WO2018054685A1 - Stecker mit schutz - Google Patents

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WO2018054685A1
WO2018054685A1 PCT/EP2017/072335 EP2017072335W WO2018054685A1 WO 2018054685 A1 WO2018054685 A1 WO 2018054685A1 EP 2017072335 W EP2017072335 W EP 2017072335W WO 2018054685 A1 WO2018054685 A1 WO 2018054685A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pin
connector
protective element
socket
wall
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/072335
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English (en)
French (fr)
Inventor
Pierre Ueberschlag
Michel Windenberger
Andrea Mastrovito
Original Assignee
Stäubli Electrical Connectors Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Stäubli Electrical Connectors Ag filed Critical Stäubli Electrical Connectors Ag
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Priority to CN201780058502.1A priority patent/CN109804510B/zh
Priority to US16/335,736 priority patent/US10873147B2/en
Priority to JP2019515343A priority patent/JP6968875B2/ja
Priority to EP17761893.1A priority patent/EP3516741B1/de
Publication of WO2018054685A1 publication Critical patent/WO2018054685A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/64—Means for preventing incorrect coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a pin-side connector for electrical connection to a socket-side connector according to the preamble of claim 1.
  • plug-in connections which consist of a plug-in element and a female element.
  • the plug element in this case has one or more contact elements which are inserted into one or more corresponding socket contacts in the socket element.
  • contact elements When fully or partially driven by electric power electric or hybrid vehicles very large currents and / or voltages on the plug-in elements and thus transmitted via the contact elements.
  • test finger which corresponds to a prescribed standard IEC 60529 and is pressed with a prescribed test force against portions or openings of the plug element, in which the one or more contact elements are located. In this case, there must be no contact between the live sections of the contact elements through the strigfmger.
  • WO 2014/187908 discloses a plug, the contact of which is partially surrounded by a protective cover, and a plug, in which the protective cover is formed integrally with an insulation cap for the contact.
  • the provision of protective elements for protection against contact leads to an increased space requirement or lack of space, which is particularly disadvantageous in plugs with a plurality of contact elements.
  • Object of the present invention is therefore to provide a connector which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • a plug is given, which has a compact design.
  • Another particularly preferred object is to provide a connector which gives the best possible and constant electrical contact.
  • a pin-side connector for electrical connection with a female connector comprising a pin-side connector housing with a connector base and a connector wall, an electrically conductive contact pin with a free pin end and a base-side pin end for attachment of the contact pin on the pin side connector housing, and a Protective element, which is designed to be electrically insulating.
  • the protective element is arranged at a distance from the contact pin on the pin-side connector housing.
  • the protective element prevents unwanted contact of the contact pin by a Fingers or the like.
  • the pin-side connector can have one or more contact pins, wherein then preferably one or more protective elements are provided.
  • a protective element is arranged per contact pin. Statements on a respective contact pin or protective element are therefore to be understood accordingly for one or more contact pins or protective elements.
  • the protective element is formed separately from the contact pin.
  • the protective element is thus a component formed separately from the contact pin and arranged separately.
  • a not filled with components space area is present between the protective element and the contact pin.
  • the protective element is preferably arranged at a distance such that the protective element does not touch a lateral surface of the contact pin.
  • the contact pin is preferably cylindrical and extends, starting from the base-side pin end in the direction of the free pin end along a central axis.
  • the plug wall is preferably designed to be electrically insulating and arranged at a distance from the contact pin on the pin-side plug housing.
  • the plug wall preferably the entire pin-side plug housing, can therefore likewise be formed from an electrically insulating material, so that the protective element and also the plug wall together form an electrically insulating covering area for the contact pin.
  • the connector wall can be understood as an additional protective element for the contact pin.
  • the protective element is arranged at a distance from the connector wall. That is, it is preferred that the protective element is arranged at a distance from the contact pin and from the connector wall on the pin-side connector housing.
  • the plug wall extends at least partially along a circumferential direction around the contact pin.
  • the plug wall is preferably in such a way to the contact pin that a test finger can not be inserted between the connector wall and pin.
  • the connector wall can be seen in cross section transverse to the central axis at least partially circular segment or polygonal or rectangular or square or formed from a mixture thereof.
  • the connector wall extends in a circular cylindrical about the central axis of the contact pin.
  • the protective element and the connector wall are preferably arranged approximately concentrically or eccentrically around the contact pin. In a concentric arrangement, therefore, the protective element and the connector wall are each arranged at approximately the same distance from the contact pin along a circumferential direction around the contact pin. In an eccentric arrangement, the connector wall extends about an axis which is parallel to the central axis of the contact pin.
  • the connector wall can be peripherally interrupted and the protective element can be arranged in an interruption of the connector wall or in the region of an interruption.
  • the connector wall can have an interruption, wherein the protective element is arranged in this one interruption.
  • the connector wall may also have a plurality of interruptions, so that a multi-part connector wall extends around the contact pin around, wherein the individual parts of the connector wall are arranged at a distance from each other and the protective element is preferably arranged between two such parts.
  • the connector wall is circumferentially not interrupted and instead formed in one piece.
  • the protective element has a first portion oriented along a first direction and a second portion oriented along a second direction, particularly at an angle to the first direction, and provided for reinforcement against deformation of the first portion.
  • the protective element is preferably formed substantially U-shaped, wherein the first portion is formed by a base leg and the second portion by two of these projecting, opposite side legs, wherein the side legs facing the contact pin.
  • the first direction preferably extends perpendicular to the center axis of the contact pin, and the second direction preferably again extends perpendicular to the first direction.
  • the protective element in particular the base leg and the side legs, and / or the connector wall, extending from the connector base in the direction of the free end of the contact pin, substantially along an entire length of the contact pin.
  • the base leg preferably has a width seen transversely to the central axis, which substantially corresponds to a width of the contact pin. That is, the base leg covers substantially an entire width of the contact pin.
  • the protective element has a length which is at least as long in the direction of the central axis as the contact pin in the same direction.
  • the protective element is designed to be longer than the contact pin.
  • the connector wall has two parallel wall surfaces on its inner surface facing the contact pin, which parallel wall surfaces are arranged opposite one another with respect to the central axis extending from the base-side pin end in the direction of the free pin end along the contact pin are and / or are each arranged at an equal distance from the central axis.
  • the connector wall preferably has an arcuate portion which connects the two parallel wall surfaces arcuately with each other.
  • the parallel wall surfaces are preferably rectangular and extend from the base-side pin end in the direction of the free pin end along the entire length of the connector wall.
  • the protective element is arranged with respect to the connector wall in a plane which is defined by the central axis and by a arc center of the arcuate portion, and wherein the protective element is arranged centrally in this plane between the parallel wall surfaces.
  • the protective element is arranged in an interruption of the connector wall, wherein the arcuate portion of the connector wall on the opposite side of the protective element and the two parallel wall surfaces are arranged on the protective element adjacent sides of the interrupted connector wall.
  • the plug wall may have on the outside or inside in the region of the parallel wall surfaces in each case via grooves. These grooves can be formed, for example, in the form of elongate slots, which extend from the plug base in the direction of the free pin end substantially along the entire length of the connector wall.
  • the connector wall can be strengthened. This in particular under the proviso of a simplified production by means of an injection molding process.
  • the grooves are formed so that no excessive accumulation of material is provided, but demioch a mechanically solid wall is provided.
  • the grooves have the particular advantage that the connector wall is mechanically robust with respect to transverse forces which are applied by a test finger.
  • the protective element and / or the plug wall is formed integrally with the plug housing and form a protective arrangement for the contact pin.
  • the pin-side connector has two or more contact pins, each contact pin each having a protective element, preferably also at least one respective connector wall, in particular preferably each having a protective arrangement. That is, a protective arrangement is preferably provided for each contact pin.
  • the protective element and the plug housing in one production step, in particular simultaneously, manufactured in one piece.
  • the protective element is manufactured separately from the plug housing and is guided, for example, through a corresponding recess in the plug base through the pin-side plug housing and secured therein after manufacture.
  • the protective element and / or the connector wall are manufactured separately and are subsequently arranged on an electrically insulating protective element base which extends at least partially or completely around the contact pin.
  • an electrically insulating contact protection preferably in the form of a protective cap, is arranged on the free end of the contact pin.
  • the socket-side connector for electrical connection with a pin-side connector as described above.
  • the socket-side connector has a socket-side connector housing with a connector base and a connector wall, and a socket which is arranged in the socket-side connector housing and is designed to receive the contact pin in the connected state.
  • the socket-side connector housing has a receptacle for receiving the protective element in the connected state.
  • the protective member is accommodated in the receptacle of the socket-side connector, and a connector system having a compact construction is provided.
  • the socket-side connector may have one or more sockets and receptacles depending on the number of pins or protective arrangements of the pin-side connector.
