DE102022002194A1 - Elektrischer Steckhülsenkontakt - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein elektrischer Steckhülsenkontakt für Hochstromanwendungen, mit einem Grundkörper zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Grundkörper zwei einander parallel gegenüberliegende Seitenteile aufweist, und wobei an den Innenseiten der Seitenteile zwei einander gegenüberstehende Lamellenkörper angeordnet sind, wobei die Lamellenkörper als Einlegematten in Stanzbiegetechnik geformt sind, wobei jeder Lamellenkörper in der Steckrichtung Spalten aus mehreren gleichartigen Lamellen und senkrecht zur Steckrichtung mehrere parallel angeordnete gleichartige Reihen aufweist, wobei jede Lamelle zwei gegeneinander gefaltete Abschnitte eines Metallstreifens aufweist, und wobei die gegeneinander gefalteten Abschnitte eine in Steckrichtung ansteigende Schräge ausbilden.

Description

• Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckhülsenkontakt für Hochstromanwendungen, mit einem Grundkörper zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Grundkörper zwei einander parallel gegenüberliegende Seitenteile aufweist, und wobei an den Innenseiten der Seitenteile zwei einander gegenüberstehende Lamellenkörper angeordnet sind.
• Ein derartiger Steckhülsenkontakt ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 015 345 A1 bekannt. Bei diesem Steckhülsenkontakt sind Kontaktlamellen einseitig an dem Grundkörper eines Kontaktlamelleneinsatzes angeordnet. Dabei erstrecken sich die Kontaktlamellen von Randbereichen des Grundkörpers radial zu dessen Mitte. Im Bereich ihres freien Endes bilden die Kontaktlamellen jeweils Kontaktabschnitte aus, die am angefügten Gegenstecker zur Anlage kommen.
• Nachteilig ist, dass diese Anordnung nur eine relativ geringe Anzahl von Kontaktlamellen aufweist. Verkleinert man die Kontaktlamellen, um deren Anzahl zu erhöhen, so verringert sich zugleich die durch die einseitig eingespannten Lamellen jeweils auf den Flachkontakt einwirkende Kontaktkraft.
• Steckhülsenkontakte mit Kontaktlamellen, insbesondere in Form von Lamellenkörben bilden oft verhältnismäßig lange Strompfade zum angefügten Gegenstecker aus. Diese langen Strompfade verursachen eine Verlustleistung und damit eine reduzierte Stromtragfähigkeit.
• Kontaktteile mit einem Lamellenkörper erfahren im Steckprozess oftmals eine Längsausdehnung. Um den dafür benötigten Platz vorzusehen, ist eine beidseitige Fixierung des Lamellenkörpers nicht möglich, ohne die Steckkräfte erheblich zu erhöhen.
• Es stellt sich die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Steckhülsenkontakt zu schaffen, der diese Nachteile nicht oder zumindest in deutlich verringertem Maße aufweist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lamellenkörper als Einlegematten in Stanzbiegetechnik geformt sind, dass jeder Lamellenkörper in der Steckrichtung Spalten aus mehreren gleichartigen Lamellen und senkrecht zur Steckrichtung mehrere parallel angeordnete gleichartige Reihen aufweist, dass jede Lamelle zwei gegeneinander gefaltete Abschnitte eines Metallstreifens aufweist, und dass die gegeneinander gefalteten Abschnitte eine in Steckrichtung ansteigende Schräge ausbilden.
• Vorteilhaft ist, dass derartige als Einlegematte geformte Lamellenkörper pro Fläche eine relativ hohe Anzahl an Lamellen aufweisen können und damit viele unabhängige Kontaktpunkte zum Gegenstecker und zu den Innenflächen der Seitenteile des Grundkörpers des Steckhülsenkontakts ausbilden.
• Hierdurch wird sowohl der Wärmewiderstand als auch der elektrische Widerstand auf viele Punkte einer relativ großen Fläche verteilt und zudem insgesamt niedrig gehalten. Hierdurch werden Hot-Spots wirkungsvoll vermieden.
