DE19943045A1 - Vorrichtung zum Steckverbinden elektrischer Leiter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steckverbinden einer ersten und zweiten elektrischen Leitung (2, 8; 108) mit einem der ersten Leitung (2) zugeordneten und einen Steckerstift (4) aufweisenden Steckerelement (6) und einem der zweiten Leitung (8; 108) zugeordneten und den Steckerstift (4) in einer Stiftaufnahme (10; 110) aufnehmenden und elektrisch kontaktierenden Buchsenelement (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) einen die zweite Leitung (8; 108) bildenden Blechstreifen (14a, 14b; 114a, 114b) umfaßt, der an seinem dem Steckerstift (4) zugewandten Ende quer zu seiner Längsrichtung unter Bildung der Stiftaufnahme (10; 110) derart geformt ist, daß der Steckerstift (4) in Längsrichtung des Blechstreifens (14, 16; 116) in die Stiftaufnahme (10; 110) einsteckbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steckverbinden einer ersten und zweiten elektrischen Leitung mit einem der ersten Leitung zugeordneten und einen Steckerstift aufweisenden Steckerelement und einem der zweiten Leitung zugeordneten und den Steckerstift in einer Stiftaufnahme aufnehmenden und elektrisch kontaktierenden Buchsenelement.

Bei den bekannten Steckverbindungsvorrichtungen müssen die Stecker- und Buchsenelemente an den ihnen zugeordneten elektrischen Leitungen elektrisch kontaktierend festgelegt werden, wodurch zusätzliche Kontaktstellen entstehen, die insbesondere unter erschwerten Betriebsbedingungen wie beispielsweise Vibrationen oder aggressiven Atmosphären eine potentielle Störungsquelle darstellen. Außerdem müssen konstruktive Vorkehrungen getroffen werden, damit sowohl das Stecker- als auch das Buchsenelement insbesondere im Bereich der Kontaktstellen berührungssicher sind. Das Buchsenelement ist darüber hinaus in der Herstellung zeit- und kostenaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Steckverbinden bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere möglichst wenige störanfällige Kontaktstellen aufweist und dabei den Berührschutz insbesondere im Bereich der Kontaktstellen trotz einfacher Herstellung gewährleistet.

Das Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.

Dadurch, daß das Buchsenelement einen die zweite Leitung bildenden Blechstreifen umfaßt, der an seinem Ende quer zu seiner Längsrichtung unter Bildung der Stiftaufnahme derart geformt und insbesondere gebogen ist, daß der Steckerstift (4) in Längsrichtung des Blechstreifens (14, 16) in die Stiftaufnahme (10) einsteckbar ist, sind die zweite Leitung und das Buchsenelement einstückig ausgeführt, und es entfällt eine Kontaktstelle zwischen der zweiten Leitung und dem Buchsenelement. Die Stiftaufnahme weist in einem mit der Längsachse des Blechstreifens einen rechten Winkel einschließenden Querschnitt eine im wesentlichen mit dem entsprechenden Querschnitt des Steckerstiftes übereinstimmende Form auf. Der Steckerstift ist beispielsweise kreiszylindrisch und ebenso wie die Stiftaufnahme für eine Stromtragfähigkeit von 1 bis 1000 A, vorzugsweise 50 bis 200 A ausgelegt. Der Blechstreifen ist vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt und weist vorzugsweise eine Blechstärke zwischen 0,5 und 2 mm auf.

Durch die Bildung der Stiftaufnahme durch Biegung des Blechstreifens quer zu seiner Längsrichtung weist die Stiftaufnahme eine hohe Biegesteifigkeit insbesondere in Einführrichtung des Steckerstiftes auf. Die Längsrichtung des Blechstreifens ist im wesentlichen parallel zur Einführrichtung des Steckerstiftes und der Blechstreifen ist im Bereich der Stiftaufnahme zumindest teilweise um die Mittelachse der Vorrichtung herum gebogen. Dadurch ist die Ausbildung des Buchsenelementes als an einem Gehäuse festgelegte oder einstückig von diesem ausgebildete Einbaubuchse und der für den Blechstreifen bzw. die zweite Leitung vorzusehende Durchbruch an dem Gehäuse einfach realisierbar.