  • the receptacle frames the protective element in the connected state at least partially, wherein the protective element is preferably accommodated in the receptacle in an exact fit and / or wherein the receptacle is preferably designed to receive the substantially entire length of the protective element.
  • the receptacle preferably has a substantially rectangular shape, the inner surfaces of which have play in the connected state to the outer surfaces of the protective element.
  • the receptacle surrounds the protective element substantially completely in the region of the receptacle.
  • the protective element facing the inner shape of the receptacle may be formed such that it has a curved corresponding to the curved base leg of the protective element inner surface, and about two corresponding to the straight side legs of the protective element straight , parallel aligned inner surfaces has.
  • the socket-side plug housing preferably has a further, in particular circular, recess, into which the particular circular segment-shaped plug wall can be received.
  • the socket-side connector housing preferably also has one or more recesses.
  • a contact element in particular a contact blade, arranged in the socket, which is designed for electrical contact with the contact pin of the pin-side connector.
  • the socket is arranged in a conductor element.
  • the said receptacle for the protective element extends into the conductor element.
  • the conductor element has a recess into which the receptacle of the protective element extends. Consequently, the protective element thus projects through the receptacle of the plug element and through the recess in the conductor element.
  • the current path in the conductor element extends laterally to the recess.
  • said recess is located below the socket.
  • the receptacle in the conductor element is arranged such that the protective element is not surrounded on its peripheral side but not on its front side by the conductor element.
  • the peripheral side is the side of the protective element which is formed by parts of the lateral surface extending around the central axis.
  • the front side is the side of the protective element, which is oriented at right angles to the central axis and the protective element terminates towards the front.
  • the receptacle is provided in the particularly preferred embodiment both by the socket-side connector housing and by the conductor element.
  • the conductor element has a connection region for a cable and in particular is formed at an angle or parallel to the connector base of the socket-side connector housing.
  • the connection region can be arranged perpendicular to the connector base.
  • the arrangement of the recess in the conductor element is particularly advantageous because then the protective element can protrude into the recess in the insertion direction.
  • the pin-side connector also have a connection region for a cable, which is also angled, in particular perpendicular, or parallel to the pin-side Plug housing can be formed.
  • Fig. 1 is a perspective view of a pin-side connector
  • FIG. 2 is a perspective view of a female connector
  • FIG. 3 is a perspective view of the pin-side connector and the socket-side connector according to Figures 1 and 2 in unconnected state.
  • Fig. 4 is a longitudinal section through the pin-side connector and the socket side
  • Fig. 5 is a perspective view of a conductor element for a socket-side
  • Figures 1 to 4 show different views of a pin-side connector S and a socket-side connector B individually ( Figures 1 and 2), in the unconnected ( Figure 3) and in the connected state ( Figure 4).
  • the pin-side plug S has a pin-side plug housing 6 with a plug base 61 and a plug wall 62, 62 '.
  • the plug housing 6 is arranged here on a pin-side socket 2, which in turn has a housing socket 21 and a housing base 22.
  • On the plug base 61 two electrically conductive contact pins 3, 3 'are arranged, each of which has a free pin end 31, 31 and a base-side pin end 32, 32'.
  • the contact pins 3, 3 ' are fastened with their base-side pin end 32, 32' on the pin-side connector housing 6.
  • the pin-side connector housing 6 here has a circular segment-shaped connector wall 62, 62 ', wherein in each case a circular segment-shaped wall 62, 62' at least partially surrounds a contact pin 3, 3 'along a circumferential direction about the respective contact pin 3, 3'.
  • the plug walls 62, 62 'and the protective element 5, 5' are arranged such that it is prevented that a test finger or even a human finger can touch the contact pin 3, 3 '.
  • the protective element 5, 5 ' is in each case formed separately from the contact pin 3, 3' and arranged so spaced from the contact pin 3, 3 ', that it does not touch the lateral surface 33, 33' of the cylindrical contact pin 3, 3 '.
  • the plug wall 62, 62 'of the pin-side plug housing 6 is also formed electrically insulating and spaced from the contact pins 3, 3' and of the protective elements 5, 5 'arranged on the pin-side connector housing 6.
  • the plug wall 62, 62 ' can thus be understood as a further electrically insulating protective element for preventing unwanted contact of the contact pin 3, 3'.
  • the protective elements 5, 5 'and the connector walls 62, 62' are each arranged concentrically around the corresponding contact pin 3, 3 'and extend from the pin-side connector base 61 in the direction of the free end 31, 31' of the contact pin 3, 3 'substantially along an entire length LK of the contact pin 3, 3'.
  • the connector wall 62, 62 ' extends only partially around the connector wall Contact pin 3, 3 'around and has an interruption 63, 63', wherein the protective element 5, 5 'in the region of this interruption 63, 63' on the pin-side connector housing 6 is arranged.
  • the plug wall 62, 62 ' peripherally interrupted exactly once, although several such interruptions are conceivable.
  • the protective element 5, 5 ' is in each case arranged at the same radial distance from the contact pin 3, 3' as the plug wall 62, 62 'is arranged to the contact pin 3, 3'.
  • the protective element 5, 5 ' here is substantially U-shaped and has a first portion 51, 51' in the form of a base leg, which extends along a first direction Rl. Furthermore, the protective element 51, 5 has a second section 52, 52 '53, 53' in the form of opposing side limbs, which project from the base leg 51, 51 'and extend along a second direction R2. In the case of a U-shaped protective element 5, 5 ', the second direction R2 extends substantially perpendicular to the first direction Rl. In other words, the side legs 52, 52 '53, 53' are arranged substantially perpendicular to the base legs 51, 5 and thereby the contact pin 3, 3 'facing.
  • the side legs 52, 52 '53, 53' serve to reinforce the base leg 51, 51 'against deformation of the base leg 51, 51'.
  • the base leg 51, 51 ' here has a width BS, which essentially corresponds to a width BK of the contact pin 3, 3'.
  • the length of the protective element 5, 5 'seen in the direction of the central axis M is preferably greater than the length of the contact pin.
  • the contact pin extends substantially in the direction of the central axis or the lateral surface of the contact pin.
  • the outer shape 54, 54 'of the U-shaped protective element 5, 5' is designed such that the base leg 51, 51 'has a curved outer surface 54, 54', while the side legs 52, 52 '53, 53' each with straight, parallel to each other aligned outer surfaces 54, 54 'are provided.
  • the contact pin 3 facing the inner mold 55, 55 'of the U-shaped protective element 5, 5' is such that both the base leg 51, 51 'as well as the side legs 52, 52' 53, 53 'each have straight inner surfaces 55, 55 ', wherein the inner surfaces 55, 55' of the side legs 52, 52 '53, 53' substantially perpendicular to the inner surface 55, 55 'of the base leg 51, the fifth stand.
  • the lateral limbs 52, 52 ', 53, 53' each have, at their free ends 57, 57 'facing the contact pin 3, 3', an oblique end surface, which respectively starts from the outer surface 54, 54 'of the Side legs 52, 52 '53, 53' in the direction of the inner surface 55, 55 'of the side leg 52, 52' 53, 53 'are inclined.
  • the plug wall 62, 62 'of the pin-side plug housing 6 has on its the contact pin 3, 3' facing inner surface 64, 64 ', two parallel wall surfaces 65, 65', with respect to a starting from the base-side pin end 32, 32 'in the direction of the free Stiftendes 31, 31 'along the contact pin 3, 3' extending central axis M arranged opposite to each other and are each arranged at an equal distance from the central axis M.
  • the plug wall 62, 62 ' has an arcuate portion 66, 66', which connects the two parallel wall surfaces 65, 65 'arcuately with each other.
  • the wall surfaces 65, 65 ' can be arranged on the inside and outside.
  • the protective element 5, 5 ' is arranged with respect to the plug wall 62, 62' in a plane E, which is defined by the center axis M and by a center of arc B of the arcuate portion 66, 66 'of the plug wall 62, 62'.
  • the protective element 5, 5 ' is arranged centrally in this plane E between the parallel wall surfaces 65, 65'.
  • the plug wall 62, 62 'with its arcuate portion 66, 66' and with the parallel wall surfaces 65, 65 'having portion formed substantially circular segment, wherein the protective element 5, 5' in an interruption 63, 63 'and in particular on a circular line of this circular segment-shaped connector wall 62, 62 'is arranged.
  • the arcuate portion 66, 66 ' extends about an axis parallel to the central axis.
  • the protective element 5, 5 'and the plug wall 62, 62' are formed integrally with the plug housing 6 and these together form a protective arrangement 8, 8 'for the contact pin 3, 3'.
  • an electrically insulating protective cap 4, 4' is provided, which serves as an additional electrically insulating contact protection against accidental contact of the contact pin 3, 3 '.
