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Title:
CONNECTOR PIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/084811
Kind Code:
A1
Abstract:
A connector piece for an electrical plug connection, comprising contact pieces for connecting to corresponding electrical lines, by means of which electrical contact with corresponding counter-connectors in a counter-plug may be produced, an insulated body (3), for housing the contact pieces, a metallic plug housing (5), in which the insulated body (3) is arranged and a shield line contact (1) for connection to a shield line, electrically connected to the plug housing (5). The shield line contact (1) is directly electrically connected to the plug housing (5), which permits a simple assembly and an improved contact security, due to the lack of additional contact parts.

Inventors:
SCHWEIZER MATTHIAS (DE)
VACHE PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/001172
Publication Date:
October 24, 2002
Filing Date:
March 26, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHWEIZER MATTHIAS (DE)
VACHE PETER (DE)
International Classes:
H01R13/17; H01R13/648; (IPC1-7): H01R13/648
Foreign References:
US5306196A1994-04-26
EP0342385A21989-11-23
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Steckerteil für eine elektrische Steckverbindung mit an zugeordnete elektrische Leitungen anschließbaren Kontaktstü cken, mittels der bei gesteckter Verbindung elektrischer Kon takt zu entsprechenden Gegenkontakten eines Gegensteckers herstellbar ist, einem die Kontaktstücke aufnehmenden Iso lierkörper (3), einem metallischen Steckergehäuse (5), in dem der Isolierkörper (3) angeordnet ist, und einem an einen Schutzleiter anschließbaren Schutzleiterkontakt (1), der mit dem Steckergehäuse (5) elektrisch leitend verbunden ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schutzlei terkontakt (1) das Steckergehäuse (5) unmittelbar elektrisch kontaktiert.
2. Steckerteil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schutzleiterkontakt (1) nach außen abgestellte Kontaktfedern (7) aufweist, welche unter Biege spannung am Steckergehäuse (5) anliegen.
3. Steckerteil nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontaktfedern (7) sich etwa in Steckrichtung (S) erstrecken und bezüglich einer Mittelachse (15) des Schutzleiterkontakts (1) rotationssymmetrisch ver teilt angeordnet sind.
4. Steckerteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schutzleiterkontakt (1) ein Hülsenteil (13) mit sich parallel zur Mittelachse (15) zwischen zwei stirnseitigen Abschlussringen (16,17) erstre ckenden Stegen aufweist, wobei wenigstens ein Teil der Stege als Kontaktfedern (7) ausgebildet ist.
5. Steckerteil nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontaktfedern (7) mindestens mit dem steckseitigen Abschlussring (16) verbunden sind.
6. Steckerteil nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontaktfedern (7) nicht mit dem leiterseitigen Abschlussring (17) verbunden und ihre freien Enden (18) nach innen gebogen ausgebildet sind.
7. Steckerteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Steckergehäuse (5) eine den Schutzleiterkontakt (1) aufnehmende Bohrung (8) aufweist, an deren Innenwand (9) die Kontaktfedern (7) anlie gen.
8. Steckerteil nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Steckergehäuse (5) als Gussmetall teil ausgebildet ist.
Description:
Beschreibung Steckerteil Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckerteil für eine e- lektrische Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patent- anspruchs 1.

