Verbindungselement für elektrische Steckverbinder

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verbindungselement für elektrische

Steckverbinder vor, wobei das Verbindungselement aus zwei miteinander verbindbaren, isolierenden Gehäusehälften gebildet wird, wobei das

Gehäuse mindestens zwei Steckseiten aufweist, und wobei in jeder der Steckseiten wenigstens zwei elektrische Kontakte angeordnet sind.

Derartiger Verbindungselemente werden benötigt, um elektrische

Steckverbinder die dieselbe Steckseite aufweisen miteinander zu verbinden. Dabei ist zu beachten, dass neben einer elektrischen und mechanischen Verbindung der Steckverbinder miteinander, die elektrische Verbindung der einzelnen Steckkontakte phasengerecht erfolgt. Daher müssen die Kontakte paarweise gekreuzt kontaktiert werden, um phasengerecht Verbindung der Steckverbinder zu gewährleisten.

Stand der Technik

Aus der EP1783521 A1 ist eine Steckkupplung zur Aufnahme zweier

Steckverbinder bekannt, wobei an einem Führungsblock eine Platine mit zwei darauf endseitig angeordneten Federdrahtsätzen zur elektrischen Kopplung der Steckverbinder vorgesehen ist. Nachteilig wirkt sich dabei aus, dass die gezeigten Lösungen einen relativ komplexen Aufbau aufweisen. Die Montage derartiger Verbindungselemente sehr aufwändig, da die Kontakte an eine Platine gelötet werden müssen. Eine Phasenänderung oder ein Verdrehen von Kontakten ist nur durch die zusätzliche Platine in der Steckkupplung möglich.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement für elektrische Steckverbinder vorzustellen, das eine phasengenaue Strom- und Spannungsübertragung bei geringer Bauform ermöglicht. Die durch das Verbindungselement zu verbindenden Steckverbinder sollen dabei gleichartige Steckverbinder sein. Zudem soll ein einfacher und

kostengünstiger Aufbau, sowie eine zeitsparende Montage des

Verbindungselements ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die elektrischen Kontakte der ersten Steckseite mit den elektrischen Kontakten der zweiten Steckseite kreuzförmig verbunden im Gehäuse angeordnet sind, dass die elektrischen

Kontakte mit den elektrischen Kontakten jeweils als ein einstückiger

Verbindungskontakt ausgeführt sind, und dass die Verbindungskontakte paarweise angeordnet in dazu ausgebildeten Aufnahmekanälen eines Kontaktblockes eingefügt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein als Kupplung ausgebildetes

Verbindungselement für elektrische Steckerbinder, wobei das

Verbindungselement dafür geeignet ist, zwei elektrische Steckverbinder gleicher Bauart miteinander zu verbinden.

Die Steckverbinder sind vorzugsweise Buchsensteckverbinder mit identischem Steckgesicht, welche miteinander gekoppelt werden sollen. Die

Steckverbinder sind zur Leistungsübertragung ausgelegt und sind mit mindestens zwei Buchsenkontakten ausgestattet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind in den Steckverbindern vier Leistungskontakte sowie ein Erdungskontakt vorgesehen.

Das Verbindungselement verfügt über mehrere, zweckmäßig zwei identische, zum Steckgesicht der Steckverbinder kompatible Steckseiten, an welchen je einer der zu verbindenden Steckverbinder kontaktiert werden kann. Jede der Steckseiten umfasst eine Mehrzahl von, vorzugsweise Stiftkontakten, die mit den Buchsenkontakten der Steckverbinder

kontaktierbar sind.

Bei der Erfindung kann es sich sowohl um ein Verbindungselement für Rechteck-Steckverbinder als auch für Rundsteckverbinder handeln.

Der Grundkörper des Verbindungselements wird von einem elektrisch isolierenden Gehäuse gebildet, welches aus zwei Gehäusehälften zusammengesetzt ist. Die zwei Gehäusehälften sind zur Aufnahme der Stiftkontakte vorgesehen und verfügen über Mittel zur gegenseitigen Verrastung. Im Inneren der ersten Gehäusehälfte ist wenigstens eine Aufnahmekammer vorgesehen, in welche ein Kontaktblock einsetzbar ist.

Durch Zusammenfügen und Verrasten der ersten Gehäusehälfte mit der zweiten Gehäusehälfte wird der Kontaktblock innerhalb der

Aufnahmekammer im Gehäuse gehalten und fixiert.

