DE102013203546B4

DE102013203546B4 - Socket or plug for a high-current connector with contact lamella ring with 8-shaped contact lamellas in cross-section

Info

Publication number: DE102013203546B4
Application number: DE102013203546.2A
Authority: DE
Inventors: Zhenyu Hu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2025-06-26
Anticipated expiration: 2033-03-02
Also published as: JP2014170750A; JP6530163B2; DE102013203546A1

Abstract

Es wird eine Buchse (1) für eine Hochstromsteckverbindung zu einem Stecker (9) beschrieben. Die Buchse (1) weist eine längliche Hülse (3) und einen in der Hülse (3) angeordneten Kontaktlamellenring (5) auf. Der Kontaktlamellenring (5) weist eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung (X) der Hülse (3) erstreckenden Kontaktlamellen (7) auf, welche von der Hülse (3) hin zum Innern der Hülse (3) ragen. Jede der Kontaktlamellen (7) weist einen im Wesentlichen 8-förmigen Querschnitt auf, wobei jede der Kontaktlamellen (7) zwei in Längsrichtung (x) zueinander benachbart angeordnete, im Querschnitt teilkreisförmige Lamellensegmente (21, 23) aufweist, wobei ein erstes Ende (27) eines ersten Lamellensegments (21) mit einem ersten Ende (29) eines zweiten Lamellensegments (21) verbunden ist und zweite Enden (31, 33) des ersten und des zweiten Lamellensegmentes (21, 23) freitragend zueinander benachbart angeordnet sind, so dass beim Einstecken des Kontaktstifts (11) in die Hülse (3) beide teilkreisförmigen Lamellensegmente (21, 23) nach unten gedrückt werden und die beiden freitragenden zweiten Enden (31, 33) dabei in Kontakt zueinander kommen können.A socket (1) for a high-current plug connection to a plug (9) is described. The socket (1) has an elongated sleeve (3) and a contact lamella ring (5) arranged in the sleeve (3). The contact lamella ring (5) has a plurality of contact lamellas (7) extending in the longitudinal direction (X) of the sleeve (3) and projecting from the sleeve (3) toward the interior of the sleeve (3). Each of the contact blades (7) has a substantially figure-8-shaped cross-section, wherein each of the contact blades (7) has two blade segments (21, 23) which are arranged adjacent to one another in the longitudinal direction (x) and have a partially circular cross-section, wherein a first end (27) of a first blade segment (21) is connected to a first end (29) of a second blade segment (21) and second ends (31, 33) of the first and second blade segments (21, 23) are arranged adjacent to one another in a cantilevered manner, so that when the contact pin (11) is inserted into the sleeve (3), both partially circular blade segments (21, 23) are pressed downwards and the two cantilevered second ends (31, 33) can come into contact with one another.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Buchse beziehungsweise einen Stecker, die beim Zusammenstecken eine Hochstromsteckverbindung bilden.The present invention relates to a socket or a plug which, when plugged together, form a high-current connector.

Stand der TechnikState of the art

Hochstromsteckverbindungen können dazu dienen, zwischen zwei elektrischen Leiterelementen eine mechanische und elektrische Verbindung herzustellen, welche einfach zusammengesteckt und wieder gelöst werden kann und welche dazu ausgebildet ist, hohe Ströme von beispielsweise mehr als 200A zu übertragen. Die Buchse wird dabei durch eine beispielsweise zylinderförmige längliche Hülse gebildet, in die der Stecker mit seinem ebenfalls beispielsweise zylindrischen länglichen Kontaktstift eingeführt werden kann.High-current connectors can be used to establish a mechanical and electrical connection between two electrical conductor elements. This connection can be easily plugged and unplugged and is designed to transmit high currents of, for example, more than 200 A. The socket is formed by an elongated, cylindrical sleeve, into which the plug, with its elongated, cylindrical contact pin, can be inserted.

Um sowohl einen mechanischen Halt des Steckers in der Buchse als auch eine gute elektrische Verbindung zwischen der Hülse der Buchse und dem Kontaktstift des Steckers zu erreichen, sind zwischen der Hülse und dem Kontaktstift meist elastisch biegsame Lamellen vorgesehen, die beim Einschieben des Steckers in die Buchse elastisch verformt werden können und dadurch zwischen der Hülse der Buchse und dem Kontaktstift des Steckers eine mechanisch vorgespannte Verbindung herstellen.In order to achieve both a mechanical hold of the plug in the socket and a good electrical connection between the sleeve of the socket and the contact pin of the plug, elastically flexible lamellae are usually provided between the sleeve and the contact pin, which can be elastically deformed when the plug is inserted into the socket and thus create a mechanically pre-stressed connection between the sleeve of the socket and the contact pin of the plug.

Nachfolgend werden Merkmale einer herkömmlichen Hochstromsteckverbindung sowie von erfindungsgemäß ausgebildeten Hochstromsteckverbindungen überwiegend am Beispiel von entsprechend ausgebildeten Buchsen und daran vorgesehenen Kontaktlamellen beschrieben. Ein Fachmann versteht jedoch, dass die zugrunde liegenden Ideen und Gedanken auch analog auf entsprechende Ausgestaltungen von Steckern übertragen werden können. Insbesondere kann ein Kontaktlamellenring, der für das Einrichten eines zuverlässigen mechanischen und elektrischen Kontakts zwischen der Hülse der Buchse und dem Kontaktstift des Steckers dient, sowohl innen in der Hülse angeordnet sein, und damit einen Teil der Buchse bilden, als auch außen an dem Kontaktstift angeordnet sein und damit einen Teil des Steckers bilden.Below, features of a conventional high-current plug connection and of high-current plug connections designed according to the invention are described primarily using the example of correspondingly designed sockets and the contact blades provided thereon. However, a person skilled in the art will understand that the underlying ideas and concepts can also be applied analogously to corresponding plug designs. In particular, a contact blade ring, which serves to establish reliable mechanical and electrical contact between the sleeve of the socket and the contact pin of the plug, can be arranged both inside the sleeve, thus forming part of the socket, and outside on the contact pin, thus forming part of the plug.

