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Title:
PLUG RECEIVER HAVING CONTACT SPRINGS FOR CONNECTING TO A CIRCUIT BOARD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/167619
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a plug receiver and a plug for an electrical plug connection for connecting to a plug (200) having at least one electrical plug conductor, wherein the at least one plug conductor (202, 204) has a contact region for electrical connection to the plug receiver (100). The plug receiver (100) according to the invention has a housing (110) with a plug-in region (113) in which the plug (200) can be detachably plugged, at least one electrical plug receiver conductor (102) arranged rigidly in the housing (110), and an electrical connection conductor (140) arranged floating in the housing (110), designed to electrically connect the at least one plug receiver conductor (102) to the at least one plug conductor and to exert a connection force on the contact region of the at least one plug conductor and running substantially orthogonal to same, when the plug (200) is plugged into the plug-in region (113).

Inventors:
PUCHER BJÖRN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/056830
Publication Date:
October 05, 2017
Filing Date:
March 22, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
H01R12/87; H01R12/72; H01R12/91; H01R13/24; H01R13/703; H01R12/71
Foreign References:
JPH08236200A1996-09-13
US20050208811A12005-09-22
US8851918B22014-10-07
US6644995B12003-11-11
USRE32559E1987-12-15
US20100167570A12010-07-01
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Steckeraufnahme (100) für eine elektrische Steckverbindung (10) zur Verbindung mit einem zumindest einen elektrischen Steckerleiter (202, 204) aufweisenden Stecker

(200), wobei der zumindest eine Steckerleiter (202, 204) einen Kontaktbereich (203, 205) zur elektrischen Verbindung mit der Steckeraufnahme (100) umfasst, wobei die Steckeraufnahme (100) aufweist :

- ein Gehäuse (110), das einen Einsteckbereich

(113) aufweist, in den der Stecker (200) lösbar einsteckbar ist, zumindest einen im Gehäuse (110) starr ange¬ ordneten elektrischen Steckeraufnahmeleiter (102), und

einen im Gehäuse (110) schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter (140), der dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Steckeraufnahmeleiter (102) mit dem zumindest einen Steckerleiter (202, 204) elektrisch zu verbinden und auf den Kontaktbereich (203, 205) des zumindest einen Steckerleiters (202, 204) eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft auszuüben, wenn der Stecker (200) in den Einsteckbereich (113) eingesteckt ist.

2. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 1 , ferner mit einem im Gehäuse (110) linear bewegbar angeordneten Verrie- gelungselement , das mit dem Verbindungsleiter in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker (200) mit der Steckeraufnahme (100) fest verbindbar ist, und einer Entriegelungsstellung entlang einer linearen Bewegungsbahn bewegbar ist, in der der Stecker (200) von der Steckeraufnahme (100) lösbar ist.

3. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 2, wobei die lineare Bewegungsbahn des Verriegelungselements im Wesentlichen orthogonal zum Steckerleiter (202, 204) verläuft.

4. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 1 , ferner mit einer im Gehäuse (110) drehbar angeordneten Welle (120), an der ein Hebel (130) starr angeordnet ist, wobei der Hebel (130) mit dem Verbindungsleiter (140) in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker (200) mit der Steckeraufnahme (100) fest verbindbar ist, und einer Entrie¬ gelungsstellung bewegbar ist, in der der Stecker (200) von der Steckeraufnahme (100) lösbar ist.

5. Steckeraufnahme (100) nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei der elektrische Verbindungsleiter eine elektrisch leitende Spiralfeder (140) ist.

6. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 5, wobei der Hebel (130) eine Durchgangsöffnung (132), durch die sich der elektrische Verbindungsleiter (140) zumindest teilweise erstreckt, und eine ein Ende der Durchgangsöffnung (132) zumindest teilweise umgebene Anschlagfläche (134) aufweist, die Spiralfeder (140) einen ersten Bereich (142) mit einem ersten Durchmesser (Dl) und einen zweiten Bereich (144) mit einem zweiten Durchmesser (D2) aufweist, der kleiner als der erste Durchmesser (Dl) ist, und

wobei ein Ende des ersten Bereichs (142), das mit dem zweiten Bereich (144) verbunden ist, dazu ausgebildet ist, die Anschlagfläche (134) zu berühren, wenn sich der Hebel (130) in der Verriegelungsstellung befindet.

7. Steckeraufnahme (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Hebel (130) einen ersten Verriegelungsabschnitt

(136) aufweist, der dazu ausgebildet ist, mit einem am Stecker (200) angeordneten zweiten Verriegelungsabschnitt (220) ein¬ zugreifen, wenn der Stecker (200) im Einsteckbereich (113) angeordnet ist und sich der Hebel (130) in der Verriege¬ lungsstellung befindet.

8. Steckeraufnahme (100) nach Anspruch 7, wobei der erste Verriegelungsabschnitt ein am Hebel (130) vorgesehener

Vorsprung (136) ist und der zweite Verriegelungsabschnitt eine am Stecker (200) vorgesehene Ausnehmung (220) ist, in die der Vorsprung (136) zumindest teilweise vorstehen kann, wenn der Stecker (200) im Einsteckbereich (113) angeordnet ist und sich der Hebel (130) in der Verriegelungsstellung befindet.

9. Steckeraufnahme (100) nach einem der vorher¬ gehenden Ansprüche, wobei

das Gehäuse (110) aus einem ersten Gehäuseelement (112) und einem relativ zum ersten Gehäuseelement (112) verschiebbar angeordneten zweiten Gehäuseelement (114) gebildet ist, das zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung verschiebbar ist, und

das erste Gehäuseelement (112) den Einsteckbereich (113) aufweist und das zweite Gehäuseelement (114) dazu ausgebildet ist, in der Sperrstellung ein Lösen des Steckers (200) aus dem Einsteckbereich (113) zu verhindern, und in der Freigabestellung ein Lösen des Steckers (200) aus dem Einsteckbereich (113) zu ermöglichen .