Dadurch, daß das Buchsenelement aus zwei oder mehreren Blechstreifen gebildet ist, ist die Kontaktsicherheit und die Stromtragfähigkeit der Stiftaufnahme erhöht. Der Biegeradius der einzelnen Blechstreifen ist vorzugsweise im wesentlichen identisch und insbesondere kleiner als der Radius des Steckerstiftes. Dadurch ergeben sich vorteilhaft mindestens zwei Kontaktstellen bzw. -linien je Blechstreifen. Darüber hinaus kann der Blechstreifen im Bereich der Stiftaufnahme mehrere vorzugsweise einstückig angeformte punkt-, linien- oder flächenartige und den Steckerstift kontaktierende Kontaktstellen aufweisen.

Dadurch, daß die mindestens zwei Blechstreifen einstückig ausgebildet sind, entfällt eine grundsätzlich störanfällige elektrische Verbindungsstelle. Alternativ zur einstückigen Ausbildung der mindestens zwei Blechstreifen können diese vorzugsweise außerhalb des Buchsenbereiches mechanisch und gegebenenfalls auch elektrisch fest miteinander verbunden sein. Vorzugsweise ist diese Verbindung unlösbar, beispielsweise durch Vernieten, Verlöten, Schweißen, insbesondere Punktschweißen, oder durch Umbördeln von ausgebildeten Blechlappen. Selbstverständlich ist auch ein Verschrauben, Verhaken oder Verrasten der Blechstreifen möglich. Dadurch ist ein elektrisches Verbinden von beispielsweise zwei Teilleitungen der zweiten Leitung durch die Steckverbindungsvorrichtung möglich. Soweit die Verbindungsstelle der mindestens zwei Blechstreifen lediglich eine mechanische Verbindung bereitstellt, ergibt sich eine elektrische Verbindung der mindestens zwei Blechstreifen beim Einstecken des Steckerelements.

Dadurch, daß der bzw. die Blechstreifen im Bereich der Stiftaufnahme von einem kraftspeichernden Sicherungselement umfaßt ist bzw. sind, beispielsweise von einem oder mehreren eine Federkraft in radialer Richtung auf die Blechstreifen ausübenden Klemmring, ist die Kontaktsicherheit und Stromtragfähigkeit der Stiftaufnahme weiter erhöht.

Dadurch, daß der Blechstreifen außerhalb des Buchsenelements einstückig eine Platine ausbildet, auf der die Bauelemente einer elektrischen oder elektronischen Einrichtung angeordnet sind, beispielsweise einer Umrichterelektronik für eine Motor- und/oder Generatoreinrichtung, entfallen weitere Kontakt- und Verbindungsstellen und die Betriebssicherheit ist bei reduzierten Herstellungs- und Montagekosten erhöht. Es können auch mehrere jeweils eine Stiftaufnahme für ein Buchsenelement ausbildende Blechstreifen je eine Lage einer insgesamt mehrschichtigen Platine ausbilden, wobei die einzelnen Lagen gegeneinander elektrisch isoliert sind. Die auf der Platine aufgebrachten elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente können mit einer oder mehreren der Lagen und damit mit einer oder mehreren der Stiftaufnahmen elektrisch verbunden sein.

Dadurch, daß die Stiftaufnahme in einem vorzugsweise elektrisch isolierenden Buchsengehäuse angeordnet ist, welches die Stiftaufnahme endseitig unter Belassung einer Öffnung für den Durchtritt des Steckerstiftes übergreift, ist das Buchsenelement berührungssicher. Die Öffnung für den Durchtritt des Steckerstiftes ist dabei vorzugsweise nur geringfügig größer als der Steckerstift und in ihrer Form an die Form des Steckerstiftes angepaßt. Die Stiftaufnahme ist innerhalb des Buchsenelementes so angeordnet und insbesondere gegenüber der Öffnung so weit zurückversetzt, daß ein nach den Sicherheitsvorschriften vorgegebener Prüffinger beim Einlegen in die Öffnung nicht in Kontakt mit der Stiftaufnahme kommt.

Dadurch, daß das Buchsengehäuse mit dem Steckerelement zusammenwirkende Rastmittel aufweist, ist die Steckverbindung einfach und insbesondere ohne ein spezielles Montagewerkzeug herstellbar, wodurch die Gefahr des unbeabsichtigten Berührens des Steckerstiftes und/oder der Stiftaufnahme ausgeschlossen ist.

