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Die Erfindung betrifft eine Kontakthülse für die Aufnahme eines Steckerstiftes in einer Steckvorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kontakthülse.
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Kontakthülsen werden beispielsweise in Buchsen bzw. Dosen von elektrischen Steckvorrichtungen für Kraftstrom nach DIN VDE 0623, EN 60309 2 (”CEE-Steckvorrichtungen”) oder nach IEC 62196 (”E-Auto-Ladesteckvorrichtungen”) verwendet. Sie weisen typischerweise einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Hohlraum zu Aufnahme eines entsprechend geformten Steckerstiftes auf. Für eine gute und dauerhafte elektrische Kontaktierung sollte dabei eine möglichst hohe Anpresskraft zwischen der Innenseite der Kontakthülse und dem Steckerstift bestehen. Andererseits darf diese Kraft nicht zu groß werden, damit ein komfortables Einstecken und Trennen der Steckvorrichtung durch einen Benutzer möglich bleibt.
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Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kontakthülsen mit sowohl guten Kontakteigenschaften als auch einer guten Handhabbarkeit bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch Kontakthülsen mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. den übrigen unabhängigen Patentansprüchen sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kontakthülse nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Kontakthülse mit einem Hohlraum zu Aufnahme eines zugehörigen Steckerstiftes in einer elektrischen Steckvorrichtung. Der Hohlraum soll sich dabei in Richtung einer vorgegebenen Achse erstrecken, die im Folgenden als ”Steckachse” bezeichnet wird, da sich der Steckerstift beim Einsteckvorgang entlang dieser Achse bewegt. Des Weiteren soll es sich bei dem ”zugehörigen” Steckerstift um einen vorgegebenen Steckerstift handeln, auf welchen die Abmessungen des Hohlraumes abgestimmt sind. Typischerweise ist der Steckerstift kreiszylindrisch mit einem gegebenen Zylinderdurchmesser zwischen 1 mm und 15 mm. Die Kontakthülse enthält die folgenden Komponenten:
- – Mindestens zwei Stege, Zungen oder Finger, welche im Folgenden als ”Kontaktfinger” bezeichnet werden und welche parallel zueinander um den Hohlraum herum angeordnet sind und den Hohlraum dadurch begrenzen bzw. definieren, wobei sich die Kontaktfinger beim Einstecken des Steckerstiftes unter Erweiterung des Hohlraumes elastisch auseinander bewegen können. Vorzugsweise sind alle Kontaktfinger gleichartig ausgebildet, sie können jedoch auch verschieden sein.
- – Mindestens eine Vertiefung, die in der dem Hohlraum zugewandten Innenseite mindestens eines Kontaktfingers ausgebildet ist. Vorzugsweise befindet sich eine derartige Vertiefung in jedem der vorhandenen Kontaktfinger. Weiterhin sind vorteilhafterweise mehrere Vertiefungen an verschiedenen Kontaktfingern so angeordnet, dass sie ineinander übergehen und somit eine sich über zwei oder mehr Kontaktfinger hinweg erstreckende Gesamtvertiefung ergeben.
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Die beschriebene Kontakthülse gewährleistet ein komfortables Stecken bei gleichzeitig mechanisch sicherer Aufnahme eines Steckerstiftes und einer zuverlässigen elektrischen Kontaktierung, da der Steckerstift unter dem elastischen Anpressdruck der Kontaktfinger in dem Hohlraum der Kontakthülse aufgenommen wird. Die mindestens eine Vertiefung an einer Innenseite der Kontaktfinger unterstützt diese Eigenschaften dabei, indem im Bereich der Vertiefung keine Berührung zwischen Steckerstift und Kontakthülse stattfindet.
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Vorzugsweise stellen die freistehenden Kontaktfinger allein aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften den gewünschten Anpressdruck her. Optional kann die Druckkraft, die die Kontaktfinger auf einen Steckerstift ausüben, jedoch auch durch andere Maßnahmen erreicht, vermindert, oder unterstützt werden. Beispielsweise kann ein höherer Anpressdruck erzeugt werden, indem die Kontaktfinger außenseitig von einem elastischen Federring umschlossen sind.
