DE102013210445A1 - Steckverbinderelement mit Klemmlamellen und Verbindungslamellen - Google Patents

Steckverbinderelement mit Klemmlamellen und Verbindungslamellen Download PDF

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderelement (10) mit einer Hülse (12) und einer Mehrzahl von Klemmlamellen (14) und einer Mehrzahl von Verbindungslamellen (16). Die Klemmlamellen (14) sind ausgeführt, eine mechanische Klemmverbindung des Steckverbinderelements (10) mit einem Gegen-Steckverbinderelement auszubilden und die Verbindungslamellen (16) sind ausgeführt, eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinderelement (10) und dem Gegen-Steckverbinderelement auszubilden. Die Klemmlamellen (14) und die Verbindungslamellen (16) sind derart ausgebildet, dass die Kontaktkraft (24) der Klemmlamellen (14) auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements größer ist als die Kontaktkraft (26) der Verbindungslamellen (16) auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft elektrische Steckverbindungen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Steckverbinderelement für Hochstromsteckverbindungen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Elektrische Steckverbindungen können dazu dienen, eine elektrische Verbindung zwischen zwei oder mehreren Elementen, beispielsweise in Form von Steckverbinderelementen, herzustellen. Unter einem Steckverbinderelement kann hierbei ein Element oder Bauteil verstanden werden, das in der Lage ist, durch mechanischen Kontakt mit einem Gegen-Steckverbinderelement eine elektrische Verbindung herzustellen. Dies kann beispielsweise ein Kontaktstift, ein Pin, ein Kontaktfinger, eine Kontakthülse oder Kontaktbuchse, Klammern oder ähnliches sein. In vielen Fällen werden Steckverbindungen eingesetzt, bei denen die Verbindung reversibel herstellbar ist und somit auch wieder getrennt werden kann. Dies kann auf mechanische Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch manuelles Einstecken und Herausziehen oder auch mittels dafür geeigneter Vorrichtungen.
  • Insbesondere im Bereich moderner Fahrzeuge, beispielsweise bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen, kann es notwendig sein, Steckverbindungen derart auszugestalten, dass auch hohe Stromstärken übertragen werden können.
  • Häufig gehört zu einer Steckverbindung eine elektrische Kontaktierung eines an einem Steckverbinderelement vorgesehenen Pins mit einem an einem zugehörigen Gegen-Steckverbinderelement vorgesehenen Kontakt, die beispielsweise mittelbar über elastisch auslenkbare Lamellen realisiert werden kann. Die Lamellen können eine gebogene Form aufweisen und können beispielsweise für ein gutes Federverhalten aus einem Blech hergestellt sein.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausführungsformen der Erfindung können vorteilhaft eine verbesserte mechanische und elektrische Kopplung in einer Steckverbindung ermöglichen.
  • Der weiter unten beschriebenen Erfindung liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Die Lamellen eines Steckverbinderelements sollen meist sowohl zumindest die Funktion des mechanischen Haltens als auch des Festklemmens und der Herstellung einer elektrischen Verbindung erfüllen. Dabei werden an eine Lamelle gleichzeitig unterschiedliche Anforderungen gestellt.
  • Erstens soll über ihre Kontaktkraft die Klemmfunktion und somit ein sicherer Halt erreicht werden, um ein Verrutschen oder unabsichtliches Lösen der miteinander verbundenen Steckverbinderelemente zu verhindern. Hier können deswegen höhere Kontaktkräfte zwischen den Steckverbinderelementen vorteilhaft sein. Unter einer Kontaktkraft kann hier die Kraft verstanden werden, die die Lamelle auf eine Hülse des jeweiligen Gegen-Steckverbinderelements ausübt. Diese kann beispielsweise senkrecht auf eine Oberfläche der Hülse des Gegen-Steckverbinderelements wirken.