10. Stecker (200) für eine elektrische Steckver¬ bindung (10) zur Verbindung mit einer zumindest einen

elektrischen Steckeraufnahmeleiter (102) aufweisenden Steckerauf- nähme (100), insbesondere einer Steckeraufnahme (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen ersten Verriegelungsabschnitt (136) aufweist, mit:

einem im Wesentlichen plattenförmigen Körper (210), der dazu ausgebildet ist, zwischen einer ausgesteckten Position, in der der plattenförmige Körper (210) von der Steckeraufnahme (100) losgelöst ist, und einer eingesteckten Position, in der der plattenförmige Körper (210) in die Steckeraufnahme (100) eingesteckt und mit dem Steckeraufnahmeleiter (102) elektrisch verbunden ist, bewegt zu werden,

zumindest einem an einer Oberfläche des plat¬ tenförmigen Körpers (210) angebrachten elektrischen Steckerleiter (202, 204), der zumindest einen Kontaktbereich (203, 205) aufweist, und

zumindest einem am plattenförmigen Körper (210) vorgesehenen zweiten Verriegelungsabschnitt (220), der dazu ausgebildet ist, mit dem ersten Verriegelungsabschnitt (136) einzugreifen, wenn sich der plattenförmige Körper (210) in der eingesteckten Position befindet.

11. Stecker (200) nach Anspruch 10, wobei der zumindest eine zweite Verriegelungsbereich eine im plattenförmigen Körper (210) vorgesehene Ausnehmung (220) ist, die dazu aus¬ gebildet ist, den in der Form eines Vorsprungs (136) ausge¬ bildeten ersten Verriegelungsabschnitt zumindest teilweise aufzunehmen .

12. Stecker (200) nach einem der Ansprüche 10 und 11, ferner mit zumindest einer am plattenförmigen Körper (210) vorgesehenen Positionierungseinrichtung (230), die dazu ausgebildet ist, den Stecker (200) relativ zur Steckeraufnahme (100) zu positionieren.

13. Steckverbindung (10), mit:

einer Steckeraufnahme (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, und

einem Stecker (200) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Stecker (200) mit der Steckeraufnahme (100) lösbar verbunden werden kann.

Description:
Beschreibung

STECKERAUFNAHME MIT KONTAKTFEDERN ZUR VERBINDUNG MIT EINER LEITERPLATTE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische Steckverbindung sowie eine elektrische Steckverbindung, insbesondere eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische Steckverbindung, die lösbar miteinander verbunden werden können.

Üblicherweise kommen Steckverbindungen zur Kontaktierung von Leiterplatten zum Einsatz, mit denen elektrische Signale übertragen und/oder eine Stromversorgung sichergestellt werden kann. Die Leiterplatten können dabei eine beliebige Anzahl elektrischer Pole aufweisen. So sind beispielsweise Leiterplatten mit einem Direktsteckverbinder bekannt, wie beispielsweise die Typ35-Steckeraufnähme der Firma Lumberg. Aufgrund von auftretenden Temperaturänderungen der Steckverbindungen kann es zu Relativbewegungen zwischen dem metallischen Leiter im Stecker und der metallischen Auflagefläche auf der Leiterplatte kommen. Diese Relativbewegungen sind überwiegend dem unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten der verwendeten Materialien geschuldet und können Reibkorrosion verursachen, die den elektrischen Widerstand der Kontaktierung unnötig erhöhen können. Ferner kann daraufhin ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen der Steckeraufnahme und dem Stecker nicht mehr gewährleistet werden.

Ferner ist es bekannt, Kontaktierungen von Leiterplatten mit Steckverbindungen auch bei hohen Anforderungen an Temperaturwechselfestigkeit mittels einer indirekten Verbindung einzusetzen. Dabei werden zusätzliche Kontaktstifte auf der Leiterplatte befestigt, beispielsweise durch Lötverbindungen, die meist in einem Rahmenelement angeordnet und fixiert sind. Auf diese zusätzlichen Kontaktstifte kann der Stecker aufgesteckt werden, wobei die in diesem Fall die thermischen Ausdeh- nungskoeffizienten der kraftübertragenden Komponenten und die Flexibilität der Kontaktstifte die unerwünschten Relativbe ¬ wegungen in den elektrischen Kontaktflächen ausreichend reduzieren können. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steckeraufnahme und einen Stecker für eine elektrische

Steckverbindung vorzusehen, die eine verbesserte Temperaturwechselfestigkeit aufweisen und eine elektrische Verbindung dauerhaft gewährleisten können.