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Die Vorteile der Erfindung werden bereits bei Bereitstellung einer einzigen Vertiefung in einem einzigen Kontaktfinger erzielt. Eine Optimierung der Vorteile tritt jedoch in der Regel dann ein, wenn in Richtung der Steckachse gesehen zwei oder mehr Vertiefungen hintereinander angeordnet sind, wobei zwischen den Vertiefungen Kontaktflächen zur Kontaktierung eines in den Hohlraum eingesteckten Steckerstiftes liegen. Sofern im Folgenden von ”der Vertiefung” die Rede sein wird, soll damit immer eingeschlossen sein, dass die entsprechenden Eigenschaften für mindestens eine von mehreren Vertiefungen, vorzugsweise für alle vorhandenen Vertiefungen gegeben sein sollen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildete die Vertiefung mit der Kontaktfläche an der Innenseite des Kontaktfingers einen Kantenwinkel von weniger als 100° (gemessen im Material des Kontaktfingers), vorzugsweise von weniger als ca. 91°. Die ”Kontaktfläche” soll dabei diejenige Fläche an der Innenseite des Kontaktfingers sein, welche beim Einstecken eines Steckerstiftes mit dem Steckerstift in Berührung kommt bzw. sich dem Steckerstift auf weniger als einen vorgegebenen Abstand, z. B. weniger als ca. 0.2 mm bis ca. 0.3 mm, nähert. Das erläuterte Merkmal bedeutet, dass die Vertiefung zumindest stellenweise scharfkantig ist. Der Kantenwinkel der Vertiefung kann selbstverständlich auch deutlich spitzer als die erwähnten Gradzahlen sein, wobei Winkel von weniger als 90° in der Regel jedoch schwer herzustellen sind.
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Die Kanten, welche die Vertiefung mit der Kontaktfläche bildet, können alle gleichartig (also beispielsweise alle scharfkantig) oder verschieden ausgebildet sein. Insbesondere können die beim Einstecken eines Steckerstiftes zuerst passierten Kanten ”weich” und die danach passierten scharfkantig sein; auf diese Weise verläuft das Entfernen des Steckerstiftes möglichst reibungsarm. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die beschriebene (scharfe) Kante der Vertiefung zumindest abschnittsweise quer zur Steckachse verläuft.
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Die Vertiefung muss, damit sie ihre gewünschte Wirkung entfalten kann, selbstverständlich in einem Bereich des Hohlraumes liegen, der im zusammengesteckten Zustand der Steckvorrichtung den Steckerstift aufnimmt (”Steckbereich”). Besonders bevorzugt ist es, wenn die Vertiefung in der distalen Hälfte des Hohlraumes liegt, wobei definitionsgemäß das ”distale” Ende des Hohlraumes an dem Ende des Hohlraumes liegt, an welchem die Öffnung zur Einführung eines Steckerstiftes liegt. Die Vertiefung kann insbesondere in den distal gelegenen letzten ca. 30% der axialen Erstreckung des Hohlraumes liegen. Mit anderen Worten befindet sich die Vertiefung vorzugsweise im Eingangsbereich des Hohlraumes, wodurch gewährleistet ist, dass möglichst die gesamte Länge des Steckerstiftes die Vertiefung passieren muss.
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Wie bereits erläutert unterteilt sich die Innenseite der Kontaktfinger in ”Kontaktfläche”, welche im zusammengesteckten Zustand der Steckvorrichtung einen Steckerstift berührt bzw. diesem auf weniger als einen Mindestabstand nahe kommt, und Fläche im Bereich der Vertiefungen, wo kein Kontakt zwischen dem Material der Kontaktfinger und einem Steckerstift erfolgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nehmen diese Bereiche der Vertiefung(en) zwischen ca. 20% und ca. 80%, vorzugsweise zwischen ca. 30% und ca. 70% der Gesamtfläche der Innenseite ein (d. h. der Rest wird durch Kontaktfläche gebildet).
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Generell kann die Form der Vertiefung beliebig sein. Vorzugsweise sind mindestens zwei Vertiefungen an verschiedenen Kontaktfingern vorhanden, welche gemeinsam eine um die Steckachse umlaufende Nut bilden.
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Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten, eigenständigen Aspekt eine weitere Kontakthülse mit einem sich in Richtung einer Steckachse erstreckenden Hohlraum zu Aufnahme eines zugehörigen Steckerstiftes in einer elektrischen Steckvorrichtung, welche mindestens zwei Kontaktfinger enthält, die parallel zueinander um den Hohlraum herum angeordnet sind, wobei die Kontaktfinger beim Einstecken des Steckerstiftes sich unter Erweiterung des Hohlraumes elastisch auseinander bewegen. Die Kontakthülse gemäß dem zweiten Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kontaktfinger in einem Schnitt senkrecht zur Steckachse gesehen ein zugehörigen Steckerstift an (mindestens) zwei Punkten kontaktiert, welche durch einen Spalt zwischen Steckerstift und Kontaktfinger getrennt sind.
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Ein ”Spalt” soll dabei definitionsgemäß vorliegen, wenn der Abstand zwischen Steckerstift und Kontaktfinger so groß ist, dass kein elektrischer Stromfluss stattfindet (bei in der Praxis auftretenden (Netz-)Spannungen von üblicherweise unter 1000 V). Typischerweise ist die Spaltbreite größer als ca. 0.01 mm. Weiterhin bezieht sich die Bedingung in der Regel auf einen zugehörigen Steckerstift mit einer kreiszylindrischen Form. Die Kontakthülse nach dem zweiten Aspekt kann optional in einer der oben beschriebenen Weisen ausgebildet sein (also insbesondere eine Vertiefung in der dem Hohlraum zugewandten Innenseite mindestens eines Kontaktfingers aufweisen).