  • Zweitens soll die Lamelle gleichzeitig über ihre Kontaktkraft eine sichere elektrische Verbindung zu dem Gegen-Steckverbinderelement herstellen. Diese elektrische Verbindung soll zu möglichst geringen elektrischen Verlusten führen, also beispielsweise einen geringen Widerstand aufweisen. Hier können vergleichsweise geringe Kontaktkräfte vorteilhaft sein, insbesondere deswegen, weil die Lamellen oft mit zusätzlichen Beschichtungen aus Edelmetall, wie Gold oder Silber, beschichtet sind, die sich bei wiederholten Einsteckvorgängen, d.h. vielen Steckzyklen, bei zu hohen Kontaktkräften durch Abrieb abnutzen können, was langfristig zu einer Zunahme des elektrischen Kontaktwiderstandes bei der von den Lamellen bewirkten elektrischen Verbindung führen kann.
  • Diese gegenteiligen Anforderungen können bisher je nach Ausgestaltung der Lamellen und der Steckverbindung Kompromisse entweder hinsichtlich der Qualität der Klemmverbindung oder hinsichtlich der Qualität der elektrischen Verbindung erfordern.
  • Es wird daher ein Steckverbinderelement für eine elektrische Steckverbindung vorgeschlagen, das eine Hülse und eine Mehrzahl von länglichen Lamellen aufweist. Unter einer Hülse kann ein beispielsweise zylindrischer Trägerkörper verstanden werden. Dieser kann zum Beispiel elektrisch leitfähig sein und aus einem Metall wie Kupfer, Stahl oder Aluminium bestehen. Die länglichen Lamellen erstrecken sich längs der Hülse und entlang eines Umfanges der Hülse beabstandet zueinander. Jede der Lamellen ragt von dem Umfang der Hülse in radialer Richtung elastisch federnd ab und ist in entgegengesetzter Richtung elastisch auslenkbar. Weiterhin ist jede der Lamellen dazu ausgebildet, bei einem Zusammenstecken des Steckverbinderelements mit einer Hülse eines Gegen-Steckverbinderelements eine in Radialrichtung wirkende Kontaktkraft auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements auszuüben. Das Steckverbinderelement zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Mehrzahl von länglichen Lamellen aus einer Mehrzahl von Klemmlamellen und einer Mehrzahl von Verbindungslamellen besteht. Die Klemmlamellen sind ausgeführt, eine mechanische Klemmverbindung des Steckverbinderelements mit dem Gegen-Steckverbinderelement auszubilden. Die Verbindungslamellen sind ausgeführt, eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinderelement und dem Gegen-Steckverbinderelement auszubilden. Die Klemmlamellen und die Verbindungslamellen sind derart ausgebildet, dass die Kontaktkraft der Klemmlamellen auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements größer ist als die Kontaktkraft der Verbindungslamellen auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements.
  • Ein Vorteil kann darin gesehen werden, dass zwei unterschiedliche Lamellenarten zum Einsatz kommen, die den jeweiligen spezifischen Anforderungen an mechanischen Halt der Klemmverbindung und langfristig geringen elektrischen Widerstand der elektrischen Verbindung jeweils getrennt Rechnung tragen. Die Verbindungslamellen sind hierbei zuständig für die elektrische Verbindung. Hierbei kann die Kontaktkraft für diesen Zweck beispielsweise geringer gewählt werden. Die Klemmlamellen sind zuständig für die mechanische Verbindung und können somit genau für diesen Zweck ausgelegt und dimensioniert werden. Mit anderen Worten kann durch die unterschiedlichen Lamellenarten eine Umsetzung der Klemmfunktion unabhängig von der Umsetzung der elektrischen Verbindungsfunktion, und umgekehrt, stattfinden und damit eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und/oder der elektrischen Eigenschaften erreicht werden.
  • In einer Ausführungsform ist eine Auslenkelastizität der Klemmlamellen kleiner als eine Auslenkelastizität der Verbindungslamellen.
  • Ein Vorteil kann darin gesehen werden, dass durch die unterschiedlichen Elastizitäten bei gleichem Grad der Auslenkung unterschiedliche Kontaktkräfte erreicht werden können. Unter einer Auslenkelastizität kann eine Elastizität der Kontaktlamelle oder der Verbindungslamelle verstanden werden, die beim Auslenken der entsprechenden Lamelle auftritt, beispielsweise beim Zusammenschieben mit einem Gegen-Steckverbinderelement.