Diese Aufgabe wird mit einer Steckeraufnahme gemäß dem Anspruch 1 und einem Stecker gemäß dem Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die von thermischen Geometrieveränderungen verursachten Kräfte konstruktiv derart umzuleiten, dass die Kräfte im elektrischen Kontaktpunkt, welche die Haftreibung an dieser Stelle überwinden könnten, im Wesentlichen orthogonal zur Kontaktfläche wirken. Dadurch kann eine thermisch bedingte Relativbewegung zwischen den elektrischen Kontakten, beispielsweise zwischen dem Steckeraufnahmeleiter und dem Steckerleiter, vermieden werden, was zu einer Reduktion der Reibkorrosion an den elektrischen Kontaktpunkten führen kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steckeraufnahme für eine elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einem zumindest einen elektrischen Steckerleiter aufweisenden Stecker offenbart. Der zumindest eine Steckerleiter umfasst einen Kontaktbereich zur elektrischen Verbindung mit der Steckeraufnahme. Die erfindungsgemäße Steckeraufnahme weist ein Gehäuse, in dem ein Einsteckbereich vorgesehen ist, in den der Stecker lösbar eingesteckt werden kann, zumindest einen im Gehäuse starr angeordneten elektrischen Steckeraufnahmeleiter und einen im Gehäuse schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter auf, der dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Steckeraufnahmeleiter mit dem zumindest einen Steckerleiter elektrisch zu verbinden und auf den Kontaktbereich des Steckers eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft auszuüben, wenn der Stecker in den Einsteckbereich eingesteckt ist. Die im Wesentlichen orthogonal zum Kontaktbereich verlaufende Verbindungskraft kann ferner zu ¬ mindest teilweise eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsleiter und dem Steckerleiter herstellen.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt eine schwimmende Anordnung des Verbindungsleiters eine Anordnung, bei der der Verbindungsleiter an keinem weiteren Element der Steckverbindung dauerhaft und fest angebracht ist und sich folglich im Wesentlichen lose im Gehäuse befindet. Bei ¬ spielsweise kann der als Spiralfeder ausgebildete Verbin ¬ dungsleiter zwar in einer Richtung orthogonal zur Einsteckrichtung vorgespannt sein, weist jedoch entlang anderen

Richtungen, die orthogonal zu dieser Richtung verlaufen, ein gewisses freies Spiel auf. Dieses Spiel ermöglicht es dem Verbindungsleiter, sich beispielsweise bei auftretenden Vibrationen gemeinsam mit dem eingesteckten Stecker zu bewegen, damit in den elektrischen Kontaktbereichen auftretende Reib- korrosionen verhindert werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Steckeraufnahme ein im Gehäuse linear bewegbar angeordnetes Verriegelungselement auf, das mit dem Verbindungsleiter in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker mit der Steckeraufnahme (100) fest verbindbar ist, und einer Entriegelungsstellung entlang einer linearen Bewegungsbahn bewegbar ist, in der der Stecker von der Ste- ckeraufnähme lösbar ist. In einer solchen bevorzugten Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die lineare Bewegungsbahn des Verriegelungselements im Wesentlichen orthogonal zum Ste ¬ ckerleiter verläuft. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Steckeraufnahme eine im Gehäuse angeordneten Welle mit einem daran starr angeordneten Hebel auf, der mit dem Verbindungsleiter in Wechselwirkung steht und zwischen einer Verriegelungsstellung, in der der Stecker mit der Ste- ckeraufnahme fest verbindbar ist, und einer Entriegelungs ¬ stellung bewegbar ist, in der der Stecker von der Steckaufnahme lösbar ist. In einer derart bevorzugten Ausgestaltung stellt die drehbare Welle mit dem daran starr angebrachten Hebel eine Arrietiervorrichtung für den Stecker dar, wenn dieser in den Einsteckbereich des Gehäuses eingesteckt ist. Folglich ist dadurch eine rotatorische Verriegelung vorgesehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der elektrische Verbindungsleiter eine elektrisch leitende Spiralfeder. Durch die Federkraft der Spiralfeder kann die notwendige

Verbindungskraft für einen zumindest teilweisen Kraftschluss zwischen dem Verbindungsleiter und dem Steckerleiter erzeugt werden. Insbesondere ist die Spiralfeder zwischen dem Steckeraufnahmeleiter und dem Steckerleiter derart schwimmend im Gehäuse angeordnet, dass diese im eingebauten Zustand zumindest teilweise vorgespannt ist und somit die im Wesentlichen or ¬ thogonal verlaufende Verbindungskraft auf den Kontaktbereich des Steckers ausüben kann. Ferner kann durch die schwimmende Anordnung bzw. Lagerung des Verbindungsleiters zumindest teilweise n

5 gewährleistet werden, dass thermische Ausdehnungsänderungen durch elastische Verformung des Verbindungsleiters kompensiert werden können, ohne eine Relativbewegung in den Kontaktpunkten zum Steckerleiter und/oder Steckeraufnahmeleiter zu verursa- chen. Hierdurch kann eine Reibkorrosion am Kontaktbereich zwischen dem Verbindungsleiter und dem Steckerleiter reduziert und sogar teilweise vermieden werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Hebel eine Durchgangsöffnung, durch die sich der elektrische Verbindungsleiter zumindest teilweise erstreckt, und eine ein Ende der Durchgangsöffnung zumindest teilweise umgebende An ¬ schlagsfläche auf. Ferner weist gemäß dieser bevorzugten Ausgestaltung die Spiralfeder einen ersten Bereich mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Durchmesser auf, der kleiner als der erste Durchmesser ist. Dabei ist bevorzugt ein Ende des ersten Bereichs, das mit dem zweiten Bereich verbunden ist, dazu ausgebildet, die Anschlagsfläche zu berühren, wenn sich der Hebel in der Verriegelungsstellung befindet, und der zweite Bereich erstreckt sich vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung des Hebels. In dieser Weise ist die Wechselwirkung zwischen dem Hebel und dem Verbindungsleiter in Form der Spiralfeder umgesetzt. Insbesondere kann die Spi ¬ ralfeder durch eine Drehung des Hebels zumindest teilweise komprimiert werden und somit vom Steckerleiter losgelöst werden. Der erste Bereich des Verbindungsleiters ist aufgrund der Vorspannung dazu ausgebildet, den Hebel zumindest teilweise in die Verriegelungsstellung zu drängen und vorzuspannen, in dem die Vorspannkraft des ersten Bereichs auf die Anschlagfläche wirkt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Hebel einen ersten Verriegelungsabschnitt auf, der dazu ausgebildet ist, mit einem am Stecker angeordneten zweiten Verriegelungsabschnitt lösbar einzugreifen, wenn sich der Hebel in der r

