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WO2023110017A1 - Zweiteiliges kontaktelement für elektrische steckverbindungen und verfahren zur herstellung eines solchen kontaktelements - Google Patents

Zweiteiliges kontaktelement für elektrische steckverbindungen und verfahren zur herstellung eines solchen kontaktelements Download PDF

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WO2023110017A1
WO2023110017A1 PCT/DE2022/100931 DE2022100931W WO2023110017A1 WO 2023110017 A1 WO2023110017 A1 WO 2023110017A1 DE 2022100931 W DE2022100931 W DE 2022100931W WO 2023110017 A1 WO2023110017 A1 WO 2023110017A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact element
conductor connection
area
connection part
electrical contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2022/100931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Geusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harting Electric Stiftung and Co KG filed Critical Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority to CN202280081121.6A priority Critical patent/CN118402147A/zh
Priority to KR1020247022850A priority patent/KR20240118147A/ko
Priority to US18/716,239 priority patent/US20250047050A1/en
Priority to EP22829680.2A priority patent/EP4449564A1/de
Publication of WO2023110017A1 publication Critical patent/WO2023110017A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/183—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section
    • H01R4/184—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion
    • H01R4/185—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion combined with a U-shaped insulation-receiving portion

Definitions

  • the invention is based on a contact element according to the type of independent claim 1.
  • the invention also relates to a method for producing a contact element according to the type of independent claim 18.
  • Such contact elements are required in order to establish an electrical connection between an electrical conductor, in particular a stranded conductor, and a connection end of a pin or socket contact.
  • Contact elements are contacted with a suitable mating contact element for the transmission of electrical currents or electrical power.
  • the contact elements are used in connectors, for example, but can also be installed on so-called busbars.
  • Such connectors and mating connectors are used to create an electrical and mechanical connection between two electrical lines or an electrical line and a device, particularly in an industrial environment.
  • a solid material contact element is characterized by a guide area that can be produced extremely precisely.
  • a socket contact element it is possible to provide the insertion area for a pin contact element with a closed, ring-shaped entry area without particularly complex measures.
  • the processing of such contact elements is relatively expensive for the user, since the contact elements are produced as individual contact elements and special precautions have to be taken for automatic processing.
  • the contact elements usually have to be laboriously inserted into a processing belt, which is then fed into a machine. This is shown, for example, in EP 3 123 574 B1.
  • EP 3 140 883 B1 shows a contact element which is produced in a stamping and bending process.
  • Such contact elements can be manufactured quite inexpensively.
  • the so-called stamped and bent contact elements have a greater manufacturing tolerance, so that errors can occur during machine processing.
  • the field of application of such contact elements is limited by a low current-carrying capacity in relation to their size.
  • EP 0 106 992 A1 shows a contact element which is composed of different components.
  • the contact area is designed here as a so-called turned part and is therefore solid and is provided in particular for precise positioning in predetermined receiving openings of an insulating housing.
  • the connection area is designed here for crimping on an electrical conductor with a U-shaped cross section and is designed as a stamped and bent part.
  • These functional components of the contact element are a pin-shaped clamping part, in the area
  • a so-called mechanical embossing takes place, electrically and mechanically connected to each other.
  • German Patent and Trademark Office has researched the following prior art in the priority application for the present application: DE 10 2007 026 707 B3, DE 100 05 297 A1, DE 19922 560 A1, DE 20 2018 104 958 U1, DE 11 2015 004 383 T5, EP 3 123 574 B1, EP 3 140 883 B1 and EP 0 106 992 A1.
  • the object of the invention is to propose a contact element which has good electrical properties, can be produced inexpensively and can be processed easily, in particular by machine.
  • the electrical contact element according to the invention consists of two different parts, the two parts being mechanically and electrically connected to one another.
  • the parts are a conductor connection part and a contact part.
  • the conductor connection part is preferably made of brass or sheet brass, while the contact part is machined from a strand material consisting of copper or a copper alloy and is additionally advantageously galvanically coated with a precious metal coating.
  • the noble metal is preferably silver, a silver alloy, gold or a gold alloy.
  • a first part is a conductor connection part which is punched out of sheet metal in a stamping and bending process.
  • the conductor connection part is provided for crimping on an electrical conductor. When crimping on, the stripped end of the conductor is pinched at a conductor connection area of the conductor connection part.
  • the connection part also has an open conductor connection area that has an essentially egg-shaped cross section.
  • the conductor connection part has a joining area at its end facing the contact part.
  • the joining area is formed from two flat, opposite flaps, which are each folded or spirally wound or rolled up and then pressed or embossed against one another.
