DE102009038092B3

DE102009038092B3 - Buchsenkontaktelement

Info

Publication number: DE102009038092B3
Application number: DE102009038092A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Langhoff; Michael Knödler
Original assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Current assignee: Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: US20120142234A1; EP2467904B1; WO2011020549A1; EP2467904A1; US8529304B2; DE202009011839U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Buchsenkontaktelement mit einem Aufnahmeraum für einen Gegenkontakt umfassend eine zylinderförmige metallische Kontakthülse sowie ein in der Kontakthülse im Aufnahmemantel angeordnetes Kontaktgitter zur elektrischen Kontaktierung mit einem Gegenkontakt, wobei die zylinderförmige Kontakthülse an einem seiner Enden durch einen metallischen Kontaktdeckel vollständig gegenüber dem Aufnahmeraum abgedichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches buchsenkontaktelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft daher ein zylinderförmiges Buchsenkontaktelement, umfassend einen hyperbolischen Kontaktkäfig, welche auch als RADSOK-Steckverbinder bezeichnet wird. Solche RADSOK-Steckverbinder sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass ihr Kontaktbereich käfigartig ausgebildet ist und als zylindrischer hyperbolischer Hohlkörper gestaltet ist, der vorzugsweise in Längsrichtung Kontaktlamellen besitzt oder Kontaktfederarme zur Kontaktierung mit einem Steckerstift.
Aus Kostengründen werden die hyperbolischen Kontaktkäfige üblicherweise als Stanz/-Biegeteil aus einem Blech geformt und anschließend in eine zylinderförmige Rohrhülse eingebracht.
Im Stand der Technik sind verschiedene zylinderförmige Buchsenkontaktelemente bekannt, die ebenfalls aus einem Blech gestanzt sind, wobei der zylinderförmige Buchsenkörper durch Rollen beziehungsweise Biegen und Rollen des Stanzbleches erzeugt wird.
In der US 6,482,049 B1 ist ein Kontaktsystem offenbart, welches einen Kontaktkäfig bzw. einen teilweise tordierten Kontaktkäfig umfasst, der in eine einseitig offene Kontakthülse eingebracht ist.
Ein ähnliches Kontaktsystem ist in der US 2004/0003498 A1 offenbart. Dort wird ein hyperbolisches Kontaktgitter in einen zylinderförmigen Kontakthalter eingesetzt, welcher mit einem Kontaktaufnahmeelement (Crimphalter) unterschiedlicher Ausführungen verbunden ist, wodurch ein einseitig offenes zylinderförmiges Buchsenkontaktelement bereitgestellt wird.
Die DE 10 2006 012 434 A1 betrifft eine Steckverbindung der Radsok-Bauart mit einer Buchse und einem in der Buchse einsteckbaren Stecker, wobei an der Buchse und an dem Stecker Rastmittel angeordnet sind, die ein definiertes Festlegen von Radsok-Buchse und Stecker ermöglichen.
In der Druckschrift US 5,147,229 wird ebenfalls ein einseitig geschlossenes Kontaktsystem offenbart, bei dem ein zylinderförmiger Kontaktkäfig in eine Kontakthülse eingebracht ist und diese einseitig von einem Kontakthalter zum Anschluss einer Leitung umgeben ist und damit das Kontaktsystem einseitig schließt.
In der Offenbarung US 3,980,387 wird ein Batterieanschlussstecker gezeigt, welcher aus einem Stanz-/Biegeteil hergestellt ist. In dem Batteriestecker ist ein gestanzter Kontaktkäfig eingesetzt, welcher mit einem entsprechenden Gegenkontaktstift in elektrischen Kontakt gebracht werden kann.
Eine weitere Steckverbindung ist beispielsweise aus der DE 197 34 524 C2 bekannt. Hier wird ein zylinderförmiger Buchsenkontakt, bestehend aus einem Kontaktteil und einem Anschlussteil, gezeigt, wobei das Kontaktteil einen Zylindermantel aufweist und der Zylindermantel mindestens eine aus dem Mantel gestanzten Kontakffederzunge aufweist, welche in den Aufnahmebereich des Zylinders eintaucht, so dass ein Steckerstift mit diesem Federkontaktelementen kontaktieren kann, sobald dieser in den zylinderförmigen Buchsenkontakt gesteckt wird.
Im Stand der Technik offenbart die DE 10 2005 062 709 A1 ein Kontaktsystem, welches zwischen einer zylinderförmigen Hochstromkontaktbuchse und einem planaren Leiterbahnelement mit zwei gegenüberliegenden Flachseiten angeordnet ist.
Die zylinderförmige Hochstromkontaktbuchse wird dabei in eine Öffnung eines Leiterbahnelementes eingebracht und zwischen zwei Anpresselementen mit einer entsprechenden Kontur mit dem planaren Leiterbahnelement verpresst. Hierdurch entsteht ein relativ flachbauender Buchsenkontakt, welcher allerdings über ein beidseitig offenes Buchsenkontaktelement verfügt.
Ein weiteres im Stand der Technik bekanntes Steckverbindersystem mit einer zylinderförmigen Hochstromkontaktbuchse ist aus der DE 10 2007 055 040 A1 bekannt. Hier betrifft das elektrische Kontaktelement einen zylinderförmigen Buchsenkontakt, welcher mit einem Kontakthalter kraft- und formschlüssig am Außenmantel des zylinderförmigen Buchsenkontaktes mittels thermischen Aufschrumpfens verbunden ist.
Die zuvor genannten Kontaktsysteme sind alle derart beschaffen, dass diese in technischen Applikationen Anwendungen finden können, bei denen ein begrenzter Bauraum in Bezug auf die Steckrichtung des Buchsenkontaktes zur Verfügung steht. Im Prinzip bestimmt die Länge des Buchsenkontaktes die notwenige Kontaktüberdeckung, sowie das Steckverbindergehäuse (sofern vorhanden) die Gesamtgröße des Steckverbindersystems.
Zunehmend werden gattungsgemäße Steckverbinder der zuvor genannten Art in Anwendungen eingesetzt, bei denen die klimatischen Umgebungsbedingungen hohe Anforderungen an das Steckverbindersystem stellen. Insbesondere im Bereich von elektrischen Antrieben und Hybridfahrzeugen werden Hochstromkontaktbuchsen im Motorraum oder an exponierten Stellen eingesetzt, bei denen Schmutz und Flüssigkeiten das Steckverbindersystem belasten.
