-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt zum Herstellen einer elektrischen Verbindung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen elektrischen Kontakt zum Einstecken in eine Kontaktkammer eines Steckverbinders.
-
Stand der Technik
-
Beispielsweise im Fahrzeugbau ist es häufig notwendig, elektrische Leitungen miteinander zu verbinden. Beispielsweise können elektrische Kabel untereinander verbunden werden. Hierzu werden oft Steckverbinder, beispielsweise in Form von Steckern und Buchsen eingesetzt, bei denen in einem Steckergehäuse eine oder mehrere Kontaktkammern vorgesehen sind. In jeder der Kontaktkammern ist jeweils ein mit einer elektrischen Leitung verbundener Kontakt angeordnet und darin verriegelt. Der Kontakt ist dabei dazu ausgebildet, mit einem entsprechend ausgestalteten Gegenkontakt eines Gegensteckers bzw. einer Buchse eine elektrisch leitfähige Verbindung herzustellen, sobald der Stecker mit dem Gegenstecker bzw. der Buchse zusammengesteckt ist.
-
Bei der Fertigung solcher Stecker werden die Kontakte, an deren hinterem Ende die zugehörigen Kabel angecrimpt sein können, in die einzelnen Kontaktkammern eingeschoben. Um die Kontakte beispielsweise bei einem Zug auf die Kabel daran zu hindern, aus den Kontaktkammer herauszurutschen, werden die Kontakte meist formschlüssig in den Kontaktkammern verriegelt. Bei einer häufig verwendeten Ausgestaltung der Kontakte ist hierzu ein nach außen überstehendes und nach innen auslenkbares Rastelement, beispielsweise eine Primärlanze, an dem Gehäuse des Kontaktes vorgesehen. Diese Primärlanze ragt entgegen einer Einsteckrichtung, in der der Kontakt in die Kontaktkammer beim Zusammensetzen des Steckverbinders eingeschoben wird, schräg nach außen über das Gehäuse des Kontaktes ab. Beim Einschieben des Kontaktes in die Kontaktkammer wird die Primärlanze zuerst nach innen elastisch verformt, um anschließend bei Erreichen ihrer Zielposition in eine Ausnehmung in der Kontaktkammer zurückfedern zu können, um den Kontakt dadurch in der Kontaktkammer zu verriegeln. In der
DE 10 2009 054705 A1 wird ein elektrischer Kontakt für Steckverbindungen mit einer nach außen überstehenden und nach innen auslenkbaren Primärlanze beschrieben.
-
Insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen werden an Steckverbinder und die darin eingesetzten Kontakte zunehmend höhere mechanische Anforderungen gestellt. Einerseits sollte die Primärlanze zum einfachen Bestücken der Kontakte in die Kontaktkammern mit möglichst wenig Kraft elastisch einfedern und danach wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren können, um einen Kontakt in einer Kontaktkammer einfach und zuverlässig verriegeln zu können. Andererseits sollte die Verriegelung der Kontakte innerhalb der Kontaktkammern des Steckers möglichst zuverlässig und sicher sein, um ein ungewolltes Ausreißen der Kontakte bei beispielsweise einem Zug auf die daran angecrimpten Kabel zu vermeiden. Insbesondere bei miniaturisierten Kontakten, bei denen trotz kleiner Baugröße und geringer Materialstärken hohe mechanische Anforderungen gestellt werden, kann es schwierig sein, diese gegensätzlichen Anforderungen zu erfüllen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, dass eine höhere Ausreißkraft vom Kontakt aufgenommen werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen oder Verformungen des Kontaktes bzw. eines Rastelements des Kontaktes kommt. Dadurch kann eine erhöhte mechanische Stabilität und verbesserte elektrische Zuverlässigkeit des Kontaktes und des Steckverbinders erreicht werden. Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden:
Bei einem Zug auf den eingeschobenen Kontakt, beispielsweise durch Zug auf eine am Kontakt angecrimpte Leitung, wirkt auf den Kontakt eine Ausreißkraft, die entgegen einer Einsteckrichtung des Kontaktes in die Kontaktkammer wirkt. In verriegeltem Zustand des Kontaktes wird dabei das Rastelement oder die Primärlanze in an sich bekannter Weise gegen eine quer zur Einsteckrichtung verlaufende Seitenwand bzw. einen Hinterschnitt bzw. eine Rückwand der Kontaktkammer gepresst, die ein weiteres Herausbewegen des Kontaktes hemmt. Durch das in verriegeltem Zustand schräg vom Gehäuse abragende Rastelement wirkt auf das an der Seitenwand der Kontaktkammer anliegende Ende des Rastelementes ein Anteil der Ausreißkraft in Richtung quer zur Einsteckrichtung. Insbesondere bei hohen Ausreißkräften kann dieser Kraftanteil derart groß werden, dass sich das freie Ende des Rastelements entlang der Seitenwand vom Gehäuse weg verschiebt und folglich zu einer stärkeren Auslenkung des Rastelementes weg vom