  • In einer Ausführungsform weisen die Klemmlamellen zumindest in Teilbereichen eine größere Dicke auf als die Verbindungslamellen.
  • Ein Vorteil unterschiedlicher Lamellendicken können, beispielsweise bei gleichem Material der Klemmlamelle und der Verbindungslamelle, unterschiedliche Elastizitäten und somit unterschiedliche Einfederverhalten der Klemmlamelle und der Verbindungslamelle sein. Die Dicke kann eine Materialerstreckung von einer Oberkante zu einer Unterkante der Klemmlamelle und/oder der Verbindungslamelle in Auslenkrichtung beschreiben. Diese Dicke kann durchgehend konstant, aber auch partiell unterschiedlich sein. Beispielsweise kann ein Blech mit einer durchgehend konstanten Materialstärke durch Einkerbungen, Verjüngungen, Streckung oder Ähnliches in seiner Geometrie oder geometrischen Form verändert werden und somit eine beispielsweise vergrößerte Elastizität erreicht werden. Beispielsweise kann eine Blechdicke im Bereich von 0,3 mm liegen.
  • In einer Ausführungsform ragen die Klemmlamellen im Vergleich zu den Verbindungslamellen weiter ab.
  • Ein Vorteil einer weiter abragenden Klemmlamelle kann sein, dass durch ein weiteres oder tieferes Einfedern dieser Klemmlamelle beim Zusammenschieben mit einem Gegen-Steckverbinderelement eine größere Kontaktkraft erreicht werden kann. Somit könnte beispielsweise bei gleicher Blechdicke oder Materialdicke der Klemmlamelle und der Verbindungslamelle und möglicherweise sogar bei gleicher geometrischer Form und Größe eine größere Kontaktkraft der Klemmlamelle im Vergleich zur Verbindungslamelle erreicht werden.
  • In einem Beispiel haben die Mehrzahl der Klemmlamellen und die Mehrzahl der Verbindungslamellen die gleiche geometrische Form und Größe.
  • Ein Vorteil kann darin bestehen, dass dasselbe Stanzwerkzeug zur Herstellung sowohl der Klemmlamellen als auch der Verbindungslamellen benutzt werden kann. Dies kann einen Herstellprozess vereinfachen, beschleunigen und Kosten senken.
  • In einer Ausführungsform sind die Klemmlamellen und/oder die Verbindungslamellen jeweils an einem längsseitigen Ende mit der Hülse verbunden.
  • Ein Vorteil kann darin gesehen werden, dass auf einfache Weise eine weites Abragen und möglicherweise auch verschiedene Grade des Abragens verwirklicht werden können. Dies wiederum kann genutzt werden, um unterschiedliche Kontaktkräfte zu erzeugen.
  • In einer Ausführungsform sind die Klemmlamellen und/oder die Verbindungslamellen jeweils an beiden längsseitigen Enden mit der Hülse verbunden und wölben sich in radialer Richtung abragend aus.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann eine Erzeugung vergleichsweiser großer Kontaktkräfte sein. Durch die Auswölbung wird der mechanische Kontakt mit dem Gegen-Steckverbinderelement hergestellt. In einem Beispiel kann die Lamelle auch mehrere Auswölbungen aufweisen, die eine Mehrzahl vom Kontaktierungsstellen mit ein und derselben Lamelle mit einem Gegen-Steckverbinderelement bilden. In einem Beispiel ist eine Vielzahl von Lamellen parallel nebeneinander angeordnet, wobei deren jeweilige erste und zweite Enden einen Bund bilden.
  • In einer Ausführungsform sind die Klemmlamellen und die Verbindungslamellen an einem Umfang der Hülse in Längsrichtung parallel nebeneinander angeordnet.
  • Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass vergleichsweise kurze Steckverbinderelemente realisierbar sind. Dies kann in einem Beispiel dadurch erreicht werden, dass Klemmlamellen und Verbindungslamellen in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Dies kann beispielsweise in einer Weise erfolgen, dass entweder die Mehrheit der Klemmlamellen und/oder Verbindunglamellen gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, sodass sich die Kontaktkräfte auf das Gegen-Steckverbinderelement gegeneinander aufheben und so einen mittigen Sitz beispielsweise des Steckverbinderelements in einem runden Gegen-Steckverbinderelement ermöglicht.
  • In einer Ausführungsform ist die Mehrzahl von Klemmlamellen entlang einer Längserstreckung der Hülse versetzt zu der Mehrzahl der Verbindungslamellen angeordnet.
  • Dies kann den Vorteil haben, dass ein Bereich, der zur elektrischen Kontaktierung über die Verbindungslamellen vorgesehen ist, nicht durch höhere Kontaktkräfte der Klemmlamellen mechanisch beschädigt wird. In diesem Bereich kann beispielsweise eine zusätzliche Beschichtung mit einem Edelmetall vorgesehen sein, um Übergangswiderstände zu minimieren.
  • In einer Ausführungsform ist die Hülse eine zylindrische Buchse und die Lamellen ragen nach innen von der Buchse ab.
  • In diesem Falle kann ein Gegen-Steckverbinderelement in den Querschnitt der Hülse eingeführt werden und lenkt dabei die Lamellen von einer Mittelachse weggerichtet aus. Lamellen, die mit ausschließlich einem Ende mit der Hülse verbunden sind, können in einem Beispiel so in der Hülse angeordnet sein, dass das Ende der Lamelle mit der Hülse verbunden ist, das in Richtung des Gegen-Steckverbinderelements zeigt. Dies erlaubt ein Aufgleiten des Gegen-Steckverbinderelements beim Einstecken und ein Auslenken der Lamelle mit einer geringen Einsteckkraft.
  • Eine Buchse für Hochstromanwendungen kann beispielsweise eine Länge von 6 bis 20 mm und einen Durchmesser von 4 bis 12 mm aufweisen.
  • In einer Ausführungsform ist die Hülse ein zylindrischer Stift ist und die Lamellen ragen nach außen vom Stift ab.
  • Ein Stift kann beispielsweise eine Länge von 8 bis 12 mm und einen Durchmesser von 4 bis 10 mm haben.
  • In einer Ausführungsform ist das Steckverbinderelement einstückig ausgeführt.
  • Dies kann den Vorteil haben, dass die Herstellung der Lamellen und der Hülse aus ein und demselben Basismaterial, beispielsweise einem Blech erfolgen kann. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass ein einstückiges Steckverbinderelement durch selbststützenden Aufbau keine weiteren stützenden oder umhüllenden weiteren Elemente benötigt und somit eine Materialdicke, beispielsweise einer Buchse, gering gehalten werden kann. Dies kann Platz ersparen und Kosten senken.
  • In einer Ausführungsform weist ausschließlich die Mehrzahl der Verbindungslamellen zumindest auf einer das Gegen-Steckverbinderelement kontaktierenden Seite eine Beschichtung aus einem Edelmetall auf.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass durch selektive Beschichtung weniger Edelmetall benötigt wird und somit die Herstellungskosten gesenkt werden können. Beispiele für derartige Edelmetalle sind Silber und Gold. Weiterhin kann durch eine Reduzierung der Kontaktkräfte der Verbindungslamellen statt Gold beispielsweise preisgünstigeres Silber verwendet werden. Dies kann die Kosten einer Herstellung derartiger Steckverbinderelemente ebenfalls senken.
  • Durch die Möglichkeit verringerter Kontaktkräfte im Bereich der Verbindungslamelle kann statt Gold als Edelmetall zur Beschichtung auch preiswerteres Silber oder andere geeignete Edelmetalle zum Einsatz kommen, was Gesamtherstellkosten für einen Steckverbinderelement verringern kann.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Weder die Beschreibung noch die Figuren sollen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines Steckverbinderelements für Hochstromanwendungen in räumlicher Darstellung (1A) sowie im Längsschnitt (1B).
