DE10139844C1 - Elektrischer Steckverbinder mit einem Stecker und einen Gegenstecker - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein elektrischer Steckverbinder mit einem Stecker- (1) und einem Gegensteckergehäuse (2), derart ausgebildet, dass das Steckergehäuse (1) in eine Ausnehmung innerhalb des Gegensteckergehäuses (2) wenigstens teilweise fügbar ist, dass innerhalb des Stecker- (1) und Gegensteckergehäuses (2) jeweils eine Elektrodenstruktur (11, 22) vorgesehen ist, die durch Ineinanderfügen des Steckergehäuses (1) in das Gegensteckergehäuse (2) in einen innigen Kontakt bringbar sind und dass im Stecker- (1) und/oder im Gegensteckergehäuse (2) wenigstens ein Belüftungskanal (3) vorgesehen ist, der jeweils das Stecker- (1) oder das Gegensteckergehäuse (2) lokal durchragt, eine zur Elektrodenstruktur (11, 22) gewandte innere Öffnung (31) sowie eine äußere Öffnung (32) aufweist. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Belüftungskanal (3) derart angeordnet ist, dass die äußere (32) oder die innere Öffnung (31) des Belüftungskanals (3) durch gegenseitige Überlappung des Steckergehäuses (1) mit dem Gegensteckergehäuse (2) im ineinandergefügten Zustand gasdicht verschlossen ist und dass durch Auseinanderbewegen des Stecker- (1) und Gegensteckergehäuses (2) der Belüftungskanal (3) eine offene Verbindung zu einem von dem Stecker- (1) und Gegensteckergehäuse (2) weitgehend gasdicht eingeschlossenen Volumen (4) schafft, in dem sich die Elektrodenstrukturen (11, 22) befinden, sobald sich die Elektrodenstrukturen (11, 22) durch das Auseinanderbewegen des Stecker- (1) und ...

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Steckverbinder mit einem Stecker- und einem Gegensteckergehäuse, derart ausgebildet, dass das Steckergehäuse in eine Ausnehmung innerhalb des Gegensteckergehäuses wenigstens teilweise fügbar ist, und dass innerhalb des Stecker- und Gegensteckergehäuses jeweils eine Elektrodenstruktur vorgesehen ist, die durch Ineinanderfügen des Steckergehäuses in das Gegensteckergehäuse in einen innigen Kontakt bringbar sind.

Stand der Technik

Elektrische Steckverbinder vorstehender Gattung dienen grundsätzlich der elektrischen Kontaktierung wenigstens zweier elektrischer Leitungen, die lösbar fest, beispielsweise zu Montage- und Demontagezwecken, miteinander verbunden werden sollen. Sowohl beim Ineinanderfügen von Stecker- und Gegensteckergehäuse als auch beim Trennvorgang beider Steckerteile gilt es die Elektrodenstrukturen im Inneren der jeweiligen Gehäuse einerseits gegen mechanische Deformationen zu schützen, andererseits für eine sichere Kontaktierung beider Elektrodenstrukturen zu sorgen, um einen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen ihnen herstellen zu können. Derartige an sich bekannte elektrische Steckverbinder finden vielseitige Verwendung bspw. bei der elektrischen Kontaktierung von Kabelbäumen, die im Fahrzeugbereich, insbesondere Kfz-Bereich eingesetzt werden, um die innerhalb eines Automobils vorhandenen elektrischen Baugruppen in definierter Weise miteinander zu verschalten.

Durch den insbesondere in Automobilen zu beobachtenden Trend des stetig steigenden elektrischen Leistungsbedarfs, aufgrund der zunehmenden Komfortanforderungen, beschäftigen sich derzeitige Studien damit, die bisher übliche Bordnetzspannung von 14 V zu erhöhen. Aktuelle Überlegungen gehen davon aus, die Bordnetzspannung beispielsweise auf 42 V anzuheben, um den derzeitigen, aber insbesondere künftigen Leistungsbedarf in Automobilen gerecht zu werden.