Verriegelungsstellung befindet. Bevorzugt ist der erste Verriegelungsabschnitt ein am Hebel vorgesehener Vorsprung, der dazu ausgebildet ist, in den in Form einer Ausnehmung ausgebildeten zweiten Verriegelungsabschnitt zumindest teilweise hervorzustehen, wenn der Stecker im Einsteckbereich eingesteckt ist und sich der Hebel in der Verriegelungsstellung befindet. Durch das Vorstehen des Vorsprungs in die Ausnehmung kann der Stecker mit der Steckeraufnahme fest verbunden werden, wodurch gewährleistet werden kann, dass sich der Stecker nicht ungewollt aus der Steckaufnahme löst.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse aus einem ersten Gehäuseelement und einem relativ zum ersten Gehäuseelement verschiebbar angeordneten zweiten Gehäuseelement gebildet, das zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verschiebbar ist. Das erste Gehäuseelement weist den Einsteckbereich auf und ist dazu ausgebildet, den Stecker zumindest teilweise aufzunehmen. Das zweite Gehäuseelement ist dazu ausgebildet, in der Sperrstellung die Drehbeweglichkeit der Welle mit dem sich in der Verriegelungsstellung befindlichen Hebel zu sperren und somit zu verhindern, dass sich der erste Verriegelungsabschnitt des Hebels vom zweiten Verriegelungs ¬ abschnitt des Steckers lösen kann, wenn der Stecker in die Steckeraufnahme eingesteckt ist. In der Freigabestellung ist das zweite Gehäuseelement dazu ausgebildet, die Drehbeweglichkeit der Welle mit dem Hebel freizugeben, so dass ein Lösen des Steckers aus der Steckeraufnahme ermöglicht ist.

Insbesondere kann nach einem Einstecken des Steckers in die Steckeraufnahme das zweite Gehäuseelement relativ zum ersten Gehäuseelement verschoben werden, bevorzugt entlang einer linearen Bewegungsbahn, damit die Drehbeweglichkeit der Welle gesperrt und somit eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme hergestellt werden kann .

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stecker für eine elektrische Steckverbindung zur Verbindung mit einer zumindest einen elektrischen Steckeraufnahmeleiter aufweisenden Steckeraufnahme offenbart. Die Steckeraufnahme weist einen an einer drehbaren Welle angeordneten Hebel mit einem ersten Verriegelungsabschnitt auf. Der erfindungsgemäße Stecker umfasst einen im Wesentlichen plattenförmigen Körper, der dazu ausgebildet ist, zwischen einer ausgesteckten Position, in der der plattenförmige Körper von der Steckeraufnahme losgelöst ist, und einer eingesteckten Position bewegt zu werden, in der der plattenförmige Körper in der Steckeraufnahme eingesteckt und elektrisch mit dem Steckeraufnahmeleiter verbunden ist. Der erfindungsgemäße Stecker umfasst ferner zumindest einen am plattenförmigen Körper vorgesehenen zweiten Verriegelungsabschnitt, der dazu ausgebildet ist, mit dem ersten Verriege ¬ lungsabschnitt einzugreifen, wenn sich der plattenförmige Körper in der eingesteckten Position befindet.

Vorzugsweise ist der zumindest eine zweite Verriegelungsab ¬ schnitt eine im plattenförmigen Körper vorgesehene Ausnehmung, die dazu ausgebildet ist, den am Hebel in der Form eines Vorsprungs ausgebildeten ersten Verriegelungsabschnitt zu ¬ mindest teilweise aufzunehmen und somit ein Lösen des Steckers von der Verbindungsaufnahme zu verhindern.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Stecker zumindest eine im plattenförmigen Körper gebildete Positio ¬ nierungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, den Stecker relativ zur Steckeraufnahme zu positionieren . Beispielsweise ist die Positionierungseinrichtung in der Form von Ausnehmungen gebildet, die während eines Einsteckvorgangs des Steckers in die Steckeraufnahme an der Steckeraufnahme vorgesehene Vorsprünge zumindest teilweise aufnehmen und somit die relative Positi ¬ onierung zwischen dem Stecker und der Steckeraufnahme realisieren können.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Steckverbindung offenbart, die eine erfindungsgemäße Ste ¬ ckeraufnahme und einen erfindungsgemäßen Stecker aufweist.

Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beigefügten Zeichnungen und ersichtlich, in denen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Steckverbindung darstellt,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Steckers zeigt,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ste ¬ ckeraufnahme darstellt,

Fig. 4 die Schnittansicht der Fig. 3 darstellt, bei der ein erfindungsgemäßer Stecker aus der ausgesteckten

Position in die eingesteckte Position bewegt wird,

Fig. 5 die Schnittansicht der Fig. 5 zeigt, bei der sich der erfindungsgemäße Stecker in der vollständig einge ¬ steckten Position befindet,

Fig. 6 eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen

Steckeraufnahme zeigt, bei der sich ein erfin ¬ dungsgemäßer Stecker in der eingesteckten Position befindet, Fig. 7A eine weitere Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Steckverbindung darstellt, bei der sich der erfindungsgemäße Stecker in der eingesteckten Position befindet und sich das Gehäuseelement in der Frei ¬ gabestellung befindet, eine perspektivische Ansicht der Steckverbindung der Fig. 7A zeigt, die Schnittansicht der Fig. 7A zeigt, bei der sich der erfindungsgemäße Stecker in der eingesteckten Position befindet und sich das Gehäuseelement in der Sperrstellung befindet, und eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Steckverbindung der Fig. 8A darstellt.