  • 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Steckverbinderelements mit einem Gegen-Steckverbinderelement.
  • 3 zeigt ein Beispiel eines Steckverbinderelements mit jeweils zwei Klemmlamellen und Verbindungslamellen.
  • 4 zeigt einen räumlichen Ausschnitt aus einem Profilblech mit einer Klemmlamelle und Verbindungslamelle.
  • 5 zeigt ein Beispiel eines Profilblechs mit ausgestanzten Lamellen in Längsansicht und Seitenansicht.
  • Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinderelements 10 in einer dreidimensionalen schematischen Darstellung (1A) sowie zusätzlich in einer Längsschnittdarstellung (1B). Das Steckverbinderelement 10 weist eine Hülse 12 in Form einer Buchse und Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 auf. Die Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 sind parallel nebeneinander entlang eines Umfangs der Hülse 10 angeordnet. Zur mechanischen Stabilisierung ist die Hülle 12 zusammen mit den Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 in einem Gehäuse 18 untergebracht, das neben der mechanischen Fixierung der genannten Elemente auch eine Verbindung mit einem elektrischen Leiter (nicht gezeigt) ermöglichen kann. Dazu kann beispielsweise ein oberes Ende 20 des Gehäuses 18 mit dem elektrischen Leiter verbunden werden. Dies kann zum Beispiel durch Verklemmen, Verschweißen, Verlöten oder ähnliche geeignete Verfahren geschehen. Das Gehäuse 18 kann aus einem leitenden metallischen Material bestehen, um einen elektrischen Stromfluss von einem Gegen-Steckverbinderelement (nicht gezeigt) über die Klemmlamellen 14 und die Verbindungslamellen 16 und über das Gehäuse 18 zu einem möglichen Anschlussleiter zu ermöglichen. Die Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 sind abwechselnd über den Umfang angeordnet. Mit anderen Worten ist beispielsweise zwischen zwei Klemmlamellen 14 in Umfangsrichtung eine Verbindungslamelle 16 angeordnet. Die Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 sind im hier gezeigten Beispiel an beiden Enden mit der Hülse 12 verbunden. Beim Einführen eines Gegen-Steckverbinderelements, beispielsweise eines Stiftes, durch die in der räumlichen Darstellung (1A) sichtbare untere Öffnung der Hülse 12 werden die Auswölbungen 22 der Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 in radialer Richtung der Hülse 12 nach außen gedrückt und erzeugen eine Kontaktkraft der Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 auf das Gegen-Steckverbinderelement. Die Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 und die Hülse 12 sind in diesem Beispiel einstückig ausgeführt.
  • Eine Herstellung dieser einstückigen Anordnung kann beispielsweise erfolgen, indem die geometrischen Strukturen der Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 auf einer Länge, die dem Umfang der Hülse entspricht, aus einem Basisblech passender Breite ausgestanzt werden und dieses dann kreisförmig zur endgültigen zylindrischen Form der Hülse 12 gebogen wird. Es kann optional ein Verbinden des gestanzten Blechs an den zwei längsseitigen Enden erfolgen, um eine stabile geschlossene Zylinderstruktur zu erzeugen. Eine derartige selbststützende Hülse 12 kann, in einem hier nicht dargestellten Beispiel, ohne zusätzliches Gehäuse 18 auskommen und somit einen maximalen Außenumfang des Steckverbinderelements verringern.
