DE102004037134A1

DE102004037134A1 - Socket part for producing an electrical plug connection with an additional spring element

Info

Publication number: DE102004037134A1
Application number: DE200410037134
Authority: DE
Inventors: Peter Rehbein; Andreas Simmel; Ulrich Schmatz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-03-23
Also published as: WO2006013117A1

Abstract

Um eine erhöhte Normalkraft einer Kontaktlamelle gegenüber einem eingeführten Kontaktmesser zur Herbeiführung einer Steckverbindung zwischen einem Buchsenteil und einem Steckerteil zu erwirken, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zusätzlich zu der durch die Kontaktlamelle (3) wirkende Normalkraft N3 eine weitere Normalkraft N4 in nahezu dieselbe Richtung wirkt. Diese Normalkraft N4 wird durch eine erfindungsgemäße zusätzliche Federlamelle (4) hervorgerufen, die vorzugsweise auf der dem Kontaktmesser (2) abgewandten Seite der Kontaktlamelle (3) angeordnet ist. Die Normalkraft N4 wirkt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf den gleichen Kontaktpunkt (5) der Kontaktlamelle (4).In order to obtain an increased normal force of a contact blade with respect to an inserted contact blade for bringing about a plug connection between a socket part and a plug part, the invention provides that in addition to acting through the contact blade (3) normal force N3 another normal force N4 acts in almost the same direction. This normal force N4 is caused by an additional spring blade (4) according to the invention, which is preferably arranged on the side of the contact blade (3) facing away from the contact blade (2). The normal force N4 acts in the embodiment shown here on the same contact point (5) of the contact blade (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Buchsenteil zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung mit einem Steckerteil, wobei das Buchsenteil Kontaktlamellen zur Aufnahme einer oder mehrerer im Steckerteil angeordneten Kontaktmesser aufweist und die Kontaktlamelle derart ausgebildet ist, dass diese mit einer Normalkraft in Richtung des Kontaktmessers wirkt.The The invention relates to a socket part for producing an electrical Plug connection with a plug part, wherein the socket part contact blades for receiving one or more contact pins arranged in the plug part has and the contact blade is formed such that these with a normal force acts in the direction of the contact blade.

Elektrische Steckverbindungen sind dafür vorgesehen, um wiederlösbare elektrische Steckverbindungen zwischen einem Buchsenteil und einem Steckerteil herzustellen. Das Steckerteil umfasst im Wesentlichen ein oder mehrere Kontaktmesser, die auf der einen Seite mit einem Kabelbaum kontaktiert sind und die mit der anderen Seite in ein Buchsenteil einsteckbar sind, um eine elektrische Steckverbindung herbeizuführen. Das Buchsenteil umfasst eine Kontaktlamelle oder mehrere Kontaktlamellen, die dafür vorgesehen sind, die Kontaktmesser des Steckerteils aufzunehmen und eine elektrische Kontaktierung mit den Kontaktmessern einzugehen, da die Kontaktlamellen wiederum mit einem Kabelbaum verbunden sind. Auf diese Art und Weise ist es möglich, wiederlösbare Steckverbindungen zwischen Buchsenteil und Steckerteil auszubilden.electrical Plug connections are intended to be redeemable electrical connections between a socket and a plug part manufacture. The plug part essentially comprises one or more Contact blades, which are contacted on one side with a wire harness and which are insertable with the other side in a socket part, to bring about an electrical plug connection. The female part includes a contact blade or a plurality of contact blades provided for this are to receive the contact blades of the plug part and an electrical Make contact with the contact blades, since the contact blades in turn connected to a wire harness. In this way Is it possible, releasable Form connectors between socket and plug part.

Um eine optimale Kontaktierung zwischen dem jeweiligen Kontaktmesser und der Kontaktlamelle zu gewährleisten, umklammern die Kontaktlamellen die Kontaktmesser. Hierfür ist vorgesehen, dass die Kontaktlamellen eine Normalkraft auf die Kontaktmesser ausüben und so eine immer zumindest ähnlich geartete Kontaktierung auch nach einer Vielzahl von Steckvorgängen gewährleisten. Hierzu sind die Kontaktlamellen federartig ausgebildet und weisen eine entsprechende Federkennlinie auf.Around an optimal contact between the respective contact blade and to ensure the contact lamella, Clasp the contact blades the contact blades. For this purpose, it is provided that the contact blades exert a normal force on the contact blades and such a always at least similar ensure proper contact even after a variety of plug-in operations. For this purpose, the contact blades are spring-like and have a corresponding spring characteristic.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the state of the technique