Der vorstehend skizzierte Trend im Automobilbereich lässt sich beispielsweise durch diverse, in die Zukunft gerichtete Entwicklungskonzepte bestätigen, beispielsweise durch den integrierten Kurbelwellen-Startergenerator, elektromagnetische Ventilantriebe oder Aktoren für x-by-wire-Systeme, um nur einige zu nennen. Durch eine Anhebung der Bordnetzspannung beispielsweise auf 42 V können somit die Voraussetzungen für eine zukunftsträchtige Energieversorgung innerhalb eines Automobils geschaffen werden. Mit der Anhebung der Bordnetzspannung um den Faktor 3 können darüberhinaus die notwendigen elektrischen Ströme bei gleichbleibendem Leistungsbedarf um den gleichen Faktor reduziert werden. Jedoch sind neben den vorstehenden Vorteilen auch Nachteile mit der Anhebung der Bordnetzspannung, insbesondere auf 42 V, verbunden. Ein Nachteil ist beispielsweise, dass durch die Spannungsanhebung der minimal benötigte Kontaktabstand zweier elektrischer Leiter zur Vermeidung von stabilen Lichtbögen deutlich ansteigt. Stabile Lichtbögen bilden sich insbesondere zwischen zwei Elektroden aus, die sich in einem genügend kleinen Abstand zueinander befinden. Unvermeidlich ist das Auftreten derartiger Lichtbögen beim Öffnen von zwei in elektrischem Kontakt stehenden Elektrodenstrukturen unter Last, sofern die Betriebsspannung ein bestimmtes Potential überschreitet. In dem in Fig. 3 dargestellten Schaubild, das ein Strom-Spannungs-Diagramm (I-U-Diagramm) zeigt, soll der vorstehend aufgezeigte Zusammenhang verdeutlicht werden. Die strichliert eingetragenen Linien A, B im I-U-Diagramm stellen beispielhaft jeweils die am Lichtbogen anfallende elektrische Leistung während des Öffnungsprozesses zweier Kontakte innerhalb eines Schaltkreises dar, dessen Betriebsspannung im Fall A 14 Volt und im Fall B 42 Volt beträgt. Vorausgesetzt ist, dass in den Schaltkreisen jeweils nur ohmsche Lasten mit einer identischen Leistungsaufnahme enthalten sind. Die strichliert eingezeichnete Linie im Fall A stellt dabei das aktuelle 14 V Bordnetz dar, wie es derzeit in Automobilen verwendet wird.

Zusätzlich im I-U-Diagramm sind asymptotisch verlaufende Linien eingezeichnet, die Grenzkurven für bestimmte Kontaktabstände in Millimeter (0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 1,8 mm, 3 mm) darstellen, d. h. befinden sich zwei Elektroden bspw. in einem Abstand von 0,5 mm zueinander, so treten bei I-U-Werten, die im Diagramm rechts oberhalb der 0,5 mm - Grenzkurve liegen Lichtbogeneffekte auf. Bei I-U-Werten unterhalb der 0,5 mm - Grenzkurve hingegen treten keine Lichtbögen zwischen den Elektroden mit einem Kontaktabstand von 0,5 mm auf. So kann aus dem Diagramm entnommen werden, dass das Auftreten von Lichtbögen zwischen zwei voneinander beabstandeten Elektroden bei größeren Kontaktabständen, bspw. 1,8 mm, erst bei viel höheren I-U-Werten zu beobachten ist, als bei kleineren Elektrodenabständen.

Die punktiert eingetragenen Linien V_min sowie I_min begrenzen jeweils Bereiche, innerhalb derer, jeweils in Richtung kleinerer Wertegrößen, überhaupt keine Lichtbogeneffekte auftreten können.

Für das 14 V Bordnetz bedeutet dies im Fall A, dass die Ausbildung von stabilen Lichtbögen nur in einem sehr kleinen Bereich möglich ist, nämlich eben gerade in jenem, bei dem die strichlierte Linie A Werte oberhalb von V_min sowie I_min einnimmt. Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass bei den bisher üblichen Bordnetzspannungen bereits sehr kleine Kontaktabstände ausreichend sind, um die Lichtbogeneffekte zu verhindern. Anders ist der Fall jedoch bei einer beabsichtigten Anhebung der Bordnetzspannung auf 42 V gelagert, bei dem das Auftreten von Lichtbögen bereits bei einem Elektrodenkontaktabstand von etwa 0,8 mm hinzu kleineren Abständen zu beobachten ist.

Sind hingegen neben reinen ohmschen Lasten in den jeweiligen Schaltkreisen, wovon die im I-U-Diagramm gezeigten Fallkonstellationen ausgehen, auch induktive Lasten enthalten, so verschärft sich das Problem erheblich hinsichtlich eines zunehmend verstärkten Auftretens von Lichtbögen auch bei größeren Elektrodenabständen.