Gehäuse führt. Dabei steigt durch das Auffedern der Rastlanze der Hebelarm bezüglich der Wurzel des Rastelements am Gehäuse immer weiter an. Dies kann dazu führen, dass selbst bei konstanter Kraft dasjenige Drehmoment steigt, welches auf die Wurzel des Rastelements wirkt. Hierdurch kann es zu einer Überlastung der Wurzel kommen, die zu einer unerwünschten plastischen Verformung der Rastlanze führen kann oder sogar zu einem Bruch des Rastelements. Die Wurzel befindet sich dabei an demjenigen Ende des Rastelements, welches mit dem Gehäuse befestigt ist. Die Wurzel kann beispielsweise ein dem freien Ende des Rastelements entgegengesetztes Ende des Rastelements sein. Es kann daher wünschenswert sein, ein Wegrutschen des Rastelements weg vom Gehäuse möglichst zu verhindern oder zumindest zu erschweren.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher ein elektrischer Kontakt zum Einstecken in eine Kontaktkammer eines Steckverbinders vorgeschlagen. Der Kontakt weist ein sich in der Einsteckrichtung erstreckendes längliches Gehäuse auf sowie ein längliches Rastelement zum Verrasten des Kontaktes in einem Kontaktträger bzw. an einem Hinterschnitt oder einer Aussparung einer Kontaktkammer, wobei die Kontaktkammer in einem Kontaktträger angeordnet sein kann. Das Rastelement ist mit einem ersten Ende am Gehäuse befestigt, wobei das Rastelement mit einem ersten Abschnitt vom Gehäuse federnd schräg entgegengesetzt zur Einsteckrichtung nach außen abragt und von einem zweiten freitragenden Ende des Rastelements in einen zweiten Abschnitt des Rastelements übergeht, der nach innen in Richtung des Gehäuses umgebogen ist. Der zweite Abschnitt weist eine Rückseitenfläche auf, deren Flächennormale sich im Wesentlichen entgegen der Einsteckrichtung erstreckt. An der Rückseitenfläche ist ein Vorsprung angeordnet, der insbesondere entgegen der Einsteckrichtung betrachtet, über eine maximale Längserstreckung der Rückseitenfläche hinaus von der Rückseitenfläche abragt.
-
Ein Vorteil kann insbesondere darin gesehen werden, dass ein verstärkter formschlüssiger mechanischer Kontakt zwischen dem Rastelement und der Seitenwand der Kontaktkammer zustande kommt. Dadurch kann das Rastelement auch bei ansteigender Ausreißkraft in seiner Position gehalten werden. Hierdurch kann die Ausreißkraft vom Kontakt ohne oder nur mit minimaler Verformung des Rastelements aufgenommen werden und der Kontakt kann somit auch stärkeren Ausreißkräften effektiver widerstehen.
-
Denn bei einem Zug am Kontakt aus der Kontaktkammer heraus gelangt der Vorsprung mit der Seitenwand in mechanischen Kontakt. Da physikalisch der Druck gegeben ist durch den Ausdruck Kraft pro Fläche (p = F/A) wird durch den Vorsprung mit einer kleinen Anlagefläche im Vergleich zur relativ großen Fläche des zweiten Abschnitts (ohne Vorsprung) gemäß der obigen Beziehung ein hoher punktueller bzw. linienförmiger Druck auf den Hinterschnitt bzw. die Seitenwand der Kontaktkammer erzeugt. Der Vorsprung kann sich so in der Art eines Steigeisens in die Seitenwand bzw. den Hinterschnitt eingraben bzw. die Reibung erhöhen – so kann auch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Vorsprung und damit des Rastelements und der Seitenwand bzw. dem Hinterschnitt geschaffen werden. Dadurch wird einem Wegrutschen des Rastelements weg vom Gehäuse, also nach außen, vorteilhaft entgegengewirkt.
-
Das Rastelement ist beweglich ausgebildet. Das bedeutet, es kann reversibel von einer ersten Position, in der das Rastelement abragt und der Kontakt im verrasteten Zustand ist, zu einer zweiten Position bewegt werden. Die zweite Position ist dann gegeben, wenn das Rastelement nach innen zum Gehäuse gedrückt ist, beispielsweise wenn der Kontakt in die Kontaktkammer eingeschoben wird. Ein Gehäuse kann beispielsweise ein aus Blech gefertigter länglicher Hohlkörper sein, der in seinen Abmaßen geeignet ist, in eine Kontaktkammer geschoben zu werden und ausreichende mechanische Stabilität aufweist. Das Rastelement kann einstückig mit dem Gehäuse verbunden sein und ebenfalls aus Blech gefertigt sein. Unter „nach außen“ ist hier eine Richtung weggerichtet vom Gehäuse gemeint, quer bzw. senkrecht zur Einsteckrichtung bzw. zur Einschieberichtung. Umgekehrt bedeutet „nach innen“ eine Richtung hin zum Gehäuse. Beim Einschiebevorgang des Kontakts in die Kontaktkammer wird z.B. das Rastelement zunächst nach innen ausgelenkt und federt dann in der Endposition nach außen in die erste Stellung bzw. erste Position auf. Der zweite Abschnitt kann in einem Beispiel auch am ersten Abschnitt angebracht sein und auf diese Weise die umgebogene Ausprägung schaffen.