  • 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Steckverbinderelements 10 mit einem Gegen-Steckverbinderelement 30. Das Steckverbinderelement 10 weist eine Hülse 12 und eine Lamelle 14, 16 auf, die als Klemmlamelle 14 oder Verbindungslamelle 16 ausgeführt sein kann. Das Gegen-Steckverbinderelement 30 weist eine Hülse in Form eines Stiftes 32 auf, der in einer Einschubrichtung 34 zur Kontaktierung in das Steckverbinderelement 10 bewegt wird. Dabei lenkt der Stift 32 des Gegen-Steckverbinderelements 30 die Lamelle 14, 16 aus. Die Lamelle 14, 16 erzeugt durch ihr elastisches Verhalten eine Rückfederkraft oder Kontaktkraft 24 der Klemmlamelle 14 bzw. Kontaktkraft 26 der Verbindungslamelle 16 auf den Stift 32 des Gegen-Steckverbinderelements 30. Dieses wird im Falle der Ausführung der Lamelle als Klemmlamelle 14 mechanisch durch eine Klemmverbindung fixiert oder im Falle einer Verbindungslamelle 16 wird eine elektrische Verbindung hergestellt.
  • Die Hülse 12 ist hier nur schematisch angedeutet und kann verschiedene Ausprägungen von, z.B. zylindrischen Hülsen, Buchsen, Stiften, Metallflächen oder Ähnlichem, annehmen.
  • Eine Klemmkraft in Richtung der Einschubrichtung 34 kann sich hierbei aus einer Reibung der Lamelle 14, 16 mit der Oberfläche des Stiftes 32 ergeben. Diese Klemmkraft kann sich beispielsweise aus einer orthogonal zur Einschubrichtung gerichteten Kontaktkraft 24, 26 multipliziert mit einer Reibzahl µ ergeben. Diese Reibzahl µ kann dabei abhängig von Material, Oberflächenbeschaffenheit sowie weiteren Faktoren sein.
  • 3 zeigt ein Beispiel eines Steckverbinderelements 10, das eine Hülse 12, zwei Klemmlamellen 14 und zwei Verbindungslamellen 16 aufweist. Die Klemmlamellen 14 und die Verbindungslamellen 16 sind an je beiden Enden mit der Hülse 12 verbunden. Desweiteren sind die Klemmlamellen 14 und die Verbindungslamellen 16 und die Hülse 12 einstückig ausgeführt. Beispielsweise können, wie oben beschrieben, die Klemmlamellen 14, die Verbindungslamellen 16 und die Hülse 12 aus einem Blech hergestellt sein.
  • Um eine größere Kontaktkraft 24 der Klemmlamelle 14 auf ein in den Querschnitt der Hülse 12 eingeführten Gegen-Steckverbinderelement 30 im Vergleich zu der Kontaktkraft 26 der Verbindungslamellen 16 zu erzeugen, ist eine Dicke des Materials der Klemmlamelle 14 größer als eine Materialdicke der Verbindungslamelle 16. Dadurch ergibt sich bei gleichem Material der Klemmlamellen 14 und der Verbindungslamellen 16 eine geringere Elastizität der Klemmlamelle 14 und somit eine größere Kontaktkraft 24 der Klemmlamelle 14. Die unterschiedlichen Dicken der Klemmlamellen 14 und der Verbindungslamellen 16 werden im hier gezeigten Beispiel dadurch erreicht, dass das Material der Hülse 12, je nach Lamellentyp eine unterschiedliche Materialdicke aufweist. Mit anderen Worten ist das Material der Bereiche der Hülse, aus denen die Verbindungslamellen 16 in einem Herstellungsverfahren gestanzt werden, dünner als die Bereiche der Hülse 12, aus denen die Klemmlamellen 14 hervorgehen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass in einem Herstellungsverfahren sogenanntes Profilband mit unterschiedlichen Materialdicken als Ausgangsmaterial für die Hülse 12 und die Lamellen 14, 16 genutzt wird. Die Verteilung der verschiedenen Materialdicken auf dem Profilband ist dabei den Abständen der Klemmlamellen 14 und der Verbindungslamellen 16 voneinander angepasst. Aus den Bereichen 36 des Profilblechs mit dickerem Material werden die Klemmlamellen 14 gefertigt und aus den Bereichen 36 des Profilblechs mit den dünneren Bereichen werden jeweils Verbindungslamellen 16 gestanzt oder mit anderen geeigneten Verfahren erstellt.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Gehäuse 18 in axialer Richtung mit der Hülse 12 verbunden, um beispielsweise eine mechanische Verlängerung für bessere Handhabung für den Steckvorgang bzw. eine Verbindung mit einem Leiter (nicht gezeigt) zu ermöglichen.