Der Kontaktblock ist dafür vorgesehen, die Stiftkontakte des

Verbindungselements aufzunehmen und zu halten. Dafür bilden

erfindungsgemäß die belegungsgleichen Stiftkontakte auf den zwei

Steckseiten je einen einstückigen Verbindungskontakt.

Zwei der einstückigen Verbindungskontakte werden in den Kontaktblock eingesetzt. Der Kontaktblock verfügt über zwei Aufnahmekanäle, die für die Verbindungskontakte vorgesehen sind. Die Verbindungskontakte werden in die an zwei Seiten des Kontaktblockes vorgesehenen Aufnahmekanäle gesteckt. Der Kontaktblock dient dabei einerseits als Kontaktträger, andererseits als Isolierkörper, um die zwei Verbindungskontakte

gegeneinander elektrisch zu isolieren.

Eine Verjüngung der Aufnahmekanäle zum Verklemmen und somit Fixieren der Verbindungskontakte im Kontaktblock wäre zusätzlich denkbar, damit die Verbindungskontakte bei der Montage nicht aus dem Kontaktblock fallen. Im montierten Zustand ragen die im Kontaktblock gehaltenen

Verbindungskontakte durch vorgesehene Bohrungen in die Steckbereiche der Steckseiten, so dass die Stiftkontakte mit den zu verbindenen

Steckverbindern kontaktieren können. Die Verbindungskontakte sind mehrfach gebogene Drahtkontakte. Dabei ist zu beachten, dass mindestens einer von zwei in einem Kontaktblock gehaltenen Verbindungskontakten in mindestens zwei Ebenen gebogen ist. Dies ist notwendig, um jeweils zwei Kontakte im Verbindungselement miteinander zu kreuzen um eine phasengerechte Verbindung zweier Stecker zu ermöglichen.

In einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen je zwei

Verbindungskontakte parallel, kreuzen sich mittig, um dann verdreht parallel weiter zu verlaufen. Dabei ist einer der Kontakte nur in einer Ebene zweifach abgewinkelt. Der zweite Kontakt ist vor der Kreuzung mit dem ersten Kontakt aus der Ebene herausgewinkelt und kreuzt den ersten Kontakt in einer versetzten Ebene, ohne ihn zu berühren. Nach der Kreuzung ist der zweite Kontakt wieder in die Ursprungsebene gewinkelt und verläuft parallel zum ersten Kontakt.

In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt das Verbindungselement über vier Leistungskontakte, die je paarweise in einem Kontaktblock gehalten, im Gehäuse montiert sind. Zusätzlich ist ein Erdungskontakt - ein sogenannter PE-Kontakt - vorgesehen, der mittig zwischen den vier Leistungskontakten angeordnet ist. Der Erdungskontakt ist dabei einzeln, ohne einen

Kontaktblock zwischen den beiden Gehäusehälften gehalten. Eine

Verdickung im mittleren Bereich des Erdungskontakts dient zur Fixierung zwischen den Gehäusehälften.

Um eine Verrastung von zwei gleichartigen Steckverbindern mit dem

Verbindungselement zu ermöglichen, ist das Verbindungselement zur Aufnahme in einem Verbindungsgehäuse ausgebildet. Das

Verbindungsgehäuse verfügt an den zwei Steckseiten über entsprechende Rastmittel, zur Verrastung der Steckverbinder. Das Verbindungselement, welches im Inneren des Verbindungsgehäuses angeordnet ist, dient lediglich zur Kontaktierung der beiden Steckverbinder, nicht jedoch zu deren

Verrastung.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Verbindungselement in räumlicher Ansicht,

Fig. 2 das Verbindungselement mit geöffnetem Gehäuse,

Fig. 3. ein einzelnes Paar Verbindungskontakte,

Fig. 4a ein einzelner Kontaktblock von der Oberseite,

Fig. 4b der einzelne Kontaktblock von der Unterseite,

Fig. 5a eine erste Gehäusehälfte aus Steckrichtung,

Fig. 5b die erste Gehäusehälfte von der Rückseite,

Fig. 6a eine zweite Gehäusehälfte aus Steckrichtung,

Fig. 6b die zweite Gehäusehälfte von der Rückansicht, und

Fig. 7 das Verbindungselement in einem Verbindungsgehäuse.