Eine entscheidende Rolle spielen vorstehend beschriebene Lichtbogeneffekte beim Verschleiß eingangs erwähnter elektrischer Steckverbinder, die sogar zu irreversiblen Schäden an den Elektrodenstrukturen innerhalb der Steckverbinder und sogar zu ihrem Totalverlust führen können.

Im Automobilbereich ist es beim Durchführen von Wartungsarbeiten am Kfz oftmals unvermeidbar, elektrische Steckverbinder unter Last, d. h. bei anliegender Bordnetzspannung, zu lösen, wodurch aufgrund des Auftretens von Lichtbogeneffekten erhebliche Beschädigungen im Kontaktbereich der Elektrodenstrukturen verbunden sein können. Zur Veranschaulichung dieser Problematik sind in den Fig. 2a bis d Sequenzbilder dargestellt, die einen elektrischen Steckverbinder in der Querschnittsdarstellung zeigen, bestehend aus einem Steckergehäuse 1 und einer darin befindlichen Elektrodenstruktur 11 sowie einem Gegensteckergehäuse 2 mit einer darin befindlichen Elektrodenstruktur 22. In Fig. 2a sind beide Gehäuse 1 und 2 ineinander verfügt, so dass die Elektrodenstrukturen 11 und 22 in einem innigem, elektrischem Kontakt stehen. Wird das Steckergehäuse 1 aus dem Gegensteckergehäuse 2 gemäß Fig. 2b gezogen, so beginnen sich zunächst die Elektrodenstrukturen 11 und 22 auseinander zu bewegen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird angenommen, dass die Elektrodenstruktur 11 zapfenförmig ausgebildet ist, die in eine entsprechende Ausnehmung in der Elektrodenstruktur 22 passgenau eingefügt werden kann. Wird beim weiteren Auseinanderziehen der jeweiligen Steckverbinder der Punkt überschritten, an dem sich die beiden Elektrodenstrukturen 11 und 22 voneinander zu beabstanden beginnen, wie in Fig. 2c dargestellt, so treten wie vorstehend erwähnt, bei Bordnetzspannungen von 42 V Funkenentladungen F zwischen den Elektrodenstrukturen auf, die zu Lichtbogeneffekten führen, die aufgrund der in Lichtbögen auftretenden Strömen Temperaturen von ca. 3000 bis 4000 Kelvin zu erzeugen in der Lage sind. Das Auftreten derartig hoher Temperaturen erklärt zum einen, dass insbesondere an den Elektrodenstrukturspitzen Abbrandeffekte auftreten, die als irreversible Schädigungen der Elektrodenkontakte anzusehen sind, wie es in Fig. 2d dargestellt ist, andererseits können die hohen Temperaturen die umliegenden Gehäusewände, die zumeist aus Kunststoff gefertigt sind, aufschmelzen und gar zum Entflammen bringen.

Das Auftreten derartiger Lichtbogeneffekte ist in der Starkstromtechnik kein unbekanntes Phänomen, gegen dessen Vermeidung aktive Konzepte bekannt sind, mit denen eine gezielte Lichtbogenlöschung herbeigeführt werden kann.

Beispielsweise können Lichtbögen durch gezieltes Anlegen von Pressluft in den Bereich der jeweils einen Engspalt eingrenzenden Elektrodenstrukturen regelrecht ausgeblasen werden. Auch sind Löschtechniken mit Hilfe von extern angelegten Magnetfelder in sogenannten Löschkammern bekannt.

So beschreibt etwa die DE 15 40 104 einen Schalter, der zur Unterbrechung von elektrischen Lichtbögen Elektroden aufweist, die bei Auftreten eines Lichtbogens zwischen den Elektroden elektronegative Gase als Löschmittel abgeben. Die Elektroden, die als einteilige oder zweiteilige Körper hergestellt werden, bestehen aus einem Material, das sich aus metallischen und nichtmetallischen Elementen zusammensetzt. Die nichtmetallischen Elemente zeichnen sich hierbei dadurch aus, dass sie bei Auftreten einer von einem Lichtbogen verursachten Temperaturerhöhung elektronegative Gase, die den Lichtbogen ersticken, abgeben.