  • the protective cap 4, 4 ' extends completely around the central axis M around covered the entire free end 31, 31' of the contact pin 3, 3 '. Due to the protective arrangement 8, 8 ', which provides a lateral protection effect for the contact pin 3, 3', and the protective cap 4, 4 ', which provides an upper-side protective effect for the contact pin 3, 3', is a contact of the contact pin 3, 3rd 'essentially impossible.
  • FIG. 2 shows a socket-side plug B for electrical connection to a pin-side plug S as described above.
  • This socket-side connector B has a socket-side connector housing 9 with a connector base 91 and a connector wall 92.
  • the socket-side plug housing 9 is likewise arranged on a socket-side socket 400, which in turn has a socket-side housing socket 401 and a socket-side housing base 402.
  • a socket 100, 100 ' is arranged in the socket-side connector housing 9, which is designed to receive the contact pin 3, 3' in the connected state.
  • a receptacle 93, 93 'for receiving the protective element 5, 5' is arranged in the connected state on the socket side.
  • the socket-side connector housing 9 has two such receptacles 93, 93 'for the two pins 3, 3' of the pin-side connector S. If the pin-side connector S has one or more contact pins, the socket-side connector housing 9 has one or more receptacles. In other words, the socket-side connector housing 9 thus has one receptacle per contact pin.
  • the protective element 5, 5 'in the connected state is snugly received in the receptacle 93, 93' of the socket-side plug B, the receptacle 93, 93 'at least partially framing the protective element 5, 5'.
  • the receptacle 93, 93 'for this purpose has a substantially rectangular shape, the inner surfaces 94, 94' in the connected state, the outer surfaces 54, 54 'of the protective element 5, 5' at least partially surrounds.
  • the inner mold 94, 94' of the receptacle 93, 93 'facing the protective element 5, 5' is designed such that it has a correspondingly bent base leg 51, 51 '. has curved inner surface, as well as two corresponding to the straight side legs 52, 52 ', 53, 53' straight, parallel to each other aligned inner surfaces has.
  • the socket-side plug housing 9 has a further, in particular circular, recess 95, 95 ', in which the particular circular segment-shaped plug wall 62, 62' can be accommodated.
  • This recess 95, 95 ' here extends completely around the bushing 100, 100' and the receptacle 93, 93 'around.
  • the pin-side connector S and the female connector B can be assembled to form a connector system 1, wherein each pin 3, 3 'and each associated protective device 8, 8' of the pin-side connector S in corresponding receptacles 93, 93 'or recesses 95, 95' the socket-side connector B, as well as the housing 21 of the socket-side socket 2 are received in the housing socket 401 of the socket-side socket 400, so that one outwards completely completed plug-in connection is formed.
  • a contact element 200 here in the form of a contact lamella, is arranged in the bushing 100, which is designed to make electrical contact with the contact pin 3 of the pin-side plug S.
  • the contact lamella preferably extends completely along the entire circumferential direction of the bushing 100.
  • the bushing 100 in turn is arranged in a conductor element 300 which has a connection region 301 for a cable and in the embodiment shown here is formed perpendicular to the plug base 91 of the socket-side plug housing 9 , Instead of a connecting region 301 formed perpendicular to the plug base 91, a connection region arranged parallel to the plug base 91 may also be provided.
  • the conductor element 300 provides a part of the receptacle 93, 93 '.
  • the recording penetrates the conductor element 300, whereby its cross-section is weakened.
  • the current path runs laterally to the receptacle 93, 93 '.
  • the arrangement of the receptacle 93, 93 'in the conductor element 300 has the advantage that the conductor element 300 can be provided very simply.
  • the conductor element 300 surrounds the protective element 5, 5 'around its peripheral side or laterally, but not around the end face or the proximal end of the protective element. This allows the housing to be made more compact.
  • the pin-side connector S may also have a connection region for a cable, which may also be arranged parallel or at an angle, in particular perpendicular, to the pin-side connector housing 6.
  • the male or female housing or other male housing and female housing described above are typically manufactured by an injection molding process.
  • the socket-side plug housing 9 comprises a shield 500.
  • the shield 500 is molded onto an outer part 501 and / or an inner part 502.
  • the most preferred method is as follows.
  • the inner part 501 of the shield 500 is first molded onto the shield 500.
  • the outer part 502 of the shield 500 is molded.
  • the shield 500 could also be sprayed on an outer part 502, wherein subsequently the inner part 501 is injected.
  • the outer part and the inner part can also be injected gleich Attacht to the shields.
  • the shields are housing in a single plug.

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  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Ein stiftseitiger Stecker (S) zur elektrischen Verbindung mit einem buchsenseitigen Stecker (B) weist ein stiftseitiges Steckergehäuse (6) mit einer Steckerbasis (61) und einer Steckerwandung (62), einen elektrisch leitenden Kontaktstift (3) mit einem freien Stiftende (31)und einem basisseitigen Stiftende (32) zur Befestigung des Kontaktstiftes am stiftseitigen Steckergehäuse (6), und ein Schutzelement (5), welches elektrisch isolierend ausgebildet ist, auf. Das Schutzelement (5) ist beabstandet vom Kontaktstift (3) am stiftseitigen Steckergehäuse (6) angeordnet. Der buchsenseitige Stecker (B) weist ein buchsenseitiges Steckergehäuse (9) mit einer Steckerbasis (91) und einer Steckerwandung (92), und eine Buchse (100), welche im buchsenseitigen Steckergehäuse (9) angeordnet ist und zur Aufnahme des Kontaktstiftes (3) im verbundenen Zustand ausgebildet ist, auf. Das buchsenseitige Steckergehäuse (9) weist eine Aufnahme (93) zur Aufnahme des Schutzelementes (5) im verbundenen Zustand auf.

Description

TITEL
STECKER MIT SCHUTZ
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen stiftseitigen Stecker zur elektrischen Verbindung mit einem buchsenseitigen Stecker nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Zum Herstellen von elektrischen und/oder elektronischen Verbindungen zwischen verschiedenen Bauteilen, Leitungen oder dergleichen sind Steckverbindungen bekannt, die aus einem Steckelement und einem Buchsenelement bestehen. Oftmals weist das Steckelement dabei ein oder mehrere Kontaktelemente auf, welche in einen oder mehrere entsprechenden Buchsenkontakte im Buchsenelement eingeführt werden. Bei ganz oder teilweise durch elektrischen Strom angetriebenen Elektro- beziehungsweise Hybridfahrzeugen werden sehr grosse Ströme und/oder Spannungen über die Steckelemente und somit über deren Kontaktelemente übertragen.
Wegen der hohen Ströme beziehungsweise Spannungen werden besonders hohe Sicherheitsanforderungen an die Steckelemente gestellt, um eine unbeabsichtigte Berührung der Kontaktelemente durch einen menschlichen Finger zu verhindern. Für eine entsprechende Prüfung kann ein sogenannter Prüffinger verwendet werden, welcher einer vorgeschriebenen Norm IEC 60529 entspricht und mit einer vorgeschriebenen Prüfkraft gegen Abschnitte oder Öffnungen des Steckelements gedrückt wird, in welchen sich das oder die Kontaktelemente befinden. Dabei darf es zu keiner Berührung der stromführenden Abschnitte der Kontaktelemente durch den Prüffmger kommen.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Möglichkeiten bekannt, wie dass solch eine ungewollte Berührung durch einen Finger verhindert werden kann. Beispielsweise ist aus der US 8 734 191 B2 ein Stecker mit einem Kontakt bekannt, wobei eine Isolationskappe auf dem Kontakt sowie seitliche Schutzhüllen vorhanden sind, welche den Kontakt auf allen Seiten umgeben.
Die WO 2014/187908 offenbart einen Stecker, dessen Kontakt von einer Schutzhülle teilweise umgeben ist, sowie einen Stecker, bei welchem die Schutzhülle einstückig mit einer Isolationskappe für den Kontakt ausgebildet ist. Das Vorsehen von Schutzelementen zum Schutz vor Berührungen führt allerdings zu einem erhöhten Platzbedarf respektive Platzmangel, was insbesondere bei Steckern mit mehreren Kontaktelementen von Nachteil ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Stecker anzugeben, welcher die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere wird ein Stecker angegeben, welcher über eine kompakte Konstruktion verfügt. Eine weitere besonders bevorzugte Aufgabe ist es, einen Stecker anzugeben, welcher einen möglichst guten und konstanten elektrischen Kontakt vermittelt.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch einen Stecker gemäss Anspruch 1 beziehungsweise Anspruch 17 gelöst. Es wird gemäss Anspruch 1 ein stiftseitiger Stecker zur elektrischen Verbindung mit einem buchsenseitigen Stecker angegeben, aufweisend ein stiftseitiges Steckergehäuse mit einer Steckerbasis und einer Steckerwandung, einen elektrisch leitenden Kontaktstift mit einem freien Stiftende und einem basisseitigen Stiftende zur Befestigung des Kontaktstiftes am stiftseitigen Steckergehäuse, und ein Schutzelement, welches elektrisch isolierend ausgebildet ist. Das Schutzelement ist beabstandet vom Kontaktstift am stiftseitigen Steckergehäuse angeordnet.