In 1 ist eine Buchse 101 für eine herkömmliche Hochstromsteckverbindung dargestellt. Innerhalb einer zylinderförmigen Hülse 103 ist ein Kontaktlamellenring 105 angeordnet, mithilfe dessen eine Mehrzahl von sich in einer Längsrichtung der Hülse 103 erstreckenden Kontaktlamellen 107 ausgebildet ist. 2 zeigt die Buchse 101 mit einer teilweise weggeschnittenen Hülse 103 in Seitenansicht. In 3 ist im Querschnitt ein Teil der Buchse 101 mit einem in die Hülse 105 eingeführten Kontaktstift 111 eines Steckers 109 dargestellt. Jede der Kontaktlamellen 107 ragt bogenförmig nach innen in die Hülse 103 hinein und kontaktiert dabei an einem Punkt 113 den Kontaktstift 111 des Steckers 109.In 1 A socket 101 for a conventional high-current plug connection is shown. Arranged within a cylindrical sleeve 103 is a contact lamella ring 105, by means of which a plurality of contact lamellas 107 extending in a longitudinal direction of the sleeve 103 are formed. 2 shows the bushing 101 with a partially cut-away sleeve 103 in side view. In 3 A cross-section of a portion of the socket 101 is shown with a contact pin 111 of a plug 109 inserted into the sleeve 105. Each of the contact blades 107 projects inwardly into the sleeve 103 in an arc shape, thereby contacting the contact pin 111 of the plug 109 at a point 113.

Ein bei Hochstromanwendungen zwischen einer Buchse 101 und einem Stecker 109 über die Kontaktlamellen 107 fließender Strom von beispielsweise mehr als 200A kann aufgrund von thermischen Verlusten an Übergangswiderständen zu einer starken Erwärmung führen. Die Übergangswiderstände sollten daher innerhalb der Hochstromsteckverbindung möglichst gering gehalten werden.In high-current applications, a current of, for example, more than 200 A flowing between a socket 101 and a plug 109 via the contact blades 107 can lead to significant heating due to thermal losses at the contact resistances. Therefore, the contact resistances within the high-current connector should be kept as low as possible.

Darüber hinaus kann eine absolute Positionsabweichung zwischen dem Kontaktstift 111 des Steckers 109 und der Hülse 103 der Buchse 101 wegen der Dimensionen der Komponenten, die bei Hochstromsteckverbindungen wesentlich größer sind als bei Normalstromsteckverbindungen, verhältnismäßig groß ausfallen. Beispielsweise kann es bei Steckverbindungen, bei denen mehrere Buchsen in einem gemeinsamen Buchsengehäuse zusammengefasst sind und mit mehreren in einem gemeinsamen Steckergehäuse zusammengefassten Steckern zusammengesteckt werden, aufgrund beispielsweise von Fertigungstoleranzen dazu kommen, dass die Kontaktstifte 111 der Stecker 109 nicht immer mittig und exakt in Längsrichtung in die Hülsen 103 der Buchsen 101 eingeführt werden können. Trotz solcher möglicher Positionsabweichungen sollten über die Kontaktlamellen 107 ausreichend viele Kontaktpunkte zwischen der Hülse 103 und dem Kontaktstift 111 gebildet werden und dabei ein Übergangswiderstand gering gehalten werden, wobei es auch wichtig sein kann, eine ausreichende Kontaktkraft, das heißt eine Normalkraft, an jeder Kontaktstelle zwischen einer Kontaktlamelle 107 und der angrenzenden Hülse 103 beziehungsweise dem angrenzenden Kontaktstift 111 zu erzeugen.Furthermore, an absolute positional deviation between the contact pin 111 of the plug 109 and the sleeve 103 of the socket 101 can be relatively large due to the dimensions of the components, which are significantly larger in high-current plug connections than in standard-current plug connections. For example, in plug connections in which several sockets are combined in a common socket housing and are mated with several plugs combined in a common plug housing, it can happen, due to manufacturing tolerances, for example, that the contact pins 111 of the plug 109 cannot always be inserted centrally and precisely in the longitudinal direction into the sleeves 103 of the sockets 101. Despite such possible positional deviations, a sufficient number of contact points should be formed between the sleeve 103 and the contact pin 111 via the contact lamellas 107, and contact resistance should be kept low, whereby it may also be important to generate a sufficient contact force, i.e. a normal force, at each contact point between a contact lamella 107 and the adjacent sleeve 103 or the adjacent contact pin 111.

Aus der DE 10 2004 002 404 B3 ist ein Federelement bekannt, mit einem ringförmigen Basisabschnitt aus Metallblech und mit einer Mehrzahl daran befestigter Kontaktzungen, die jeweils eine Bogenform aufweisen, die entlang einer Mantelfläche einer einen Rotationskörper beschreibenden Einhüllenden des Federelements verläuft.From the DE 10 2004 002 404 B3 A spring element is known, having an annular base section made of sheet metal and having a plurality of contact tongues attached thereto, each of which has an arc shape that runs along a lateral surface of an envelope of the spring element describing a body of rotation.

