DE10118184C1 - Steckerteil - Google Patents

Abstract

Ein Steckerteil für eine elektrische Steckverbindung mit an zugeordnete elektrische Leitungen anschließbaren Kontaktstücken, mittels der bei gesteckter Verbindung elektrischer Kontakt zu entsprechenden Gegenkontakten eines Gegensteckers herstellbar ist, einem die Kontaktstücke aufnehmenden Isolierkörper (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, bei dem der Schutzleiterkontakt (1) das Steckergehäuse (5) unmittelbar elektrisch kontaktiert, erfordert durch den Verzicht auf zusätzliche Verbindungsteile einen geringen Montageaufwand und weist dadurch eine verbesserte Kontaktsicherheit auf.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steckerteil für eine e­ lektrische Steckverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Steckverbinder ist aus dem in der Patent­ schrift DE 39 12 189 C2 als Stand der Technik beschriebenen Ausführungsbeispiel bekannt. Dieser Steckverbinder besitzt ein berührbares Metallteil in der Form eines Metallgehäuses, in das ein Isolierkörper eingesetzt ist. Im Isolierkörper sind Öffnungen in der Form von Schlitzen ausgebildet, in die mehrere Kontaktelemente eingesetzt sind. In einen Schlitz ist ein Schutzkontaktelement eingesetzt, welches mit einem Schutzleiter verbunden ist. Aus dem parallel zur Längsachse des Steckverbinders verlaufenden Schutzkontaktelement ist ein Federarm herausgebogen, der eine Kontaktnase bildet und mit dieser federnd an einer Kontaktfläche am Innenumfang des Me­ tallgehäuses anliegt. Davon ausgehend schlägt die bekannte Lösung ein Schutzkontaktelement in der Form eines Kontaktmes­ sers vor, welches einen Kontaktteil am einen Ende sowie ein Anschlussteil für den Schutzleiter am anderen Ende umfasst. Benachbart zum Anschlussteil ist am Schutzkontaktelement eine Ringfeder (Federmittel) angeordnet und zwar vorzugsweise be­ festigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch Schwei­ ßen. Die Federmittel können beispielsweise auch durch ange­ brachte Schlaufen gehalten sein. Die Ringfeder besitzt eine verhältnismäßig geringe Dicke, aber eine verhältnismäßig gro­ ße Federbreite.

Die Offenlegungsschrift DE 100 09 750 A1 zeigt ein Steckverb­ inderteil, welches ein als quaderförmiges, einstückiges Me­ tallteil ausgebildetes Gehäuse aufweist, in das ein Isolier­ körper eingeschoben ist. Der Isolierkörper nimmt Kontaktele­ mente auf, wobei es sich insbesondere um einen PE-Kontakt stift handeln kann. Der PE-Kontaktstift befindet sich in ei­ ner anderen Ebene als die anderen Kontaktstifte in dem Iso­ lierkörper. Der PE-Kontaktstift wird durch eine an der Innen­ wand des Gehäuses befindliche Rippe gehalten. Zudem um­ schließt ein Federelement, das am unteren Ende der Rippe in einem Flansch in einer kreisförmigen Öffnung befestigt ist, ein Teil des PE-Kontaktstiftes.

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 fertigungstoleranz-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. Indem der Schutz­ leiterkontakt nach außen abgestellte Kontaktfedern aufweist, welche unter Biegespannung am Steckergehäuse anliegen, wird eine fertigungstechnisch reproduzierbare, über Werkstoff und konstruktive Gestaltung der Kontaktfedern definiert einstell­ bare Kontaktkraft erreicht. Weil der Schutzleiterkontakt ein Hülsenteil mit sich parallel zur Mittelachse zwischen zwei stirnseitigen Abschlussringen erstreckenden Stegen aufweist, wobei wenigstens ein Teil der Stege als Kontaktfedern ausge­ bildet ist, kann der die Kontaktfedern aufweisende Teil des Schutzleiterkontakts fertigungstechnisch separat hergestellt werden und anschließend mit dem anderen Teil des Schutzlei­ terkontakts fest verbunden werden, so dass der Schutzleiter­ kontakt komplett mit integrierten Kontaktfedern in das Ste­ ckerteil eingeführt werden kann. Das Hülsenteil übt außerdem auf den Bereich des Schutzleiterkontakts, über den es sich erstreckt, eine Verstärkungswirkung sowie eine Schutzwirkung für etwa empfindliche, innerhalb des Hülsenteils angeordnete Bereiche des Schutzleiterkontakts aus.

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 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 ordnungsgemäße 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.

Claims (6)

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, wo­ bei der Schutzleiterkontakt (1) das Steckergehäuse (5) unmit­ telbar elektrisch kontaktiert und nach außen abgestellte Kon­ taktfedern (7) aufweist, welche unter Biegespannung am Ste­ ckergehäuse (5) anliegen, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Schutzleiterkontakt (1) ein Hülsen­ teil (13) mit sich parallel zur Mittelachse (15) zwischen zwei stirnseitigen Abschlussringen (16, 17) erstreckenden Stegen aufweist, wobei wenigstens ein Teil der Stege als Kon­ taktfedern (7) ausgebildet ist.

2. Steckerteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kontaktfedern (7) sich etwa in Steckrichtung (S) erstrecken und bezüglich einer Mittelachse (15) des Schutzleiterkontakts (1) rotationssymmetrisch ver­ teilt angeordnet sind.

3. Steckerteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Kontaktfedern (7) mindestens mit dem steckseitigen Abschlussring (16) verbunden sind.

4. Steckerteil nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kontaktfedern (7) nur mit dem steckseitigen Abschlussring (16) verbunden und ihre freien Enden (18) nach innen gebogen ausgebildet sind.

5. Steckerteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (5) eine den Schutzleiterkontakt (1) aufnehmende Bohrung (8) aufweist, an deren Innenwand (9) die Kontaktfedern (7) anlie­ gen.

6. Steckerteil nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Steckergehäuse (5) als Gussmetall­ teil ausgebildet ist.