Dadurch, daß der Steckerstift in einem ihn in Steckrichtung überragenden Steckergehäuse derart angeordnet ist, daß ein nach den Sicherheitsvorschriften vorgeschriebener Prüffinger beim Einlegen in die Steckeröffnung nicht in Kontakt mit dem Steckerstift kommt, wird der Berührschutz auch hinsichtlich des Steckerelementes der Steckverbindungsvorrichtung gewährleistet. Ein zusätzlicher Berührschutz wird dadurch erreicht, daß der Steckerstift einen elektrisch isolierenden Endabschnitt aufweist, der vorzugsweise durch ein endseitig an dem Steckerstift angebrachtes elektrisch isolierendes Abschlußelement realisiert ist. Durch endseitiges konisches oder sphärisches Ausbilden des Abschlußelements ist sowohl der Berührschutz erhöht als auch das Einstecken des Steckerstiftes in die Stiftaufnahme vereinfacht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht II-II der Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang III-III der Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Steckerstiftes,

Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Blechstreifen für das Buchsenelement.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steckverbinden mit einem der ersten elektrischen Leitung 2 zugeordneten und einen Steckerstift 4 aufweisenden Steckerelement 6 und einem der zweiten elektrischen Leitung 8 zugeordneten und den Steckerstift 4 in einer Stiftaufnahme 10 aufnehmenden und elektrisch kontaktierenden Buchsenelement 12. Das Buchsenelement 12 umfaßt dabei zwei einstückig ausgebildete und außerhalb der Stiftaufnahme 10 miteinander verbundene Blechstreifen 14a, 14b, die im Bereich der Stiftaufnahme 10 quer zu ihrer Längsrichtung und um die Mittelachse 16 der Steckverbindungsvorrichtung herum gebogen sind. An ihrem dem Steckerelement 6 zugewandten Ende weist die Stiftaufnahme 10 eine Aufweitung 10a zum vereinfachten Einführen des Steckerstiftes 4 auf. Die beiden Blechstreifen 14a, 14b sind im Bereich der Stiftaufnahme 10 von drei federnden Sicherungsringen 18 umfaßt, die beispielsweise aus Metall oder Kautschuk bestehen können. Der Steckerstift 4 bildet rückseitig vorzugsweise einstückig eine Aufnahme 20 für den mit einer elektrischen Isolation 22 versehenen Leitungsdraht 24 der ersten elektrischen Leitung 2. Der Steckerstift 4 ist in einem ihn in Steckrichtung 26 überragenden Steckergehäuse 28 angeordnet.

Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht II-II der Vorrichtung der Fig. 1. An dem Buchsenelement 12 sind auf in Bezug auf die Mittelachse 16 gegenüberliegenden Seiten zwei Rastnasen 32 angeordnet, die mit am Steckergehäuse 28 angeformten Rastzungen 34 eine lösbar verrastbare Verbindung zwischen dem Steckergehäuse 28 und dem Buchsenelement 12 ermöglichen. Die Rastnasen 32 weisen dabei jeweils eine Anlaufschräge 32a auf, die mit einer an den Rastzungen 34 vorgesehenen Fase 34a zusammenwirkend das Einrasten vereinfacht. Die Rastzungen 34 sind einstückig mit dem Steckergehäuse 28 ausgebildet und an ihrem Betätigungshebel 34b betätigbar bzw. um die einstückig mit dem Steckergehäuse 28 ausgebildete Anlenkung 34c schwenkbar. Die Stiftaufnahme 10 ist in einem Buchsengehäuse 36 angeordnet und von diesem endseitig unter Belassung einer Öffnung 36a für den Durchtritt des Steckerstiftes 4 übergriffen. Das Buchsengehäuse 36 bildet eine ringförmige flanschartige Fläche 36b aus, an der das Steckergehäuse 28 im eingesteckten Zustand in Anlage ist.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang III-III der Vorrichtung der Fig. 1. Die beiden die Stiftaufnahme 10 in der Fig. 1 bildenden Blechstreifen 14a, 14b sind außerhalb der Stiftaufnahme durch das Verbindungsstück 14c miteinander verbunden und insbesondere einstückig aus einem Blech hergestellt, insbesondere ausgestanzt und anschließend biegeverformt. Außerhalb des in der Fig. 1 dargestellten Buchsenelements 12 bilden die Blechstreifen 14a, 14b eine Platine 14 aus, auf der elektrische und/oder elektronische Bauelemente 42, 44 angeordnet sind, die mindestens teilweise mit den Blechstreifen 14a, 14b und damit über die Stiftaufnahme 10 und den Steckerstift 4 mit der ersten elektrischen Leitung 2 verbunden sind.