Das Schutzelement verhindert eine ungewollte Berührung des Kontaktstiftes durch einen Finger oder dergleichen.
Durch den Abstand wird es zudem möglich, dass die gesamte Umfangsseite des Kontaktstiftes von einer Buchse elektrisch umgriffen wird.
Wie nachfolgend noch erläutert wird, kann der stiftseitige Stecker über einen oder mehrere Kontaktstifte verfügen, wobei dann vorzugsweise ein oder mehrere Schutzelemente vorgesehen sind. Vorzugsweise ist pro Kontaktstift ein Schutzelement angeordnet. Aussagen zu jeweils einem Kontaktstift beziehungsweise Schutzelement sind daher entsprechend für ein oder mehrere Kontaktstifte beziehungsweise Schutzelemente zu verstehen.
Vorzugsweise ist das Schutzelement separat vom Kontaktstift ausgebildet. In anderen Worten handelt es sich beim Schutzelement also um ein separat vom Kontaktstift ausgebildetes sowie separat angeordnetes Bauteil.
Vorzugsweise ist zwischen dem Schutzelement und dem Kontaktstift ein nicht mit Bauteilen ausgefüllter Raumbereich vorhanden. Das Schutzelement ist vorzugsweise derart beabstandet angeordnet, dass das Schutzelement eine Mantelfläche des Kontaktstiftes nicht berührt.
Der Kontaktstift ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich, ausgehend vom basisseitigen Stiftende in Richtung des freien Stiftendes, entlang einer entlang Mittelachse.
Die Steckerwandung ist vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet und beabstandet vom Kontaktstift am stiftseitigen Steckergehäuse angeordnet.
Die Steckerwandung, bevorzugterweise das gesamte stiftseitige Steckergehäuse, kann also ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein, so dass das Schutzelement und auch die Steckerwandung gemeinsam einen elektrisch isolierenden Abdeckungsbereich für den Kontaktstift bilden. Die Steckerwandung kann als zusätzliches Schutzelement für den Kontaktstift verstanden werden. Vorzugsweise ist das Schutzelement beabstandet von der Steckerwandung angeordnet. Das heisst, es ist bevorzugt, dass das Schutzelement beabstandet vom Kontaktstift sowie von der Steckerwandung am stiftseitigen Steckergehäuse angeordnet ist.
Die Steckerwandung erstreckt sich zumindest teilweise entlang einer Umfangsrichtung um den Kontaktstift herum. Die Steckerwandung steht dabei vorzugsweise derart zum Kontaktstift, dass ein Prüffinger nicht zwischen Steckerwand und Kontaktstift eingeschoben werden kann. Die Steckerwandung kann dabei im Querschnitt quer zur Mittelachse gesehen mindestens abschnittsweise kreissegmentförmig oder polygonartig oder rechteckig oder quadratisch oder aus einer Mischung davon ausgebildet sein. Vorzugsweise erstreckt sich die Steckerwandung kreiszylindrisch um die Mittelachse des Kontaktstiftes. Das Schutzelement und die Steckerwandung sind vorzugsweise quasi konzentrisch oder exzentrisch um den Kontaktstift herum angeordnet. Bei einer konzentrischen Anordnung sind also das Schutzelement sowie die Steckerwandung jeweils in etwa demselben Abstand zum Kontaktstift entlang einer Umfangsrichtung um den Kontaktstift herum angeordnet. Bei einer exzentrischen Anordnung erstreckt sich die Steckerwandung um eine Achse, welche parallel zur Mittelachse des Kontaktstiftes liegt.
Die Steckerwandung kann umfangsseitig unterbrochen sein und das Schutzelement kann in einem Unterbruch der Steckerwandung oder im Bereich eines Unterbruches angeordnet sein. Die Steckerwandung kann über einen Unterbruch verfügen, wobei das Schutzelement in diesem einen Unterbruch angeordnet ist. Die Steckerwandung kann jedoch auch über mehrere Unterbrüche verfügen, so dass sich eine mehrteilige Steckerwandung um den Kontaktstift herum erstreckt, wobei die einzelnen Teile der Steckerwandung in einem Abstand zueinander angeordnet sind und das Schutzelement vorzugsweise zwischen zwei solcher Teile angeordnet ist.
Es ist aber auch denkbar, dass die Steckerwandung umfangsseitig nicht unterbrochen ist und stattdessen einstückig ausgebildet ist. Vorzugsweise weist das Schutzelement einen ersten Abschnitt auf, welcher entlang einer ersten Richtung orientiert ist, und einen zweiten Abschnitt auf, welcher entlang einer zweiten Richtung, insbesondere winklig zur ersten Richtung, orientiert ist und zur Verstärkung gegenüber einer Verformung des ersten Abschnitts vorgesehen ist. Im Falle einer Berührung des ersten Abschnitts des Schutzelementes durch einen Finger oder dergleichen sorgt also der zweite Abschnitt des Schutzelementes dafür, dass sich der erste Abschnitt, insbesondere das gesamte Schutzelement, aufgrund des Berührungsdruckes nicht verformt oder verbiegt. Das Schutzelement ist bevorzugterweise im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei der erste Abschnitt durch einen Basisschenkel und der zweite Abschnitt durch zwei von diesem vorstehende, einander gegenüberliegende Seitenschenkel gebildet wird, wobei die Seitenschenkel dem Kontaktstift zugewandt sind. Die erste Richtung erstreckt sich dabei vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse des Kontaktstiftes, und die zweite Richtung erstreckt sich vorzugsweise wiederum senkrecht zur ersten Richtung.
Vorzugsweise erstrecken sich das Schutzelement, insbesondere der Basisschenkel und die Seitenschenkel, und/oder die Steckerwandung, ausgehend von der Steckerbasis in Richtung des freien Endes des Kontaktstiftes, im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge des Kontaktstiftes.
Der Basisschenkel verfügt vorzugsweise über eine Breite quer zur Mittelachse gesehen, welche im Wesentlichen einer Breite des Kontaktstiftes entspricht. Das heisst, der Basisschenkel verdeckt im Wesentlichen eine gesamte Breite des Kontaktstiftes.
Vorzugsweise weist das Schutzelement eine Länge auf, welche in Richtung der Mittelachse mindestens so lang ist, wie der Kontaktstift in die gleiche Richtung. Besonders bevorzugt ist das Schutzelement länger ausgebildet als der Kontaktstift. Es ist bevorzugt, dass sie Steckerwandung auf ihrer dem Kontaktstift zugewandten Innenfläche zwei parallele Wandflächen aufweist, welche parallelen Wandflächen bezüglich der sich ausgehend vom basisseitigen Stiftende in Richtung des freien Stiftendes entlang des Kontaktstifts erstreckenden Mittelachse einander gegenüberliegend angeordnet sind und/oder jeweils in einem gleichen Abstand von der Mittelachse angeordnet sind.
Die Steckerwandung weist vorzugsweise einen bogenförmigen Abschnitt auf, welcher die zwei parallelen Wandflächen bogenförmig miteinander verbindet. Die parallelen Wandflächen sind vorzugsweise rechteckig ausgebildet und erstrecken sich ausgehend vom basisseitigen Stiftende in Richtung des freien Stiftendes entlang der gesamten Länge der Steckerwandung.
Vorzugseise ist das Schutzelement bezüglich der Steckerwandung in einer Ebene angeordnet, welche durch die Mittelachse und durch einen Bogenmittelpunkt des bogenförmigen Abschnitts festgelegt ist, und wobei das Schutzelement in dieser Ebene mittig zwischen den parallelen Wandflächen angeordnet ist.
In anderen Worten ist das Schutzelement in einem Unterbruch der Steckerwandung angeordnet, wobei der bogenförmige Abschnitt der Steckerwandung auf der gegenüberliegenden Seite des Schutzelementes und die beiden parallelen Wandflächen auf den dem Schutzelement benachbarten Seiten der unterbrochenen Steckerwandung angeordnet sind. Die Steckerwandung kann aussenseitig oder innenseitig im Bereich der parallelen Wandflächen jeweils über Einrillungen verfügen. Diese Einrillungen können beispielsweise in Form von länglichen Schlitzen ausgebildet sein, welche sich ausgehend von der Steckerbasis in Richtung des freien Stiftendes im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Steckerwandung erstrecken. Durch die Einrillungen kann die Steckerwandung verstärkt werden. Dies insbesondere unter der Massgabe einer vereinfachten Herstellung mittels eines Spritzgiessverfahrens. Vorzugsweise sind die Einrillungen derart ausgebildet, dass keine übermässige Materialanhäufung bereitgestellt wird, wobei aber demioch eine mechanisch feste Wandung bereitgestellt wird. Die Einrillungen haben insbesondere den Vorteil, dass die Steckerwandung bezüglich Querkräften, welche von einem Prüffinger aufgebracht werden, mechanisch robust ist.