-
Der Vorsprung ist so ausgestaltet und angeordnet, dass dieser bei einem Herausbewegen entgegen der Einsteckrichtung des Kontaktes in eingestecktem Zustand als erstes mit der Seitenwand der Kontaktkammer in Berührung kommt. Bedingt durch die Form des Vorsprungs konzentriert sich also eine Ausreißkraft auf eine kleinere Fläche an der Seitenwand der Kontaktkammer und kann je nach Material der Seitenwand eine lokale Eintiefung bilden, die durch ihre geometrische Form und die sich daraus ergebende veränderte Kräfteverteilung einen erhöhten Widerstand gegen eine Bewegung des Rastelementes in Richtung weg vom Gehäuse erzeugt. Andersgesagt erhöht sich also eine Reibung zwischen Rastelement und Seitenwand der Kontaktkammer und erschwert somit vorteilhaft ein Wegrutschen des Rastelementes, insbesondere des Vorsprunges des zweites Abschnittes. In Bezug auf die Flächennormale der Rückseitenfläche bedeutet „im Wesentlichen“, dass die Flächennormale mit einer Längsachse des Gehäuses einen Winkel von 90 Grad plus/minus 40 Grad, in einem Beispiel 90 Grad plus/minus 20 Grad einschließt. Dabei muss ein möglicher Winkelbereich so begrenzt sein, dass sichergestellt ist, dass in eingestecktem Zustand der Vorsprung beim Herausbewegen als erstes mit der Seitenwand in Berührung kommt.
-
In einer Ausführungsform ist der Vorsprung nasenförmig oder keilförmig ausgestaltet. Dies bedeutet, dass der Vorsprung zwei von der Rückseitenfläche auf ein Vorsprungsende zulaufende Flächen aufweist, die in ihrem Längsschnitt bei einer Nasenform eine längere sowie eine kürzere etwa in Längsrichtung des Gehäuses verlaufende Kante, und bei einer Keilform zwei etwa gleich lange Kanten aufweisen. Vorteil einer Nasenform kann eine erhöhte mechanische Stabilität sein, da der Vorsprung höhere Kräfte in Richtung weg vom Gehäuse aufnehmen kann, sofern die in Längsrichtung angeordnete Kante weiter außen als die andere Kante bzw. Fläche verläuft. Mit anderen Worten beschreibt diese Anordnung eine um 180 Grad gedrehte Nasenform, ausgehend vom Gehäuse. Vorteile einer Keilform kann eine Konzentration der Ausreißkraft auf eine deutlich kleinere Fläche und somit ein effektiveres Eingraben des Vorsprunges in die Seitenwand sein. Durch die Nasenform bzw. die Keilform kann z.B. durch eine definierte Kante am der Seitenwand bzw. dem Hinterschnitt zugewandten Ende des Vorsprungs (dem Nasenende bzw. dem Keilende) der Druck auf die Seitenwand und damit der „Steigeiseneffekt“ weiter vorteilhaft erhöht werden.
-
In einer Ausführungsform weist der Vorsprung eine erste Fläche mit einem von der Rückseitenfläche abgewandten Vorsprungsende auf. Weiterhin weist der Vorsprung eine sich an die erste Fläche anschließende zweite Fläche auf, wobei der Flächenschwerpunkt der ersten Fläche in einer Querrichtung senkrecht zur Einsteckrichtung weiter außen, also weiter vom Gehäuse beabstandet, liegt als der Flächenschwerpunkt der zweiten Fläche. Die erste Fläche liegt also weiter weg vom Gehäuse als die zweite Fläche (bezüglich des Flächenschwerpunkts). Die erste Fläche ist, insbesondere mit Ihrer Flächennormale, relativ zum Gehäuse nach außen gerichtet. Die zweite Fläche erstreckt sich im Wesentlichen zwischen dem Vorsprungsende und der Rückseitenfläche des zweiten Abschnitts. Mit anderen Worten verläuft die erste Fläche von der Rückseitenfläche zunächst im Wesentlichen entgegengesetzt zur Einsteckrichtung auf das Vorsprungsende zu und verläuft dann mit einer zweiten Fläche von dort schräg nach innen zurück zur Rückseitenfläche – dies gilt insbesondere für die erste Stellung bzw. erste Position des Rastelements. Innen soll bedeuten, dass dieser Punkt näher am Gehäuse liegt als ein Punkt weiter außen. Das Vorsprungsende kommt dabei beim Herausbewegen zuerst mit der Seitenwand der Kontaktkammer in mechanischen Kontakt.