• Vorteilhaft ist zudem, dass eine hohe Anzahl von Stromwegen zwischen dem Gegenstecker und dem Grundkörper entstehen, die zudem allesamt recht kurz gehalten werden können.
• Vorteilhaft ist auch dass die Flächen der Lamellenkörper leicht an die Größe des jeweiligen Grundkörpers angepasst werden können.
• Ebenfalls vorteilhaft ist, dass die Lamellenkörper problemlos bezüglich der Steckrichtung am Grundkörper fixierbar sind, da während des Steckprozesses ein Niederdrücken der Lamellen in einem gewissen Umfang ohne eine Längenausdehnung des Lamellenkörpers möglich ist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung hervor. Es zeigen
• 1 eine Schnittansicht eines elektrischen Steckhülsenkontakts,
• 2 eine einzelne Kontaktlamelle,
• 3 eine seitliche Ansicht des Steckhülsenkontakts gemäß der 1,
• 4 eine seitliche Ansicht einer weiteren Ausführung eines Steckhülsenkontakts,
• 5 eine Hälfte des Steckhülsenkontakts gemäß der 4.
• Die 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten elektrischen Steckhülsenkontakts 1. Ein solcher Steckhülsenkontakt 1 ist üblicherweise Bestandteil eines hier nicht dargestellten Steckverbinderteils, bei dem in einem Gehäuse aus Isolierstoff ein oder mehrere Steckhülsenkontakte 1 angeordnet sind.
• Der Steckhülsenkontakt 1 weist als Grundkörper 2 einen u-förmig gebogenen Metallstreifen auf, dessen U-Schenkel zwei parallel zueinander ausgerichtete Seitenteile 3a, 3b ausbilden. Der Grundkörper 2 ist mit einem metallenen Anschlussbereich 11 verbunden, der in der 1 nicht näher dargestellt ist. Durch einen Pfeil angedeutet ist die Steckrichtung 9, in der ein hier nicht dargestellter Flachkontakt eines Gegensteckverbinderteils in den Grundkörper 2 eingeschoben werden kann.
• An den beiden Innenseiten der Seitenteile 3a, 3b des Grundkörpers 2 sind, vorzugsweise durch Nieten oder Schweißen, zwei Lamellenkörper 4a, 4b einander gegenüberstehend, angeordnet. Die beiden jeweils aus einem Metallblech in Stanzbiegetechnik gefertigten Lamellenkörper 4a, 4b sind jeweils einstückig oder mehrstückig als Einlegematten ausgebildet und weisen jeweils eine Vielzahl von Lamellen 5 auf, die jeweils entgegen der Steckrichtung 9 geneigt sind. Jede einzelne Lamelle 5 stellt zu einem in den Grundkörper 2 eingeschobenen Flachkontakt eine punktförmige elektrische Verbindung her. Die Kontaktstelle ist in der 2 durch einen eingezeichneten Kontaktierungspunkt 15 angedeutet.
• Die 3 zeigt den gleichen Steckhülsenkontakt 1 in einer seitlichen Ansicht. Der mit dem u-förmig gebogenen Grundkörper 2 verbundene Anschlussbereich 11 ist hier rein beispielhaft als ein Schweißanschluss dargestellt. Alternativ könnte der Anschlussbereich 11 beispielsweise auch als Schraub-, Löt-, oder Crimpanschluss ausgeführt sein.
• Eine andere Ausführung eines Steckhülsenkontakts 1' zeigt die 4. Der Grundkörper 2' mit seinen zueinander parallelen Seitenteilen 3a', 3b' besteht hier aus zwei gleichartig ausgebildeten, aneinander gefügten und miteinander verbundenen Grundkörperhälften 2a', 2b', die gemeinsam auch einen Anschlussbereich 11' ausbilden.
• Eine einzelne Grundkörperhälfte 2a' mit einem daran angeordneten Lamellenkörper 4a ist in der 5 abgebildet. Besonders deutlich ist hier erkennbar, dass der einstückig ausgebildete Lamellenkörper 4a aus einer Vielzahl von Lamellen 5 besteht, die in mehreren Reihen 12 und in einer Vielzahl von Spalten 6 angeordnet sind.
• In der dargestellten Ausführung weist der Lamellenkörper 4a rein beispielhaft fünf Lamellenreihen 12 mit jeweils dreiundfünfzig Lamellen 5 auf. Die auch entlang der Steckrichtung 9 miteinander verbundenen Lamellen 5 bilden somit dreiundfünfzig zueinander parallele Lamellenspalten 6 aus.
