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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktelement als ein Teil eines Steckers, das in einem Steckergehäuse lagerbar ist und einem Kontaktbereich zur Herbeiführung einer wieder lösbaren elektrischen Verbindung mit einem mindestens ein Messer aufweisenden Gegenstecker aufweist.
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Stand der Technik
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Elektrische Verbindungen sind dafur vorgesehen, um eine Verbindung zwischen einem Buchsenteil und einem Steckerteil herzustellen, wobei das Buchsenteil in der Regel Kontaktelemente aufweist, die von Pins, Messer oder dergleichen, die in dem Gegenstecker angeordnet sind, aufgenommen werden und so eine elektrische Leitung zwischen dem Stecker und dem Gegenstecker herstellbar ist, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen zwei elektrischen Leitungen oder zwischen einer elektrischen Leitung und einem elektrischen Aggregat entsteht. Diese elektrische Steckverbindung ist wieder lösbar.
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Zur Herstellung der Elektrischen Steckverbindung dringt das in dem Gegenstecker angeordnete Messer in eine in dem Stecker vorgesehene Öffnung ein und kontaktiert hier das Kontaktelement. Das Kontaktelement ist klammerartig ausgebildet und kontaktiert das Messer zwischen den klammerartig ausgebildeten Kontaktteilen. Durch weiteres Hineinschieben des Messers in das Kontaktelement weiten sich die federartig gelagerten Kontaktteile auf und gleiten während des Einschiebevorgangs entlang der Oberfläche des Messers. In der Endstellung wird in der Regel das Messer des Gegensteckers von dem Kontaktelement des Steckers zu einem großen teil umfasst, wobei die eigentliche Kontaktflache zwischen den Kontaktteilen des Kontaktelements und des Messers besteht.
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An dem Kontaktelement ist eine Kabelverbindung angebracht, die über Dichtungselemente (Elastomere) aus dem Gehäuse des Steckers geführt wird. Ebenso ist an dem Messer ein Kabel angeordnet, das in gleicher Weise aus dem Gegenstecker herausgeführt wird.
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Nachteile des Standes der Technik
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Insbesondere bei Auftreten von Kabelschwingungen oder sonstigen Bewegungen, beispielsweise Mikrobewegungen oder Schüttelbewegungen in Kraftfahrzeugen entstehen unmittelbar im Kontaktbereich, d. h. Zwischen den Kontaktteilen des Kontaktelementes und dem Messer Bewegungen, die zu Reibkorrosionen zwischen dem Kontaktelement und dem Messer führen können. Außerdem erfordert das Einführen vor allem hochpoliger Stecker, z. B. 154-poliger Steckverbindungen von Steuergeräten, eine hohe Steckkraft, da gegen die Federkraft aller klammerartig ausgebildeten Kontaktteile gearbeitet werden muss.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derzeit bekannte Steckverbindungen derart weiter zu bilden, dass zum einen hohe Steckkräfte vermieden werden und zum anderen insbesondere bei Schüttelbewegungen Reibkorrosion vermieden oder zumindest eingeschränkt wird.
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Lösung der Aufgabe
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass das Kontaktelement in seinem Kontaktbereich mindestens zwei Kontaktteile aufweist, die voneinander im Abstand angeordnet sind und zur Aufnahme des Messers vorgesehen sind und eines der Kontaktteile zwei Kontaktstellen, das andere Kontaktteil eine Kontaktstelle aufweist.
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Vorteile der Erfindung
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, mehrer Kontaktstellen der jeweiligen Kontaktteile in einer elastischen Anordnung zu schaffen, um so ein redundantes Kontaktprinzip zu schaffen. Ferner wird durch die Schaffung mehrerer Kontaktstellen in Kombination mit zusätzlichen Elastizitatseigenschaften erreicht, dass eine Selbstzentrierung des jeweiligen Messers bei Schwing- oder Wippbewegungen stattfindet. Da ein für jedes Messer ein Dreipunktkontakt, nämlich an den insgesamt drei Kontaktstellen des Kontaktelements vorgesehen ist, und diese drei Punkte stets eine Ebene bilden, ist auch bei einer Fehlstellung des Messers eine stabile elektrische Verbindung möglich. Das gilt insbesondere dann, das Messer quer zu der Ebene, die von den drei Kontaktstellen gebildet wird gesteckt wird.
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Durch die Anordnung mehrere Kontaktstellen in Steckrichtung, entweder auf dem Kontaktteil mit den zwei Kontaktstellen oder daruch dass sich die Kontaktstellen auf den beiden Kontaktteilen nichtgenau gegenüber liegen, werden geringere Steckkräfte benötigt, so dass zu Beginn des Einsteckens nur ein Teil der Kontakte zur Reibung beiträgt. Dies führt zu einem sanften Einführen des jeweiligen Messers in den Stecker.
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Vorzugsweise liegt die Kontaktstelle des Kontaktelements mit einer Kontaktstelle zwischen den zwei Kontaktstellen des anderen Kontaktelements. Sind die Kontaktstellen zudem konvex bezüglich des Messers ausgeführt, so spielt es keine Rolle, ob der Querschnitt des einzuführenden Messers rund, quadratisch oder rechteckig ist, ein Kontakt entsteht in jedem Fall.
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Da die einzelnen Kontaktteile vorzugsweise im Abstand von einer Längsachse des eigentlichen Kontaktelements angeordnet sind, ist es möglich, die Breite des Kontaktteile beliebig und je nach Anwendungsfall zu gestalten. Dadurch können auch breitere Kontaktstellen geschaffen werden, sodass Strome im größerem Amperebereich ebenfalls ubertragen werden können.