In der Fig.1 ist ein, in einer räumlichen Ansicht gezeigtes,

erfindungsgemäßes Verbindungselement 10 dargestellt. Das längliche, isolierende Gehäuse ist aus einer ersten Gehäusehälfte 20 und einer zweiten Gehäusehälfte 30 zusammengesetzt. Wobei jede der Gehäusehälften 20, 30 eine Steckseite 21 , 31 und eine Rückseite 28, 38 aufweisen. Die beiden Gehäusehälften 20, 30 sind an ihren Rückseiten 28, 38 zusammengesetzt. Die Steckseite 31 der zweiten Gehäusehälfte 30, sowie die nicht sichtbare

Steckseite 21 der ersten Gehäusehälfte 20 weisen jeweils fünf

Kontaktkammern auf, wobei in je vier Kontaktkammer 22, 32 ein

Leistungskontakt 24, 25, 34, 35 und in der fünften, zentrisch angeordneten Kontaktkammer 23, 33 ein PE-Kontakt 70 untergebracht ist. Die

Kontaktkammern 22, 23, 32, 33 sind durch elektrisch nicht leitende Stege voneinander getrennt, welche die Kontakte 24, 25, 34, 35, 70 elektrisch gegeneinander isolieren.

Die Fig. 2 zeigt das Verbindungselement 10 aus der gleichen Ansicht wie Fig. 1 jedoch mit geöffnetem Gehäuse, ohne die zweite Gehäusehälfte 30. In der ersten Gehäusehälfte 20 sind zwei Kontaktblöcke 60, 60' angeordnet, wobei ein Kontaktblock 60 im oberen Bereich und ein weiterer Kontaktblock 60' kopfüber im unteren Bereich eingefügt ist. In den Kontaktblöcken 60, 60' sind jeweils ein erster Verbindungskontakt 40 und ein zweiter Verbindungskontakt 50 gehalten. Die Verbindungskontakte 40, 50 stellen, im dargestellten vorderen Bereich, jeweils einen elektrischen Stiftkontakt 34, 35 bereit, die zur Kontaktierung mit den Buchsenkontakten eines Gegensteckers vorgesehen sind.

Zentrisch angeordnet im Verbindungselement 10 ist ein fünfter Kontakt als Erdungskontakt 70 - ein sogenannter PE-Kontakt - vorgesehen.

Der PE-Kontakt 70 ist nicht wie die restlichen Verbindungskontakte 40, 50 in einem Kontaktblock 60 gehalten, sondern direkt in der ersten Gehäusehälfte 20 untergebracht. Der PE-Kontakt 70 ist im mittleren Bereich dicker als an den beiden Endseitigen Kontaktbereichen ausgeführt, um zwischen den Gehäusehälften 20, 30 gehalten zu werden. In Fig. 3 sind zwei zusammengehörige, jeweils einstückige

Verbindungskontakte 40, 50 dargestellt. Die Verbindungskontakte 40, 50 bestehen jeweils aus einem vorderen und einem hinteren geraden Bereich, welche die elektrischen Stiftkontakte 24, 25, 34, 35 des

Verbindungselements 10 bilden, und jeweils parallel in den Gehäusehälften

20, 30 angeordnet sind.

Im mittleren Bereich weisen die Kontakte 40, 50 einen S-förmigen Verlauf auf, wodurch die Kontakte 40, 50 sich kreuzen. Der erste

Verbindungskontakt 40 verläuft dabei aus der Ebene heraus, über dem zweiten Verbindungskontakt 50. Der zweite Verbindungskontakt 50 ist lediglich zweimal in einer Ebene gebogen.

Der zur Aufnahme von zwei Verbindungskontakten 40, 50 vorgesehene Kontaktblock 60 ist in Fig. 4a in einer perspektivischen Ansicht von oben und

Fig. 4b in einer perspektivischen Ansicht von unten einzeln gezeigt.

Der Kontaktblock 60 verfügt über zwei, längsseitig offene Aufnahmekanäle 64, 65 für die Verbindungskontakte 40, 50. Wobei der eine Aufnahmekanal 64 von der Oberseite 61 des Kontaktblocks 60 zugänglich ist und der zweite

Aufnahmekanal 65 von der Unterseite 62 des Kontaktblocks 60 zugänglich ist.

Die Aufnahmekanäle 64, 65 verfügen jeweils über eine erste Öffnung an der Vorderseite 66 des Kontaktblocks 60 und über eine zweite Öffnung an der

Rückseite 67 des Kontaktblocks 60. Durch die Öffnungen ragen die zwei einzusetzenden Verbindungskontakte 40, 50 jeweils an der Vorderseite 66 und der Rückseite 67 aus dem Kontaktblock 60 hervor. Der Verlauf der Aufnahmekanäle 64, 65 entspricht der S-Form des mittleren

Bereichs der Verbindungskontakte 40, 50 um diese aufzunehmen. Die Aufnahmekanäle 64, 65 sind so im Kontaktblock 60 angeordnet, dass sich die Kontakte 24, 25, 34, 35 in einer Ebene befinden und der Kontakt 24 mit dem Kontakt 35, sowie der Kontakt 25 mit dem Kontakt 34 jeweils axial verlaufen.