Die funktionelle Sicherheit der elektrischen Steckverbindungen, insbesondere unter hohen Belastungen, wird entscheidend durch die von den Kontaktlamellen auf die Kontaktmesser aufgebrachte Normalkraft beeinflusst. Da diese Normalkraft aufgrund der federartigen Ausgestaltung der Kontaktlamellen über weite Bereiche gemäß dem Hookschen Gesetz proportional zu deren Auslenkung ist, führen sowohl fertigungsbedingte Toleranzen in der Geometrie als auch Auslenkungen aufgrund von Bewegungen der Kontaktlamellen und -messer zu Variierungen der Normalkraft. Die Größenordnung dieser Variati onen kann dabei die Größenordnung des Absolutwerts der Normalkraft erreichen, wenn die Auslenkung der Kontaktlamellen sich ebenfalls in einer Größenordnung befinden, die den beim Steckvorgang vorkommenden Auslenkungen entsprechen.The functional safety of electrical connectors, in particular under high loads, will be crucial by the contact blades influenced on the contact blade applied normal force. This one Normal force due to the spring-like design of the contact blades over a long distance Areas according to Hooke's Law proportional to their deflection, both production-related Tolerances in the geometry as well as deflections due to movements the contact blades and blades to variations of the normal force. The order of magnitude This Variati ones can the order of magnitude of the absolute value reach the normal force when the deflection of the contact blades also in an order of magnitude located, which correspond to the occurring during the mating process deflections.

Insbesondere für wiederlösbare elektrische Verbindungen ist es wichtig, dass die Klemmwirkung, die zwischen der Kontaktlamelle und dem Kontaktmesser wirken, in einem elastischen Bereich stattfinden, in dem das Hooksche Gesetz Gültigkeit hat. Nur in diesem Bereich ist gewährleistet, dass die Kontaktlamellen sich reversibel verhalten und damit für ein wiederholtes Stecken geeignet sind. Außerhalb des elastischen Bereichs treten Nichtlinearitäten auf, die zu irreversiblen Verformungen führen und somit die Gefahr besteht, dass die notwendige Normalkraft nicht mehr aufgebracht werden kann. Es ist auch möglich, dass diese Verformungen durch ungewolltes Rütteln von Steckverbindungen hervorgerufen werden können.Especially for redetachable electrical connections It is important that the clamping action between the contact blade and the contact blade, take place in an elastic region, in which the Hooke's law is valid Has. Only in this area is it guaranteed that the contact blades behave reversibly and thus for repeated plugging are suitable. Outside In the elastic region, non-linearities occur which are irreversible Deformations lead and thus the danger exists that the necessary normal force is not can be applied more. It is also possible that these deformations by unwanted shaking can be caused by connectors.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Buchsenteil mit einer Kontaktlamelle gemäß dem Stand der Technik derart weiter zu bilden, dass die auf die Kontaktmesser wirkende Normalkraft auch bei geringfügigen und bei größeren Auslenkungen der Kontaktlamellen zumindest einen über weite Auslenkungswege konstanten Wert aufweist.The The object of the invention is a socket with a contact blade according to the state the technique continues to form on the contact blades acting normal force even with minor and larger deflections of Contact blades at least one over wide deflection paths has constant value.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass das Buchsenteil zusätzlich eine Federlamelle aufweist, die derart ausgebildet ist, dass diese ebenfalls mit einer Normalkraft in Richtung des Kontaktmessers wirkt.The solution the task is that the socket part additionally a Has spring blade, which is designed such that these also with a normal force acts in the direction of the contact blade.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch das Hinzufügen eines weiteren Federelementes in der Ausbildung einer Federlamelle wird auf die sich linear bezüglich der Auslenkung verhaltene Normalkraft der Kontaktlamelle eine weitere Normalkraft hinzugefügt. Die beiden Kraftvektoren der Normalkraft, hervorgerufen durch die Kontaktlamelle und hervorgerufen durch die Federlamelle, sind nahezu richtungsgleich und bringen somit die Eigenschaft mit sich, dass sich diese addieren.By The addition a further spring element in the formation of a spring blade is going to be linear with respect to the deflection behaves normal force of the contact blade another normal force added. The two force vectors of the normal force, caused by the Contact blade and caused by the spring blade, are almost directional and thus bring the property with that Add these up.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei der Auswahl der Materialeigenschaft der Federlamelle ausschließlich auf die federnde Eigenschaft Rücksicht zu nehmen ist, wobei im Gegensatz bei der Kontaktlamelle noch zusätzlich zu berücksichtigen ist, dass diese nicht Strom tragend sein muss. Somit kann eine optimale Materialauswahl getroffen werden, die die gewünschten Eigenschaften aufweisen und insbesondere einen großen linearen Bereich vom Verhältnis Kraft bzw. Weg aufweist.Another significant advantage of the invention is that in the selection of the material property of the spring blade is only to take into account the resilient property, in contrast to the contact blade is still to be considered in addition, that this does not have to be current-carrying. Thus, an optimal material selection can be made, which have the desired properties and in particular a large linear range of the ratio force or path.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Federlamelle derart ausgelegt, dass die für die Herbeiführung der Klemmung zwischen Kontaktmesser und Kontaktlamelle notwendige Normalkraft allein durch die erfindungsgemäße, zusätzliche Federlamelle aufgebracht wird. Die Federlamelle kann dazu beispielsweise eine Vorspannung aufweisen, so dass bereits eine Normalkraft in Richtung des Kontaktmessers wirkt, obwohl noch keine Auslenkung durch das Kontaktmesser herbeigeführt worden ist.In a preferred embodiment the spring blade is designed so that the for bringing about the Clamping between contact blade and contact blade necessary normal force solely by the invention, additional Spring blade is applied. The spring blade can do this, for example have a bias, so that already a normal force in Direction of the contact blade acts, although still no deflection has been brought about by the contact blade.