  • In 4 wird auf ein Beispiel zur Herstellung eines Steckverbinderelements 10 eingegangen. Es ist ein Profilblech 40 gezeigt, das beispielsweise Teil einer Hülse 12 eines Steckverbinderelements 10 sein kann. Bei der Herstellung und vor dem Biegen der Hülse 12 und der Klemmlamellen 14 und der Verbindungslamellen 16 in die endgültige Form können diese, wie hier gezeigt, nebeneinander angeordnet sein. Das Profilblech 40 weist Bereiche mit größerer Dicke 36 und Bereiche mit geringerer Dicke 38 auf. Auf einer Länge dieser Bereiche werden, beispielsweise durch ein Stanzverfahren, die Materialbereiche oder Blechteile, die nicht zu Klemmlamellen 14 und zu Verbindungslamellen 16 gehören, entfernt. Dadurch werden die geometrischen Strukturen der Klemmlamellen 14 und der Verbindungslamellen 16 geschaffen, wobei deren jeweilige Enden im hier gezeigten Beispiel mit dem Profilblech 40 verbunden bleiben.
  • In einem nicht gezeigten Beispiel sind die Klemmlamellen 14 mit beiden Enden mit der Hülse 12 bzw. dem Profilblech 40 verbunden und die Verbindungslamellen sind an ausschließlich einem Ende mit der Hülse 12 bzw. dem Profilblech 40 verbunden.
  • Durch die unterschiedlichen Materialdicken der Bereiche 36 und 38 weisen die daraus hervorgehenden Lamellen 14, 16 ebenfalls unterschiedliche Materialdicken auf. Hierdurch können unterschiedlichen Elastizitäten und somit unterschiedlichen Kontaktkräften 24, 26 erreicht werden. Zusätzlich kann beispielsweise durch Biegeverfahren eine Auswölbung der Lamellen 14, 16 in Richtung eines Gegen-Steckverbinderelements (nicht gezeigt) geschaffen werden.
  • In einem Beispiel werden alle für ein Steckverbinderelement 10 benötigten Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 auf einer Breite des Profilblechs nebeneinander ausgestanzt. Die Breite des Profilblechs 40 entspricht dabei etwa dem Umfang einer hohlzylindrischen Hülse 12 oder Buchse des fertigen Steckverbinderelements 10. Bei Verwendung eines sogenannten Bandprofils, dessen Breite einem solchen Umfang der hohlzylindrischen Hülse 12 oder Buchse entspricht, können hintereinander auf einer Länge des Bandprofils maschinell die Lamellen 14, 16 und die Hülse 12 für jeweils ein Steckverbinderelement ausgestanzt werden. Die jeweiligen Profilblechsegmente der einzelnen Steckverbinderelemente 10 können beispielsweise durch Schneiden voneinander separiert werden und jeweils in ihre endgültige Form gebogen werden.
  • 5 zeigt in einer Schnittdarstellung vier Ansichten eines Profilblechs 40, aus dem Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 und die Hülse 12 hergestellt werden. Zur Schaffung der benötigten Strukturen wird zunächst ein in 5D gezeigtes Profilblech 40 mit unterschiedlichen Bereichen 36 mit größerer Materialdicke und Bereichen 38 geringerer Materialdicke bereitgestellt. Diese unterschiedlichen Bereiche 36, 38 können eine konstante Breite aufweisen sich beispielsweise über eine gesamte Länge des Profilblechs 40 erstrecken.