Aus der JP S 6427868 U ist ein weiteres Federelement bekannt.From the JP S 6427868 U Another spring element is known.

Aus der US 4 714 441 A ist eine elektrische Buchse bekannt mit einer Vielzahl von Kontaktelementen mit gebogenen Balken an jedem Ende, die zusammenwirken, um elastische Durchgänge zur Aufnahme eines Stifts zu bilden. Die Kontaktelemente sind auf einer Scheibe angeordnet, an deren beiden Seiten sich Balken befinden. Ein Hohlraum im Gehäuse nimmt die Scheibe und die zugehörigen Kontaktelemente auf. Eine Öffnung in der Scheibe ist so bemessen, dass der hindurchgehende Stift nicht wackeln und die Balken überbeanspruchen kann.From the US 4,714,441 A is an electrical socket having a plurality of contact elements with curved bars at each end, which cooperate to form resilient passages for receiving a pin. The contact elements The elements are arranged on a disc with beams on either side. A cavity in the housing accommodates the disc and the associated contact elements. An opening in the disc is sized to prevent the pin passing through it from wobbling and overloading the beams.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausführungsformen der hierin vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Buchse beziehungsweise eines entsprechend ausgestalteten Steckers können ermöglichen, unter anderem die oben genannten Anforderungen an Hochstromsteckverbindungen in vorteilhafter Weise zu erfüllen.Embodiments of the socket according to the invention proposed herein or of a correspondingly designed plug can make it possible, among other things, to advantageously meet the above-mentioned requirements for high-current plug connections.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Buchse für eine Hochstromsteckverbindung zu einem Stecker vorgeschlagen, wobei die Buchse eine längliche Hülse und einen in der Hülse angeordneten Kontaktlamellenring aufweist. Der Kontaktlamellenring weist eine Mehrzahl von sich in Längsrichtung der Hülse erstreckenden Kontaktlamellen auf, welche von der Hülse hin zum Inneren der Hülse ragen. Die Buchse zeichnet sich dabei dadurch aus, dass jede der Kontaktlamellen einen im Wesentlichen 8-förmigen Querschnitt aufweist. According to a first aspect of the invention, a socket for a high-current plug connection to a plug is proposed, wherein the socket comprises an elongated sleeve and a contact lamella ring arranged in the sleeve. The contact lamella ring comprises a plurality of contact lamellas extending in the longitudinal direction of the sleeve and projecting from the sleeve toward the interior of the sleeve. The socket is characterized in that each of the contact lamellas has a substantially figure-8-shaped cross-section.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein analog ausgestalteter Stecker für eine Hochstromsteckverbindung mit einer Buchse vorgeschlagen, der einen länglichen Kontaktstift und einen außen an dem Kontaktstift angeordneten Lamellenring aufweist. Der Kontaktlamellenring kann die gleichen Merkmale aufweisen, wie sie hierin regelmäßig im Zusammenhang mit erfindungsgemäß ausgebildeten Buchsen beschrieben werden.According to a second aspect of the invention, a similarly designed plug for a high-current connector with a socket is proposed, which plug comprises an elongated contact pin and a lamella ring arranged on the outside of the contact pin. The lamella ring can have the same features as those regularly described herein in connection with sockets designed according to the invention.

Gedanken und Ideen zu Ausgestaltungen der hierin vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Buchse beziehungsweise des erfindungsgemäßen Steckers können unter anderem darin gesehen werden, dass die Kontaktlamellen nicht mehr wie bei herkömmlichen Hochstromsteckverbindungen als einfache nach innen gekrümmte Strukturen ausgebildet werden, sondern stattdessen eine komplexere 8-förmige Geometrie aufweisen. Hierdurch kann unter anderem erreicht werden, dass jede der Kontaktlamellen nicht nur, wie bei herkömmlichen Kontaktlamellen, im Wesentlichen an einem einzigen Punkt mit der entsprechenden Gegenkomponente der Hochstromsteckverbindung, das heißt dem Stecker beziehungsweise der Buchse, in Kontakt kommt, sondern an zwei, in Längsrichtung zueinander beabstandeten Punkten. Hierdurch können unter anderem Übergangswiderstände reduziert werden. Außerdem kann durch die spezielle 8-förmige Geometrie eine verbesserte elastische Verformbarkeit der Kontaktlamellen erreicht werden, so dass auch bei nicht korrekter Positionierung eines Steckers in Bezug auf eine Buchse ein ausreichend guter mechanischer und elektrischer Kontakt gewährleistet werden kann.Thoughts and ideas for embodiments of the socket according to the invention or the plug according to the invention proposed herein can be seen, among other things, in the fact that the contact blades are no longer designed as simple inwardly curved structures as in conventional high-current plug connections, but instead have a more complex 8-shaped geometry. This makes it possible, among other things, to ensure that each of the contact blades comes into contact with the corresponding counterpart component of the high-current plug connection, i.e. the plug or socket, not only at a single point, as is the case with conventional contact blades, but at two points spaced apart from one another in the longitudinal direction. This makes it possible, among other things, to reduce contact resistance. In addition, the special 8-shaped geometry makes it possible to achieve improved elastic deformability of the contact blades, so that sufficiently good mechanical and electrical contact can be guaranteed even if a plug is not correctly positioned in relation to a socket.