Aus der Gebrauchsmusterschrift G 92 07 738.2 ist ein mit ei- nem Schutzleiterkontakt ausgestatteter elektrischer Stecker bekannt, der aus einem zweiteiligen, eine Anzahl von Kontakt- elementen aufnehmenden und halternden Isolierkörper sowie ei- nem diesen aufnehmenden metallischen Außengehäuse besteht. Im Isolierkörper sind die mit den zugehörigen elektrischen Lei- tungen verbundenen Kontaktelemente durch Ineinanderstecken dessen beider Teile festgelegt. Dem Schutzleiterkontakt ist eine bleibend im Außengehäuse des Steckergehäuses angeordne- te, beim Einsetzen des Kontaktelementes des Schutzleiters in den Isolierkörper selbsttätig kontaktierende und eine elekt- risch leitende Verbindung zum Außengehäuse herstellende Ein- richtung zugeordnet. Die Einrichtung ist durch eine zum Schutzleiterkontakt koaxial ausgerichtet im Isolierkörper an- geordnete, radial spreizbare Federhülse und vermittels radial gerichteter Stege an diese angeschlossene, koaxial zur Längs- achse des Steckergehäuses gekrümmte Federbügel gebildet. Über die Federbügel liegt die Federhülse kontaktierend an eine In- nenumfangsfläche des Außengehäuses an. Nachteilig an diesem Stecker ist, dass zur elektrisch leitenden Verbindung zwi- schen Schutzleiterkontakt und Außengehäuse eine zusätzliche zwischengeordnete Einrichtung erforderlich ist. Durch diese gesondert in den Stecker einzusetzende Einrichtung erhöht sich der Montageaufwand hinsichtlich der benötigten Werkzeuge und des erforderlichen Zeitaufwands sowie das Risiko von Mon- tagefehlern. Bei dieser bekannten extra einzusetzenden Ein- richtung kann es außerdem zu Kontaktproblemen sowohl zum Au- ßengehäuse als auch zum Schutzleiterkontakt aufgrund von fer-

tigungstoleranz-bedingten Maßschwankungen der aufwendig ges- talteten Einrichtung kommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stecker- teil der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine sichere und einfache elektrisch leitende Verbindung zwi- schen Steckergehäuse und Schutzleiterkontakt bei gleichzeiti- ger Stromübertragung gewährleistet werden kann.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Ste- ckerteil der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. In dem der Schutzleiterkontakt das Steckergehäuse unmittelbar elektrisch kontaktiert, werden auf zusätzliche zwischengeordnete Verbin- dungsmittel zwischen Schutzleiterkontakt und Steckergehäuse verzichtet, wodurch sich der Montageaufwand auf das Einsetzen des Schutzleiterkontakts beschränkt. Durch die erfindungsge- mäße unmittelbare Kontaktierung wird die Kontaktsicherheit zwischen Schutzleiterkontakt und Steckergehäuse erhöht, wo- durch die Sicherheit des Steckerteils insgesamt bei einem Ab- brand des Isolierkörpers verbessert wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Schutzleiterkontakt nach außen abgestellte Kontaktfedern auf, welche unter Biegespannung am Steckergehäuse anliegen. Hier- durch wird eine fertigungstechnisch reproduzierbare, über Werkstoff und konstruktive Gestaltung der Kontaktfedern defi- niert einstellbare Kontaktkraft erreicht.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Kontaktfedern etwa in Steckrichtung und sind bezüg- lich einer Mittelachse des Schutzleiterkontakts rotationssym- metrisch verteilt angeordnet. Die unter Biegespannung anlie- genden Kontaktfedern erzeugen jeweils eine zur Mittelachse des Schutzleiterkontakts gerichtete Kraft, die aufgrund der symmetrischen Anordnung der Kontaktfedern den Schutzleiter- kontakt in einer diesen aufnehmenden zylindrischen Ausnehmung