-
Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann darin gesehen werden, dass eine effektive Konzentration der auf die Seitenwand wirkenden Kraft und eine vorteilhafte Kraftverteilung und je nach Material der Seitenwand eine Erhöhung der Reibung zwischen dem Rastelement und der Seitenwand erreicht werden kann. Dies kann die Aufnahme erhöhter Ausreißkräfte erlauben. Unter einem Flächenschwerpunkt ist ein geometrischer Schwerpunkt oder Schwerpunkt einer Fläche zu verstehen, also ein definierter Punkt, den man als Mittelpunkt einer Fläche interpretieren kann.
-
In einer Ausführungsform verläuft die erste Fläche im Wesentlichen parallel zur Einsteckrichtung. „Im Wesentlichen“ parallel soll hier eine exakt parallele Lage mit einer möglichen Abweichung von plus/minus 15 Grad beschreiben. Vorteil kann hier sein, dass sich beim mechanischen in-Kontakt-treten unter einer Krafteinwirkung (von z.B. wenigstens 1N am Kontakt entgegengesetzt zur Einsteckrichtung) des Vorsprungs mit der Seitenwand bzw. dem Hinterschnitt in der Seitenwand bzw. in dem Hinterschnitt eine Eintiefung bzw. eine Vertiefung bildet, die höhere Kräfte in Richtung weg vom Gehäuse aufnehmen kann.
-
Gemäß einer Ausführungsform schließen die erste Fläche und die zweite Fläche einen ersten Winkel α ein, wobei der erste Winkel α in einem Bereich zwischen 40° und 80° liegt, insbesondere in einem Bereich zwischen 45° und 70°. Als Vorteil kann ein guter Kompromiss zwischen mechanischer Stabilität des Vorsprungs und ausreichender Kraftkonzentration und Reibungserhöhung für einen effektiven Ausreißschutz gesehen werden. Nimmt man einen zur Längserstreckung parallelen Verlauf an und ist in der ersten Position bzw. ersten Stellung des Rastelements der zweite Abschnitt ungefähr senkrecht zur Einsteckrichtung des Kontakts, dann muss folglich der erste Winkel α kleiner als 90 Grad sein, um eine Rückführung der zweiten Fläche zur Rückseitenfläche zu erlauben. Analog dürfte bei einer noch als im Wesentlichen parallel zu bezeichnenden Neigung der ersten Fläche relativ zur Einsteckrichtung von minus 15 Grad (also einer Neigung der ersten Fläche hin zum Gehäuse) der erste Winkel α von 105 Grad und bei einer Neigung von plus 15 Grad (also einer Neigung der ersten Fläche weg vom Gehäuse) der erste Winkel α von 75 Grad nicht erreicht werden, um eine erfindungsgemäße Funktion zu erlauben.
-
In einer Ausführungsform verläuft die erste Fläche, ausgehend vom zweiten Abschnitt des Rastelements, schräg nach außen weg vom Gehäuse und schließt einen zweiten Winkel β zur Einsteckrichtung von 5 bis 20 Grad ein. Mit anderen Worten ergibt sich aus dieser Anordnung eine Hakenwirkung, die eine noch bessere Kraftaufnahme und Reibungserhöhung in Richtung weg vom Gehäuse erlauben kann. Beispielsweise kann sich hieraus eine schräg in die Seitenwand bzw. den Hinterschnitt bzw. eine Rückwand einer Aussparung der Kontaktkammer zur Verrastung des Rastelements verlaufende Eintiefung ergeben, die die anliegende Kraft, insbesondere in Richtung nach außen effektiver und mechanisch stabiler aufnehmen kann. Dies kann einen noch wirkungsvolleren Schutz gegen das Ausreißen des Kontaktes bzw. gegen ein Überdehnen der Rastlanze nach außen ermöglichen.
-
Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Abschnitt des Rastelements eine erste Breite und weist die zweite Fläche des Vorsprungs eine zweite Breite auf, wobei die zweite Breite zwischen 40% und 60% der ersten Breite entspricht. Die Breite des zweiten Abschnitts bzw. der zweiten Fläche kann als Erstreckung des zweiten Abschnitts bzw. der zweiten Fläche senkrecht zu einer Einfederrichtung des Rastelements in Richtung zum Gehäuse (also nach innen) und senkrecht zur Einsteckrichtung verstanden werden. Dadurch wird die Fläche, die mit der Seitenwand bzw. dem Hinterschnitt zuerst in Kontakt kommt weiter reduziert, wodurch der Druck bei konstanter Ausreißkraft auf die Kontaktstelle zwischen Vorsprung und Seitenwand weiter ansteigt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform kann eine ausreichend gute Konzentration des Ausreißkraftanteils bei vorteilhafter geometrischer Auslegung sein, sodass beispielsweise eine Mattendichtung, durch die der Kontakt bei den Montage oder Demontage hindurchgeführt werden muss, nicht beschädigt wird. Mit anderen Worten ist der Vorsprung nicht zu spitz bzw. kantig ausgeführt, sodass sich bei einer Reibung des Kontakts an der Mattendichtung diese nicht beschädigt wird.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäuse des Kontakts aus einem Blech gebildet, wobei der Vorsprung aus dem zweiten Abschnitt des Rastelements ausgeprägt ist. Als Vorteil kann eine einfachere Herstellung des Kontaktes inklusive des Vorsprungs gesehen werden. Insbesondere kann der Kontakt ein Stanzbiegeteil sein und/oder einstückig hergestellt sein.