  • a bead or groove is formed in the area in which the wound up tabs are pressed against one another. This creates a joint area filled with the material itself. No foreign material or an additional component is required to fill the joining area with material, which is necessary for a subsequent embossing process.
  • the joining area of the conductor connection part preferably has an essentially cylindrical shape.
  • the volume of the cylinder is filled with material to at least 60%, preferably even to at least 80%.
  • a second part is a contact part, which is produced from solid or solid material in a turning process and possibly further machining process steps.
  • the contact part can be designed as a pin or socket part.
  • the contact part has an axial, essentially concentric bore at its end directed towards the connection part.
  • the joining area of the conductor connection part is arranged in the bore of the contact part. An embossing in the outer area of the drill hole makes this possible Conductor connection part and the contact part ultimately fixed together.
  • the joining area is not designed as a hollow cylinder, but is solid in itself or filled with its own material.
  • the cross section of the joining area of the conductor connection part is designed in the shape of a pretzel. As a result, a particularly stable mechanical connection can be realized between the conductor connection part and the contact part.
  • the contact element is preferably formed from exactly two different parts. This means that no further parts are required to mechanically and electrically connect the two functional parts, conductor connection part and contact part, to one another.
  • the conductor connection part is a stamped and bent part formed from sheet metal material and is equipped on the connection side with a conductor connection area that is open to the side and has a U-shaped cross section. At its end facing the contact part, the conductor connection part has a joining area with an axial groove. The groove is formed by the abutting, coiled or folded tabs described in more detail above.
  • the coiled and/or rolled up and/or folded tabs are resiliently pressed against each other. This means that when they are pressed together, they exert an outward force and, when inserted into the axial bore of the contact part, apply a holding force.
  • the U-shaped conductor connection area has a first sub-area for squeezing or crimping on the end-stripped conductor, and a second sub-area for enclosing a conductor area that is still insulated.
  • the latter serves in particular to relieve the strain on the system, consisting of conductor and contact element.
  • the area into which the joining area of the conductor connection part protrudes into the axial bore of the contact part, i.e. the area where a Overlapping of the two parts takes place is called the joint area.
  • An impression also called a bead
  • the two parts are firmly mechanically connected to one another.
  • the connection is so stable that it withstands mechanical processing of the contact elements according to the invention.
  • a contact element according to the invention is produced according to the following process steps: a) First, conductor connection parts are punched out of a sheet metal strip, with individual conductor connection parts remaining attached to one another on a connecting strip. b) A joint area is then formed on the punched-out conductor connection part by forming two tabs protruding on both sides in a spiral shape (by folding, folding or rolling the material) and then pressing them together. In addition, two further opposing pairs of tabs are bent up in a bending process (embossing process) and a conductor connection area is thereby formed. c) The joining area is then pushed into an axial bore of a contact part produced by turning.
  • the turned part is manufactured in a separate, upstream manufacturing process, which is not described in detail in this application.
  • the contact part is then pinched (embossed) on the outside in the area of the bore, specifically at the level at which the joining area of the conductor connection part is located within the bore.
  • a mechanical and industrially suitable fixation of the conductor connection part and contact part is realized.
  • the spirally wound up or rolled up straps can develop a spring force, in particular due to their pressing together.
  • a positive connection is also provided in addition to the essentially non-positive connection of the two parts. This is realized by the embossing described above.
  • FIG. 1 is a perspective view of a strip of lined-up contact elements according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective representation of a contact part of the contact element according to the invention designed as a socket part
  • FIG. 4 shows a perspective representation of a contact part of the contact element according to the invention, designed as a pin part.
  • FIG. 1 shows a contact element 1 according to the invention, which is formed from a conductor connection part LT and a contact part KT.
  • the conductor connection part is preferably formed from brass, while the contact part consists of copper or a copper alloy and is additionally advantageously galvanically coated with a precious metal coating.
  • the noble metal is preferably silver, a silver alloy, gold or a gold alloy.
  • the conductor connection part LT is shown in perspective separately in FIG.
  • the conductor connection part LT consists of a stamped piece of sheet metal and is brought into the shape shown in FIG. 2 in a stamping and bending process. When punching out, the individual conductor connecting parts remain attached to one another by a connecting strip 2 remaining on the material. This creates a strip B which can be processed by machine after the individual contact elements 1 have been completed.
  • the conductor connection part LT has a conductor connection area 3 on the connection side.