Vorzugsweise ist das Schutzelement und/oder die Steckerwandung einstückig mit dem Steckergehäuse ausgebildet und bilden eine Schutzanordnung für den Kontaktstift. Vorzugsweise weist der stiftseitige Stecker zwei oder mehr Kontaktstifte auf, wobei jeder Kontaktstift jeweils ein Schutzelement, vorzugsweise ebenfalls mindestens jeweils ein Steckerwandung, insbesondere bevorzugt jeweils eine Schutzanordnung aufweist. Das heisst, für jeden Kontaktstift ist vorzugsweise eine Schutzanordnung vorgesehen.
Vorzugsweise werden dazu das Schutzelement und das Steckergehäuse in einem Herstellungsschritt, insbesondere gleichzeitig, einstückig gefertig. Es ist aber auch denkbar, dass das Schutzelement separat vom Steckergehäuse gefertigt wird und im Anschluss an die Fertigung beispielsweise durch eine entsprechende Ausnehmung in der Steckerbasis durch das stiftseitige Steckergehäuse hindurch geführt und darin befestigt wird. Weiter ist es denkbar, dass das Schutzelement und/oder die Steckerwandung separat gefertigt werden und anschliessend auf einer elektrisch isolierenden Schutzelementbasis, welche sich zumindest teilweise oder vollständig um den Kontaktstift herum erstreckt, angeordnet werden.
Bevorzugterweise ist ein elektrisch isolierender Kontaktschutz, vorzugsweise in Form einer Schutzkappe, auf dem freien Ende des Kontaktstiftes angeordnet.
Weiter wird gemäss Anspruch 1 1 ein buchsenseitiger Stecker zur elektrischen Verbindung mit einem stiftseitigen Stecker wie oben beschrieben angegeben. Der buchsenseitige Stecker weist dabei ein buchsenseitiges Steckergehäuse mit einer Steckerbasis und einer Steckerwandung, und eine Buchse, welche im buchsenseitigen Steckergehäuse angeordnet ist und zur Aufnahme des Kontaktstiftes im verbundenen Zustand ausgebildet ist, auf. Das buchsenseitige Steckergehäuse weist eine Aufnahme zur Aufnahme des Schutzelementes im verbundenen Zustand auf.
Werden der stiftseitige Stecker und der buchsenseitige Stecker miteinander verbunden, so wird das Schutzelement in der Aufnahme des buchsenseitigen Steckers aufgenommen und es wird eine Steckverbindersystem mit einer kompakten Konstruktion zur Verfügung gestellt. Auch hier gilt zu verstehen, dass der buchsenseitige Stecker je nach Anzahl Kontaktstifte beziehungsweise Schutzanordnungen des stiftseitigen Steckers über eine oder mehrere Buchsen und Aufnahmen verfügen kann. Vorzugsweise umrahmt die Aufnahme das Schutzelement im verbundenen Zustand zumindest teilweise, wobei das Schutzelement vorzugsweise passgenau in der Aufnahme aufnehmbar ist und/oder wobei die Aufnahme vorzugsweise zur Aufnahme der im Wesentlichen gesamten Länge des Schutzelementes ausgebildet ist. Die Aufnahme weist bevorzugterweise eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, deren Innenflächen im verbundenen Zustand zu den Aussenflächen des Schutzelementes Spiel aufweisen. Vorzugsweise umgibt die Aufnahme das Schutzelement im Bereich der Aufnahme im Wesentlichen vollständig. Beispielsweise kann zur passgenauen Aufnahme eines wie oben beschriebenen U-förmigen Schutzelements die dem Schutzelement zugewandte Innenform der Aufnahme derart ausgebildet sein, dass sie über eine entsprechend zum gebogenen Basisschenkel des Schutzelementes gebogene Innenfläche verfügt, sowie über jeweils zwei entsprechend zu den geraden Seitenschenkel des Schutzelements gerade, parallel zueinander ausgerichtete Innenflächen verfügt.
Das buchsenseitige Steckergehäuse weist vorzugsweises eine weitere, insbesondere kreisförmige, Ausnehmung auf, in welche die insbesondere kreissegmentförmige Steckerwandung aufnehmbar ist. Im Falle von einem oder mehreren Kontaktstiften weist das buchsenseitige Steckergehäuse vorzugsweise ebenfalls eine oder mehrere Ausnehmungen auf.
Bevorzugterweise ist ein Kontaktelement, insbesondere eine Kontaktlamelle, in der Buchse angeordnet, welches zur elektrischen Kontaktierung mit dem Kontaktstift des stiftseitigen Steckers ausgebildet ist.
Im verbundenen Zustand erfolgt also eine elektrische Kontaktierung zwischen dem Kontaktstift und der Buchse über das besagte Kontaktelement. Vorzugsweise ist die Buchse in einem Leiterelement angeordnet. Die besagte Aufnahme für das Schutzelement erstreckt sich in das Leiterelement hinein. Mit anderen Worten gesagt weist das Leiterelement eine Ausnehmung auf, in welche sich die Aufnahme des Schutzelementes hinein erstreckt. Folglich ragt das Schutzelement also durch die Aufnahme des Steckerelementes und durch die Ausnehmung im Leiterelement hindurch. Der Strompfad im Leiterelement verläuft dabei seitlich zur Ausnehmung.
Vorzugsweise liegt die besagte Ausnehmung unterhalb der Buchse.
Besonders bevorzugt ist die Aufnahme im Leiterelement derart angeordnet, dass das Schutzelement ausschliesslich auf seiner Umfangsseite nicht aber auf seiner Stirnseite durch das Leiterelement umgeben ist. Die Umfangsseite ist dabei die Seite des Schutzelementes, welche durch Teile der sich um die Mittelachse herumerstreckende Mantelfläche gebildet wird. Die Stirnseite ist die Seite des Schutzelementes, welche rechtwinklig zur Mittelachse orientiert ist und das Schutzelement nach vorne hin abschliesst.
Aufgrund der Tatsache, dass sich die Aufnahme in das Leiterelement hinein erstreckt, ergeht der Vorteil, dass die Buchsenseite kompakter ausgebildet werden kann.
Die Aufnahme wird in der besonders bevorzugten Ausführungsform sowohl durch das buchsenseitige Steckergehäuse als auch durch das Leiterelement bereitgestellt. Vorzugsweise weist das Leiterelement einen Anschlussbereich für ein Kabel auf und ist insbesondere winklig oder parallel zur Steckerbasis des buchsenseitigen Steckergehäuses ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Anschlussbereich senkrecht zur Steckerbasis angeordnet sein. Bei der rechtwinkligen Ausführung ist die Anordnung der Ausnehmung im Leiterelement besonders vorteilhaft, weil dann das Schutzelement in Steckrichtung in die Ausnehmung einragen kann.
Analog kann auch der stiftseitige Stecker über einen Anschlussbereich für ein Kabel verfügen, welcher ebenfalls winklig, insbesondere senkrecht, oder parallel zum stiftseitigen Steckergehäuse ausgebildet sein kann.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines stiftseitigen Steckers;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines buchsenseitigen Steckers;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des stiftseitigen Steckers und des buchsenseitigen Steckers gemäss Figuren 1 und 2 in unverbundenem Zustand;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den stiftseitigen Stecker und den buchsenseitigen
Stecker gemäss Figuren 1 und 2 in verbundenem Zustand;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Leiterelements für einen buchsenseitigen
Stecker.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Figuren 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Ansichten eines stiftseitigen Steckers S und eines buchsenseitigen Steckers B jeweils einzeln (Figuren 1 und 2), im unverbundenen (Figur 3) sowie im verbundenen Zustand (Figur 4).
Wie insbesondere aus Figur 1 hervorgeht, weist der stiftseitige Stecker S ein stiftseitiges Steckergehäuse 6 mit einer Steckerbasis 61 und einer Steckerwandung 62, 62' auf. Das Steckergehäuse 6 ist hier auf einer stiftseitigen Fassung 2 angeordnet, welche wiederum über eine Gehäusefassung 21 sowie eine Gehäusebasis 22 verfügt. Auf der Steckerbasis 61 sind zwei elektrisch leitende Kontaktstifte 3, 3' angeordnet, welche jeweils über ein freies Stiftende 31, 31 und ein basisseitiges Stiftende 32, 32' verfügen. Die Kontaktstifte 3, 3' sind mit ihrem basisseitigen Stiftende 32, 32' am stiftseitigen Steckergehäuse 6 befestigt. Weiter sind zwei elektrisch isolierende Schutzelemente 5, 5' vorgesehen, welche jeweils beabstandet von den Kontaktstiften 3, 3' am stiftseitigen Steckergehäuse 6 angeordnet sind. Das stiftseitige Steckergehäuse 6 weist hier eine kreissegmentförmig ausgebildete Steckerwandung 62, 62' auf, wobei jeweils eine kreissegmentförmige Wandung 62, 62' einen Kontaktstift 3, 3' entlang einer Umfangsrichtung um den jeweiligen Kontaktstift 3, 3' herum zumindest teilweise umgibt.