-
In einer Ausführungsform ist der Kontakt ein miniaturisierter Kontakt, wobei das Gehäuse ein Blech mit einer Dicke von weniger als 0,5 Millimetern aufweist. Die vorteilhaften Effekte des erfindungsgemäßen Kontaktes können insbesondere bei miniaturisierten Kontakten auftreten, da hier einerseits sehr geringe Materialstärken und Maße, aber andererseits hohe mechanische Anforderungen gestellt werden. Gleichzeitig ist es in überraschender Weise möglich, bei derart geringen Blechstärken einen Vorsprung definiert auszubilden und so eine Stabilität des Rastelements zu erhöhen.
-
In einem Aspekt der Erfindung wird ein Steckverbinder vorgeschlagen, der einen Kontakt sowie einen Kontaktträger mit einer Kontaktkammer zur Aufnahme des Kontaktes aufweist. Das Rastelement ist ausgestaltet, in verriegeltem Zustand des Kontaktes zumindest teilweise mit seinem ersten und zweiten Abschnitt derart in eine Aussparung der Kontaktkammer des Kontaktträgers hineinzuragen, dass der zweite Abschnitt des Rastelementes bei einer Bewegung des Kontakts entgegen der Einsteckrichtung mit einer Seitenwand der Aussparung in Anlage kommen kann und dadurch ein weiteres Herausbewegen des Kontaktes aus der Kontaktkammer gehemmt wird. Mit anderen Worten stößt das Rastelement in der Kontaktkammer beim Herausziehen des Kontaktes gegen die Seitenwand, also beispielsweise einen Hinterschnitt in der Kontaktkammer, und hält den Kontakt mechanisch in der Kontaktkammer.
-
Dabei befindet sich das Rastelement in der verrasteten Position in der ersten Position. Der mechanische Kontakt mit der Seitenwand der Kontaktkammer kann dabei z.B. erst beim Herausbewegen des Kontakts aus der Kontaktkammer, beispielsweise bei Zug am verbundenen Kabel, zustande kommen. Im normal eingesteckten Zustand kann, unter anderem toleranzbedingt, eine Beabstandung zwischen dem zweiten Abschnitt der Rastelementes und der Seitenwand bestehen.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Elastizität des Materials des Vorsprunges geringer als eine Elastizität eines Materials der Seitenwand der Kontaktkammer, sodass bei einem Herausziehen des Kontaktes aus dem Kontaktträger bzw. aus der Kontaktkammer und einem daraus folgenden Anpressen des Rastelements an diese Seitenwand bzw. an den Hinterschnitt der Vorsprung in der Seitenwand im Hinterschnitt eine Eintiefung erzeugt, sodass die Eintiefung eine Bewegung des zweiten Abschnitts des Rastelements in Richtung weg vom Gehäuses des Kontaktes hemmt. Beispielsweise kann das Material der Kontaktkammer und damit auch der Seitenwand Kunststoff umfassen. Das Material des Vorsprungs kann z.B. ein Metall umfassen. Synonym zur Elastizität kann hier die Härte des Materials gemeint sein. Dabei gilt dann der Zusammenhang: eine höhere Elastizität entspricht einer geringeren Härte des Materials. Insbesondere kann das Material der Kontaktkammer ein weiches Material sein und das Material des Vorsprungs bzw. des Rastelements bzw. sogar des gesamten elektrischen Kontaktes ein relativ dazu härteres Material sein. Unter einer Eintiefung ist eine räumlich im Bereich des Vorsprungsendes angeordnete Grube oder Vertiefung im Vergleich zu einer umgebenden Oberfläche der Seitenwand gemeint. Durch diese Eintiefung bilden sich Flächenabschnitte der Eintiefung, deren Flächennormale schräg nach außen weg vom Gehäuse gerichtet sind und die dadurch für das Vorsprungsende eine erhöhte Reibung in Richtung weg vom Gehäuse erzeugen und dadurch, mit anderen Worten, der Vorsprung mit dem Rastelement weniger schnell wegrutschen kann.