  • the conductor connection area 3 has a first partial area 3a for pinching on a stripped area of the conductor (not shown). Instead of the word Anquetschen, the term Ancrim pen is used. As a result, an electrical connection between the conductor and the contact element 1 is established.
  • the conductor connection area 3 has a second partial area 3b for enclosing an insulated area of the conductor (not shown). The second partial area 3b serves primarily to relieve strain on the electrical connection.
  • the conductor connection part LT has a joining area 4 at its end facing the contact part KT.
  • the joining area 4 is formed from two opposing, punched tabs 4a, 4b, the folded against each other and then brought into a substantially cylindrical shape with at least one embossing tool.
  • Two embossing tools are preferably used for shaping.
  • a first embossing tool shapes the tabs into a roughly cylindrical shape.
  • the second embossing tool also called the calibration tool, ultimately presses the tabs into a precise final shape.
  • the joining area 4 consists of a cylinder that is filled with its own existing material and is brought into a dimensional accuracy for the contact assembly of the contact part KT by a folding process with a subsequent calibration process.
  • a first contact part KT according to the invention is shown in FIG. This is a so-called socket contact part, which was machined from solid strand material in a turning process. If necessary, further machining steps and drillings have been used for completion.
  • the socket contact part KT On the contact side, the socket contact part KT has an insertion opening 5 for receiving a suitable pin contact element (not shown).
  • the socket area of the socket contact element KT has a contact lug 7 that is pressed radially inward.
  • the contact part KT has an axial, concentric bore 6 on its end directed toward the connection part.
  • a second contact part KT' according to the invention is shown in FIG. This is a so-called pin contact part, which was machined from a solid strand of material in a turning process. If necessary, further machining steps and drillings have been used for completion.
  • the pin contact part KT' On the contact side, the pin contact part KT' has a pin 9 for plugging into a suitable socket contact element (not shown).
  • the contact part KT′ has an axial, concentric bore 6 on its end directed toward the connection part.
  • the conductor connection part LT has a joining region 4 at an end facing the contact part KT. It can be seen in FIG. 1 that the joining area 4 is pushed into the bore 6 of the contact part KT. This is symbolized by the arrow 8 in FIG. Then the joining area 4 is arranged in the bore 6 . In an embossing area P, which is delimited by two triangles in FIG. 1, an embossing takes place, through which the mechanical and electrical connection of the two parts of the contact element is completed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement (1) bestehend aus zwei unterschiedlichen Teilen, einem Leiteranschlussteil (LT) und einem Kontaktteil (KT), welche mechanisch und elektrisch miteinander verbundenen sind, wobei das Leiteranschlussteil (LT) als Stanz-Biegeteil ausgeführt und zum Ancrimpen an einen elektrischen Leiter vorgesehen ist und wobei das Kontaktteil (KT) ein aus Massiv-Material hergestelltes Drehteil ist und als Stift- oder Buchsenteil ausgeführt ist, wobei das Kontaktteil (KT) an seinem, zum Anschlussteil gerichtetem Ende mit einer axialen, konzentrischen Bohrung (6) versehen ist, wobei das Leiteranschlussteil (LT) einen offenen und einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Leiteranschlussbereich (3) aufweist und an seinem dem Kontaktteil (KT) zugewandtem Ende einen gefalteten Fügebereich (4) aufweist, wobei der Fügebereich (4) des Leiteranschlussteils (LT) in der Bohrung (6) Kontaktteils angeordnet ist und darin durch eine Prägung fixiert ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines als Bandware verarbeitungsfähigen Kontaktelementes (1), wobei ein Leiteranschlussteil (LT) zunächst aus einem Blechband ausgestanzt und in Form gebracht wird, anschließend in eine axiale Bohrung (6) eines im Drehverfahren hergestellten Kontaktteils (KT, KT') eingeschoben und damit verprägt wird.

Description

Titel: Zweiteiliges Kontaktelement für elektrische Steckverbindungen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Kontaktelements
Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einem Kontaktelement nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktelements nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 18.
Derartige Kontaktelemente werden benötigt, um eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter, insbesondere einem Litzenleiter, und einem Anschlussende eines Stift- oder Buchsenkontakts herzustellen.
Kontaktelemente werden zur Übertragung elektrischer Ströme oder elektrischer Leistung mit einem passenden Gegenkontaktelement kontaktiert. Die Kontaktelemente werden beispielsweise in Steckverbindern eingesetzt, können aber auch auf sogenannten Stromschienen verbaut werden.