Obwohl in den hier gezeigten Figuren jeweils zwei Kontaktstifte 3, 3' mit entsprechenden Schutzelementen 5, 5' sowie Steckerwandungen 62, 62' dargestellt sind, kann nur ein solcher Kontaktstift mit einem Schutzelement und einer Steckerwandung oder drei und mehr solche Kontaktstifte mit jeweils drei oder mehr Schutzelementen und drei oder mehr Steckerwandungen vorgesehen sein.
Die Steckerwandungen 62, 62' und das Schutzelement 5, 5' sind derart angeordnet, dass verhindert wird, dass ein Prüffinger oder aber auch ein menschlicher Finger den Kontaktstift 3, 3' berühren kann.
Das Schutzelement 5, 5' ist dabei jeweils separat vom Kontaktstift 3, 3' ausgebildet und derart vom Kontaktstift 3, 3' beabstandet angeordnet, dass es die Mantelfläche 33, 33' des zylinderförmigen Kontaktstiftes 3, 3' nicht berührt. Die Steckerwandung 62, 62' des stiftseitigen Steckergehäuses 6 ist ebenfalls elektrisch isolierend ausgebildet sowie beabstandet von den Kontaktstiften 3, 3' sowie von den Schutzelementen 5, 5' am stiftseitigen Steckergehäuse 6 angeordnet. Die Steckerwandung 62, 62' kann somit als ein weiteres elektrisch isolierendes Schutzelement zur Verhinderung einer ungewollten Berührung des Kontaktstiftes 3, 3' verstanden werden.
Die Schutzelemente 5, 5' und die Steckerwandungen 62, 62' sind dabei jeweils quasi konzentrisch um den entsprechenden Kontaktstift 3, 3' herum angeordnet und erstrecken sich ausgehend von der stiftseitigen Steckerbasis 61 in Richtung des freien Endes 31, 31 ' des Kontaktstiftes 3, 3' im Wesentlichen entlang einer gesamten Länge LK des Kontaktstiftes 3, 3'.
Wie bereits erwähnt erstreckt sich die Steckerwandung 62, 62' nur teilweise um den Kontaktstift 3, 3' herum und verfügt über einen Unterbruch 63, 63', wobei das Schutzelement 5, 5' im Bereich dieses Unterbruchs 63, 63' auf dem stiftseitigen Steckergehäuse 6 angeordnet ist. In den hier gezeigten Ausführungsformen ist die Steckerwandung 62, 62' umfangsseitig genau einmal unterbrochen, wobei allerdings auch mehrere solche Unterbrechungen denkbar sind. Das Schutzelement 5, 5' ist jeweils im selben radialen Abstand zum Kontaktstift 3, 3' angeordnet wie die Steckerwandung 62, 62' zum Kontaktstift 3, 3' angeordnet ist.
Das Schutzelement 5, 5' ist hier im Wesentlichen U-förmig ausgebildet und weist einen ersten Abschnitt 51 , 51 ' in Form eines Basisschenkels auf, welcher sich entlang einer ersten Richtung Rl erstreckt. Weiter weist das Schutzelement 51, 5 einen zweiten Abschnitt 52, 52' 53, 53' in Form von einander gegenüberliegenden Seitenschenkeln auf, welche vom Basisschenkel 51, 51 ' vorstehen und sich entlang einer zweiten Richtung R2 erstrecken. Im Falle eines U-förmigen Schutzelements 5, 5' erstreckt sich die zweite Richtung R2 im Wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung Rl . In anderen Worten sind die Seitenschenkel 52, 52' 53, 53' im Wesentlichen senkrecht zum Basisschenkel 51, 5 angeordnet und dabei dem Kontaktstift 3, 3' zugewandt. Die Seitenschenkel 52, 52' 53, 53' dienen einer Verstärkung des Basisschenkels 51, 51 ' gegenüber einer Verformung des Basisschenkels 51, 51 '. Der Basisschenkel 51, 51 ' verfügt hier über eine Breite BS, welche im Wesentlichen einer Breite BK des Kontaktstiftes 3, 3' entspricht.
Die Länge des Schutzelementes 5, 5' in Richtung der Mittelachse M gesehen ist vorzugsweise grösser als die Länge des Kontaktstiftes. Der Kontaktstift erstreckt sich im Wesentlichen in Richtung der Mittelachse bzw. der Mantelfläche des Kontaktstiftes.
Die Aussenform 54, 54' des U-förmigen Schutzelementes 5, 5' ist dabei derart ausgebildet, dass der Basisschenkel 51 , 51 ' über eine gebogene Aussenfläche 54, 54' verfügt, während die Seitenschenkel 52, 52' 53, 53' jeweils mit geraden, parallel zueinander ausgerichteten Aussenflächen 54, 54' versehen sind. Die dem Kontaktstift 3 zugewandte Innenform 55, 55' des U-förmigen Schutzelements 5, 5' ist hingegen derart, dass sowohl der Basisschenkel 51, 51 ' wie auch die Seitenschenkel 52, 52' 53, 53' jeweils über gerade Innenflächen 55, 55' verfügen, wobei die Innenflächen 55, 55' der Seitenschenkel 52, 52' 53, 53' im Wesentlichen senkrecht auf die Innenfläche 55, 55' des Basisschenkels 51, 5 stehen. Wie insbesondere aus Figur 1 hervorgeht, verfügen die Seitenschenkel 52, 52' 53, 53' an ihren dem Kontaktstift 3, 3' zugewandten freien Enden 57, 57' jeweils über eine schräge Endfläche, welche jeweils ausgehend von der Aussenfläche 54, 54' des Seitenschenkels 52, 52' 53, 53' in Richtung der Innenfläche 55, 55' des Seitenschenkels 52, 52' 53, 53' geneigt ausgebildet sind.
Die Steckerwandung 62, 62' des stiftseitigen Steckergehäuses 6 weist auf ihrer dem Kontaktstift 3, 3' zugewandten Innenfläche 64, 64' zwei parallele Wandflächen 65, 65' auf, welche bezüglich einer sich ausgehend vom basisseitigen Stiftende 32, 32' in Richtung des freien Stiftendes 31, 31 ' entlang des Kontaktstifts 3, 3' erstreckenden Mittelachse M einander gegenüberliegend angeordnet und jeweils in einem gleichen Abstand von der Mittelachse M angeordnet sind. Zudem verfügt die Steckerwandung 62, 62' über einen bogenförmigen Abschnitt 66, 66', welcher die zwei parallelen Wandflächen 65, 65' bogenförmig miteinander verbindet. Die Wandflächen 65, 65' können innenseitig und aussenseitig angeordnet werden. Das Schutzelement 5, 5' ist bezüglich der Steckerwandung 62, 62' in einer Ebene E angeordnet, welche durch die Mittelachse M und durch einen Bogenmittelpunkt B des bogenförmigen Abschnitts 66, 66' der Steckerwandung 62, 62' festgelegt ist. Das Schutzelement 5, 5' ist dabei in dieser Ebene E mittig zwischen den parallelen Wandflächen 65, 65' angeordnet. In anderen Worten ist die Steckerwandung 62, 62' mit ihrem bogenförmigen Abschnitt 66, 66' sowie mit dem die parallelen Wandflächen 65, 65' aufweisenden Abschnitt im Wesentlichen kreissegmentförmig ausgebildet, wobei das Schutzelement 5, 5' in einem Unterbruch 63, 63' sowie insbesondere auf einer Kreislinie dieser kreis segmentförmigen Steckerwandung 62, 62' angeordnet ist. Der bogenförmige Abschnitt 66, 66' erstreckt sich um eine parallel zur Mittelachse liegenden Achse.
Weiter weist die Steckerwandung 62, 62' aussenseitig, also auf ihrer der Gehäusefassung 21 zugewandten Aussenseite, im Bereich der parallelen Wandflächen 65, 65' jeweils eine Einrillung 67, 67' auf. Diese Einrillungen 67, 67' sind in Form von länglichen Schlitzen ausgebildet, welche sich ausgehend von der Steckerbasis 61 in Richtung des freien Stiftendes 31 , 3 im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Steckerwandung 62, 62' erstrecken. In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Schutzelement 5, 5' sowie die Steckerwandung 62, 62' einstückig mit dem Steckergehäuse 6 ausgebildet und diese bilden gemeinsam eine Schutzanordnung 8, 8' für den Kontaktstift 3, 3'. Wie bereits erwähnt, sind in den hier gezeigten Figuren jeweils zwei Kontaktstifte 3, 3' mit entsprechenden Schutzelementen 5, 5' sowie Steckerwandungen 62, 62' dargestellt, wobei auch nur ein solcher Kontaktstift mit Schutzelement und Steckerwandung oder mehrere solcher Kontaktstifte mit jeweiligen Schutzelementen und Steckerwandungen vorgesehen sein können. Entsprechend kann eine Schutzanordnung für einen Kontaktstift respektive zwei oder mehr Schutzanordnungen für zwei oder mehr Kontaktstifte vorgesehen sein. Anders gesagt ist pro Kontaktstift eine zugehörige Schutzanordnung vorgesehen.