Unter einem 8-förmigen Querschnitt kann dabei verstanden werden, dass jede der Kontaktlamellen in einer zu einer Umlaufrichtung des Kontaktlamellenrings senkrecht stehenden Ebene eine Kontur aufweist, die näherungsweise der Kontur der Ziffer „8“ entspricht. Die 8-förmige Kontaktlamelle kann somit zwei verdickte Bereiche aufweisen, an denen sie weiter hin zum Inneren der Hülse ragt als in einem taillenartig verjüngten Bereich zwischen den beiden verdickten Bereichen. An den weiter nach innen ragenden, verdickten Bereichen kann jede der Kontaktlamellen somit auf einer Innenseite in Kontakt mit dem Kontaktstift des Steckers und an einer Außenseite in Kontakt mit der Hülse der Buchse stehen und somit jeweils zwei Kontaktpunkte erzeugen. Der taillenartig verjüngte Bereich dazwischen kann, wie weiter unten detailliert beschrieben, für ein gewünschtes vorteilhaftes elastisches Verformungsverhalten der Kontaktlamelle sorgen.An 8-shaped cross-section can be understood as meaning that each of the contact blades has a contour in a plane perpendicular to a circumferential direction of the contact blade ring that approximately corresponds to the contour of the number "8". The 8-shaped contact blade can therefore have two thickened regions where it projects further into the interior of the sleeve than in a waist-like tapered region between the two thickened regions. In the thickened regions that project further inwards, each of the contact blades can thus be in contact with the contact pin of the plug on an inner side and with the sleeve of the socket on an outer side, thus creating two contact points each. The waist-like tapered region in between can, as described in detail below, ensure a desired advantageous elastic deformation behavior of the contact blade.

Erfindungsgemäß weist jede der Kontaktlamellen zwei in Längsrichtung zueinander benachbart angeordnete, im Querschnitt näherungsweise teilkreisförmige Lamellensegmente auf. Dabei ist ein erstes Ende eines ersten Lamellensegments mit einem ersten Ende eines zweiten Lamellensegments verbunden, wohingegen die zweiten Enden des ersten und des zweiten Lamellensegments freitragend zueinander benachbart angeordnet sind, das heißt nicht miteinander verbunden sein sollen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die zweiten Enden des ersten und des zweiten Lamellensegments freitragend zueinander benachbart angeordnet sind, so dass beim Einstecken des Kontaktstifts in die Hülse beide teilkreisförmigen Lamellensegmente nach unten gedrückt werden und die beiden freitragenden zweiten Enden dabei in Kontakt zueinander kommen können. Die beiden teilkreisförmigen Lamellensegmente können dabei jeweils die Schlaufen einer „8“ bilden und die ersten und zweiten Enden der Lamellensegmente können als den Übergang zwischen einer ersten und einer zweiten Schlaufe der „8“ bildend interpretiert werden. Dabei soll angemerkt werden, dass sich die Struktur der Kontaktlamellen nicht notwendigerweise wie bei einer „8“ an der Taille komplett zusammenzieht, das heißt sich die ersten und zweiten Enden der Lamellensegmente in einem Schnittpunkt treffen, sondern es für die Funktion der Kontaktlamellen ausreichen kann, wenn die 8-förmigen Kontaktlamellen sich zwischen zwei verdickten Bereichen in einem Taillenbereich zumindest teilweise verjüngen.According to the invention, each of the contact blades has two blade segments arranged adjacent to one another in the longitudinal direction and having an approximately part-circular cross-section. A first end of a first blade segment is connected to a first end of a second blade segment, whereas the second ends of the first and second blade segments are arranged adjacent to one another in a cantilevered manner, i.e. they are not intended to be connected to one another. According to the invention, the second ends of the first and second blade segments are arranged adjacent to one another in a cantilevered manner, so that when the contact pin is inserted into the sleeve, both part-circular blade segments are pressed downwards and the two cantilevered second ends can come into contact with one another. The two part-circular blade segments can each form the loops of an "8", and the first and second ends of the blade segments can be interpreted as forming the transition between a first and a second loop of the "8". It should be noted that the structure of the contact lamellae does not necessarily contract completely at the waist like an “8”, i.e. the first and second ends of the lamella segments meet at an intersection point, but it may be sufficient for the function of the contact lamellae if the 8-shaped contact lamellae taper at least partially between two thickened areas in a waist area.

Die zweiten Enden der Lamellensegmente können derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass sie sich bei einer Verformung der Kontaktlamelle aufgrund von radial nach außen wirkendem Druck auf die Kontaktlamelle relativ zueinander bewegen können. Anders ausgedrückt sollen die freitragenden zweiten Enden der beiden Lamellensegmente sich relativ zueinander bewegen können, wenn der Kontaktstift des Steckers in die Hülse der Buchse eingeführt wird und dadurch einen radial nach außen wirkenden Druck auf die dazwischen aufgenommene Kontaktlamelle ausübt, aufgrund dessen sich die Kontaktlamelle bereichsweise elastisch verformen wird. Insbesondere sollen die beiden zweiten Enden sich hierbei relativ in einer Richtung parallel zu der Längsrichtung der Buchse beziehungsweise des Steckers zueinander bewegen können.The second ends of the slat segments can be designed and arranged in such a way that that they can move relative to one another when the contact blade is deformed due to radially outward pressure acting on the contact blade. In other words, the self-supporting second ends of the two blade segments should be able to move relative to one another when the contact pin of the plug is inserted into the sleeve of the socket and thereby exerts radially outward pressure on the contact blade accommodated therebetween, as a result of which the contact blade will elastically deform in certain areas. In particular, the two second ends should be able to move relative to one another in a direction parallel to the longitudinal direction of the socket or plug.