Derartige Steckverbinder und Gegensteckverbinder werden verwendet, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen zwei elektrischen Leitungen oder einer elektrischen Leitung und einem Gerät, insbesondere im industriellen Umfeld, herzustellen.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 020 346 A1 ist bekannt, derartige Kontaktelemente als Drehteile in Form von Massiv-Kontakten herzustellen. Diese Kontakte bestehen aus Vollmaterial und weisen aufgrund der hohen Herstellgenauigkeit von Drehteilen gute Führungs- und Positioniereigenschaften beim Einsetzen in Isoliergehäuse auf. Außerdem haben derartige Kontaktelemente, im Vergleich zu etwa gleichgroßen Stanz- Biege-Kontaktelemente aus demselben Material, eine hohe Strom Übertragbarkeit.
Ein Vollmaterial-Kontaktelement zeichnet sich durch einen äußerst präzise herzustellenden Führungsbereich aus. Insbesondere ist es bei einem solchen Buchsen-Kontaktelement ohne besonders aufwendige Maßnahmen möglich, den Einführungsbereich für ein Stiftkontaktelement mit einem geschlossenen, ringförmigen Eingangsbereich zu versehen. Jedoch ist die Verarbeitung derartiger Kontaktelemente für den Anwender relativ aufwendig, da die Kontaktelemente bei deren Herstellung als Einzelkontaktelemente anfallen und für die automatische Verarbeitung besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen. So müssen die Kontaktelemente in der Regel vorher mühevoll in einen Verarbeitungsgurt, der anschließend einer Maschine zugeführt wird, eingesetzt werden. Dies wird beispielsweise in der EP 3 123 574 B1 gezeigt.
Die EP 3 140 883 B1 zeigt ein Kontaktelement, welches in einem Stanz- Biegeverfahren hergestellt ist. Derartige Kontaktelemente können recht preisgünstig hergestellt werden. Die sogenannten Stanz-Biege- Kontaktelemente haben jedoch eine größere Fertigungstoleranz, sodass bei einer maschinellen Verarbeitung Fehler auftreten können. Außerdem ist das Einsatzgebiet derartiger Kontaktelemente durch eine, im Verhältnis zur Größe, geringe Stromtragfähigkeit begrenzt.
EP 0 106 992 A1 zeigt ein Kontaktelement welches aus verschiedenen Bestandteilen zusammengesetzt ist. Der Kontaktbereich ist hier als sogenanntes Drehteil und damit massiv ausgeführt und insbesondere für die passgenaue Positionierung in vorbestimmten Aufnahmeöffnungen eines Isoliergehäuses versehen. Der Anschlussbereich ist hier zum Ancrimpen eines elektrischen Leiters mit einem U-förmigen Querschnitt ausgestaltet und als Stanz-Biegeteil ausgeführt. Diese funktionalen Bestandteile des Kontaktelements werden über ein stiftförmiges Klemmteil, in dessen Bereich außerdem eine so genannte mechanische Prägung stattfindet, elektrisch und mechanisch miteinander verbunden.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zur vorliegenden Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 10 2007 026 707 B3, DE 100 05 297 A1 , DE 19922 560 A1 , DE 20 2018 104 958 U1 , DE 11 2015 004 383 T5, EP 3 123 574 B1 , EP 3 140 883 B1 und EP 0 106 992 A1 .
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Kontaktelement vorzuschlagen, welche gute elektrische Eigenschaften aufweist, günstig herstellbar ist und einfach, insbesondere maschinell, verarbeitet werden kann.
Die Aufgabe wird durch die jeweiligen Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
Das erfindungsgemäße elektrisches Kontaktelement bestehend aus zwei unterschiedlichen Teilen, wobei die beiden Teile mechanisch und elektrisch miteinander verbundenen sind. Bei den Teilen handelt es sich um ein Leiteranschlussteil und ein Kontaktteil.
Das Leiteranschlussteil ist vorzugsweise aus Messing bzw. einem Messingblech gebildet, während das Kontaktteil aus einem Strangmaterial, bestehend aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, herausgearbeitet ist und zusätzlich vorteilhafterweise galvanisch mit einer Edelmetallbeschichtung überzogen ist. Bei dem Edelmetall handelt es sich vorzugsweise um Silber, eine Silberlegierung, Gold oder eine Goldlegierung. Bei einem ersten Teil handelt es sich um einen Leiteranschlussteil, welches in einem Stanz-Biegeverfahren aus einem Blech ausgestanzt ist. Das Leiteranschlussteil ist zum Ancrimpen eines elektrischen Leiters vorgesehen. Beim Ancrimpen wird das abisolierte Ende des Leiters an einem Leiteranschlussbereich des Leiteranschlussteils verquetscht. Das Anschlussteil weist weiterhin einen offenen und im Wesentlichen einen Ei- förmigen Querschnitt aufweisenden Leiteranschlussbereich auf. Das Leiteranschlussteil weist an seinem dem Kontaktteil zugewandtem Ende einen Fügebereich auf.