Am freien Ende 31, 3 des Kontaktstiftes 3, 3' ist jeweils eine elektrisch isolierende Schutzkappe 4, 4' vorgesehen, welche als zusätzlicher elektrisch isolierenden Kontaktschutz gegen eine ungewollte Berührung des Kontaktstiftes 3, 3' dient. Die Schutzkappe 4, 4' erstreckt sich vollständig um die Mittelachse M herum um bedeckt das gesamte freie Ende 31, 31 ' des Kontaktstiftes 3, 3'. Aufgrund der Schutzanordnung 8, 8', welche eine laterale Schutzwirkung für den Kontaktstift 3, 3' bereitstellt, und der Schutzkappe 4, 4', welche eine oberseitige Schutzwirkung für den Kontaktstift 3, 3' bereitstellt, ist eine Berührung des Kontaktstifts 3, 3' im Wesentlichen verunmöglicht.
Figur 2 zeigt einen buchsenseitigen Stecker B zur elektrischen Verbindung mit einem stiftseitigen Stecker S wie oben beschrieben. Dieser buchsenseitige Stecker B weist ein buchsenseitiges Steckergehäuse 9 mit einer Steckerbasis 91 und einer Steckerwandung 92 auf. Das buchsenseitige Steckergehäuse 9 ist ebenfalls auf einer buchsenseitigen Fassung 400 angeordnet, welche wiederum über eine buchsenseitige Gehäusefassung 401 sowie über eine buchsenseitige Gehäusebasis 402 verfügt. Eine Buchse 100, 100' ist im buchsenseitigen Steckergehäuse 9 angeordnet, welche zur Aufnahme des Kontaktstiftes 3, 3' im verbundenen Zustand ausgebildet ist. Weiter ist buchsenseitig eine Aufnahme 93, 93' zur Aufnahme des Schutzelementes 5, 5' im verbundenen Zustand angeordnet. Die Aufnahme 93, 93' erstreckt sich im vorliegenden Fall sowohl durch das Steckergehäuse 9 als auch durch das Leiterelement 300. Hier verfügt das buchsenseitige Steckergehäuse 9 über zwei solcher Aufnahmen 93, 93' für die zwei Kontaktstifte 3, 3' des stiftseitigen Steckers S. Verfügt der stiftseitige Stecker S über einen oder mehrere Kontaktstifte, so weist das buchsenseitige Steckergehäuse 9 einen oder mehrere Aufnahmen auf. In anderen Worten weist das buchsenseitige Steckergehäuse 9 also jeweils eine Aufnahme pro Kontaktstift auf.
Wie insbesondere aus der Figur 4 hervorgeht, wird das Schutzelement 5, 5' im verbundenen Zustand passgenau in der Aufnahme 93, 93' des buchsenseitigen Steckers B aufgenommen, wobei die Aufnahme 93, 93' das Schutzelement 5, 5' zumindest teilweise umrahmt. Die Aufnahme 93, 93' weist dazu eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, deren Innenflächen 94, 94' im verbundenen Zustand die Aussenflächen 54, 54' des Schutzelementes 5, 5' wenigstens abschnittsweise umgibt.
Zur passgenauen Aufnahme eines wie oben beschriebenen U-förmigen Schutzelements 5, 5' ist die dem Schutzelement 5, 5' zugewandte Innenform 94, 94' der Aufnahme 93, 93' derart ausgebildet, dass sie über eine entsprechend zum gebogenen Basisschenkel 51, 51 ' gebogene Innenfläche verfügt, sowie über jeweils zwei entsprechend zu den geraden Seitenschenkel 52, 52', 53, 53' gerade, parallel zueinander ausgerichtete Innenflächen verfügt.
Zusätzlich zur Aufnahme 93, 93' des Schutzelementes 5, 5' weist das buchsenseitige Steckergehäuse 9 eine weitere, insbesondere kreisförmige, Ausnehmung 95, 95' auf, in welche die insbesondere kreissegmentförmige Steckerwandung 62, 62' aufnehmbar ist. Diese Ausnehmung 95, 95' erstreckt sich hier vollständig um die Buchse 100, 100' sowie die Aufnahme 93, 93' herum. Auch hier gilt zu verstehen, dass jeweils eine Buchse und eine Ausnehmung pro Kontaktstift vorgesehen ist.
Somit können der stiftseitige Stecker S und der buchsenseitige Stecker B zu einem Steckverbindersystem 1 zusammengefügt werden, wobei jeder Kontaktstift 3, 3' und jede zugehörige Schutzanordnung 8, 8' des stiftseitigen Steckers S in entsprechende Aufnahmen 93, 93' beziehungsweise Ausnehmungen 95, 95' des buchsenseitigen Steckers B, sowie die Gehäusefassung 21 der stiftseitigen Fassung 2 in der Gehäusefassung 401 der buchsenseitigen Fassung 400 aufgenommen werden, so dass eine nach aussen vollständig abgeschlossene Steckverbindung gebildet wird.
Wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht ist ein Kontaktelement 200, hier in Form einer Kontaktlamelle, in der Buchse 100 angeordnet, welche zur elektrischen Kontaktierung mit dem Kontaktstift 3 des stiftseitigen Steckers S ausgebildet ist. Die Kontaktlamelle erstreckt sich dabei vorzugsweise vollständig entlang der gesamten Umfangsrichtung der Buchse 100. Die Buchse 100 wiederum ist in einem Leiterelement 300 angeordnet, welches einen Anschlussbereich 301 für ein Kabel aufweist und in der hier gezeigten Ausführungsform senkrecht zur Steckerbasis 91 des buchsenseitigen Steckergehäuses 9 ausgebildet ist. Anstelle eines senkrecht zur Steckerbasis 91 ausgebildeten Anschlussbereichs 301 kann auch ein parallel zur Steckerbasis 91 angeordneter Anschlussbereich vorgesehen sein.
Das Leiterelement 300 stellt, wie oben erläutert, einen Teil der Aufnahme 93, 93' bereit. Die Aufnahme durchdringt dabei das Leiterelement 300, wodurch sein Querschnitt geschwächt wird. Der Strompfad verläuft seitlich zur Aufnahme 93, 93'. Durch die Anordnung der Aufnahme 93, 93' im Leiterelement 300 ergeht der Vorteil, dass das Leiterelement 300 sehr einfach bereitgestellt werden kann. Mit anderen Worten gesagt, durchdringt das Schutzelement 5, 5' das Leiterelement, was den Vorteil hat, dass das Leiterelement 300 nicht um die Stirnseite des Schutzelement 5, 5' herum konstruiert werden muss. Das heisst, das Leiterelement 300 umgibt das Schutzelement 5, 5' um dessen Umfangsseite bzw. seitlich, nicht aber um die Stirnseite bzw. das proximale Ende des Schutzelementes herum. Hierdurch kann das Gehäuse kompakter gebaut werden. Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, kann auch der stiftseitige Stecker S über einen Anschlussbereich für ein Kabel verfügen, welcher ebenfalls parallel oder winklig, insbesondere senkrecht, zum stiftseitigen Steckergehäuse 6 angeordnet sein kann.
Das oben beschriebene Steckergehäuse oder Buchsengehäuse oder auch andere Steckergehäuse und Buchsengehäuse werden typischerweise mit einem Spritzgiessverfahren hergestellt. Das buchsenseitige Steckergehäuse 9 umfasst eine Abschirmung 500. Die Abschirmung 500 wird an einem Aussenteil 501 und/oder einem Innenteil 502 angespritzt. Das besonders bevorzugte Verfahren ist wie folgt. Das Innenteil 501 der Abschirmung 500 wird zuerst an die Abschirmung 500 angespritzt. Danach wird das Aussenteil 502 der Abschirmung 500 angespritzt. Die Abschirmung 500 könnte auch an einem Aussenteil 502 angespritzt werden, wobei anschliessend das Innenteil 501 gespritzt wird.
Insbesondere im Fall von mehrpoligen Steckverbinder kann das Aussenteil und das Innenteil auch gleichzeigt an die Abschirmungen angespritzt werden. Damit sind die Abschirmungen in einem einzigen Stecker gehäuse.