Die Vorspannung der Federlamelle führt ferner dazu, dass die Variation der Normalkraft in Abhängigkeit der Auslenkung nicht in der Größenordnung des Absolutwerts der Federkraft liegt. Vergleichsweise große Auslenkungsvariationen der Kontaktlamelle führen daher nicht zu entsprechend großen Variationen der Normalkraft.The Preload of the spring blade leads furthermore, that the variation of the normal force in dependence the deflection is not of the order of magnitude the absolute value of the spring force is. Comparatively large displacement variations lead the contact blade therefore not to correspondingly large Variations of the normal force.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann die Kontaktlamelle mit einer Federlamelle nachgerüstet werden. Dazu wird in dem Buchsenteil das für die Herstellung einer Steckverbindung mit einem Steckerteil vorgesehen ist, eine Kontaktlamelle mit einer zusätzlichen Federlamelle versehen. Diese kann als separates Bauteil in die Kontaktlamelle geklemmt, verschweißt oder anderweitig fixiert werden. Die Geometrie der erfindungsgemäßen Federlamelle passt sich der Kontaktlamelle an.In a preferred embodiment the invention, the contact blade can be retrofitted with a spring blade. This is in the female part for the production of a connector is provided with a plug part, a contact blade with a additional Provided spring plate. This can be used as a separate component in the contact lamella clamped, welded or otherwise fixed. The geometry of the spring blade according to the invention fits the contact lamella.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung kann darin bestehen, dass Kontaktlamelle und Federlamelle ein einstückiges Bauteil bilden.A Particularly preferred embodiment may consist in that contact blade and spring blade a one-piece Form component.

Kontaktlamellen, die mit einer Federlamelle versehen sind, die eine zusätzliche Normalkraft ausüben, können in beliebigen elektrischen Steckverbindungen eingesetzt werden, welche zum Beispiel zwei Kabelbäume oder andere elektrische Aggregate verbinden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen hervor.Contact plates, which are provided with a spring blade, which is an additional Exercise normal force, can be used in any electrical connectors, which, for example, two harnesses or connect other electrical units. Further advantageous Embodiments will become apparent from the following description as well as the claims out.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine prinzipielle Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Buchsenteil in vereinfachter Darstellung mit einer Kontaktlamelle sowie einer erfindungsgemäßen Federlamelle und einem angedeuteten Kontaktmesser, wobei sich die Kontaktlamelle in einem nicht ausgelenkten Zustand befindet; 1 a schematic sectional view through an inventive socket part in a simplified representation with a contact blade and a spring blade according to the invention and an indicated contact blade, wherein the contact blade is in an undeflected state;

2 eine prinzipielle Schnittdarstellung durch das Ausführungsbeispiel gemäß 1, jedoch gegenüber 1 befindet sich die Kontaktlamelle durch das eingeführte Kontaktmesser im ausgelenkten Zustand; 2 a schematic sectional view through the embodiment according to 1 but opposite 1 is the contact blade through the inserted contact blade in the deflected state;