Der Fügebereich ist aus zwei flachen, gegenüberliegenden Laschen gebildet, die jeweils gefaltet bzw. spiralförmig aufgewickelt oder aufgerollt und anschließend gegeneinandergepresst bzw. geprägt sind. In dem Bereich, in welchen die aufgewickelten Laschen gegeneinandergepresst sind, entsteht eine Sicke bzw. eine Nut. Dadurch wird ein mit Eigenmaterial gefüllter Fügebereich gebildet. Es wird kein Fremdmaterial bzw. ein zusätzliches Bauteil benötigt, um den Fügebereich mit Material zu füllen, was für einen anschließenden Prägevorgang notwendig ist.
Vorzugsweise weist der Fügebereich des Leiteranschlussteils im Wesentlichen eine Zylinderform auf. Das Volumen des Zylinders ist dabei zu mindestens 60%, vorzugsweise sogar zu mindestens 80%, mit Material gefüllt.
Bei einem zweiten Teil handelt es sich um ein Kontaktteil, welches in einem Drehverfahren und ggf. weiteren spanenden Verfahrensschritten aus Massiv- bzw. Vollmaterial hergestellt ist. Das Kontaktteil kann als Stift- oder Buchsenteil ausgeführt sein. Das Kontaktteil weist an seinem zum Anschlussteil gerichteten Ende eine axiale, im wesentlichen konzentrische Bohrung auf.
Der Fügebereich des Leiteranschlussteils ist in der Bohrung des Kontaktteils angeordnet. Durch eine Prägung im Außenbereich der Bohrung werden das Leiteranschlussteil und das Kontaktteils letztendlich miteinander fixiert. Der Fügebereich ist nicht hohlzylindrisch, sondern in sich massiv bzw. mit Eigenmaterial gefüllt, ausgebildet. Der Querschnitt des Fügebereichs des Leiteranschlussteils ist brezelförmig ausgestaltet. Hierdurch kann eine besonders stabile mechanische Verbindung zwischen Leiteranschlussteil und Kontaktteil realisiert werden.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement aus genau zwei unterschiedlichen Teilen gebildet. Das bedeutet, dass keine weiteren Teile benötigt werden, um die beiden funktionalen Teile, Leiteranschlussteil und Kontaktteil, miteinander mechanisch und elektrisch zu verbinden.
Das Leiteranschlussteil ist ein aus Blechmaterial geformtes Stanz-Biegeteil und anschlussseitig mit einem seitwärts offenen und einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Leiteranschlussbereich ausgestattet. An seinem zum Kontaktteil zugewandtem Ende weist das Leiteranschlussteil einen Fügebereich mit einer axialen Nut auf. Die Nut wird durch die aufeinanderstoßenden, aufgewickelten bzw. gefalteten Laschen gebildet, die oben näher beschrieben sind.
Vorzugsweise sind die aufgewickelten und/oder aufgerollten und/oder gefalteten Laschen federnd gegeneinander gepresst. Das bedeutet, dass sie bei Zusammenpressen eine Kraftwirkung nach außen entfalten und beim Einführen in die axiale Bohrung des Kontaktteils eine Haltekraft aufbringen.
Der U-förmige Leiteranschlussbereich weist einen ersten Teilbereich für ein Anquetschen, beziehungsweise Ancrimpen des endseitig abisolierten Leiters, sowie einen zweiten Teilbereich zum Umfassen eines noch isolierten Leiterbereichs auf. Letzteres dient insbesondere zur Zugentlastung des Systems, bestehend aus Leiter und Kontaktelement.