Hierzu sind im Stand der Technik umfangreiche Lösungen für Steckverbindergehäuse bekannt, welche einerseits die Funktion der Berührsicherheit und andererseits die Funktion der Dichtung übernehmen. Insbesondere bei wasserdichten Anforderungen muss sicher gestellt sein, dass keine Feuchtigkeit in die Steckverbinderbuchse eindringen kann.
Andererseits werden Hochstromkontaktbuchsen bei der Anwendung im Hochstrombereich erheblich thermisch belastet und es können Temperaturen oberhalb von 150° Celsius auftreten.
Daraus ergeben sich Schwierigkeiten bezüglich der Auswahl der Kunststoffe, welche die Dichtfunktion des Steckverbindersystems bei solchen Temperaturen noch ausreichend erfüllen.
Andererseits besteht die Problematik mit der Abführung von entstehender Wärme aus Wärmeverlusten im Steckverbindersystem. In beiden Problemfällen führt dies dazu, dass die im Stand der Technik bekannten Lösungen zum Abdichten des Steckverbinders einerseits und zur Erfüllung der Bauraumbedingungen andererseits nicht ausreichend erfüllt sind.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zylinderförmiges Hochstromkontaktelement der gattungsgemäßen Art bereit zu stellen, welches gegenüber der Umgebung abgedichtet ist und gleichzeitig die thermische Wärme gut abführen kann.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontaktsystem derart weiter zu entwickeln, dass gleichzeitig die Möglichkeit besteht, ein für die Applikation passendes Kabel anzuschließen.
Da es insbesondere im Bereich der Automobilindustrie und damit der Elektromotorentechnik zunehmend von erheblicher Bedeutung ist, unter welchen wirtschaftlichen Bedingungen ein Steckverbindersystem herzustellen ist, muss darüber hinaus das Steckverbindersystem kostengünstig und auf einfachste Art und Weise herstellbar sein.
Die zuvor genannten Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des Anspruch 1.
In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird eine zylindrische Hochstromkontaktbuchse bereitgestellt, bei der ein flachbauender Gehäusedeckel gleichzeitig die Funktion für die Gehäusedichtung und die Funktion für die elektrische Anbindung zu einem Kabel erfüllen. Darüber hinaus kann die Wärme über diesen Gehäusedeckel abtransportiert werden. Anders ausgedrückt wurde ein solches Kontaktsystem gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, bei dem die zylinderförmige Hochstromkontaktbuchse einen metallischen, das Buchsenelement verschließenden Kontaktdeckel aufweist, welcher über einen Anschlussbereich zum Kontaktieren mit einer elektrischen Leitung verfügt.
Mit Vorteil wird der metallische Kontaktdeckel mittels einer Stumpfschweißnaht an einem Ende des zylindrischen Buchsenkontaktes befestigt.
Ebenfalls mit Vorteil wird der Kontaktdeckel als ein im wesentlichen rechteckiges, dünnes Metallblech ausgebildet. Das Metallblech verfügt somit über einen Dichtabschnitt und einen Anschlussabschnitt. Der Dichtabschnitt wird dadurch gebildet, dass die Stumpfschweißnaht zwischen dem zylindrischen Buchsenkontakt und dem Kontaktdeckel unterbrechungsfrei ausgebildet ist.
Hierdurch wird gewährleistet, dass das Kontaktsystem, also der zylindrische Buchsenkontakt wasserdicht durch den Kontaktdeckel verschlossen wird. Die Schweißnaht ersetzt dabei ein weiteres sonst notwendiges Dichtelement und macht daneben weitere Gehäusebauteile entbehrlich.
Mit Vorteil wird die Schweißnaht außen umlaufend am zylindrischen Buchsenkontakt angebracht.
Im folgenden wir die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen im Stand der Technik bekannten zylinderförmigen Buchsenkontakt mit eingebrachten hyperbolischen Kontaktgitter;
2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines zylindrischen Buchsenkontaktes.
In 1 ist ein bekanntes Buchsenkontaktelement 1 dargestellt. Das Buchsenkontaktelement 1 besteht im wesentlichen aus einer zylinderförmigen metallischen Kontakthülse 2, in welche ein hyperbolisches Kontaktgitter 3 mit Kontaktlamellen 30 eingebracht ist. Am Außenmantel des zylinderförmigen Buchsenkontaktes 1 ist ein Kontakthalter 8 angebracht. Dieses aus dem Stand der Technik bekannte Buchsenkontaktelement 1 ist beidseitig offen und daher gegenüber Umweltbedingungen wie Schmutz, Staub und Feuchtigkeit nicht abgedichtet.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt. Hier ist ein Buchsenkontaktelement 1 mit einer zylinderförmigen Kontakthülse 2 dargestellt. In die zylinderförmige Kontakthülse 2 wird ein hier nicht gezeigtes hyperbolisches Kontaktgitter 3 eingebracht.
Das Buchsenkontaktelement 1 ist auf der Seite der Kontaktöffnung 9 offen, um mit einem Steckerstift elektrisch verbunden zu werden. Auf der der Kontaktöffnung 9 gegenüberliegenden Seite des Buchsenkontaktelementes 1 befindet sich ein im wesentlichen flacher Kontaktdeckel 4. Der Kontaktdeckel 4 verfügt über einen Anschlussabschnitt 5 und einen Dichtabschnitt 6. Der Dichtabschnitt 6 befindet sich in unmittelbarem Kontakt zur zylinderförmigen Kontakthülse 2 und ist mit dieser mittels einer Schweißnaht 7 verbunden. Wesentlich ist dabei, dass die Schweißnaht 7 unterbrechungsfrei an der Stoßstelle zwischen der zylinderförmigen Kontakthülse 2 und dem Kontaktdeckel 4 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Schweißnaht 7 als eine unterbrechungsfreie Stumpfschweißnaht ausgebildet und kann ohne Veränderung der Konturen an der zylinderförmigen Kontakthülse 2 unmittelbar am Kontaktdeckel 4 angeschweißt werden. Im Bereich des Anschlussabschnittes 5 können elektrische Kabel unterschiedlicher Geometrie und mit unterschiedlichem Querschnitt frei skalierbar angeschweißt werden. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, mehrere voneinander getrennte Kabel am Anschlussabschnitt 5 des Kontaktdeckels 4 anzubringen. Mit Vorteil ist der Kontaktdeckel 4 aus einem hochleitfähigen metallischen Material hergestellt, welches darüber hinaus gut schweißbar ist.