zentriert. Im Falle eines Muttersteckteils, bei dem die Kon- taktstücke als Buchsenkontakte ausgebildet sind, wird durch die Zentrierwirkung ein sogenanntes Hinterstecken beim Steck- vorgang, d. h. ein Einführen des Stiftkontaktes eines Gegen- steckers in den Ringspalt außerhalb des Buchsenkontakts und innerhalb seiner ihn aufnehmenden Ausnehmung, weitgehend aus- geschlossen.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Schutzleiterkontakt ein Hülsenteil mit sich parallel zur Mit- telachse zwischen zwei stirnseitigen Abschlussringen erstre- ckenden Stegen auf, wobei wenigstens ein Teil der Stege als Kontaktfedern ausgebildet ist. Hierdurch kann der die Kon- taktfedern aufweisende Teil des Schutzleiterkontakts ferti- gungstechnisch separat hergestellt werden und anschließend mit dem anderen Teil des Schutzleiterkontakts fest verbunden werden, so dass der Schutzleiterkontakt komplett mit integ- rierten Kontaktfedern in das Steckerteil eingeführt werden kann. Das Hülsenteil übt außerdem auf den Bereich des Schutz- leiterkontakts, über den es sich erstreckt, eine Verstär- kungswirkung sowie eine Schutzwirkung für etwa empfindliche, innerhalb des Hülsenteils angeordnete Bereiche des Schutzlei- terkontakts aus.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kontaktfedern mindestens mit dem steckseitigen Abschlussring verbunden. Unabhängig davon, ob die nach außen abgestellten Kontaktfedern in einer offenen Ausgestaltung lediglich mit dem steckseitigen Abschlussring oder in einer geschlossenen Ausgestaltung auch mit dem leiterseitigen Abschlussring ver- bunden sind, ist durch diese Maßnahme ein leichtes und siche- res Einsetzen des Schutzleiterkontakts in das Steckerteil ge- währleistet. Da der steckseitige Abschlussring des Hülsen- teils, mit dem die Kontaktfedern mindestens verbunden sind, dem leiterseitigen Abschlussring beim Einführen des Schutz- leiterkontakts vorausgeht, wirken die Kontaktfedern nicht als

Widerhaken, sondern gleitet federnd über die Kanten der den Schutzleiterkontakt aufnehmenden Ausnehmung im Steckerteil.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktfedern nicht mit dem leiterseitigen Ab- schlussring verbunden und ihre freien Enden nach innen gebo- gen ausgebildet. Durch die Biegung an ihren freien Enden ent- steht eine nach außen weisende konvexe Fläche, die als defi- nierte Anlagefläche der Kontaktfedern an das Steckergehäuse dient. Durch die abgerundete Ausformung der freien Enden der Kontaktfedern werden zusätzliche Verhakungsmöglichkeiten beim Einführen des Stützleiterkontakts vermieden, damit das einge- führte Schutzkontaktstück unbeschädigt seine Funktion erfül- len kann.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung weist das Steckergehäuse eine den Schutzleiterkontakt aufneh- mende Bohrung auf, an deren Innenwand die Kontaktfedern an- liegen. Das Steckergehäuse, vorzugsweise als Gussmetallteil ausgebildet, nimmt auf diese Weise in seiner Bohrung den Schutzleiterkontakt auf, der über die an der Innenwand der Bohrung anliegenden Kontaktfedern das Steckergehäuse unmit- telbar kontaktiert. Außer dem Steckergehäuse und dem Schutz- leiterkontakt sind somit keine zusätzlichen Einrichtungen nö- tig, die zwischen diesen Bauteilen eine elektrisch leitende Verbindung herstellen müssten.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausfüh- rungsbeispiel, welches im folgenden anhand der Zeichnung nä- her erläutert wird. Dabei zeigt FIG 1 einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Stecker- teils im Bereich des Schutzleiterkontakts,' FIG 2 einen Schutzleiterkontakt mit Kontaktfedern in Sei- tenansicht und FIG 3 ein die Kontaktfedern aufweisendes Hülsenteil des Schutzleiterkontakts in perspektivischer Darstellung.

Ein in FIG 1 in einem Teilschnitt dargestelltes Steckerteil für eine lösbare elektrische Steckverbindung umfasst eine An- zahl von elektrisch leitfähigen Kontaktstücken, insbesondere einen Schutzleiterkontakt 1, die in dafür vorgesehene zylind- rische Ausnehmungen 2 eines Isolierkörpers 3 einführbar sind.