Der Bereich, in welches der Fügebereich des Leiteranschlussteils in die axiale Bohrung des Kontaktteils hineinragt, also der Bereich wo eine Überlappung der beiden Teile stattfindet, wird als Verbindungsbereich bezeichnet. Vorzugsweise ist in dem Verbindungsbereich außenseitig eine Einprägung (auch Sicke genannt) vorgesehen. Hierdurch werden die beiden Teile fest miteinander mechanisch verbunden. Die Verbindung ist derart stabil, dass sie einer maschinellen Verarbeitung der erfindungsgemäßen Kontaktelemente standhält.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Kontaktelements erfolgt nach den folgenden Verfahrensschritten: a) Zunächst werden Leiteranschlussteils aus einem Blechband ausgestanzt, wobei einzelne Leiteranschlussteile an einem Verbindungsstreifen aneinanderhängend bleiben. b) Anschließend wird an dem ausgestanzten Leiteranschlussteil ein Fügebereich geformt, indem zwei beidseitig abstehende Laschen jeweils spiralförmig umgeformt (durch Falten, Falzen oder Rollen des Werkstoffs) werden und dann aneinandergepresst werden. Außerdem werden zwei weitere gegenüberstehende Laschenpaare in einem Biegevorgang (Prägevorgang) hochgebogen und dadurch ein Leiteranschlussbereich gebildet. c) Anschließend wird der Fügebereich in eine axiale Bohrung eines im Drehverfahren hergestellten Kontaktteil eingeschoben. Das Drehteil wird in einem separaten, vorgelagerten Fertigungsverfahren hergestellt, welches in dieser Anmeldung nicht näher beschrieben wird. d) Anschließend erfolgt eine außenseitige Quetschung (Prägung) des Kontaktteils im Bereich der Bohrung und zwar auf der Höhe, in welchem sich der Fügebereich des Leiteranschlussteils innerhalb der Bohrung befindet. Hierdurch wird eine mechanische und industrietaugliche Fixierung von Leiteranschlussteil und Kontaktteil realisiert. b‘) Die spiralförmig aufgewickelten oder aufgerollten Laschen können, insbesondere aufgrund ihrer Aneinanderpressung, eine Federkraft entwickeln. c‘) Beim Einschieben des Fügebereichs des Leiteranschlussteils in die dafür vorgesehene axiale Bohrung des Kontaktteils, über die aufgewickelten oder aufgerollten Laschen dann eine nach außen gerichtete Kraft auf die Bohrungswand aus, so dass eine Klemmkraft zwischen den beiden Teilen entsteht. Hierdurch wird der anschließende Prägevorgang erleichtert, da die Teile zuverlässig in Position gehalten werden.
Um die Haltekräfte zwischen den beiden Teilen (Leiteranschlussteil und Kontaktteil) noch weiter zu erhöhen, ist neben der im wesentlichen kraftschlüssigen Verbindung der beiden Teile auch eine formschlüssige Verbindung vorgesehen. Diese wird durch die oben beschriebene Prägung realisiert.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Bandes von aufgereihten, erfindungsgemäßen Kontaktelementen,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Leiteranschlussteils des erfindungsgemäßen Kontaktelements,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines als Buchsenteil ausgebildeten Kontaktteils des erfindungsgemäßen Kontaktelements und
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines als Stiftteil ausgebildeten Kontaktteils des erfindungsgemäßen Kontaktelements.
Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein. Richtungsangaben wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sind mit Bezug auf die jeweilige Figur zu verstehen und können in den einzelnen Darstellungen gegenüber dem dargestellten Objekt variieren.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 , welches aus einem Leiteranschlussteil LT und einem Kontaktteil KT gebildet ist. Das Leiteranschlussteil ist vorzugsweise aus Messing gebildet, während das Kontaktteil aus einer Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht und zusätzlich vorteilhafterweise galvanisch mit einer Edelmetallbeschichtung überzogen ist. Bei dem Edelmetall handelt es sich vorzugsweise um Silber, eine Silberlegierung, Gold oder einer Goldlegierung.
Das Leiteranschlussteil LT ist in Figur 2 perspektivisch separat dargestellt. Das Leiteranschlussteil LT besteht aus einem ausgestanzten Blechstück und wird in einem Stanz-Biegeverfahren in die in Figur 2 gezeigte Form gebracht. Beim Ausstanzen bleiben die einzelnen Leiteranschlussteile durch einen am Material verbleibenden Verbindungsstreifen 2 aneinanderhängend. Hierdurch entsteht ein Band B, welches nach Fertigstellung der einzelnen Kontaktelemente 1 maschinell verarbeitet werden kann.
Das Leiteranschlussteil LT weist anschlussseitig einen Leiteranschlussbereich 3 auf. Der Leiteranschlussbereich 3 weist einen ersten Teilbereich 3a für ein Anquetschen eines abisolierten Bereichs des Leiters (nicht gezeigt) auf. Anstatt des Wortes Anquetschen wird auf der Begriff Ancrim pen verwendet. Hierdurch wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und dem Kontaktelement 1 hergestellt. Der Leiteranschlussbereich 3 weist einen zweiten Teilbereich 3b zum Umfassen eines isolierten Bereichs des Leiters (nicht gezeigt) auf. Der zweite Teilbereich 3b dient vornehmlich zur Zugentlastung der elektrischen Verbindung.