Die US 4,082,403 beschreibt einen Stecker, der sich im Wesentlichen aus zwei Teilen, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, zusammensetzt. Verbunden werden diese beiden Teile über einen Passstift, der sich im Inneren der beiden Steckerteile befindet. Wesentliches Merkmal dieses Steckers ist es, dass der vordere Teil des Steckverbinders aus einem Material hergestellt ist, das bei Auftreten eines Lichtbogens elektronegative Gase aussendet, so dass der Lichtbogen erstickt wird, bevor die Elektrodenstruktur des Steckers von dem Lichtbogen beschädigt wird.

Auch die GB 1100564 beschreibt eine ganz ähnliche technische Lösung. Bei einem Steckverbinder, dessen Elektroden elektrisch leitend in Kontakt bringbar sind, besthen die Elektroden aus einem Material, das sich aus metallischen sowie nichtmetallischen Stoffkomponenten zusammensetzt. Bei Bildung eines Lichtbogens zwischen den zwei Elektroden emittieren die nichtmetallischen Stoffkomponenten wiederum elektronegative Gase, die den Lichtbogen ersticken. Als elektronegative Gase eignen sich sowohl Schwefelfluoride, wie beispielsweise SF₅ oder SF₆, sowie Seleniumhexafluoride, wie etwa SeF₆. Nichtmetallische Stoffe, die diese elektronegativen Gase emittieren, sind beispielsweise Polytetrafluorethylene.

Die DE 34 12 824 A1 beschreibt schließlich einen elektrischen Lastschalter, der als kontaktgebenden Teil einen in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren Stift enthält. Darüber hinaus weist der Schalter eine koaxial zu diesem Stift angeordnete Kontaktbuchse auf, die in ihrem mit dem Stift in Kontakt bringbaren vorderen Abschnitt durch axial verlaufende Schlitze in achsparallele Segmente unterteilt ist. Diese achsparallelen Segmente weisen an ihrer Spitze jeweils eine radial einwärts vorspringende Kuppe auf, mit welcher sie bei geschlossenem Schalter federnd an dem Stift anliegen. In einem vorderen, seine Spitze einschließenden Abschnitt besteht der Stift, der kürzer als die Einstecktiefe ist, aus einem Verbundwerkstoff, der neben elektrisch gut leitendem Metall ein unter Lichtbogeneinwirkung Löschgase freisetzendes Material enthält. Die bei Bildung eines Lichtbogens entstehenden Löschgase treten zum größten Teil durch die axial verlaufenden Schlitze aus. Ein kleiner Teil der Löschgase kann allerdings auch im eng gewordenen Ringraum zwischen der Hülse und der Kontaktbuchse strömen.

Nachteilig bei allen, aus dem Stand der Technik bekannten Steckverbindern ist, dass die entsprechenden Lichtbogenbekämpfungsmaßnahmen mit aufwendigen Vorkehrungen verbunden sind. Vor allem können diese Maßnahmen, möchte man doch an einem möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau bekannter Steckverbinder festhalten, nicht ohne weiteres auf die Lösung des vorstehend genannten Problems bei elektrischen Steckverbindern, deren Baugrößen bis hin zu einigen mm messen, übertragen werden.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder mit einem Stecker- und einem Gegensteckergehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden, dass insbesondere beim Ziehen des elektrischen Steckverbinders unter elektrischer Last keine vorstehend genannten Lichtbogenerscheinungen auftreten, die zu irreversiblen Schäden an der Elektrodenstruktur führen. Die zu treffenden Maßnahmen sollen weder komplizierte konstruktive Vorkehrungen am Steckverbinder, noch kostenintensive Vorkehrungen, bzw. den Einsatz zusätzlicher, mit dem Steckverbinder vorzuhaltender Löschmittel erfordern. Aktive, kostenintensive Konzepte, wie sie in der Starkstromtechnik bekannt sind, sind für einen möglichst kostengünstigen Einsatz im Automobilbereich zu vermeiden.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist ein elektrischer Steckverbinder mit einem Stecker- und einem Gegensteckergehäuse, bei dem das Steckergehäuse in eine Ausnehmung innerhalb des Gegensteckergehäuses wenigstens teilweise fügbar ist, innerhalb des Stecker- und Gegensteckergehäuses jeweils eine Elektrodenstruktur vorgesehen ist, die durch Ineinanderfügen des Steckergehäuses in das Gegensteckergehäuse in einen innigen Kontakt bringbar sind und bei dem im Stecker- und/oder im Gegensteckergehäuse wenigstens ein Belüftungskanal vorgesehen ist, der jeweils das Stecker- oder das Gegensteckergehäuse lokal durchragt, eine zur Elektrodenstruktur gewandte innere Öffnung sowie eine äußere Öffnung aufweist, so ausgebildet, dass der Belüftungskanal derart angeordnet ist, dass die äußere oder die innere Öffnung des Belüftungskanals durch gegenseitige Überlappung des Stecker- mit dem Gegensteckergehäuses im ineinandergefügten Zustand weitgehend gasdicht verschlossen ist und dass durch Auseinanderbewegen des Stecker- und Gegensteckergehäuses der Belüftungskanal eine offene Verbindung zu einem von dem Stecker- und Gegensteckergehäuse weitgehend gasdicht eingeschlossenen Volumen schafft, in dem sich die Elektrodenstrukturen befinden, sobald sich die Elektrodenstrukturen durch das Auseinanderbewegen des Stecker- und Gegensteckergehäuses zu trennen beginnen und dass die äußere Öffnung (32) des Belüftungskanals (3) in den Steckverbinder umgebende Außenluft mündet, so dass Umluft von Außen durch den Belüftungskanal (3) in das innere Volumen (4) gelangt.