3 eine Darstellung eines Kraft-Weg-Diagramms zur Darstellung des Vergleichs eines Buchsenteils mit einer Kontaktlamelle und eines Buchsenteils mit Kontaktlamelle und Federlamelle. 3 a representation of a force-displacement diagram for illustrating the comparison of a female part with a contact blade and a female part with contact blade and spring blade.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

In 1 ist eine prinzipielle Darstellung eines Buchsenteils 1 zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung mit einem Steckerteil, das überwiegend ein Kontaktmesser 2 umfasst, dargestellt. Das Buchsenteil 1 umfasst eine Kontaktlamelle 3 sowie eine erfindungsgemäße Federlamelle 4. Die Kontaktlamelle 3 ist derart angeordnet, dass diese vorzugsweise zu beiden Seiten des Kontakt messers 2 angeordnet ist und Kontaktpunkte 5 aufweist. Diese Kontaktpunkte 5 dienen dazu, um eine Kontaktierung zwischen der Kontaktlamelle 3, die hauptsächlich Strom tragend ist -und dem Kontaktmesser 2, das ebenfalls Strom tragend ist, herzustellen. Vorzugsweise unterhalb dieses Kontaktpunktes ist die erfindungsgemäße Federlamelle 4 angeordnet, die einen Federbügel 6 aufweist, der ebenfalls einen Kontaktpunkt 7 bildet. Zudem ist die bei diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Federlamelle 4 derart ausgebildet, dass diese eine Vorspannung aufweist, die durch Biegung des Federbügels und Arretierung desselben im Bereich 8 erzeugt wird.In 1 is a schematic representation of a female part 1 for producing an electrical plug connection with a plug part, which is predominantly a contact blade 2 includes shown. The female part 1 includes a contact blade 3 and a spring blade according to the invention 4 , The contact lamella 3 Is arranged such that they are preferably on both sides of the contact blade 2 is arranged and contact points 5 having. These contact points 5 serve to make contact between the contact blade 3 which is mainly carrying electricity and the contact blade 2 , which is also carrying electricity to produce. Preferably below this contact point is the spring blade according to the invention 4 arranged, which has a spring clip 6 which also has a contact point 7 forms. In addition, the spring blade shown in this embodiment is 4 formed so that it has a bias, the same by bending the spring clip and locking in the area 8th is produced.

Durch Verschieben des Kontaktmessers 2 in Pfeilrichtung 9 wird die in 2 dargestellte Situation erreicht. Durch das Einschieben des Kontaktmessers 2 wird die Kontaktlamelle 3 um die Wegstrecke x zusammengedrückt und gleichzeitig ebenfalls um die gleiche Stecke x die erfindungsgemäße Federlamelle 4. Aufgrund dieses Zurücklegens des Federwegs x wird eine Normalkraft N3 der Kontaktlamelle 3 sowie eine weitere Normalkraft N4 der erfindungsgemäßen Federlamelle 4 in Richtung des Kontaktmessers 2 aufgebaut. Der Kontaktpunkt 5 der Kontaktlamelle 3 kontaktiert die Außenwandung 10 des Kontaktmessers 2.By moving the contact blade 2 in the direction of the arrow 9 will the in 2 achieved situation. By inserting the contact blade 2 becomes the contact lamella 3 compressed by the distance x and at the same time also around the same plug x the spring blade according to the invention 4 , Due to this displacement of the spring travel x is a normal force N3 of the contact blade 3 and a further normal force N4 of the spring blade according to the invention 4 in the direction of the contact blade 2 built up. The contact point 5 the contact blade 3 contacts the outer wall 10 of the contact blade 2 ,

Aufgrund dessen, dass die Normalkraft N3 der Kontaktlamelle 3 und die Normalkraft N4 der erfindungsgemäßen Federlamelle 4 in die gleiche Richtung wirken, addieren sich die beiden Normalkräfte zu N3 + N4. Dadurch wird die Normalkraft, die auf das Kontaktmesser wirkt, entsprechend vergrößert.Due to the fact that the normal force N3 of the contact blade 3 and the normal force N4 of the spring blade according to the invention 4 act in the same direction, the two normal forces add up to N3 + N4. As a result, the normal force acting on the contact blade is increased accordingly.

Die Normalkraft N4 der erfindungsgemäßen Federlamelle 4 kann weiter vergrößert werden, indem die Vorspannung der Federlamelle 4 weiter erhöht wird.The normal force N4 of the spring blade according to the invention 4 can be further increased by the bias of the spring blade 4 is further increased.