Das Leiteranschlussteil LT weist an seinem dem Kontaktteil KT zugewandtem Ende einen Fügebereich 4 auf. Der Fügebereich 4 ist aus zwei gegenüberstehenden, ausgestanzten Laschen 4a, 4b gebildet, die gegeneinander gefaltet und anschließend mit zumindest einem Prägewerkzeug in eine im Wesentliche zylindrische Form gebracht werden. Vorzugsweise werden für die Informbringung zwei Prägewerkzeuge verwendet. Ein erstes Prägewerkzeug bringt die Laschen in eine grobe zylindrische Form. Das zweite Prägewerkzeug, auch Kalibrierwerkzeug genannt, presst die Laschen letztendlich in eine präzise Endform.
Mit anderen Worten Fügebereich 4 besteht der Fügebereich aus einem Zylinder, der mit eigenem, vorhandenem Material gefüllt ist und durch einen Faltvorgang mit anschließendem Kalibrierprozess, in eine Maßhaltigkeit zur Kontaktmontage des Kontaktteils KT gebracht ist.
Ein erstes erfindungsgemäßes Kontaktteil KT ist in Figur 3 dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein so genanntes Buchsenkontaktteil, welches aus einem massiven Strangmaterial in einem Drehverfahren herausgearbeitet wurde. Ggf. sind noch weitere spanende Verarbeitungsschritte sowie Bohrungen zur Fertigstellung angewendet worden.
Kontaktseitig weist das Buchsenkontaktteil KT eine Einführöffnung 5 zur Aufnahme eines passenden Stiftkontaktelements (nicht gezeigt) auf. Zur besseren elektrischen Kontaktierung des Stiftkontaktelements weist der Buchsenbereich des Buchsenkontaktelements KT eine Kontaktlasche 7 auf, die radial nach innen gepresst ist. Das Kontaktteil KT weist an seinem, zum Anschlussteil gerichtetem Ende eine axiale, konzentrische Bohrung 6 auf.
Ein zweites erfindungsgemäßes Kontaktteil KT' ist in Figur 4 dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein so genanntes Stiftkontaktteil, welches aus einem massiven Strangmaterial in einem Drehverfahren herausgearbeitet wurde. Ggf. sind noch weitere spanende Verarbeitungsschritte sowie Bohrungen zur Fertigstellung angewendet worden. Kontaktseitig weist das Stiftkontaktteil KT' einen Stift 9 zum Einstecken in ein passendes Buchsenkontaktelement (nicht gezeigt) auf. Das Kontaktteil KT' weist an seinem, zum Anschlussteil gerichtetem Ende eine axiale, konzentrische Bohrung 6 auf.
Das Leiteranschlussteil LT weist einem dem Kontaktteil KT zugewandtem Ende einen Fügebereich 4 auf. In Figur 1 ist zu erkennen, dass der Fügebereich 4 in die Bohrung 6 des Kontaktteils KT eingeschoben wird. Dies wird durch den Pfeil 8 in Figur 1 symbolisiert. Danach ist der Fügebereich 4 in der Bohrung 6 angeordnet. In einem Prägebereich P, die in Figur 1 durch zwei Dreiecke eingegrenzt ist, erfolgt eine Prägung, durch welche die mechanische und elektrische Verbindung der beiden Teile des Kontaktelements vollendet ist.