Die dem erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Steckverbinder zugrundeliegende Idee ist die gezielte Nutzung des sich zwischen dem Steckergehäuse und dem Gegensteckergehäuse ausbildenden Unterdruckes, der sich innerhalb des von beiden Gehäusen eingeschlossenen Volumens während des Vorganges des Auseinanderziehens beider Gehäuse ausbildet, sofern davon ausgegangen werden kann, dass das Steckergehäuse und das Gegensteckergehäuse weitgehend gasdicht ineinander fügbar sind. Wird beispielsweise das in einer Ausnehmung des Gegensteckergehäuses befindliche Steckergehäuse aus dem Gegensteckergehäuse herausgezogen, so erfährt die zwischen beiden Gehäusen eingeschlossene Luft aufgrund der lokal auftretenden Volumenvergrößerung eine Expansion, wodurch sich ein Unterdruck zwischen beiden Gehäusen einstellt. Dieser Unterdruck wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Steckverbinder als treibende Kraft dazu verwendet, einen Luftstrom gezielt in den Elektrodenbereich zu richten, im Zeitpunkt, in dem sich die Elektrodenstrukturen noch unterhalb des eingangs erläuterten kritischen Kontaktabstandes befinden, bei dem sich aufgrund der hohen Bordnetzspannung von beispielsweise 42 V Lichtbogeneffekte auftreten. Der sich zwischen beiden Elektrodenstrukturen ausbildende Lichtbogen wird effizient durch den eigens vorgesehenen Belüftungskanal gezielt gelöscht, so dass die Elektrodenstrukturen ohne den weiteren Betrieb beeinflussenden Schädigungen auch unter elektrischen Lastbedingungen voneinander getrennt werden können.

Der hierfür erforderliche Belüftungskanal, der innerhalb des Steckergehäuses und/oder innerhalb des Gegensteckergehäuses vorgesehen werden kann, ist als einfache Bohrung durch die jeweilige Gehäusewand des Stecker- oder Gegensteckergehäuses auszubilden und erfordert bei der Steckerherstellung keine merklichen Mehrkosten.

Der Belüftungskanal ist derart innerhalb des jeweiligen Gehäuses anzuordnen, dass die den elektrischen Steckverbinder umgebende Außenluft in den Belüftungskanal erst eintreten kann, wenn zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder ein ausreichend großer Unterdruck erzeugt worden ist und die Elektrodenstrukturen sich nur noch punktuell berühren und somit kurz vor ihrer gegenseitigen Beabstandung stehen. In diesem Moment sollte vorzugweise der Belüftungskanal durch weiteres Herausziehen des Steckergehäuses aus dem Gegensteckergehäuse geöffnet werden, so dass aufgrund des im Inneren vorherrschenden Unterdruckes ein Luftstrom gezielt zwischen beide, sich voneinander entfernenden Elektrodenstrukturen einströmen kann.