• Der in der 5 dargestellte Lamellenkörper 4a besitzt somit zweihundertfünfundsechzig einzelne Lamellen 5. Bei einem fertig montierten Steckverbinder, wie er in der 4 dargestellt ist, ist die gesamte Lamellenzahl sogar doppelt so groß, und zwar aufgrund eines weiteren, hier nicht dargestellten Lamellenkörpers, der auf der Innenseite des Seitenteils 3b' gegenüberliegenden Grundkörperhälfte 2b' angeordnet ist.
• Diese Lamellenzahl ist natürlich rein beispielhaft, da einerseits die Größe der Lamellenkörper 4a, 4b an die jeweilige Größe des Grundkörpers 2, 2' angepasst werden kann, und andererseits die Größe der einzelnen Lamelle 5 und damit im umgekehrten Maße die Anzahl der Lamellen 5 eines Lamellenkörpers 4a, 4b in weitem Umfang skalierbar sind.
• Die 2 zeigt die Form einer einzelnen Lamelle 5 aus einem der Lamellenkörper 4a, 4b. Die Lamelle 5 besteht aus einem gefalteten Metallstreifen 7, der am Anfang und am Ende der Lamelle 5 jeweils eine Kontaktfläche 13a, 13b aufweist. Die eine Kontaktfläche 13b wird durch einen einfachen und relativ langen Abschnitt des Metallstreifens 7 gebildet, während die andere Kontaktfläche 13a im Vergleich deutlich kürzer ist und einstückige Verbindungen zu gleichartigen Kontaktflächen 13a benachbarter Lamellenspalten 6 herstellt (hier nicht bildlich dargestellt). Hierdurch ergibt sich für die Lamellenkörper 4a, 4b jeweils eine relativ stabile Struktur.
• Bei jeder Lamelle 5, die sich nicht am Anfang oder Ende einer Lamellenspalte 6 befindet, schließt sich eine Kontaktfläche 13a an eine Kontaktfläche 13b einer weiteren Lamelle 5 an und umgekehrt. Zumindest am Anfang oder Ende einer Lamellenspalte 6 bilden die Kontaktflächen 13a, 13b zugleich Fixierstellen der Lamellenkörper 4a, 4b am Grundkörper 2, 2' aus.
• Über jeweils einen abgerundet geformten Abschnitt des Metallstreifens 7, der ein Federelement 16a, 16b ausbildet, sind zwei gegeneinander gefaltete Lamellenschenkel 7a, 7b des Metallstreifens 7 mit den Kontaktflächen 13a, 13b federnd beweglich verbunden. Die Federelemente 16a, 16b können dabei eine gleiche oder auch eine unterschiedliche Federrate besitzen.
• Die beiden Lamellenschenkel 7a, 7b sind an einer Verbindungsstelle 14 um ca. 180° gegeneinander gefaltet und können entweder, wie in der 2 gezeigt, parallel und aufeinanderliegend, oder aber auch, zur Erhöhung des Flächenträgheitsmoment der Lamelle 5, unter einem Abstand angeordnet sein. Die gegeneinander gefalteten Lamellenschenkel 7a, 7b bilden eine in der Steckrichtung 9 ansteigende Schräge 8 aus, die jeweils eine punktförmige Kontaktierungsstelle 15 zu dem einzufügenden Flachkontakt ausbildet.
• Die beiden Federelemente 16a, 16b an jeder Lamelle 5 ermöglichen es den Lamellenschenkel 7a, 7b unter einer Druckbelastung eine Kippbewegung auszuführen, ohne dass sich die Abstände der Kontaktflächen 13a, 13b zueinander verändern.
• Hierdurch wird es möglich, die Lamellenkörper 4a, 4b, etwa mittels Nieten am Grundkörper 2, 2' zu fixieren, ohne dass die Kraft zum Niederdrücken der Lamellen 5 und damit die Steckkraft des einzufügenden Flachkontakts übermäßig ansteigt.
• Nach dem Montage der Lamellenkörper 4a, 4b am Grundkörper 2 liegen alle Kontaktflächen 13a, 13b an den Innenflächen der Seitenteile 3a, 3b an und stellen so elektrische Verbindungen zum Grundkörper 2 her. Dabei entstehen über die beiden Lamellenschenkel 7a, 7b an jeder Lamelle 5 jeweils zwei Strompfade zu den benachbarten Kontaktflächen 13a, 13b.
• Hierdurch ergibt sich durch eine Vielzahl an Strompfaden eine sehr gute elektrische Anbindung zwischen den Lamellenkörpern 4a, 4b und dem Grundkörper 2 einerseits sowie zwischen den Lamellenkörpern 4a, 4b und dem eingesetzten Flachkontakt andererseits und damit letztendlich auch vom Steckhülsenkontakt 1 zum eingesetzten Flachkontakt.
• Bezugszeichen