Bezugszeichenliste
1 Kontaktelement
2 Verbindungsstreifen
3 Leiteranschlussbereich
3a) erster Teilbereich
3b) zweiter Teilbereich
4 Fügebereich
4a) Lasche
4b) Lasche
5 Einführöffnung
6 Bohrung
7 Kontaktlasche
8 Pfeil
9 Stift
LT Leiteranschlussteil
KT Kontaktteil
8 Band
P Prägebereich

Claims

Ansprüche Elektrisches Kontaktelement (1 ) bestehend aus zwei unterschiedlichen Teilen, einem Leiteranschlussteil (LT) und einem Kontaktteil (KT, KT’), welche mechanisch und elektrisch miteinander verbundenen sind, wobei das Leiteranschlussteil (LT) als Stanz-Biegeteil ausgeführt und zum Ancrimpen an einen elektrischen Leiter vorgesehen ist und wobei das Kontaktteil (KT, KT’) ein (aus Massiv-Material hergestelltes) Drehteil ist und als Stift- oder Buchsenteil ausgeführt ist, wobei das Kontaktteil (KT, KT’) an seinem, zum Anschlussteil gerichtetem Ende mit einer axialen, im Wesentlichen konzentrischen Bohrung (6) versehen ist, wobei das Leiteranschlussteil (LT) einen offenen und einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Leiteranschlussbereich (3) aufweist und an seinem dem Kontaktteil (KT, KT’) zugewandtem Ende einen gefalteten Fügebereich (4) aufweist, wobei der Fügebereich (4) des Leiteranschlussteils (LT) in der Bohrung (6) des Kontaktteils angeordnet ist und darin durch eine Umformung, vorzugsweise durch eine Prägung, fixiert ist. Elektrisches Kontaktelement (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich (4) aus zwei gegenüberstehenden, ausgestanzten Laschen (4a, 4b) gebildet ist, die zunächst gegeneinander gefaltet und anschließend mit zumindest einem Prägewerkzeug in eine im Wesentlichen zylindrische Form gebracht sind. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (4a, 4b) in der Bohrung (6) eine radial gerichtete Federkraft entfalten. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich (4) zumindest teilweise mit Eigenmaterial gefüllt ist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich (4) im Wesentlichen eine Zylinderform aufweist, wobei das Volumen des Zylinders zu mindestens 60% mit Eigenmaterial gefüllt ist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich (4) im Wesentlichen eine Zylinderform aufweist, wobei das Volumen des Zylinders zu mindestens 80% mit Material gefüllt ist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 ) genau aus zwei unterschiedlichen Teilen (LT, KT) besteht. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich (4) des Leiteranschlussteils (LT) in die Bohrung (6) des Kontaktteils (KT, KT’) eingepresst ist. - 14 - Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich (4) des Leiteranschlussteils (LT) einen brezelförmigen Querschnitt aufweist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Leiteranschlussbereich (3) einen ersten Teilbereich (3a) für ein Anquetschen eines abisolierten Bereichs des Leiters sowie einen zweiten Teilbereich (3b) zum Umfassen eines isolierten Bereichs des Leiters aufweist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Leiteranschlussbereich (3) des Leiteranschlussteils (LT) eine Zinn-Beschichtung aufweist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Überlappung des Leiteranschlussteils (LT) und des Kontaktteils (KT, KT’) einen Verbindungsbereich ausbildet und außenseitig am Verbindungsbereich eine Einprägung vorgesehen ist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Leiteranschlussteil (LT) aus Messing gebildet ist. Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (KT, KT’) aus Kuper oder einer Kupferlegierung, vorzugsweise aus Automatenmessing, besteht. - 15 - Elektrisches Kontaktelement (1 ) nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (KT, KT’) mit einer galvanischen Beschichtung versehen ist und dass es sich bei dieser Beschichtung um Silber, eine Silberlegierung, Gold oder eine Goldlegierung handelt. Bandware, bestehend aus mehreren aufgereihten und jeweils über einen metallischen Verbindungsstreifen (2) miteinander verbundenen Kontaktelementen (1 ), wobei die Kontaktelemente (1 ) jeweils nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgeführt sind. Bandware nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Bandware als Rolle ausgeführt ist und mehr als zweitausend Kontaktelemente (1 ) aufweist. Verfahren zur Herstellung eines als Bandware verarbeitungsfähigen Kontaktelementes (1 ), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte, a) Ausstanzen eines Leiteranschlussteils (LT) aus einem Blechband, wobei einzelne Leiteranschlussteile (LT) an einem Verbindungsstreifen (2) aneinanderhängend bleiben, b) Formen eines Fügebereichs (4) durch gegeneinander falten und anschließend mit einem Prägewerkzeug in eine im Wesentlichen zylindrische Form bringen von zwei gegenüberliegenden Laschen (4a, 4b), c) Einführen des Fügebereichs (4) in eine axiale Bohrung (6) eines im Drehverfahren hergestellten Kontaktteils (KT, KT’), d) Außenseitige Quetschung des Kontaktteils (KT, KT’) im Bereich der Bohrung und dadurch mechanische Fixierung von Leiteranschlussteil (LT) und Kontaktteil (KT, KT’). - 16 - Verfahren nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass b‘) die zwei gegenüberliegenden Laschen (4a, 4b) nach der Faltung durch ein erstes Prägewerkzeug in eine grobe Vorform gepresst werden und danach durch ein zweites Prägewerkzeug in eine präzise Endform gepresst werden. Verfahren nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass c‘) das Kontaktteil (KT, KT‘) in einem vorgelagerten Drehverfahren hergestellt wird und danach mit einer galvanischen Beschichtung aus Edelmetall versehen wird.
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