Ohne die Erfindung darauf einzuschränken, ist hier ein Mut- tersteckteil dargestellt, in welchem die Kontaktstücke, ins- besondere auch der Schutzleiterkontakt 1, als Buchsenkontakte ausgebildet sind. Die zylindrischen Ausnehmungen 2 sowie die- se steckseitig fortsetzende Durchgangslöcher 4 im Isolierkör- per 3 erstrecken sich in Steckrichtung S. Der die Kontaktstü- cke 1 aufnehmende Isolierkörper 3 ist in einem äußeren metal- lischen Steckergehäuse 5 mit einer zu diesem frei drehbaren Überwurfmutter 6 angeordnet. Bei gestreckter Verbindung ragen durch die Durchgangslöcher 4 des Isolierkörpers 3 nicht dar- gestellte als Gegenkontakte ausgebildete Stiftkontakte eines ebenfalls nicht dargestellten Gegensteckers, welche von den als Buchsenkontakte ausgebildeten Kontaktstücken zur Herstel- lung eines elektrischen Kontakts aufgenommen werden. Zur Si- cherung der gesteckten Verbindung kann die Überwurfmutter 6 des Mutterteils mit einem am zugehörigen Vaterteil angeform- ten Außengewinde verschraubt werden. Eines der Kontaktstücke, das einzige hier dargestellte, dient als Schutzleiterkontakt 1 und ist daher mit dem metallischen Steckergehäuse 5 elekt- risch leitend verbunden. Erfindungsgemäß wird dies erreicht, in dem der Schutzleiterkontakt 1 das Steckergehäuse 5 unmit- telbar elektrisch kontaktiert. Dazu weist der Schutzleiter- kontakt 1 nach außen abgestellte Kontaktfedern 7 auf, welche unter Biegespannung am Steckergehäuse 5 anliegen. Das Ste- ckergehäuse 5 weist eine den Schutzleiterkontakt 1 aufnehmen- de Bohrung 8 auf, an deren Innenwand 9 die Kontaktfedern 7 aufgrund ihrer Biegespannung anliegen. Bei Abbrand des Iso- lierkörpers 3 bleibt somit gemäß den VDE-Richtlinien das Ste- ckergehäuse 5 mit dem Schutzleiterkontakt 1 elektrisch lei- tend verbunden.

Ein in FIG 2 in einer Seitenansicht dargestelltes Kontakt- stück, welches insbesondere als Schutzleiterkontakt 1 ein- setzbar ist, aber auch für die anderen der Strom-oder Sig- nalübertragung zugewiesenen Pole des Steckerteils eingesetzt werden kann, besitzt an einem Ende einen Anschlussbereich 10 für einen elektrischen Leiter, insbesondere einen Schutzlei- ter, und an dem anderen davon abgekehrten Ende einen Kontakt- bereich 11, der zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zu nicht dargestellten Gegenkontakten eines Gegensteckers vorgesehen ist. Das Kontaktstück 1 ist aus einem Buchsenteil 12 und einem damit fest verbundenen Hülsenteil 13 zusammenge- setzt. Das Buchsenteil 12 ist als ein Stanz-oder Biegeteil aus einem flachen Bandmaterial hergestellt. Zum Anschließen des Kontaktstückes 1 an einen nicht dargestellten elektri- schen Leiter ist eine Crimpverbindung vorgesehen. Dazu be- sitzt das Buchsenteil 12 im Anschlussbereich 10 zwei Paare von jeweils nach oben gebogenen Anschlusslappen, zwischen die der nicht dargestellte elektrische Leiter beim Anschließen eingeschoben wird. Dabei bildet das breitere, innenliegende Paar der Anschlusslappen den eigentlichen Quetschkontakt, von dem nach dem Crimpen das abisolierte freie Ende des nicht dargestellten elektrischen Leiters umschlossen ist. Auch das außenliegende Paar von Anschlusslappen wird beim Crimpvorgang um den Schutzmantel des nicht dargestellten elektrischen Lei- ters herumgebogen und dient somit als eine Klemmverbindung, die den nicht dargestellten elektrischen Leiter am Buchsen- teil 12 des Kontaktstückes 1 mechanisch derart festlegt, dass die elektrische Verbindung im Bereich des Quetschkontaktes zugentlastet ist. Im Kontaktbereich 11 ist das Buchsenteil 12 zum Aufnehmen eines nicht dargestellten Kontaktstiftes des Gegensteckers der elektrischen Steckverbindung ausgestaltet.