Damit sich ein für die Erzeugung des Belüftungsstromes in ausreichender Stärke zur wirkungsvollen Auslöschung von etwaig auftretender Lichtbögen erforderliche Unterdruck zwischen Stecker- und Gegensteckergehäuse aufbauen kann, gilt es darauf zu achten, dass beide Gehäuse im ineinandergefügten Zustand weitgehend gasdicht miteinander abschließen, so dass keine wesentlichen, möglicherweise in Betracht kommenden Nebenluftströme durch entsprechende Zwischenspalte in das Innere des elektrischen Steckverbinders eintreten können.

Elektrische Steckverbinder, die mit der vorstehend beschriebenen Belüftungsvorkehrung zur Vermeidung lokaler Lichtbögen ausgestattet sind, eignen sich insbesondere für die Verwendung im Kfz-Bereich, speziell bei Verwendung von Bordnetzspannungen von mehr als 30 V, vorzugsweise 42 V. Selbstverständlich eignen sich derartige Steckverbinder auch in anderen Bereichen, beispielsweise im gesamten Elektronikbereich.

Der erfindungsgemäße Gedanke soll anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a-d Querschnittsdarstellungen eines elektrischen Steckverbinders mit Belüftungskanal in Sequenzbilddarstellung sowie

Fig. 2a-d Querschnittsdarstellung eines bekannten elektrischen Steckverbinders (Stand der Technik), sowie

Fig. 3 I-U-Diagramm zur Darstellung kritischer Bereiche zur Lichtbogenausbildung.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit

In Fig. 1a bis d sind Querschnittsbilder jeweils in Sequenzen dargestellt, die einen erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen Steckverbinder zeigen, der ein Gegensteckergehäuse 2 aufweist, in den ein entsprechend an die Innenkontur der Ausnehmung des Gegensteckergehäuses 2 angepasstes Steckergehäuse 1 eingefügt ist.

In dem in Fig. 1a dargestellten Sequenzbild befinden sich das Steckergehäuse 1 und das Gegensteckergehäuse 2 in einem gegenseitigen innigen Kontakt, wobei die Elektrodenstrukturen 11 und 22 zur gegenseitigen elektrischen Kontaktierung ineinander gefügt sind. Zu beachten ist der im Steckergehäuse 1 eingebrachte Belüftungskanal 3, dessen Längserstreckung schräg zur Fügerichtung des Steckergehäuses 1 relativ zum Gegensteckergehäuse 2 orientiert ist. Der Belüftungskanal weist eine innere Öffnung 32 und eine äußere Öffnung 31 auf, wobei die Öffnung 31 durch die Außenkonturen des Gegensteckergehäuses 2 verdeckt ist.

In Fig. 1b ist das Steckergehäuse 1 aus dem Gegensteckergehäuse 2 um ein kleines Stück herausgezogen, wodurch sich die im inneren Volumen 4 befindliche Luft, die zwischen dem Steckergehäuse 1 und dem Gegensteckergehäuse 2 eingeschlossen ist, aufgrund der gasdichten Volumenvergrößerung, expandiert. Hierdurch stellt sich im inneren Volumen 4 ein Unterdruck ein. Bei der in Fig. 1b gezeigten Konstellation befinden sich die Elektrodenstrukturen 11 und 22 immer noch in einer gegenseitigen, teilweisen Überlappung, in der Lichtbogeneffekte noch nicht auftreten. Auch ist der Belüftungskanal 3 in dieser Situation durch die Innenwand des Gegensteckergehäuses 2 abgedeckt und somit verschlossen.

Fig. 1c zeigt die Situation, in der die Elektrodenstruktur 11 und 22 sich nur punktuell berührend gegenüberstehen und bei einer weiteren gegenseitigen Entfernung einen Elektrodenabstand zueinander annehmen, in dem sich die eingangs erläuterten Lichtbogeneffekte einstellen. In genau diesem Moment überfährt die äußere Öffnung 32 des Belüftungskanals 3 den Endbereich des Gegensteckergehäuses 2, so dass nun der Belüftungskanal 3 einen freien Verbindungskanal zwischen dem inneren Volumen 4 und der den elektrischen Steckverbinder umgebenden Außenluft schafft. Durch den Belüftungskanal 3 tritt Außenluft gezielt in den Bereich des kritischen Elektrodenabstandes zwischen den Elektrodenstrukturen 11 und 22, die in Form eines, durch die Saugwirkung des im inneren des Volumens 4 vorherrschenden Unterdruck hervorgerufenen Belüftungsstroms mögliche Lichtbogeneffekte ausbläst.