Die Fig. 1 stellt eine erfindungsgemäße elektrische Steck- Verbindung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel dar. Die

Steckverbindung 10 weist eine Steckeraufnahme 100 und einen Stecker 200 auf, der mit der Steckeraufnahme 100 lösbar verbunden werden kann. In der Fig. 1 sind ferner Anschlussleitungen 20, 30 exemplarisch dargestellt, die mit der Steckeraufnahme 100 verbunden und dazu ausgebildet sind, Signale zu übertragen und/oder elektrischen Strom zu leiten. Insbesondere sind die Anschlussleitungen 20, 30 mit zumindest einem Steckeraufnahmeleiter 102 (siehe Fig. 3) elektrisch verbunden.

Der Stecker 200 weist einen plattenförmigen Körper 210 auf, auf dem in dem in der Fig. 1 gezeigten Beispiel ein erster Steckerleiter 202 und ein zweiter Steckerleiter 204 angeordnet sind. Der plattenförmige Körper 210 kann beispielsweise eine Lei ¬ terplatte (printed circuit board) sein, bei der die elektrischen Steckerleiter 202, 204 in beliebiger Form aufgedruckt sind. Insbesondere sind der erste und zweite Steckerleiter 202, 2014 auf die Leiterplatte 210 aufgedruckte Leiterbahnen. Der Stecker 200 kann ferner nicht explizit dargestellte weitere elektrische Bauelemente, wie beispielsweise Spulen, Kondensatoren, Relais, Dioden und/oder weitere bekannte elektrische Bauteile aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stecker 200 ortsfest angeordnet und es wird die Steckaufnahme 100 relativ zum Stecker 200 derart bewegt, dass der plattenförmige Körper 210 in der Steckeraufnahme 100 aufgenommen wird. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Steckaufnahme 100 ortsfest angeordnet und es wird der Stecker 200 derart bewegt, dass er in die Steck ¬ aufnahme 100 eingesteckt ist. In einer weiteren Ausgestaltung sind sowohl die Steckeraufnahme 100 als auch der Stecker 200 beweglich, d. h. nicht ortsfest, angeordnet und können derart zueinander bewegt werden, dass der Stecker 200 in die Steckeraufnahme 100 gesteckt wird. Der erste Steckerleiter 202 weist einen ersten Kontaktbereich 203 auf und der zweite Steckerleiter 204 weist einen zweiten Kontaktbereich 205 auf. Der erste und zweite Kontaktbereich 203, 205 sind jeweils dazu ausgebildet, mit einem im Gehäuse 110 der Steckeraufnahme 100 angeordneten Verbindungsleiter 140 (siehe Fig. 3) in elektrisch leitenden Kontakt zu gelangen, wenn der Stecker 200 vollständig in die Steckeraufnahme 100 gesteckt ist.

Der Stecker 200 kann entlang einer Einsteckrichtung 40 (siehe Pfeil in der Fig. 1) in die Steckeraufnahme 100 gesteckt werden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlussleitungen 20, 30 und den Steckerleitungen 202, 204 hergestellt werden kann. Beispielsweise ist der Stecker 200 integraler Bestandteil von direktumspritzten oder vergossenen Leiterplatten, die zur elektronischen Steuerungen für Sensoren und Aktuatoren dienen und bei erhöhten Temperaturwechselanforde ¬ rungen elektrisch kontaktiert werden müssen. Beispielsweise ist der Stecker eine mit LEDs bestückte Leiterplatte in Fahr ¬ zeugbeleuchtungseinheiten .

Die Steckeraufnahme 100 weist ein Gehäuse 110 auf, das aus einem ersten Gehäuseelement 112 und einem zweiten Gehäuseelement 114 gebildet ist. Dabei ist das zweite Gehäuseelement 114 relativ zum ersten Gehäuseelement 112 zwischen einer Freigabesteilung (siehe beispielsweise Fig. 7B) und einer Sperrstellung (siehe bei ¬ spielsweise Fig. 8B) verschiebbar.

Unter zusätzlichen Verweis auf die Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Stecker 200 mit dem plattenförmigen Körper 210 dargestellt, auf den der erste Verbindungsleiter 202 und der zweite Verbindungsleiter 204 aufgebracht sind. In der Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass der Stecker 200 einen am plattenförmigen Körper 210 vorgesehenen Verriegelungsabschnitt 220 aufweist, der in dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel in der Form einer Ausnehmung gebildet ist, die sich zwischen dem ersten Ver- bindungssteckerleiter 202 und dem zweiten Steckerleiter 204 angeordnet befindet. Der Verriegelungsabschnitt 220 ist dazu ausgebildet, mit einem an der Steckeraufnahme 100 vorgesehenen Verriegelungsabschnitt 136 einzugreifen (siehe beispielsweise Fig. 3) , wenn der Stecker 200 in die Steckeraufnahme 100 gesteckt ist, was im Folgenden noch näher beschrieben wird.