BEZUGSZEICHENLISTE stiftseitiger Stecker Einrillung
buchsenseitiger Stecker
Schutzelementbasis
Steckverbindersystem
Schutzanordnung stiftseitige Fassung
1 Gehäusefassung 9 buchsenseitiges2 Gehäusebasis Steckergehäuse
91 Steckerbasis
,3' Kontaktstift 92 Steckerwandung1,31 ' freies Stiftende 93,93' Aufnahme
2,32' basisseitiges Stiftende 94,94' Innenfläche
3,33' Mantelfläche 95,95' Ausnehmung ,4' Kontaktschutz 100 Buchse ,5' Schutzelement 200 Kontaktlamelle1 ,51 ' Basisschenkel
2,52' Seitenschenkel 300 Leiterelement
3,53' Seitenschenkel 301 Anschlussbereich4,54' Aussenfläche
5,55' Innenflächen 400 buchsenseitige Fassung6,56' Endfläche 401 Gehäusefassung
402 Gehäusebasis stiftseitiges Steckergehäuse
1 Steckerbasis 500 Abschirmung
2,62' Steckerwandung 501 Aussenteil
3,63' Unterbruch 502 Innenteil
4,64' Innenfläche B Bogenmittelpunkt5,65' Wandfläche E Ebene
6,66' bogenförmiger Abschnitt M Mittelachse Rl erste Richtung Breite Kontaktstift
R2 zweite Richtung Breite Schutzelement
LK Länge Kontaktstift
LS Länge Schutzelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Stiftseitiger Stecker (S) zur elektrischen Verbindung mit einem buchsenseitigen Stecker (B), aufweisend:
ein stiftseitiges Steckergehäuse (6) mit einer Steckerbasis (61) und einer Steckerwandung (62),
einen elektrisch leitenden Kontaktstift (3) mit einem freien Stiftende (31) und einem basisseitigen Stiftende (32) zur Befestigung des Kontaktstiftes am stiftseitigen Steckergehäuse (6), und
ein Schutzelement (5), welches elektrisch isolierend ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schutzelement (5) beabstandet vom Kontaktstift (3) am stiftseitigen Steckergehäuse (6) angeordnet ist.
2. Stiftseitiger Stecker (S) nach Anspruch 1,
wobei das Schutzelement (5) separat vom Kontaktstift (3) ausgebildet ist
und/oder
wobei das Schutzelement (5) derart beabstandet angeordnet ist, dass das Schutzelement (5) eine Mantelfläche (33) des Kontaktstiftes (3) nicht berührt;
und/oder
wobei die Steckerwandung (62) elektrisch isolierend ausgebildet ist sowie beabstandet vom Kontaktstift (3) am stiftseitigen Steckergehäuse (6) angeordnet ist
und/oder wobei das Schutzelement (5) beabstandet von der Steckerwandung (62) angeordnet ist.
3. Stiftseitiger Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Steckerwandung (62) sich zumindest teilweise entlang einer Umfangsrichtung um den Kontaktstift (3) herum erstreckt,
und/oder wobei die Steckerwandung im Querschnitt quer zur Mittelachse (M) gesehen mindestens abschnittsweise kreissegmentförmig oder polygonartig oder rechteckig oder quadratisch oder als Mischform der genannten Formen ausgebildet und/oder
wobei das Schutzelement (5) und die Steckerwandung (62) quasi konzentrisch oder exzentrisch um den Kontaktstift (3) herum angeordnet sind.
4. Stiftseitiger Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steckerwandung (62) umfangsseitig unterbrochen ist, wobei vorzugsweise das Schutzelement (5) in einem Unterbruch (63) der Steckerwandung (62) angeordnet ist.
5. Stiftseitiger Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (5) einen ersten Abschnitt (51) aufweist, welcher entlang einer ersten Richtung orientiert ist, und einen zweiten Abschnitt (52; 53) aufweist, welcher entlang einer zweiten Richtung, insbesondere winklig zur ersten Richtung, orientiert ist und zur Verstärkung gegenüber einer Verformung des ersten Abschnitts (51) vorgesehen ist.
6. Stiftseitiger Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steckerwandung (62) auf ihrer dem Kontaktstift (3) zugewandten Innenfläche (64) oder auf ihrer dem Kontaktstift abgewandten Aussenfläche mindestens eine, insbesondere zwei, parallele Wandflächen aufweist, welche parallelen Wandflächen (65, 65') bezüglich einer sich ausgehend vom basisseitigen Stiftende (32) in Richtung des freien Stiftendes (31) entlang des Kontaktstifts (3) erstreckenden Mittelachse (M) einander gegenüberliegend angeordnet sind und/oder jeweils in einem gleichen Abstand von der Mittelachse (M) angeordnet sind.
7. Stiftseitiger Stecker (S) nach Anspruch 6, wobei die Steckerwandung (62) einen bogenförmigen oder eckigen Abschnitt (66) aufweist, welcher die zwei parallelen Wandflächen bogenförmig miteinander verbindet.
8. Stiftseitiger Stecker (S) nach Anspruch 7, wobei das Schutzelement (5) bezüglich der Steckerwandung (62) in einer Ebene (E) angeordnet ist, welche durch die Mittelachse (M) und durch einen Bogenmittelpunkt (B) des bogenförmigen Abschnitts (66) festgelegt ist, und wobei das Schutzelement (5) in dieser Ebene (E) mittig zwischen den parallelen Wandflächen (65, 65') angeordnet ist.
9. Stiftseitiger Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (5) und/oder die Steckerwandung (62) einstückig mit dem Steckergehäuse (6) ausgebildet sind und eine Schutzanordnung (8) für den Kontaktstift (3) bilden.
10. Stiftseitiger Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
aufweisend zwei oder mehr Kontaktstifte (3, 3'), wobei jeder Kontaktstift (3, 3') jeweils ein Schutzelement (5, 5'), vorzugsweise ebenfalls mindestens jeweils ein Steckerwandung (62, 62'), insbesondere bevorzugt jeweils eine Schutzanordnung (8, 8') aufweist
und/oder wobei ein elektrisch isolierender Kontaktschutz (4), vorzugsweise in Form einer Schutzkappe, auf dem freien Ende (31) des Kontaktstiftes (3) angeordnet ist..
1 1. Buchsenseitiger Stecker (B) zur elektrischen Verbindung mit einem stiftseitigen Stecker (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend:
ein buchsenseitiges Steckergehäuse (9) mit einer Steckerbasis (91) und einer Steckerwandung (92), und
eine Buchse (100), welche im buchsenseitigen Steckergehäuse (9) angeordnet ist und zur Aufnahme des Kontaktstiftes (3) im verbundenen Zustand ausgebildet ist,
wobei das buchsenseitige Steckergehäuse (9) eine Aufnahme (93) zur Aufnahme des Schutzelementes (5) im verbundenen Zustand aufweist.
12. Buchsenseitiger Stecker (B) nach Anspruch 1 1, wobei die Buchse (100) in einem Leiterelement (300) angeordnet ist, und wobei sich die Aufnahme (93) zur Aufnahme des Schutzelementes (5) in das Leiterelement (300) hinein erstreckt.
13. Buchsenseitiger Stecker (B) nach Anspruch 12, wobei die Aufnahme (93) im Leiterelement (300) derart angeordnet ist, dass das Schutzelement (5) ausschliesslich auf seiner Umfangsseite nicht aber auf seiner Stirnseite durch das Leiterelement (300) umgeben ist.
14. Buchsenseitiger Stecker (B) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, wobei das Leiterelement (300) einen Anschlussbereich (301) für ein Kabel aufweist und insbesondere winklig oder parallel zur Steckerbasis (91) des buchsenseitigen Steckergehäuses (9) ausgebildet ist, und/oder wobei die Aufnahme (93) das Schutzelement (5) im verbundenen Zustand zumindest teilweise umrahmt, wobei das Schutzelement (5) vorzugsweise passgenau in der Aufnahme (93) aufnehmbar ist und/oder wobei die Aufnahme (93) vorzugsweise zur Aufnahme der im Wesentlichen gesamten Länge des Schutzelementes (5) ausgebildet ist.
15. Buchsenseitiger Stecker (B) nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
wobei die Aufnahme (93) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, wobei im verbundenen Zustand zwischen den Innenflächen (94) und den Aussenflächen (54) des Schutzelementes (5) Spiel vorhanden ist, und/oder wobei die Aufnahme (93) des Schutzelement (5) im Bereiche der Aufnahme (93) vorzugsweise vollständig umgibt;
und/oder
wobei das buchsenseitige Steckergehäuse (9) eine weitere, insbesondere kreisförmige, Ausnehmung (95) aufweist, in welche die insbesondere kreis segmentförmige Steckerwandung (62) aufnehmbar ist; und/oder
wobei ein Kontaktelement (200), insbesondere eine Kontaktlamelle, in der Buchse (100) angeordnet ist, welches zur elektrischen Kontaktierung mit dem Kontaktstift (3) des stiftseitigen Steckers (S) ausgebildet ist.
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