Aufgrund einer solchen Bewegungsmöglichkeit kann sich die Kontaktlamelle beim Zusammenstecken der Hochstromsteckverbindung in vorteilhafter Weise verformen, so dass auch für den Fall, dass der Kontaktstift des Steckers nicht mittig oder schräg in die Hülse der Buchse eingeführt wird, ein sicheres Anliegen der Kontaktlamelle an den beiden Komponenten der Hochstromsteckverbindung gewährleistet werden kann.Due to such a possibility of movement, the contact blade can advantageously deform when the high-current plug connection is plugged together, so that even if the contact pin of the plug is not inserted centrally or at an angle into the sleeve of the socket, a secure fit of the contact blade on the two components of the high-current plug connection can be guaranteed.

Gemäß einer Ausführungsform können zueinander benachbarte Kontaktlamellen des Kontaktlamellenrings durch quer zur Längserstreckung der Buchse verlaufende Stege miteinander verbunden sein. Mit anderen Worten können die Stege eine mechanische Verbindung zwischen nebeneinander und vorzugsweise parallel zueinander angeordneten Kontaktlamellen bilden. Vorzugsweise sind zwischen zwei benachbarten Kontaktlamellen jeweils wenigstens zwei Stege ausgebildet, wobei jeweils ein Steg im Bereich einer der Verdickungen der 8-förmigen Kontaktlamelle seitlich hin zu der benachbarten Kontaktlamelle abragt. Hierdurch kann unter anderem eine hohe mechanische Stabilität des Kontaktlamellenrings erreicht werden.According to one embodiment, adjacent contact blades of the contact blade ring can be connected to one another by webs extending transversely to the longitudinal extent of the socket. In other words, the webs can form a mechanical connection between contact blades arranged next to one another and preferably parallel to one another. Preferably, at least two webs are formed between each two adjacent contact blades, with one web projecting laterally toward the adjacent contact blade in the region of one of the thickened portions of the 8-shaped contact blade. This allows, among other things, a high mechanical stability of the contact blade ring to be achieved.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Kontaktlamellenring einstückig ausgebildet sein. Der Kontaktlamellenring sollte aus einem elektrisch leitfähigen und mechanisch elastischen Material bestehen. Beispielsweise kann der Kontaktlamellenring aus einem Metallblech gefertigt sein. Der Kontaktlamellenring kann dabei in einfacher Weise beispielsweise durch Stanz- und Biegeprozesse aus dem Metallblech gefertigt werden.According to one embodiment, the contact lamella ring can be formed in one piece. The contact lamella ring should be made of an electrically conductive and mechanically elastic material. For example, the contact lamella ring can be made of a metal sheet. The contact lamella ring can be easily manufactured from the metal sheet, for example, through stamping and bending processes.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Hülse der Buchse zwei in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnete, nach innen ragende Vorsprünge aufweisen. Der Kontaktlamellenring kann dabei innerhalb der Hülse zwischen den beiden Vorsprüngen gegen axiale Verschiebung gehalten sein. Die Vorsprünge können z.B. einstückig mit dem Rest der Hülse der Buchse ausgebildet sein. Beispielsweise können die Vorsprünge als ringartig umlaufende Strukturen, beispielsweise in Form von Ringnuten, an der Hülse ausgebildet sein.According to one embodiment, the sleeve of the socket can have two inwardly projecting projections arranged offset from one another in the longitudinal direction. The contact lamination ring can be held within the sleeve between the two projections to prevent axial displacement. The projections can, for example, be formed integrally with the rest of the sleeve of the socket. For example, the projections can be formed on the sleeve as ring-like, circumferential structures, for example in the form of annular grooves.

Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Vorteile und Merkmale von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise in Bezug auf eine Buchse und teilweise in Bezug auf einen Stecker einer Hochstromsteckverbindung beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Merkmale in geeigneter Weise miteinander kombiniert beziehungsweise ausgetauscht werden können und von der Buchse in analoge Weise auf den Stecker und umgekehrt übertragen werden können, um auf diese Weise zu weiteren Ausführungsformen und möglicherweise Synergieeffekten gelangen zu können.It should be noted that possible advantages and features of embodiments of the invention are described herein partly with reference to a socket and partly with reference to a plug of a high-current connector. A person skilled in the art will recognize that the features can be combined or interchanged as appropriate, and can be transferred from the socket to the plug in an analogous manner, and vice versa, in order to achieve further embodiments and possibly synergistic effects.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Buchse.
2 zeigt eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht einer herkömmlichen Buchse.
3 zeigt im Querschnitt einen Teilbereich einer herkömmlichen Hochstromsteckverbindung.
4 zeigt eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Buchse für eine Hochstromsteckverbindung im nicht-zusammengesteckten Zustand zwischen Buchse und Stecker.
5 zeigt eine Draufsicht auf ein gestanztes Blech für einen Kontaktlamellenring einer erfindungsgemäßen Buchse.
6a, b zeigen eine Schnittansicht in Blickrichtung A aus 5 auf eine Kontaktlamelle vor und nach einem Biegen zu einer 8-Form.
7 zeigt eine Schnittansicht in Blickrichtung B aus 5 des zum Kontaktlamellenring gebogenen Bleches aus 5.
8 und 9 veranschaulichen Hochstromsteckverbindungen mit erfindungsgemäßen zusammengesteckten Steckern und Buchsen.

Embodiments of the invention are described below in conjunction with the accompanying drawings, whereby neither the description nor the drawings are to be interpreted as limiting the invention.

