüglich der Längsrichtung (L) vorzugsweise radial nach aussen versetzt sind.
14. Steckverbinder umfassend eine Buchse (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Stecker, wobei der Stecker in der Kontaktelementöffnung (10) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) aufgenommen ist und den elastischen Kontaktabschnitt (1 1) bezüglich der Längsrichtung (L) radial aufweitet, und wobei die radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts (11) durch das Begrenzungselement (12) begrenzt wird.
15. Verfahren zur Herstellung einer Buchse (1), insbesondere einer Buchse (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, zur Verbindung mit einem Stecker umfassend die Schritte:
- Bereitstellen eines Buchsengehäuse (2) mit einer Buchsenwand (5), wobei die Buchsenwand (5) eine Buchsenöffnung (9) begrenzt;
- Bereitstellen eines Kontaktelements (6); und
- Einfügen des Kontaktelements (6) in die Buchsenöffnung (9), wobei das Kontaktelement (6) über einen Kontaktbereich (28) verfügt, welcher zum Ausbilden eines funktionalen Kontaktes, insbesondere eines elektrischen Kontaktes, mit dem Stecker ausgebildet ist, wobei das Kontaktelement (6) eine Kontaktelementöffnung (10) begrenzt, in welche der Stecker aufnehmbar ist, und wobei das Kontaktelement (6) zumindest bereichsweise über mindestens einen elastischen Kontaktabschnitt (1 1) verfügt, wobei der elastische Kontaktabschnitt (11) derart ausgebildet ist, dass er bei einer Aufnahme des Steckers in der Kontaktelementöffnung (10) des Kontaktelements (6) der Buchse (1) bezüglich einer sich zentral durch die Buchse erstreckenden Längsrichtung (L) radial aufweitet, wobei die Buchsenwand (5) innenseitig ein Begrenzungselement (12) aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass eine radiale Aufweitung des elastischen Kontaktabschnitts (11) des Kontaktelements (6) begrenzt wird, wobei das Begrenzungselement (12) insbesondere im Bereich des Kontaktbereichs (28) des Kontaktelements (6) angeordnet ist.
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