-
In einer Ausführungsform verläuft die erste Fläche des Vorsprungs ausgehend vom zweiten Abschnitt des Rastelements derart schräg nach außen weg vom Gehäuse, sodass die sich daraus ergebende Eintiefung in der Seitenwand der Kammer ebenfalls schräg nach außen gerichtet ist. Mit anderen Worten schließt die erste Fläche gegenüber der Längserstreckung des Gehäuses beispielsweise einen Winkel von größer als 0 Grad und bis zu 15 Grad ein, sodass sich eine hakenartige Form des Vorsprunges ergibt. Hierdurch kann vorteilhaft der Ausreißkraftanteil in Richtung weg vom Gehäuse (also nach außen) effektiver in die Seitenwand der Kontaktkammer eingeleitet werden, was wiederum eine maximale Ausreißkraft erhöhen kann. Die Form der Eintiefung weist durch einen sich hierdurch ergebenden nicht senkrechten Kraftvektor auf die Seitenwand ebenfalls einen stärkeren Grad der Eintiefung, Einwölbung oder Eingrabens in eine Richtung weg vom Gehäuse, also nach außen, auf.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile des Kontaktes und des Steckverbinders hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
-
1 zeigt einen Stecker eines Steckverbinders in Explosionsansicht.
-
2 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Kontakt in einer nach oben geschlossenen Kontaktkammer.
-
3 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Kontakt in einer nach oben offenen Kontaktkammer.
-
4 zeigt eine theoretische Anordnung eines Rastelementes eines Kontaktes in einem Teilbereich der Kontaktkammer bei Überschreiten einer maximalen Ausreißkraft.
-
5 zeigt in räumlicher Darstellung einen Teilbereich eines Rastelementes eines erfindungsgemäßen Kontaktes mit einem Vorsprung am zweiten Abschnitt.
-
6 zeigt schematisch einen Bereich des Übergangs zwischen einem ersten und zweiten Abschnitt eines Rastelementes eines erfindungsgemäßen Kontaktes mit einem nasenförmigen Vorsprung.
-
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt ein Beispiel eines Steckers 10 eines Steckverbinders, der mechanisch und elektrisch zur Kombination mit einem entsprechenden Gegenstecker (nicht dargestellt) konzipiert sein kann. Der Stecker 10 kann beispielsweise zum mechanischen und elektrischen Verbinden von mehreren Kabeln miteinander oder eines Kabelbaumes mit einem Steuergerät in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Der Stecker 10 weist ein Gehäuseoberteil 12 und ein Gehäuseunterteil 14 auf, die über Rastlaschen 16 mechanisch miteinander verbunden werden können. Zwischen dem Gehäuseoberteil 12 und dem Gehäuseunterteil 14 ist eine Mattendichtung 18 angeordnet. Im Gehäuseoberteil 12 sind Durchführungen 20 zum mechanischen Stabilisieren der jeweiligen elektrischen Leitung vorgesehen und im Gehäuseunterteil 14 sind die zugehörigen Kontaktkammern 22 vorgesehen. Die Kabel und die an deren Ende befestigten Kontakte (hier nicht dargestellt) werden durch Durchführungen 20 in dem Gehäuseoberteil 12 und durch die Mattendichtung 18 in das Gehäuseunterteil 14 eingeführt und in den Kontaktkammern 22 verrastend befestigt. Die Mattendichtungen 18 können beispielsweise silikonbasiert ausgeführt sein und daher weiche Materialien aufweisen.
-
In 2 ist ein Beispiel eines Kontaktes 30 gezeigt, der in eine Kontaktkammer 22 eingeschoben ist, wobei die Kontaktkammer 22 einen Hinterschnitt bzw. eine Ausnehmung (in der Figur oben) umfasst. Der Kontakt weist ein längliches Gehäuse 32 auf, das sich in einer Einsteckrichtung 34 erstreckt. Vom Gehäuse 32 ragt ein längliches Rastelement 36 vom Gehäuse 32 schräg nach außen ab. Dieses Rastelement 36 kann in der Ausnehmung bzw. an dem Hinterschnitt der Kontaktkammer 22 verrasten. Der besseren Lesbarkeit wegen wird im Text häufig lediglich von einem Verrasten in der Kontaktkammer 22 gesprochen.
-
Im hier gezeigten Beispiel ist die Kontaktkammer 22 geschlossen ausgeführt, d.h. dass für eine mögliche Auslenkung des Rastelements 36 nur begrenzt Raum zur Verfügung steht. Das Rastelement 36 ragt mit einem ersten Abschnitt 38 federnd schräg entgegengesetzt zur Einsteckrichtung 34 vom Gehäuse 32 nach außen ab und geht dann in einen zweiten Abschnitt 40 über, der nach innen in Richtung des Gehäuses 32 umgebogen ist. Wird nun auf den Kontakt 30 eine Ausreißkraft (z.B. mehr als 0,5N oder mehr als 1N) entgegengesetzt zur Einsteckrichtung 34 ausgeübt, bewegt sich der Kontakt 30 in Richtung entgegen zur Einsteckrichtung 34. Ein weiteres Herausbewegen des Kontaktes 30 aus der Kontaktkammer 22 wird nun dadurch gehemmt, dass das Rastelement 36 mit seinem zweiten Abschnitt 40 gegen eine Seitenwand 42 der Kontaktkammer 22 gepresst wird. Beispielsweise kann das Rastelement 36 hierzu biegesteif ausgeführt sein, um möglichst hohe Ausreißkräfte aufnehmen zu können, ohne ein Verbiegen des Rastelementes 36 zu verursachen. Eine Ausreißkraft trifft aufgrund des schrägen Abragens des Rastelements 36 vom Gehäuse 32 schräg auf die Seitenwand 42 der Kontaktkammer 22 auf.