1 shows a perspective view of a conventional socket.
2 shows a partially cutaway side view of a conventional socket.
3 shows a cross-section of a conventional high-current connector.
4 shows a sectional view of a socket according to the invention for a high-current plug connection in the unmated state between socket and plug.
5 shows a plan view of a stamped sheet metal for a contact lamella ring of a socket according to the invention.
6a , b show a sectional view in direction A from 5 on a contact blade before and after bending into an 8 shape.
7 shows a sectional view in direction B from 5 of the sheet metal bent into the contact lamella ring 5 .
8 and 9 illustrate high-current connectors with plugs and sockets mated together according to the invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.The figures are merely schematic and not to scale.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

4 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Buchse 1 für eine Hochstromsteckverbindung zu einem Stecker 9. Die Buchse 1 weist eine längliche, zylinderförmige und nach vorne offene Hülse 3 auf. Innerhalb der Hülse 3 ist ein Kontaktlamellenring 5 aufgenommen. Der Kontaktlamellenring 5 schmiegt sich gegen eine Innenseite einer Wandung 4 der Hülse 3. Eine Ebene Y, in der sich der Kontaktlamellenring 5 erstreckt, ist dabei vorzugsweise senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung X der länglichen Hülse 3 angeordnet. 4 shows an embodiment of a socket 1 according to the invention for a high-current plug connection to a plug 9. The socket 1 has an elongated, cylindrical sleeve 3 that is open at the front. A contact lamella ring 5 is accommodated within the sleeve 3. The contact lamella ring 5 nestles against an inner side of a wall 4 of the sleeve 3. A plane Y, in which the contact lamella ring 5 extends, is preferably arranged perpendicular to a longitudinal extension direction X of the elongated sleeve 3.

An der Innenseite der Wandung 4 der Hülse 3 sind ferner zwei ringartig ausgebildete, nach innen ragende Vorsprünge 13, 15 ausgebildet, welche in Längsrichtung X zueinander versetzt sind. Der Kontaktlamellenring 5 ist zwischen den beiden Vorsprüngen 13, 15 angeordnet und wird durch diese gegen ein axiales Verrutschen gesichert.On the inside of the wall 4 of the sleeve 3, two ring-shaped, inwardly projecting projections 13, 15 are also formed, which are offset from one another in the longitudinal direction X. The contact lamella ring 5 is arranged between the two projections 13, 15 and is secured by them against axial slippage.

Der Kontaktlamellenring 5 besitzt eine Vielzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten und sich in Längserstreckung X erstreckenden länglichen Kontaktlamellen 7. Wie insbesondere in der vergrößerten Darstellung aus 4 zu erkennen, weist jede der Kontaktlamellen 7 eine im Querschnitt 8-förmige Struktur auf. Verdickte Bereiche 17,19, an denen die Kontaktlamelle 7 weiter zum Innern der Hülse 3 ragt, werden dabei von im Querschnitt näherungsweise teilkreisförmigen Lamellensegmenten 21, 23 gebildet. Die beiden Lamellensegmente 21, 23 grenzen in einem taillenartig verjüngten Bereich 25 aneinander. Ein erstes Ende 27 des ersten Lamellensegments 21 ist dabei mit einem ersten Ende 29 des zweiten Lamellensegments 23 verbunden und vorzugsweise mit diesem einstückig ausgebildet. Ein zweites Ende 31 des ersten Lamellensegments 21 sowie ein zweites Ende 33 des zweiten Lamellensegments 23 sind nicht miteinander verbunden, sondern sind freitragend zueinander benachbart angeordnet.The contact lamella ring 5 has a plurality of elongated contact lamellae 7 arranged next to one another in the circumferential direction and extending in the longitudinal direction X. As can be seen in particular in the enlarged illustration from 4 As can be seen, each of the contact blades 7 has a figure-8-shaped structure in cross-section. Thickened regions 17, 19, at which the contact blade 7 projects further into the interior of the sleeve 3, are formed by blade segments 21, 23 that are approximately part-circular in cross-section. The two blade segments 21, 23 adjoin one another in a waist-like tapered region 25. A first end 27 of the first blade segment 21 is connected to a first end 29 of the second blade segment 23 and is preferably formed integrally therewith. A second end 31 of the first blade segment 21 and a second end 33 of the second blade segment 23 are not connected to one another, but are arranged adjacent to one another in a cantilevered manner.

Mögliche Strukturen des Kontaktlamellenrings 5 und deren Fertigung werden nachfolgend mit Bezug auf die 5 bis 7 beschrieben. Der Kontaktlamellenring 5 kann aus einem mechanisch elastischen und elektrisch gut leitfähigen Material wie zum Beispiel einem Metallblech gefertigt werden. Das Metallblech kann zunächst in eine geeignete Form, wie in 5 dargestellt, gestanzt werden. Dabei werden lineare Bereiche, die später die Kontaktlamellen 7 bilden, sowie diese linearen Bereiche verbindende Stege 35 erzeugt. Wie in den in den 6a, b dargestellten Seitenansichten, die in der in 5 dargestellten Blickrichtung A aufgenommen sind, dargestellt, können die zunächst linear ausgebildeten Bereiche des Metallblechs (6a) durch Ausüben geeigneter Kräfte, wie diese mit den Pfeilen in 6b angedeutet sind, in die gewünschte 8-Form gebogen werden. Anschließend oder gegebenenfalls auch zuvor kann das Metallblech in eine Ringform gebogen werden, wie dies in der in Blickrichtung B aus 5 aufgenommenen 7 dargestellt ist.Possible structures of the contact lamella ring 5 and their production are described below with reference to the 5 to 7 The contact lamella ring 5 can be made of a mechanically elastic and electrically conductive material, such as a metal sheet. The metal sheet can first be formed into a suitable shape, as shown in 5 shown, are punched. This creates linear areas that later form the contact lamellae 7, as well as webs 35 connecting these linear areas. As shown in the 6a , b shown side views, which are shown in 5 shown in the direction of view A, the initially linear areas of the metal sheet ( 6a) by exerting appropriate forces, as shown by the arrows in 6b are indicated, into the desired figure-8 shape. Afterwards, or if necessary, even before, the metal sheet can be bent into a ring shape, as shown in the drawing in direction B of 5 recorded 7 is shown.