Die Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Steckerstiftes 104, der an seinem der (nicht dargestellten) Stiftaufnahme 10 zugewandten Ende ein elektrisch isolierendes Abschlußelement 105 aufweist, das mittels eines Zapfens 105a in eine Bohrung 104a des Steckerstiftes 104 eingepreßt ist. Das Abschlußelement 105 ist aus Kunststoff und endseitig halbkugelförmig ausgebildet. Alternativ oder ergänzend zum Verpressen kann das Abschlußelement 105 mit dem Steckerstift 104 verklebt und/oder verschraubt sein.

Die Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Blechstreifen 114a, 114b für das Buchsenelement. Die beiden Blechstreifen 114a, 114b bilden dabei eine erste und zweite Teilleitung der zweiten elektrischen Leitung 108 und sind außerhalb des Bereichs der Stiftaufnahme 110 elektrisch und mechanisch fest und unlösbar miteinander verbunden, im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einem Niet 146. Die beiden Teilleitungen der zweiten Leitung 108 können beispielsweise die Anschlußleitungen gleichphasiger Motorwicklungen sein. Sie können nach dem Niet 146 abgewinkelt gemeinsam abgeführt werden, oder (wie gestrichelt dargestellt) der zweite Blechstreifen 114b' kann in vom ersten Blechstreifen 114a abweichender Richtung von der Steckverbindungsvorrichtung abgeführt sein. Alternativ oder ergänzend zur Verwendung des Niets 146 können die beiden Blechstreifen 114a, 114b durch jede geeignete Verbindungstechnik miteinander verbunden sein, wobei in der Regel mit der mechanischen Verbindung auch eine elektrische Verbindung einhergeht. Die beiden Blechstreifen 114a, 114b bestehen dabei vorzugsweise aus identischen Werkstoffen und weisen übereinstimmende Abmessungen, insbesondere hinsichtlich der Blechstärke, auf.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Steckverbinden einer ersten und zweiten elektrischen Leitung (2, 8; 108) mit einem der ersten Leitung (2) zugeordneten und einen Steckerstift (4) aufweisenden Steckerelement (6) und einem der zweiten Leitung (8; 108) zugeordneten und den Steckerstift (4) in einer Stiftaufnahme (10; 110) aufnehmenden und elektrisch kontaktierenden Buchsenelement (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) einen die zweite Leitung (8; 108) bildenden Blechstreifen (14a, 14b; 114a, 114b) umfaßt, der an seinem dem Steckerstift (4) zugewandten Ende quer zu seiner Längsrichtung unter Bildung der Stiftaufnahme (10; 110) derart geformt ist, daß der Steckerstift (4) in Längsrichtung des Blechstreifens (14, 16; 116) in die Stiftaufnahme (10; 110) einsteckbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsenelement (12) mindestens zwei außerhalb der Stiftaufnahme (10; 110) miteinander verbundene Blechstreifen (14a, 14b; 114a, 114b) umfaßt, die im Bereich der Stiftaufnahme (10; 110) im wesentlichen teilkreisförmig gebogen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Blechstreifen (14a, 14b) einstückig ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Blechstreifen (114a, 114b) außerhalb der Stiftaufnahme (110) mechanisch fest und vorzugsweise unlösbar miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4; dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen (14a, 14b; 114a, 114b) im Bereich der Stiftaufnahme (10; 110) von einem kraftspeichernden Sicherungselement (18) umfaßt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechstreifen (14a, 14b; 114a, 114b) außerhalb des Buchsenelements (12) einstückig eine Platine (14) ausbildet, auf der elektrische und/oder elektronische Bauelemente (42, 44) aufgebracht sind, die mindestens teilweise mit dem Blechstreifen (14a, 14b; 114a, 114b) elektrisch verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stiftaufnahme (10; 110) in einem Buchsengehäuse (36) angeordnet ist, welches die Stiftaufnahme (10; 110) endseitig unter Belassung einer Öffnung (36a) für den Durchtritt des Steckerstiftes (4) übergreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Buchsengehäuse erste Rastmittel (32) aufweist, die mit korrespondierenden zweiten Rastmitteln (34) an dem Steckerelement (6) derart zusammenwirken, daß dieses vorzugsweise lösbar verrastbar mit dem Buchsengehäuse (36) verbindbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerstift (4; 104) in einem ihn in Steckrichtung überragenden Steckergehäuse (28) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckerstift (104) einen elektrisch isolierenden Endabschnitt aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch isolierendes Abschlußelement (105) endseitig an dem Steckerstift (104) angebracht ist, insbesondere in dieses eingesteckt oder eingepreßt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußelement (105) endseitig sich verjüngend ausgebildet ist, insbesondere konisch oder sphärisch ausgebildet ist.