In Fig. 1d sind die vollständig voneinander getrennten Elektrodenstrukturen 11 und 22 in unversehrter Form dargestellt, da das Auftreten von Lichtbögen weitestgehend vermieden werden konnte. Ganz im Unterschied zu den bisher bekannten elektrischen Steckverbindern, wie sie links von der Fig. 1d in Fig. 2d dargestellt sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des elektrischen Steckverbinders wird das an sich bekannte Problem des "Hot-Plugging", d. h. des Steckens unter elektrischer Last, wie es beispielsweise im Reparaturfall auftreten kann, gelöst.

Bezugszeichenliste

1

Steckergehäuse

2

Gegensteckergehäuse

11

,

22

Elektrodenstruktur

3

Belüftungskanal

31

,

32

Innere, äußere Öffnung

4

Inneres Volumen

Claims (6)

1. Elektrischer Steckverbinder mit einem Stecker- (1) und einem Gegensteckergehäuse (2), derart ausgebildet, dass das Steckergehäuse (1) in eine Ausnehmung innerhalb des Gegensteckergehäuses (2) wenigstens teilweise fügbar ist,
dass innerhalb des Stecker- (1) und Gegensteckergehäuses (2) jeweils eine Elektrodenstruktur (11, 22) vorgesehen ist, die durch Ineinanderfügen des Steckergehäuses (1) in das Gegensteckergehäuse (2) in einen innigen Kontakt bringbar sind und
dass im Stecker- (1) und/oder im Gegensteckergehäuse (2) wenigstens ein Belüftungskanal (3) vorgesehen ist, der jeweils das Stecker- (1) oder das Gegensteckergehäuse (2) lokal durchragt, eine zur Elektrodenstruktur (11, 22) gewandte innere Öffnung (31) sowie eine äußere Öffnung (32) aufweist und der derart angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Belüftungskanal (3) derart angeordnet ist, dass die äußere (32) oder die innere Öffnung (31) des Belüftungskanals (3) durch gegenseitige Überlappung des Stecker- (1) mit dem Gegensteckergehäuses (2) im ineinandergefügten Zustand gasdicht verschlossen ist,
dass durch Auseinanderbewegen des Stecker- (1) und Gegensteckergehäuses (2) der Belüftungskanal (3) eine offene Verbindung zu einem von dem Stecker- (1) und Gegensteckergehäuse (2) weitgehend gasdicht eingeschlossenen Volumen (4) schafft, in dem sich die Elektrodenstrukturen (11, 22) befinden, sobald sich die Elektrodenstrukturen (11, 22) durch das Auseinanderbewegen des Stecker- (1) und Gegensteckergehäuses (2) zu trennen beginnen und
dass die äußere Öffnung (32) des Belüftungskanals (3) in den Steckverbinder umgebende Außenluft mündet, so dass Umluft von Außen durch den Belüftungskanal (3) in das innere Volumen (4) gelangt.

2. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Öffnung (31) des Belüftungskanals (3) im Augenblick der Öffnung des Belüftungskanals (3) unmittelbar im Bereich der sich gegenüberliegenden Elektrodenstrukturen (11, 22) befindet.

3. Elektrischer Steckverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stecker- (1) und Gegensteckergehäuse (2) derart ausgebildet sind, dass Stecker- (1) und Gegensteckergehäuse (2) bis zur Öffnung des Belüftungskanals (3) eine gegenseitige weitgehend gasdichte Fügung eingehen.

4. Elektrischer Steckverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenstruktur (11, 22) innerhalb des Gegensteckergehäuses (2) als Aufnahmekontur ausgebildet ist, in die die innerhalb des Steckergehäuses (1) vorgesehene zapfenförmig ausgebildete Elektrodenstruktur (11) einfügbar ist, und dass ein Belüftungskanal (3) innerhalb des Steckergehäuses (1) vorgesehen ist mit einer Kanallängsachse, die gegenüber der Längserstreckung des Steckergehäuses (1) geneigt verläuft.

5. Verwendung des elektrischen Steckverbinders nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Vermeidung von Lichtbogenerscheinungen zwischen den sich unmittelbar beabstandet gegenüberliegenden Elektrodenstrukturen (11, 22).

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Steckverbinder im Kfz-Bereich einsetzbar ist, zur elektrischen Kontaktierung bei Betriebsspannungen bei denen Lichtbogeneffekte auftreten können, vorzugsweise bei 42 Volt.