In den 8 und 9 wird die Bildung eines elektrischen und mechanischen Kontakts zwischen einer Hülse 3 einer Buchse 1 und einem Kontaktstift 11 eines Steckers 9 mithilfe der Kontaktlamellen 7 eines Kontaktlamellenrings 5 veranschaulicht. In 8 ist dabei der Stecker 9 mittig und gerade in die Buchse 1 eingesteckt, wohingegen in 9 der Stecker 9 außermittig und schräg in die Buchse 1 eingeführt ist. In beiden Fällen kommt der Kontaktstift 11 an zwei Punkten 37, 39 in Kontakt mit der Kontaktlamelle 7. Durch eine Pressung zwischen dem Kontaktstift 11 und der Hülse 3 kommt es zu einer elastischen Verformung der teilkreisförmigen Lamellensegmente 21, 23, welche in den verdickten Bereichen 17, 19 durch den eingeschobenen Kontaktstift 11 hin zu der Hülse 3 gepresst werden.In the 8 and 9 The formation of an electrical and mechanical contact between a sleeve 3 of a socket 1 and a contact pin 11 of a plug 9 is illustrated by means of the contact blades 7 of a contact blade ring 5. In 8 the plug 9 is inserted centrally and straight into the socket 1, whereas in 9 the plug 9 is inserted off-center and obliquely into the socket 1. In both cases, the contact pin 11 comes into contact with the contact blade 7 at two points 37, 39. Pressure between the contact pin 11 and the sleeve 3 results in elastic deformation of the part-circular blade segments 21, 23, which are pressed towards the sleeve 3 in the thickened areas 17, 19 by the inserted contact pin 11.

Wie insbesondere in 9 deutlich zu sehen, können dabei die elastischen Verformungen der beiden teilkreisförmigen Lamellensegmente 21, 23 unabhängig voneinander sein, so dass auch die Kontaktpunkte 37, 39 sich unabhängig voneinander verlagern und an die Position des Kontaktstifts anschmiegen können. Daher kann die 8-förmige Kontaktlamelle 7 den Kontaktstift 11 an beiden Punkten 37, 39 näherungsweise gleich gut kontaktieren, ohne dass diese sich gegenseitig zu beeinflussen. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn der Kontaktstift 11 leicht schräg in die Hülse 3 eingeführt wird.As particularly in 9 As can be clearly seen, the elastic deformations of the two partially circular lamella segments 21, 23 can be independent of one another, so that the contact points 37, 39 can also be displaced independently of one another and conform to the position of the contact pin. Therefore, the figure-8-shaped contact lamella 7 can contact the contact pin 11 at both points 37, 39 with approximately equal effectiveness, without these points influencing one another. This can be particularly advantageous if the contact pin 11 is inserted into the sleeve 3 at a slight angle.

Die 8-förmige Geometrie der Kontaktlamelle 7 ermöglicht ferner, dass beim Einstecken des Kontaktstifts 11 in die Hülse 3 beide teilkreisförmigen Lamellensegmente 21, 23 nach unten gedrückt werden. Die beiden freitragenden zweiten Enden 31, 33 können dabei in Kontakt zueinander und gegebenenfalls auch in Kontakt mit den darunter liegenden ersten Enden 27, 29 kommen, das heißt, die Taille der 8-förmigen Kontaktlamellen wird zusammengepresst zu einem gemeinsamen Kontaktpunkt 41. Hierdurch kann sich eine zusätzliche mechanische Unterstützung für die beiden freitragenden zweiten Enden 31, 33 ergeben, wodurch sich ein Verformungswiderstand der Kontaktlamelle 7 verstärken kann. Dadurch kann sich die von den Kontaktlamelle 7 bewirkte Normalkraft an den Kontaktstellen 37, 39 erhöhen.The figure-eight geometry of the contact blade 7 further enables both part-circular blade segments 21, 23 to be pressed downward when the contact pin 11 is inserted into the sleeve 3. The two self-supporting second ends 31, 33 can thereby come into contact with one another and, if necessary, also with the underlying first ends 27, 29, i.e., the waist of the figure-eight contact blades is pressed together to form a common contact point 41. This can provide additional mechanical support for the two self-supporting second ends 31, 33, which can increase the deformation resistance of the contact blade 7. This can increase the normal force exerted by the contact blade 7 at the contact points 37, 39.