In 3 ist zur Verdeutlichung der Erfindung das Kraft-Weg-Diagramm der beiden Federelemente, nämlich der Kontaktlamelle 3 sowie der erfindungsgemäßen Federlamelle 4 dargestellt, wobei die Ordinate die Normalkraft N und die Abszisse den zurück gelegten Federweg x, wie er auch in 2 dargestellt ist, aufzeigt. Dieses Kraft-Weg-Diagramm verdeutlicht ausschließlich schematisch das Verhältnis der beiden hier dargestellten und zur Erfindung gehörigen Normalkräfte N3 und N4.In 3 is to illustrate the invention the force-displacement diagram of the two spring elements, namely the contact blade 3 and the spring blade according to the invention 4 shown, wherein the ordinate the normal force N and the abscissa the laid back spring x, as he also in 2 is shown. This force-displacement diagram illustrates only schematically the ratio of the two normal forces N3 and N4 shown here and associated with the invention.

Die erste Kennlinie K3 weist das Kraft-Weg-Verhältnis der Kontaktlamelle 3 auf, die weitere Kennlinie K4 die der Federlamelle 4.The first characteristic K3 shows the force-displacement ratio of the contact blade 3 on, the further characteristic K4 that of the spring blade 4 ,

Die dritte Kennlinie in dem dargestellten Diagramm, Kennlinie Kg ist die Gesamt-Kraft-Weg-Kennlinie des Gesamtsystems, bestehend aus Federlamelle 4 und Kontaktlamelle 3.The third characteristic curve in the illustrated diagram, characteristic Kg, is the total force-displacement characteristic curve of the overall system, consisting of spring plate 4 and contact lamella 3 ,

In Position I ist die Federlamelle 4 im entspannten Zustand dargestellt. Die Kennlinie K4 der Federlamelle 4 ist nahezu linear. Da die Federlamelle 4 vorgespannt ist, weist sie bereits bei x = 0 einen definierten Wert bezüglich der Normalkraft N auf. Im Vergleich dazu ist die erste Kennlinie K3 derart ausgelegt, dass diese bei x = 0 keine Normalkraft N und bei einem x>0 eine definierte Normalkraft N aufweist.In position I is the spring blade 4 shown in the relaxed state. The characteristic K4 of the spring blade 4 is almost linear. Because the spring blade 4 is biased, it already has a defined value with respect to the normal force N at x = 0. In comparison, the first characteristic K3 is designed such that it has no normal force N at x = 0 and a defined normal force N at x> 0.

Das Kraft-Weg-Diagramm veranschaulicht sehr deutlich, dass bereits in Stellung II eine Normalkraft N durch die Vorspannung der Federlamelle 4 aufgebaut ist.The force-displacement diagram illustrates very clearly that already in position II, a normal force N by the bias of the spring blade 4 is constructed.

In Stellung III ist deutlich anhand der Kennlinie Kg zu erkennen, dass die wirkende Gesamtnormalkraft N = N3 + N4 weitaus größer ist als die Normalkraft N3, die alleine durch die Kontaktlamelle 3 hervorgerufen wird.In position III, it can be clearly seen from the characteristic curve Kg that the acting total normal force N = N3 + N4 is much greater than the normal force N3, which is solely due to the contact lamella 3 is caused.

Claims

Socket part for producing an electrical plug-in connection in a plug part, wherein the socket part has contact blades for receiving one or more contact blades arranged in the plug part and the contact blades is designed such that it acts with a normal force in the direction of the contact blade, characterized in that the socket part ( 1 ) additionally at least one spring blade ( 4 ) which is designed such that it also has at least one normal force N4 in the direction of the contact blade ( 2 ) acts.

Socket part according to claim 1, characterized in that the spring blade ( 4 ) on at least one side of the contact blade ( 2 ) is arranged.

Socket part according to claim 1, characterized in that the spring blade ( 4 ) on the contact blade ( 2 ) facing away from the contact blade ( 3 ) is arranged.

Socket part according to claim 2, characterized in that the spring blade ( 4 ) with its normal force N4 in the area on the contact blade ( 3 ), in which the contact blade ( 3 ) even their normal force on the contact blade ( 2 ) generated.

Socket part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spring blade ( 4 ) is not carrying electricity.

Socket part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spring blade ( 4 ) on the contact blade ( 3 ) is fixable.

Socket part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the spring blade ( 4 ) has a bias voltage.

Socket part according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact blade ( 2 ) with the female part ( 1 ) via a contact point ( 5 ) comes into electrical contact with the contact point ( 5 ) can be produced by microembossing or plating.