Zu diesem Zweck ist das Buchsenteil 12 als ein zylindrischer Hohlkörper ausgebildet, der im Kontaktbereich 11, wie in FIG 1 schematisch dargestellt, eine Mehrzahl stegartiger Lamellen 14 aufweist, die durch Verdrehung des Buchsenteils 12 im Kon- taktbereich 11 um eine Mittelachse 15 des Kontaktstückes 1 in Form hyperbolischer Flächen nach innen gewölbt sind und in

ihre Gesamtheit eine Vielzahl lokaler Kontaktstellen bildet, die sich beim Einstecken eines Kontaktstiftes in das Buchsen- teil 12 an dessen Umfang unter elastischer Vorspannung anle- gen. Das Hülsenteil 13 ist zur Verstärkung und zum Schutz der Lamellen 14 im Kontaktbereich 11 über das Buchsenteil 12 ge- schoben und beispielsweise durch Laserschweißen fest mit die- sem verbunden. Am steckseitigen Ende des Hülsenteils 13 sind die nach außen abgestellten Kontaktfedern 7 festgesetzt und erstrecken sich etwa in Steckrichtung S, so dass das Kontakt- stück 1 leicht und ohne Gefahr eines Verhakens der Kontaktfe- dern 7 in seine Ausnehmung 2 im Isolierkörper 3 bzw. durch die Bohrung 8 im Steckergehäuse 5 einführbar ist,.

Nach FIG 3 weist das Hülsenteil 13 des insbesondere als Schutzleiterkontakt 1 ausgebildeten Kontaktstücks aus FIG 2 zwei stirnseitige Abschlussringe 16 und 17 auf, zwischen wel- chen sich parallel zur Mittelachse 15 Stege erstrecken, wobei wenigsten ein Teil der Stege, im dargestellten Ausführungs- beispiel drei, als Kontaktfedern 7 ausgebildet ist. Die als Kontaktfedern 7 ausgebildeten Stege sind mit dem steckseiti- gen Abschlussring 16 fest verbunden und an ihren dem leiter- seitigen Abschlussring 17 zugewandten, freien Enden 18 nach innen gebogen ausgebildet. Die drei Kontaktfedern 7 sind be- züglich der Mittelachse 15 unter einem Winkel von etwa 3° bis 10° radial nach außen abgestellt und rotationssymmetrisch verteilt, nämlich in Umfangsrichtung um einen Winkel von je- weils 120° versetzt, angeordnet. Zwischen je zwei Kontaktfe- dern 7 ist ein die Abschlussringe 16 und 17 fest verbindender als Stützwand 19 des Hülsenteils 13 ausgebildeter Steg ange- ordnet.

Schließlich wird darauf hingewiesen, dass in das erfindungs- gemäße Kontaktstück zwei verschiedene Kontaktiersysteme in- tegriert sind. Einerseits ist durch ein erfindungsgemäßes Kontaktstück der elektrische Kontakt zu entsprechenden Gegen- kontakten eines Gegensteckers der elektrischen Steckverbin- dung über eine Stift-Buchsen-Kontaktierung für eine ordnungs-

gemäße Strom-bzw. Signalübertragung herstellbar. In diesem Fall hat das die Kontaktfedern aufweisende Hülsenteil außer der Schutz-und Verstärkungswirkung lediglich eine Zentrier- funktion. Andererseits ist bei Verwendung des erfindungsgemä- ßen Kontaktstückes als Schutzleiterkontakt über die Kontakt- federn des Hülsenteils unmittelbar elektrischer Kontakt zum beispielsweise als Metallgussteil ausgebildeten Steckergehäu- se herstellbar. Somit kann in kostenreduzierender Weise ein und dasselbe Kontaktstück für jeden der Pole des erfindungs- gemäßen Steckerteils verwendet werden.