Die meiste elastische Verformung der Kontaktlamelle 7 tritt in der Regel in den verdickten Bereichen 17, 19 der beiden teilkreisförmigen Lamellensegmente 21, 23 auf. Je höher die beim Zusammenstecken von Buchse 1 und Stecker 9 auftretenden Druckkräfte sind, desto stärker werden die teilkreisförmigen Lamellensegmente 21, 23 in eine ovale Form verformt. Zusätzlich werden die Kontaktlamellen 7 in der Mitte, das heißt im Bereich der Taille, in der Nähe des dortigen Kontaktpunkts 41 ebenfalls elastisch verformt, da ein Teil der auftretenden Verformungskräfte über die freitragenden zweiten Enden 31, 33 im Bereich dieses Kontaktpunkts 41 wirkt, so dass dieser auch nach unten gedrückt wird. Daher wird auch dieser zur Taille verjüngte Bereich 25 der Kontaktlamelle 7 elastisch verformt.The greatest elastic deformation of the contact blade 7 generally occurs in the thickened areas 17, 19 of the two part-circular blade segments 21, 23. The higher the force applied when plugging together socket 1 and plug 9 on The greater the compressive forces acting, the more the part-circular lamella segments 21, 23 are deformed into an oval shape. In addition, the contact lamellae 7 in the middle, i.e., in the region of the waist, are also elastically deformed near the contact point 41 there, since a portion of the deformation forces acting via the self-supporting second ends 31, 33 in the region of this contact point 41, so that it is also pressed downward. Therefore, this region 25 of the contact lamella 7, which tapers towards the waist, is also elastically deformed.

Das gesamte elastische Verformungsvermögen der 8-förmigen Kontaktlamelle 7 ist somit größer als bei herkömmlichen Kontaktlamellen. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn ein Kontaktstift 11 mit einer großen Positionsabweichung in eine Hülse eingesteckt wird. Dabei können die Kontaktlamellen 7 an derjenigen Seite, an der ein Spalt zwischen dem Kontaktstift 11 und einer Kontaktinnenseite kleiner ist, sehr stark verformt werden. In einem solchen Fall ist ein großes elastisches Verformungsvermögen der Kontaktlamelle 7 erforderlich, da sonst eventuell in Teilbereichen der Kontaktlamelle eine plastische Verformung erzwungen werden würde. Nach einer solchen plastischen Verformung könnte es jedoch bei späteren Zusammensteck-Prozessen zu Problemen bei der Bewirkung einer ausreichenden Normalkraft zwischen den Kontaktlamellen 7 und den Steckverbindungskomponenten kommen.The total elastic deformation capacity of the figure-8-shaped contact blade 7 is thus greater than that of conventional contact blades. This can be particularly advantageous when a contact pin 11 is inserted into a sleeve with a large positional deviation. The contact blades 7 can be deformed very significantly on the side where the gap between the contact pin 11 and the inside of a contact is smaller. In such a case, a large elastic deformation capacity of the contact blade 7 is required, since otherwise, plastic deformation might be forced in certain areas of the contact blade. However, after such plastic deformation, problems could arise during subsequent mating processes when generating a sufficient normal force between the contact blades 7 and the plug-in connection components.

Claims

Socket (1) for a high-current plug connection to a plug (9), comprising: an elongated sleeve (3), a contact lamella ring (5) arranged in the sleeve (3) with a plurality of contact lamellae (7) extending in the longitudinal direction of the sleeve (3) and projecting from the sleeve (3) towards the interior of the sleeve (3), characterized in that each of the contact lamellae (7) has a substantially 8-shaped cross section, wherein each of the contact lamellae (7) has two lamella segments (21, 23) arranged adjacent to one another in the longitudinal direction (x) and having a partially circular cross section, wherein a first end (27) of a first lamella segment (21) is connected to a first end (29) of a second lamella segment (21), and second ends (31, 33) of the first and second lamella segments (21, 23) are arranged cantilevered adjacent to one another, so that when the contact pin is inserted (11) into the sleeve (3) both part-circular lamella segments (21, 23) are pressed downwards and the two self-supporting second ends (31, 33) can come into contact with each other.

Socket to Claim 1 , wherein the second ends (31, 33) of the lamella segments (21, 23) are designed and arranged such that they can move relative to one another when the contact lamella (7) is deformed due to radially outward-acting pressure on the contact lamella (7).

Socket according to one of the preceding claims, wherein adjacent contact blades (7) are connected to one another by webs (35) extending transversely to the longitudinal direction (x).

Socket according to the preceding claim, wherein at least two webs (35) are formed between each two adjacent contact blades (7).

Socket according to one of the preceding, wherein the contact lamella ring (5) is in one piece.

Socket according to one of the preceding claims, wherein the contact lamella ring (5) is made of a metal sheet.

Socket according to one of the preceding claims, wherein the sleeve has two inwardly projecting projections (13, 15) arranged offset from one another in the longitudinal direction (x), and wherein the contact lamella ring (5) is held between the two projections (13, 15) against axial displacement.

A plug (9) for a high-current plug connection to a socket (1), comprising: an elongated contact pin (11), a contact lamella ring (5) arranged on the outside of the contact pin (11) with a plurality of contact lamellae (7) extending in the longitudinal direction (x) of the contact pin (11) and projecting outwardly from the contact pin (11), characterized in that each of the contact lamellae (7) has a substantially figure-8-shaped cross-section, wherein each of the contact lamellae (7) has two lamella segments (21, 23) arranged adjacent to one another in the longitudinal direction (x) and having a partially circular cross-section, wherein a first end (27) of a first lamella segment (21) is connected to a first end (29) of a second lamella segment (21), and second ends (31, 33) of the first and second lamella segments (21, 23) are arranged adjacent to one another in a cantilevered manner. are, so that when inserting the contact pin (11) into the sleeve (3) both part-circular lamella segments (21, 23) are pressed downwards and the two self-supporting second ends (31, 33) can come into contact with each other.