  • Die Bereiche 36, 38 können vorab mit einem Edelmetall wie Gold oder Silber vorbeschichtet sein. Dabei kann in einem Beispiel auch nur der Bereich 38 mit geringerer Materialdicke selektiv vorbeschichtet werden. Nach dem Ausstanzen der Klemmlamellen 14 und Verbindungslamellen 16 ergibt sich eine Längsansicht, wie sie in 5B dargestellt ist. Die Lamellen 14, 16 weisen hier eine gleiche Breite auf, wobei aus den dickeren Bereichen die Klemmlamellen 14 und aus den dünneren Bereichen die Verbindungslamellen 16 hervorgehen. Die entsprechende Seitenansicht einer Klemmlamelle 14 ist in 5A zu sehen, eine Seitenansicht einer Verbindungslamelle ist in 5C sichtbar.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (12)

  1. Steckverbinderelement (10) für eine elektrische Steckverbindung, aufweisendeine Hülse (12); eine Mehrzahl von länglichen Lamellen (14, 16), die sich längs der Hülse (12) und entlang eines Umfanges der Hülse (12) beabstandet zueinander erstrecken; und wobei jede der Lamellen (14, 16) von dem Umfang der Hülse (12) in radialer Richtung elastisch federnd abragt und in entgegengesetzter Richtung elastisch auslenkbar ist und dazu ausgebildet ist, bei einem Zusammenstecken des Steckverbinderelements (10) mit einer Hülse eines Gegen-Steckverbinderelements eine in Radialrichtung wirkende Kontaktkraft (24, 26) auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements auszuüben; dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von länglichen Lamellen (14, 16) aus einer Mehrzahl von Klemmlamellen (14) und einer Mehrzahl von Verbindungslamellen (16) besteht; wobei die Klemmlamellen (14) ausgeführt sind, eine mechanische Klemmverbindung des Steckverbinderelements (10) mit dem Gegen-Steckverbinderelement auszubilden; wobei die Verbindungslamellen (16) ausgeführt sind, eine elektrische Verbindung zwischen dem Steckverbinderelement (10) und dem Gegen-Steckverbinderelement auszubilden; wobei die Klemmlamellen (14) und die Verbindungslamellen (16) derart ausgebildet sind, dass die Kontaktkraft (24) der Klemmlamellen (14) auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements größer ist als die Kontaktkraft (26) der Verbindungslamellen (16) auf die Hülse des Gegen-Steckverbinderelements.
  2. Steckverbinderelement gemäß Anspruch 1, wobei eine Auslenkelastizität der Klemmlamellen (14) kleiner ist als eine Auslenkelastizität der Verbindungslamellen (16).
  3. Steckverbinderelement einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klemmlamellen (14) zumindest in Teilbereichen eine größere Dicke aufweisen als die Verbindungslamellen (16).
  4. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Klemmlamellen (14) im Vergleich zu den Verbindungslamellen (16) weiter abragen.
  5. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Klemmlamellen (14) und/oder die Verbindungslamellen (16) jeweils an einem längsseitigen Ende mit der Hülse (12) verbunden sind.
  6. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Klemmlamellen (14) und/oder die Verbindungslamellen (16) jeweils an beiden längsseitigen Enden mit der Hülse (12) verbunden sind und sich in radialer Richtung abragend auswölben.
  7. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Klemmlamellen (14) und die Verbindungslamellen (16) an einem Umfang der Hülse (12) in Längsrichtung parallel nebeneinander angeordnet sind.
  8. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Klemmlamellen (14) entlang einer Längserstreckung der Hülse (12) versetzt zu der Mehrzahl der Verbindungslamellen (16) angeordnet ist.
  9. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hülse (12) eine zylindrische Buchse ist und die Lamellen nach innen von der Buchse abragen.
  10. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Hülse (12) ein zylindrischer Stift ist und die Lamellen nach außen vom Stift abragen.
  11. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Steckverbinderelement (10) einstückig ausgeführt ist.
  12. Steckverbinderelement (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ausschließlich die Mehrzahl der Verbindungslamellen (16) zumindest auf einer das Gegen-Steckverbinderelement kontaktierenden Seite eine Beschichtung aus einem Edelmetall aufweist.
DE201310210445 2013-06-05 2013-06-05 Steckverbinderelement mit Klemmlamellen und Verbindungslamellen Pending DE102013210445A1 (de)

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