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Die beliebige Ausgestaltung es freien Endes des Kontaktelements (gegenuberliegende Seite des Kontaktbereichs) lässt dem jeweiligen Konstrukteur offen, ob dieser mit dem entsprechenden Kabelbaum eine Crimp- oder eine unlösbare Verbindung vorsieht.
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Vorzugsweise bilden Kontaktteile und Kontaktelement ein einstückiges Bauteil. Durch die Lange und die Materialdicke des so gestalteten Kontaktteils kann die Steifigkeit der gesamten Kontaktanordnung eingestellt und an die jeweilige Oberflächenschicht angepasst werden.
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Ferner kann zur Sicherstellung hoherer Anpresskräfte eine entsprechende Überfeder eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist die Materialstärke des Kontaktteiles mit nur einer Kontaktstelle dicker zu wählen und so die Steifigkeit höher auszuführen als die des Kontaktteiles mit zwei Kontaktstellen. Das erste Kontaktteil ist somit in der Lage, größere Kräfte aufzunehmen.
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Der gleiche Effekt wird erzielt, wenn die Kontaktbrücke, die das Kontaktteil an das Kontaktelement bindet in ihrer Querschnittsfläche großer ausgeführt wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das eigentliche Kontaktelement U-förmig ausgebildet ist und somit zwei Kontaktschenkel aufweist. An den freien Enden der jeweiligen Kontaktschenkel sind die in Längsrichtung wellenartig ausgebildeten Kontaktteile angeordnet, wobei von dem freien Ende der Kontaktschenkel eine Kontaktbrücke wegweist, die die Verbindung zwischen dem Kontaktteil und dem Kontaktschenkel herstellt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen hervor.
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Zeichnung
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Es zeigen
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1 Eine schematische Darstellung der Anordnung eines Kontaktteiles in einem Steckergehäuse, wobei ein Gegenstecker dargestellt ist, der mit dem Stecker eine elektrische Verbindung eingeht.
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2 Eine perspektivische Ansicht auf ein erstens Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktelements
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3a Eine Draufsicht auf einen Schnitt durch Kontaktteile und ein Messer mit rundem Querschnitt
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3b Eine Draufsicht auf einen Schnitt durch Kontaktteile und ein Messer mit eckigem Querschnitt
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist im Schnitt die elektrische Steckverbindung 1 dargestellt. Sie umfasst einen Stecker 2 sowie einen Gegenstecker 3, die miteinander gekoppelt sind. Der Stecker 2 umfasst ferner innerhalb seines Gehäuses 4 ein Kontaktelement 5, das mit einem Kabelstrang 6 verbunden ist. Der Kabelstrang 6 ist über Dichtungen 7 innerhalb des Gehäuses gelagert. Zur Herstellung der elektrischen Steckverbindung weist der Gegenstecker 3 ein Messer 8 auf, das in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in dem Kontaktelement 5 angeordnet ist und die dem Kontaktelement 5 zugeordneten Kontaktteile 9 mit seiner Oberfläche kontaktiert.
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Die Kontaktteiles 9 sind derart gestaltet, dass diese klammerartig des Messer 8 umgeben und eine federartige Vorspannung aufweisen, so dass die Kontaktstellen 11 die Oberfläche 10 berühren und den elektrischen Kontakt herstellen.
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In 2 ist ein erstens Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelements 5 dargestellt. Dieses Kontaktelement 5 besteht aus einem U-formig gestalteten Grundprofil 12, wobei das Grundprofil 12 zwei Kontaktschenkel 13 umfasst, von denen einer ein erstes Kontaktteil 14 mit einer Kontaktstelle 15, der zweite ein zweites Kontaktteil 16 mit zwei Kontaktstellen 17 aufweist.
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Die drei Kontaktstellen 15, 17 liegen auf einer Linie, was bei einer Projektion 19, 20 der drei Kontaktstellen 15, 17 in eine Ebene deutlich wird, da sie dann auf der Längsachse 18 liegen, die mit der Einsteckrichtung 21 zusammenfällt. Dadurch wird beim Einstecken des in der Zeichnung nicht dargestellten Messers bzw. Kontaktstifts die Reibungskraft nacheinander auf die Kontaktstellen 15, 17 verteilt und so das Einführen erleichtert.
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Die Kontaktteile 14, 16 können jedoch auch so angeordnet sein, dass die Kontaktstellen 15, 17 eine Ebene quer zur Steckrichtung festlegen. Eine Draufsicht auf diese Ebene zeigen 3a und 3b.
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In 3a ist zudem die Schnittfläche 22 eines Kontaktstifts 8 mit runden Querschnitt dargestellt. Die Kontaktteile 14, 16 sorgen mit ihrer von dem Kontaktstift 8 wegweisenden Krümmung für einen soliden Kontakt im Bereich der Kontaktstellen 15, 17. Dieser ist auch gegeben, wenn die Querschnittsfläche 22 des Kontaktstifts 8 eine andere Geometrie aufweist, wie in der in 3b gezeigten Draufsicht zu sehen ist. In 3b ist die Querschnittsfläche 23 eines Messers 8 mit rechteckigem Querschnitt gezeigt. Bezüglich dieses bilden die Kontaktteile 14, 16 an anderen Kontaktstellen 15', 17' als an den in 3a eine leitende Verbindung. Die Krümmung gewährleistet jedoch, dass unabhängig von der Querschnittsfläche ein Kontakt entsteht.
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Da das erste Kontaktteil 14 mit nur einer Kontaktstelle 15' mehr Federkraft aufnehmen muss, als die zweiten Kontaktstellen 17', die zweifach ausgeführt sind, ist die Materialdicke 24 des ersten Kontaktteiles 14 stärker ausgeführt als die Materialdicke 25 des zweiten Kontaktteiles 16.