Ferner geht aus der Fig. 2 hervor, dass der Stecker 200 eine Positionierungseinrichtung 230 aufweist, die in dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel aus einem ersten Schlitz 232 und einem zweiten Schlitz 234 gebildet ist. Die Positionie ¬ rungseinrichtung 230 ist dazu ausgebildet, entsprechende Vorsprünge oder Rippen (in den Zeichnungen nicht explizit dargestellt) , aufzunehmen, die am Gehäuse 110 vorgesehen sind. Die Positionierungseinrichtung 230 ist dazu ausgebildet, beim Einführen des Steckers 200 in die Steckeraufnahme 100 eine relative Positionierung des Steckers 200 relativ zur Stecke ¬ raufnahme 100 vorzunehmen und zu gewährleisten, dass der Stecker 200 ordnungsgemäß mit der Steckeraufnahme 100 verbunden wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Steckeraufnahme 100, die im Wesentlichen parallel zur Einsteckrichtung 40 vorgenommen ist und in die noch kein Stecker 200 eingesteckt ist. In dem Gehäuse 100 ist ferner ein elektrischer Steckeraufnahmeleiter 102 starr angeordnet, der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Ver ¬ bindung zu den Anschlussleitern 20, 30 herzustellen. Beispielsweise ist der Steckeraufnahmeleiter 102 ein im ersten Gehäuseelement 112 eingebetteter Stanzkontakt. Im Gehäuse 110, insbesondere im ersten Gehäuseelement 112, ist ferner eine Welle 120 drehbar angeordnet, an der ein Hebel 130 starr angebracht ist. Insbesondere erstreckt sich der Hebel 130 antiparallel zur Einsteckrichtung 40. Der Hebel 130 ist zwischen einer Verriegelungsstellung (siehe Fig. 3), in der der Stecker 200 mit der Steckeraufnahme 100 fest verbindbar ist, und einer Entriegelungsstellung (siehe Fig. 4) bewegbar, in der der Stecker 200 von der Steckeraufnahme 100 lösbar ist. Durch den Hebel 130 kann somit eine rotatorische Verriegelung vorgesehen werden. In einer in den Zeichnungen nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung der Steckeraufnahme 100 kann anstelle des Hebels 130 ein im Gehäuse linear bewegbar angeordnetes Verriege ¬ lungselement vorgesehen werden. Das Prinzip der Verriegelung mittels eines solchen Verriegelungselements basiert im We- sentlichen auf einer linearen Bewegungsbahn des Verriegelungselements im Gehäuse. Somit kann eine translatorische Verriegelung vorgesehen werden. Dabei bewegt sich das Verriegelungselement bevorzugt orthogonal zum Steckerleiter 202, 204. Das erste Gehäuseelement 112 weist einen Einsteckbereich 113 auf, in den der Stecker 200 entlang der Einsteckrichtung 40 eingesteckt werden kann. Der Einsteckbereich 113 weist eine Form auf, die im Wesentlichen der Form des Steckers 200 entspricht, so dass der Stecker 200 im Einsteckbereich 113 positioniert werden kann.

Die Steckeraufnahme 100 weist ferner einen im ersten Gehäu- seelement 112 schwimmend angeordneten elektrischen Verbindungsleiter 140 auf, der mit dem Hebel 130 in Wechselwirkung steht. In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist der elektrische Verbindungsleiter in Form einer elektrisch leitenden und elastischen Spiralfeder 140 ausgebildet und innerhalb dem ersten Gehäuseelement 112 angeordnet.

Eine schwimmende Anordnung des Verbindungsleiters 140 beschreibt eine Anordnung, bei der der Verbindungsleiter 140 an keinem weiteren Element der Steckverbindung 10 fest angebracht ist und sich folglich im Wesentlichen lose im Gehäuse befindet. Beispielsweise ist der als Spiralfeder 140 ausgebildete Verbin ¬ dungsleiter zwar in einer Richtung (in der Fig. 3 die

Oben-Unten-Richtung) orthogonal zur Einsteckrichtung 40 vorgespannt (d. h. der Verbindungsleiter 140 liegt am Stecke- raufnahmeleiter 102 und am Hebel 130 an), weist jedoch entlang Richtungen, die orthogonal zu dieser Richtung verlaufen, eine gewisses freies Spiel auf. Dieses Spiel ermöglicht es der Spiralfeder 140, sich beispielsweise bei auftretenden Vibra ¬ tionen gemeinsam mit dem eingesteckten Stecker 140 zu bewegen, damit in den Kontaktbereichen 203, 205 auftretende Reibkorrosionen verhindert werden können.

Gemäß der Fig. 3 ist der Verbindungsleiter 140 derart im Gehäuse 110 schwimmend angeordnet, dass ein Ende des elektrischen Verbindungsleiters 140 mit dem Steckeraufnahmeleiter 102 dauerhaft in elektrischem Kontakt steht. Beispielsweise ist der Verbindungsleiter 140 zumindest teilweise vorgespannt, so dass ein Ende des elektrischen Verbindungsleiters 140 mit dem Steckeraufnahmeleiter 102 dauerhaft in elektrischem Kontakt steht. Folglich kann zwischen dem Steckeraufnahmeleiter 102 und dem Verbindungsleiter 140 Strom fließen und/oder es können Signale übertragen werden. Der als Spiralfeder ausgebildete Verbindungsleiter 140 weist einen ersten Bereich 142 mit einem ersten Durchmesser Dl und einen zweiten Bereich 142 mit einem zweiten Durchmesser D2 auf, der kleiner als der erste Durchmesser Dl ist. Der erste Bereich 142 geht vorzugsweise fließend in den zweiten Bereich 144 über. Der erste Bereich 142 steht mit dem Steckeraufnahmeleiter 102 in Kontakt .

Im Hebel 130 ist eine Durchgangsöffnung 132 gebildet, durch die sich der zweite Bereich 144 des elektrischen Verbindungsleiters 140 erstreckt. Ferner ist ein Ende der Durchgangsöffnung 132 (in dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel das obere Ende der Durchgangsöffnung 132) zumindest teilweise von einer Anschlagfläche 134 umgeben, die dazu ausgebildet ist, mit dem unteren Ende des ersten Bereichs 142 des elektrischen Verbindungsleiters 140 teilweise in Kontakt zu gelangen.