1, 1'

Steckhülsenkontakt

2, 2'

Grundkörper

2a', 2b'

Grundkörperhälften

3a, 3b, 3a', 3b'

Seitenteile (U-Schenkel)

4a, 4b

Lamellenkörper

5

Lamellen

6

(Lamellen-)Spalten

7

Metallstreifen

7a, 7b

Lamellenschenkel, Abschnitte

8

Schräge

9

Steckrichtung

10

Einstecköffnung

11, 11'

Anschlussbereich

12

(Lamellen-)Reihen

13a, 13b

Kontaktflächen

14

Verbindungsstelle

15

Kontaktierungspunkt

16a, 16b

Federelemente

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 102004015345 A1 [0002]

Claims (2)

1. Elektrischer Steckhülsenkontakt (1, 1') für Hochstromanwendungen, mit einem Grundkörper (2, 2') zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Grundkörper (2, 2') zwei einander parallel gegenüberliegende Seitenteile (3a, 3b; 3a', 3b') aufweist, und wobei an den Innenseiten der Seitenteile (3a, 3b; 3a', 3b') zwei einander gegenüberstehende Lamellenkörper (4a, 4b) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkörper (4a, 4b) als Einlegematten in Stanzbiegetechnik geformt sind, dass jeder Lamellenkörper (4a, 4b) in der Steckrichtung Spalten (6) aus mehreren gleichartigen Lamellen (5) und senkrecht zur Steckrichtung (9) mehrere parallel angeordnete gleichartige Reihen (12) aufweist, dass jede Lamelle (5) zwei gegeneinander gefaltete Abschnitte (7a, 7b) eines Metallstreifens (7) aufweist, und dass die gegeneinander gefalteten Abschnitte (7a, 7b) eine in Steckrichtung ansteigende Schräge (8) ausbilden.
2. Elektrischer Steckhülsenkontakt (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander gefalteten Abschnitte (7a, 7b) jeweils über ein Federelement (16a, 16b) mit einer am Grundkörper (2, 2') anliegenden Kontaktfläche (13a, 13b) verbunden ist, wobei die Federelemente (16a, 16b) durch abgerundet geformte Abschnitte des Metallstreifens (7) ausgebildet sind.

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