-
In 3 ist ebenfalls einen Kontakt 30 dargestellt, der in eine Kontaktkammer 22 eingeschoben ist. Allerdings ist im hier gezeigten Beispiel die Kontaktkammer 22 nach oben offen ausgeführt – hier besteht ohne einen Anschlag nach oben wie in 3 das Risiko, dass das Rastelement bei einer Bewegung nach außen (also hier: nach oben) infolge einer Ausreißkraft auf den elektrischen Kontakt immer weiter nach außen (also in der Figur nach oben) rutscht und diese Bewegung durch den immer größer werdenden Hebelarm und das dadurch das immer größer werdende Drehmoment auch noch verstärkt wird. Wird eine definierte (Winkel)Stellung des Rastelements durch diese Bewegung überschritten so kann es dazu kommen, dass das Rastelement an der Wurzel plastisch verformt wird, bricht oder dass das Rastelement auf sonstige Weise beschädigt wird und insbesondere seine Federelastizität einbüßt. Alle übrigen Elemente entsprechen prinzipiell denen in 2. Je nach Verwendungszweck und Einsatzszenario können sowohl geschlossene, als auch offene Varianten von Kontaktkammern 22 zum Einsatz kommen.
-
In 4 ist eine Ausführung eines herkömmlichen Kontaktes 30 simuliert und dargestellt, auf den eine Ausreißkraft wirkt, die einen zulässigen Maximalwert überschreitet. Das Gehäuse 32 des Kontaktes bewegt sich entgegengesetzt zur Einsteckrichtung 34. Aufgrund des schrägen Abragens des Rastelementes 36 vom Gehäuse 32 und des dadurch verursachten ebenfalls schrägen Auftreffens der Ausreißkraft auf die Seitenwand 42 ergibt sich ein Kraftanteil auf das Ende des ersten Abschnitts 38 und auf den zweiten Abschnitt 40, der quer zur Einsteckrichtung 34 und weg vom Gehäuse 32 gerichtet ist. Dieser kann bewirken, dass eine bestehende Reibung zwischen dem zweiten Abschnitt 40 und der Seitenwand 42 überwunden wird und das Rastelement 36, insbesondere mit seinem zweiten Abschnitt 40, sich entlang der Seitenwand 42 nach außen verschiebt oder rutscht. Dieser Effekt kann dazu führen, das beispielsweise im Bereich des Überganges zwischen dem Gehäuse 32 und dem Rastelement 36 (also der Wurzel) eine starke Biegung auftreten würde, die unter Umständen zur Beschädigung des Rastelementes 36 bzw. des Kontaktes 30 führen könnten. Ebenfalls möglich sind weiterhin unerwünschte Biegeeffekte im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 des Rastelementes 36.
-
In 5 ist in räumlicher Darstellung ein Teilbereich eines erfindungsgemäßen Kontaktes 30 mit einem Rastelement 36 und einem ersten Abschnitt 38 sowie einem zweiten Abschnitt 40 gezeigt. Der zweite Abschnitt 40 weist eine Rückseitenfläche 44 auf, deren Flächennormale 46 sich im Wesentlichen entgegen der Einsteckrichtung 34 erstreckt. An der Rückseitenfläche 44 ist ein Vorsprung 48 angeordnet.
-
Dieser Vorsprung 48 ragt entgegen der Einsteckrichtung 34 über eine maximale Längserstreckung der Rückseitenfläche 44 hinaus von der Rückseitenfläche 44 ab. Mit anderen Worten würde der Vorsprung 48 bei einem Herausbewegen des Kontaktes 30 aus der Kontaktkammer 22 als erstes mit der Seitenwand 42 der Kontaktkammer 22 in mechanischen Kontakt gelangen. Der Vorsprung 48 weist im dargestellten Fall in dieser Abbildung auf der Oberseite (also auf der vom Gehäuse 32 abgewandten Seite) eine erste Fläche 50 und in Richtung entgegen der Einsteckrichtung 34 eine zweite Fläche 52 auf. Die erste Fläche 50 schließt mit der zweiten Fläche 52 einen ersten Winkel α ein (siehe dazu 6: der erste Winkel α ist zwischen der gestrichelt gezeichneten Fortsetzung der ersten Fläche 50 und der zweiten Fläche 52 eingezeichnet). Dieser erste Winkel α kann bevorzugt im Bereich 40° bis 80° liegen, bevorzugt im Bereich 45° bis 70°. Weiterhin schließt die erste Fläche 50 in der ersten Stellung bzw. Position des Rastelements 36 mit der Einsteckrichtung 34 einen zweiten Winkel β ein (siehe 6). Dieser zweite Winkel β kann entweder ungefähr 0° betragen (0° +/– 3°), dies ist hier der Fall. Dann ist in der ersten Position des Rastelements 36 die erste Fläche 50 ungefähr parallel zur Einsteckrichtung 34. Um einen hakenförmig ausgebildeten Vorsprung 48 zu schaffen kann die erste Fläche 50 auch ausgehend vom zweiten Abschnitt 44 schräg nach oben bzw. außen entgegengesetzt zur Einsteckrichtung abragen. Dazu kann der zweite Winkel β z.B. in einem Bereich von 5° bis 40° liegen, bevorzugt in einem Bereich von 5° bis 20°.