Die erste Gehäusehälfte 20 des Verbindungselements 10 ist in den Fig. 5a und Fig. 5b perspektivisch dargestellt.

An der in Fig. 5a gezeigten Steckseite 21 sind die Kontaktkammern 22, 22', 22", 22'" zu erkennen, in welchen im montierten Zustand die elektrischen Kontakte 24, 24', 25, 25' aufgenommen sind. Sie reichen von der Rückseite 28 der Gehäusehälfte 20, durch die Kontaktöffnungen 29, 29', 29", 29"' in die

Kontaktkammern 22, 22', 22", 22'", um dort mit den Kontakten eines zu verbindenden Steckverbinders zu kontaktieren.

In der Mitte der ersten Gehäusehälfte 20 ist eine fünfte Kontaktkammer 23 vorgesehen, welche zur Aufnahme des PE-Kontakts 70 dient. Auch dieser reicht durch eine Kontaktöffnung 29"" von der Rückseite 28 der

Gehäusehälfte 20 in die Kontaktkammer 23.

Die Fig. 5b zeigt die Rückseite 28 der ersten Gehäusehälfte 20. An der, der Steckseite 21 abgewandten Rückseite 28 sind in die Gehäusehälfte 20 zwei

Aufnahmen 26, 26' eingearbeitet. In diese, einem Kontaktblock 60

entsprechenden Ausnehmungen werden zwei Kontaktblöcke 60, 60' mit darin aufgenommenen Verbindungskontakten 40, 50, 40', 50' von der Rückseite 28 in die Gehäusehälfte 20 eingesetzt. Die elektrischen Kontakte 24, 24', 25, 25' der Verbindungskontakte 40, 50, 40', 50' werden dabei durch die

vorgesehenen Kontaktöffnungen 29, 29', 29", 29'" in die Kontaktkammern 22, 22', 22", 22'" eingeschoben.

Rückseitig ist in der Mitte der ersten Gehäusehälfte 20 noch eine weitere Aufnahme 27 für den PE-Kontakt 70 vorgesehen. Entsprechend der

Aufnahmen 26, 26' für die Kontaktblöcke 60, 60' mit den darin gehaltenen Verbindungskontakten 40, 50, 40', 50', wird hier ein einzelner PE-Kontakt 70 in die Gehäusehälfte 20 eingesetzt. Auf dem die zwei Aufnahmen 26, 26' trennenden Steg ist eine Nut 230 vorgesehen. Diese Nut 230 dient in Zusammenwirkung mit einem Steg 330 an der Rückseite der zweiten Gehäusehälfte 30 als Labyrinthdichtung zwischen den zwei im Verbindungselement 10 aufgenommenen

Verbindungselementpaaren 40, 50 und 40', 50'. Durch die Labyrinthdichtung wird die so genannte Kriechstrecke zur gegenseitigen Isolierung zwischen den Kontaktpaaren vergrößert. Die Fig. 6a und Fig. 6b zeigen die zweite Gehäusehälfte 30 aus einer steckseitige und aus einer rückseitigen, perspektivischen Darstellung.

Der Aufbau der Steckseite 31 der zweiten Gehäusehälfte 30, welche in Fig. 6a gezeigt ist, ist identisch mit dem Aufbau der Steckseite 21 der ersten Gehäusehälfte 20. Vier Kontaktkammern 32, 32', 32", 32'" sind zur

Aufnahme der elektrischen Kontakte 34, 34', 35, 35' vorgesehen. Am hinteren Ende der Kontaktkammern 32, 32', 32", 32'" sind Kontaktöffnungen 39, 39', 39", 39'" zur Durchführung der Verbindungskontakte 40, 50, 40', 50' eingebracht.

Mittig zwischen den Kontaktkammern 32, 32', 32", 32'" ist eine fünfte Kontaktkammer 33 für den PE-Kontakt 70 zu sehen. Auch dieser wird durch eine Kontaktöffnung 39"" von der Rückseite 38 der Gehäusehälfte 30 in die Kontaktkammer 33 eingeschoben.