1: Buchsenkontaktelement
2: zylinderförmige Kontakthülse
3: hyperbolisches Kontaktgitter
4: Kontaktdeckel
5: Anschlussabschnitt
6: Dichtabschnitt
7: Schweißnaht
8: Kontakthalter
9: Kontaktöffnung
10: Aufnahmeraum
30: Kontaktlamellen

Claims

Buchsenkontaktelement (1) mit einem Aufnahmeraum (10) für einen Gegenkontakt umfassend eine zylinderförmige metallische Kontakthülse (2) sowie ein in einem Aufnahmemantel (10) der Kontakthülse (2) angeordnetes Kontaktgitter (3) zur elektrischen Kontaktierung des Gegenkontaktes, wobei die zylinderförmige Kontakthülse (2) an einem ihrer Enden durch einen metallischen Kontaktdeckel (4) vollständig gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) über einen elektrischen Anschlussabschnitt (5) und über einen Dichtabschnitt (6) verfügt und im Bereich seines Dichtabschnittes (6) mittels einer unterbrechungsfreien, vollständig geschlossenen Schweißnaht (7) mit der zylinderförmigen Kontakthülse (2) verbunden ist.
Buchsenkontaktelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) als ein im wesentlichen flaches Metallblech ausgebildet ist.
Buchsenkontaktelement (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (7) außen umlaufend zwischen der Kontakthülse (2) und dem Kontaktdeckel (4) als Stumpfschweißnaht ausgebildet ist.
Buchsenkontaktelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgitter (3) als ein zylinderförmiges hyperbolisches Kontaktgitter mit einer Vielzahl von paarweise beabstandeten Kontaktlamellen (30) ausgebildet ist.
Buchsenkontaktelement (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) im Bereich seines Dichtabschnittes (6) die Kontakthülse (2) lückenlos verschließt.