Insbesondere ist der erste Bereich 142 zwischen dem Stecke ¬ raufnahmeleiter 102 und dem Hebel 130 schwimmend angeordnet und zumindest teilweise vorgespannt, so dass der erste Bereich 142 der Spiralfeder 140 den Hebel 130 zumindest teilweise in die Verriegelungsstellung drängt und der Hebel 130, genauer gesagt ein daran gebildeter Verriegelungsabschnitt 136, am Boden 116 des Gehäuses anliegt. Der Hebel 130 umfasst den Verriegelungsabschnitt 136, der beispielsweise in der Form eines nach unten vorstehenden Vorsprungs ausgebildet ist. Gemäß der Fig. 3 ist der Verrie ¬ gelungsabschnitt 136 im Wesentlichen dreieckförmig und weist eine erste Kante 137 und eine zweite Kante 139 auf. Die erste Kante 137 ist dazu ausgebildet, während eines Einsteckvorgangs des Steckers 200 in den Einsteckbereich 113 mit einem vorderen Ende des Steckers 200, insbesondere des plattenförmigen Körpers 210, in Kontakt zu treten und nach oben gedrückt zu werden, wodurch sich der Hebel 130 samt der Welle 120 dreht (siehe Fig. 4) . Die zweite Kante 139 ist dazu ausgebildet, bei einem Aussteckvorgang des Steckers 200 aus dem Einsteckbereich 113 mit einer vorderen Kante des zweiten Verriegelungsbereichs 120 in Kontakt zu treten und nach oben gedrückt zu werden, wodurch sich der Hebel 130 samt der Welle 120 dreht.

Unter zusätzlichem Verweis auf die Fig. 4, in der eine Situation gezeigt ist, in der damit begonnen wird, einen Stecker 200 (siehe Fig. 2) in die Steckeraufnahme 100 einzustecken. Der elektrische Verbindungsleiter 140 ist zu diesem Zeitpunkt in der in der Fig. 3 gezeigten Position, so dass der erste Bereich 142 des elektrischen Verbindungsleiters 140 an der Anschlagfläche 134 des Hebels 130 anliegt.

Wird nun gemäß der Fig. 4 der Stecker 200 eingeschoben, gelangt ein vorderes Ende des Steckers 200 zunächst mit der schräg abfallenden ersten Kante 137 des Verriegelungsabschnitts 136 in Kontakt und drängt den Hebel 130 nach oben. Dadurch wird eine Drehung der Welle 120 bewirkt. In der in der Fig. 4 gezeigten Stellung befindet sich der Hebel 130 in seiner Entriege- lungsstellung, in der ein weiteres Einschieben des Steckers 200 ermöglicht ist.

Durch die Drehbewegung der Welle 120 wird die Spiralfeder 140 weiter komprimiert und vom Boden 116 des Gehäuses zumindest teilweise entfernt. Damit vergrößert sich der Einsteckbereich 136 und der Stecker 200 kann weiter eingesteckt werden. Während dem Einsteckvorgang des Steckers 200 in die Steckeraufnahme 100 verbleibt der Verbindungsleiter 140 dauerhaften in elektrischem Kontakt mit dem Steckeraufnahmeleiter 102.

Wird der Stecker 200 weiter entlang der Einsteckrichtung 40 verschoben, gelangt an einem bestimmten Zeitpunkt, insbesondere wenn sich der Stecker 200 in der eingesteckten Position befindet, der erste Verriegelungsabschnitt 136 in Eingriff mit dem zweiten Verriegelungsabschnitt 220. Gemäß der in den Figuren darge ¬ stellten Ausführungsform steht dann der Vorsprung 136 in die Ausnehmung 220 vor. Aufgrund der in der Fig. 4 mittels der Spiralfeder 40 auf den Hebel 130 aufgebrachten Vorspannungskraft bewegt sich der Hebel 130 automatisch wieder zurück in seine Verriegelungsstellung, wenn sich die Ausnehmung 220 direkt darunter befindet (siehe Fig. 5) .

In der in der Fig. 5 gezeigten Stellung befindet sich der Stecker 200 in der vollständig eingesteckten Position, in der der zweite Bereich 144 des Verbindungsleiters 140 mit dem jeweilig zu ¬ geordneten Kontaktbereich 203, 205 des jeweiligen Steckerleiters 202, 204 in elektrischem Kontakt steht. Unter zusätzlichem Verweis auf die Fig. 6, die einen bezüglich der Schnittansicht der Fig. 5 versetzten und parallelen Schnitt zeigt, ist in dieser Position der Hebel 130 in der Verriegelungsstellung und der Verriegelungsbereich 136 liegt wieder, wie auch in der Fig. 3 dargestellt, am Boden 116 des Gehäuses 110 an. Aufgrund der Tatsache, dass der Verbindungsleiter 140 weiterhin zumindest teilweise komprimiert ist wird in der Fig. 5 si ¬ chergestellt, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Verbindungsleiter 140 und dem Steckerleiter 202, 204 gewährleistet wird. Aufgrund der Vorkomprimierung der Spiralfeder 140 wird auf den jeweiligen Kontaktbereich 203, 205 des Steckerleiters 202, 204 eine im Wesentlichen orthogonal dazu verlaufende Verbindungskraft (Verlauf der Verbindungskraft in der Fig. 5 in der Oben-Unten-Richtung) ausgeübt. Diese Verbindungskraft bewirkt zumindest teilweise einen Reibschluss zwischen dem

Verbindungsleiter 140 und dem jeweiligen Steckerleiter 202, 204.