In der Fig. 6b ist die in Fig. 6a gezeigte Gehäusehälfte 30 aus einer rückseitigen Ansicht dargestellt.

Zwei die Rückseite 38 bildende Flächen 36, 36' sind als Abschluss der Aufnahmen 26, 26' für die Kontaktblöcke 60, 60' und der Aufnahme 27 für den PE-Kontakt 70 vorgesehen. Sie halten die Kontaktblöcke 60, 60' sowie den PE-Kontakt 70 in den Aufnahmen 26, 26', 27 und sichern diese vor dem Herausfallen. Zwischen den Flächen 36, 36' ist der Steg 330 vorgesehen, der zusammen mit der Nut 230 der ersten Gehäusehälfte 20 eine so genannte

Labyrinthdichtung zwischen den Verbindungskontaktpaaren 40, 50 und 40', 50' bildet.

Um eine rückseitige Verbindung der ersten Gehäusehälfte 20 mit der zweiten Gehäusehälfte 30 zu gewährleisten, verfügen die Gehäusehälften 20, 30 an ihren Rückseiten 28, 38 über, um ihren Umfang laufende, gestufte Absätze 200, 300, wobei die Absätze 200 und 300 bei Zusammenfügung der

Gehäusehälften 20 und 30 ineinander schiebbar sind.

Zur Realisierung einer Verrastung der zwei Gehäusehälften 20, 30 verfügt die erste Gehäusehälfte 20 über Rastausnehmungen 210, 210' an hier zwei gegenüberliegenden Außenseiten. Die Rastausnehmungen 210, 210' befinden sich in einer Rastarmaufnahme 220, 220' in welche je ein Rastarm

320, 320' der zweiten Gehäusehälfte 30 formschlüssig einbringbar ist. An den Rastarmen 320, 320' ist je eine nach innen gerichtete Rastanformung 310, 310' vorgesehen, welche im verriegelten Zustand in die

Rastausnehmung 210, 210' in der ersten Gehäusehälfte 20 einrasten.

Die Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 10, welches in einem Verbindungsgehäuse 80 montiert ist. Das Verbindungsgehäuse 80 ist zur besseren Veranschaulichung an den Flächen 80a, 80b geschnitten dargestellt, um das Innere des Verbindungsgehäuses 80 zeigen zu können.

An den beiden seitlichen Öffnungen des Verbindungsgehäuses 80 ist jeweils eine Steckverbinderverrastung 82, 83 vorgesehen. Diese dienen zur

Verrastung der Steckverbinder, die mittels des Verbindungselementes 10 innerhalb des Verbindungsgehäuses 80 elektrisch verbunden werden.

Im Inneren des Verbindungsgehäuses 80 ist eine Aufnahmehülse 81 montiert. Die Aufnahmehülse 81 nimmt das Verbindungselement 10 auf und fixiert dieses im Verbindungsgehäuse 80. Bei Verrastung der zu verbindenden Steckverbinder mit den Steckverbinderverrastungen 82, 83 kontaktieren die Steckverbinder mit dem im Verbindungsgehäuse 80 aufgenommenen Verbindungselement 10.

Bezugszeichenliste

Verbindungselement für elektrische Steckverbinder

Az.: P21 1 -56 WO P 9

10 Verbindungselement

20 erste Gehäusehälfte 30 zweite Gehäusehälfte

21 erste Steckseite 31 zweite Steckseite

22 Kontaktkammer 32 Kontaktkammer

23 Kontaktkammer (PE) 33 Kontaktkammer (PE)

24 elektrischer Kontakt 34 elektrischer Kontakt

25 elektrischer Kontakt 35 elektrischer Kontakt

26 Aufnahme für Kontaktblock 36 Fläche

27 Aufnahme (PE-Kontakt)

28 Rückseite 38 Rückseite

29 Kontaktöffnung 39 Kontaktöffnung

200 gestufter Absatz 300 gestufter Absatz

210 Rastausnehmung 310 Rastanformung

220 Rastarmaufnahme 320 Rastarm

230 Nut 330 Steg

40 erster Verbindungskontakt

50 zweiter Verbindungskontakt

60 Kontaktblock

61 Oberseite

62 Unterseite

64 erster Aufnahmekanal

65 zweiter Aufnahmekanal

66 Vorderseite

67 Rückseite

70 Erdungskontakt / PE-Kontakt

80 Verbindungsgehäuse

80a Schnittfläche

80b Schnittfläche

81 Aufnahmehülse

82 Steckverbinderverrastung

83 Steckverbinderverrastung