-
Es ist gut zu erkennen, dass der Flächenschwerpunkt der ersten Fläche 50 über dem Flächenschwerpunkt der zweiten Fläche 52 liegt, also weiter außen bzw. weiter weg vom Gehäuse 32. Der Vorsprung 48 weist hier die Form einer auf dem Kopf stehenden Nase auf. Hier nicht dargestellt ist eine Form des Vorsprungs, bei dem der Vorsprung 48 eine Keilform aufweist, also eine Form, bei der der Vorsprung 48 z.B. annährend die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweist, wobei die ungefähr gleichlangen Schenkel durch die erste Fläche 50 und die zweite Fläche 52 gebildet werden.
-
Die erste Fläche 50 muss nicht zwingend durchgängig sein, sondern kann in einem Beispiel auch Durchbrüche enthalten. Diese können beispielsweise bedingt durch den Herstellprozess und aufgrund einer geringen Dicke des verwendeten Materials entstehen. Die erste Fläche 50 verläuft hier im Wesentlichen parallel zur Einsteckrichtung 34, der zweite Winkel β beträgt also ungefähr 0°. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht eine Breite der zweiten Fläche 52 etwa 40 bis 60 Prozent der Breite des zweiten Abschnitts 40 betrachtet in einer Richtung quer zur Einsteckrichtung 34 und quer zur Auffederrichtung des Rastelements 36.
-
6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Kontaktes 30 aus 5. Hierbei ist lediglich ein Teilbereich des Rastelementes 36 im Bereich des Überganges zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 schematisch räumlich dargestellt. Am zweiten Abschnitt 40 ist eine Rückseitenfläche 44 angeordnet, an der ein Vorsprung 48 angeordnet ist. Dieser Vorsprung 48 weist eine erste Fläche 50 auf, die in etwa parallel zur Einsteckrichtung 34 verläuft. Dies ist an der schraffiert gezeichneten Verlängerung der ersten Fläche 50 gut zu erkennen. Denn die mit einem Pfeil dargestellte Einsteckrichtung 34 verläuft hier in der Ebene der ersten Fläche 50. Wie für 5 beschrieben kann die erste Fläche 50 auch einen von 0° verschiedenen Winkel, insbesondere einen Winkel von 5° bis 40° zur Einsteckrichtung 34 einnehmen.
-
Der Flächenschwerpunkt der ersten Fläche 50 liegt in einer Querrichtung, senkrecht zur Einsteckrichtung betrachtet, weiter außen als der Flächenschwerpunkt einer zweiten Fläche 52, die sich an die erste Fläche 50 anschließt. Am Übergang zwischen der ersten Fläche 50 und der zweiten Fläche 52 befindet sich ein Vorsprungsende 54. Dieses Vorsprungsende 54 kommt bei einem Herausbewegen des Kontaktes 30 aus der Kontaktkammer 22 zuerst mit der Seitenwand 42 der Kontaktkammer 22 in Berührung – die Berührungsfläche zwischen dem Vorsprungsende 54 und der Seitenwand 42 bzw. dem Hinterschnitt bzw. der Wand der Ausnehmung der Kontaktkammer 22 ist entscheidend für den Druck, der bei der gegebenen Ausreißkraft auf das Material der Seitenwand 42 ausgeübt wird (Formel: p = F/A): je geringer die Fläche, desto höher der Druck und damit die Verhakungswirkung bzw. der Steigeiseneffekt bzw. der Verkrallungseffekt des Vorsprungs 48 in der Seitenwand 42 bzw. dem Hinterschnitt. In einem Beispiel ist der Vorsprung 48 hakenförmig ausgeführt. Dies bedeutet, dass das Vorsprungsende 54 relativ zu einer Längserstreckung des Gehäuses 32 weiter vom Gehäuse entfernt angeordnet ist, als der Ansatz der ersten Fläche 50 an der Rückseitenfläche 44. Hierdurch kann, wenn sich der Vorsprung 48 in die Seitenwand 42 eingegraben hat bzw. in der Seitenwand 42 eine Vertiefung bzw. eine Eintiefung erzeugt hat, zusammen mit der Eintiefung bzw. der Vertiefung eine formschlüssige Verbindung ausbilden.
-
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. So kann z.B. mehr als ein Vorsprung 48 an dem Rastelement 36 vorgesehen sein. Auch kann mehr als ein Rastelement 36 am elektrischen Kontakt 30 vorgesehen sein. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009054705 A1 [0003]