Gemäß den Fig. 3 bis 6 ist ebenfalls ersichtlich, dass der Verbindungsleiter 140 zumindest teilweise schwimmend innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und lediglich durch den durch die Durchgangsöffnung 132 ragenden zweiten Bereich 144 zumindest teilweise in Position gehalten wird. Die schwimmende Anordnung des Verbindungsleiters 140 innerhalb des Gehäuses 110 ge ¬ währleistet eine zumindest teilweise Kompensation etwaiger thermischer Ausdehnungen der elektrischen Elemente, wodurch eine Reibkorrosion an der Kontaktstelle zwischen dem Verbindungsleiter 140 und dem Steckerleiter 202, 204 zumindest teilweise vermieden werden kann. Außerdem wird durch die Verbindungskraft der Spiralfeder 140 ein dauerhafter und zuverlässiger

elektrischer Kontakt sichergestellt.

Obwohl in den Fig. 3 bis 6 nur ein Verbindungselement 140 dargestellt ist, versteht es sich von selbst, dass die Anzahl der Steckerleiter 202, 204 der Anzahl der Verbindungsleiter 140 entsprechen kann. Das heißt, dass die in den Zeichnungen beispielhaft dargestellte Steckeraufnahme 100 insgesamt zwei Verbindungsleiter 140 aufweist, die gemäß den Fig. 3 bis 6 ausgestaltet sind und mit einem zugeordneten Steckerleiter 202, 204 in elektrischen Kontakt treten können.

Die Fig. 7A, 7B, 8A, 8B zeigen unterschiedliche Stellungen des Gehäuses 110. Dabei zeigt die Fig. 7A das zweite Gehäuseelement 114 in der Freigabestellung, in der eine Drehbewegung der Welle 120 ermöglicht ist. In der Freigabestellung des zweiten Ge- häuseelements 114 kann demnach der Hebel 130 gedreht werden, so dass ein Stecker 200 überhaupt in die Steckeraufnahme 100 eingesteckt werden kann. Aufgrund von z. B. Vibrationen kann es jedoch dazu kommen, dass sich der Stecker 200 ungewollt aus der Steckeraufnahme 100 löst, da die Vibrationskräfte die Vor ¬ spannkraft des Verbindungsleiters 140 übersteigen und folglich eine Bewegung des Hebels 130 bewirken können und sich dann der Verriegelungsabschnitt 136 vom Verriegelungsabschnitt 120 lösen kann .

Um ein ungewolltes Lösen der Steckverbindung 10 zu vermeiden, ist das zweite Gehäuseelement 114 aus der Freigabestellung in eine Sperrstellung verschiebbar (siehe Fig. 8A und 8B) . Dabei wird das Gehäuseelement 114 im Wesentlichen entgegen der Einschiebe- richtung 40 des Steckers verschoben und bewirkt eine Sperre der Drehbewegung der Welle 120 und des Hebels 130.

Aus der Fig. 8A kann gesehen werden, dass sich das Gehäuse 114 zumindest teilweise entlang des Hebels 130 verschiebt und somit die Drehbewegung des Hebels 130 sperrt. In dieser Position ist außerdem eine Drehbewegung der Welle 120 gesperrt und folglich kann sich auch nicht der Verriegelunsabschnitt 136 des Hebels 130 vom Verriegelungsabschnitt 220 des Steckers 200 lösen, wodurch eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung zwischen der Steckeraufnahme 100 und dem Stecker 200 gewährleistet werden kann .

Insbesondere wird durch das Verschieben des zweiten Gehäu ¬ seelements 114 in die Sperrstellung eine Überlappungslänge L zwischen einem Sperrabschnitt 115 des Gehäuseelements 114 und dem Hebel 130 hergestellt, wodurch die Drehbewegung des Hebels 130 mechanisch gesperrt wird (siehe Fig. 8A) . Zum Lösen des Steckers 200 aus der Steckeraufnahme 100 kann das zweite Gehäuseelement 114 wieder aus seiner Sperrstellung (siehe Fig. 8B) in die Freigabestellung (siehe Fig. 7B) verschoben werden. Daraufhin kann der Stecker 200 entgegen der Ein- Steckrichtung 40 herausgezogen werden. Dabei gelangt ein vorderes Ende der Ausnehmung 120 mit der zweiten Kante 139 des Verriegelungsabschnitts 136 in Kontakt und bewirkt bei weiterem Herausziehen eine Aufwärtsbewegung des Hebels 130, der somit aus seiner Verriegelungsstellung (siehe Fig. 6) in seine Entrie- gelungsstellung gelangt (siehe Fig. 4) . Dabei gelangen der erste Verriegelungsabschnitt 136 und der zweite Verriegelungsab ¬ schnitt 120 außer Eingriff und der Stecker 200 kann vollständig aus der Steckeraufnahme 100 gelöst werden. Nachdem der Stecker 200 vollständig aus der Steckeraufnahme 100 entfernt ist, wird aufgrund der Vorspannkraft des Verbin ¬ dungsleiters 140 der Hebel 130 wieder in seine Verriege ¬ lungsstellung gedrückt (siehe Fig. 3) . Anschließend kann ein Stecker 200 erneut in die Steckeraufnahme 100 lösbar eingesteckt werden.

Alternativ zu der in den Zeichnungen dargestellten rotatorischen Verriegelung mittels des Hebels 130 kann eine translatorische Verriegelung derart vorgesehen werden, dass anstelle des Hebels 130 und der Welle 120 ein im Gehäuse 110 linear bewegbar an ¬ geordnetes Verriegelungselement (nicht gezeigt) vorgesehen werden kann, das sich bei Einschieben des Steckers 200 linear (und im Wesentlichen orthogonal zum Steckerleiter 202, 204) nach oben bewegt (ähnlich zu der Bewegung des Hebels 130 nach oben in der Fig. 4) und beim Einrasten in die Ausnehmung 220 eingreift. Folglich kann bei einer solchen Ausgestaltung der Verriegelungsabschnitt 136 identisch sein wie in der in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltung mit rotatorischer Verriegelung mittels Hebel 130 und Welle 120.