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Die Berührung eines Steckerstiftes kann an genau zwei Punkten (in einer senkrecht zur Steckachse gelegenen Schnittebene gesehen) bzw. entlang von genau zwei axial verlaufenden Linien (zusammengesetzt aus den oben genannten Punkten) erfolgen. Bei gleichartiger Ausbildung aller Kontaktfinger ist die Gesamtzahl der Kontaktpunkte bzw. Kontaktlinien dann gleich dem Doppelten der Anzahl an Kontaktfingern. Wenn mehr als zwei Kontaktpunkte pro Kontaktfinger vorhanden sind, erhöht sich die Gesamtzahl entsprechend.
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Bei der Kontakthülse können wiederum die Kontaktfinger freistehend sein oder optional mit Zusatzmitteln gekoppelt sein wie beispielsweise einem außen umlaufenden elastischen Federring.
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Die beschriebene Kontaktierung an zwei Punkten kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Beispielsweise können in die Innenfläche des Kontaktfingers dreidimensionale Strukturen mit Vertiefungen und Erhöhungen angebracht werden (z. B. durch Fräsen oder Prägen). Die Kontaktpunkte könnten z. B. auf erhöhten Rippen liegen, die an der Innenfläche des Kontaktfingers ausgebildet sind.
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Insbesondere kann die Kontaktfläche an der Innenseite mindestens eines Kontaktfingers Kegelstumpf-förmig oder kreiszylindrisch sein, wobei der Radius RF an mindestens einer axialen Position (vorzugsweise an allen axialen Positionen im distalen Bereich der Steckachse) kleiner ist als der (Nominal-)Radius RS des zugehörigen Steckerstiftes. Typischerweise ist der Kontaktflächen-Radius um ca. 5% bis ca. 20% kleiner als der Radius des Steckerstiftes (also (RS – RF)/RS = 0.05 bis 0.2). Aus geometrischen Gründen kann bei den genannten Größenunterschieden der Radien der Kontaktfinger nur an zwei Punkten (bzw. Linien) den Steckerstift berühren.
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Gemäß einer weiteren Abwandlung der oben beschriebenen Kontakthülsen ist die Innenseite mindestens eines Kontaktfingers zumindest an den Kontaktflächen beschichtet, beispielsweise mit einer Schicht aus Nickel und/oder Silber. Das Kernmaterial der Kontaktfinger bzw. der Kontakthülse besteht typischerweise aus einem elektrisch gut leitenden und kostengünstigen Material wie etwa Messing. Die genannte Beschichtung sorgt an den Kontaktflächen für verbesserte mechanische und/oder elektrische Eigenschaften. In der Praxis zeigte es sich allerdings, dass eine Beschichtung nach einer längeren Benutzung abgetragen wird. Bei der oben beschriebenen Kontaktierung zwischen Kontaktfinger und Steckerstift an zwei Punkten wir diesbezüglich eine vorteilhafte Vorratsbildung von Beschichtungsmaterial erreicht: wenn nämlich Beschichtungsmaterial im Bereich der Kontaktpunkte abgetragen wird, wandern die Kontaktpunkte entlang des zwischen ihnen gelegenen Spaltes aufeinander zu und bleiben dabei ständig mit noch nicht abgetragener Beschichtung in Berührung.
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Die Erfindung betrifft gemäß einem dritten, eigenständigen Aspekt eine weitere Kontakthülse mit einem sich in Richtung einer Steckachse erstreckenden Hohlraum zu Aufnahme eines zugehörigen Steckerstiftes in einer elektrischen Steckvorrichtung, welche mindestens zwei Kontaktfinger enthält, die parallel zueinander um den Hohlraum herum angeordnet sind, wobei die Kontaktfinger beim Einstecken des Steckerstiftes sich unter Erweiterung des Hohlraumes elastisch auseinander bewegen. Die Kontakthülse gemäß dem dritten Aspekt ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlraum zum distalen Ende hin verjüngt, wobei die Kontaktfinger und ein die Kontaktfinger tragender Trägerkörper der Kontakthülse aus einem Rohmaterial ohne Biegungen hergestellt sind.
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Die Kontakthülse nach dem dritten Aspekt kann optional in einer der oben beschriebenen Weisen ausgebildet sein (also insbesondere eine Vertiefung in der dem Hohlraum zugewandten Innenseite mindestens eines Kontaktfingers aufweisen und/oder einen Kontaktfinger haben, der in einem Schnitt senkrecht zur Steckachse gesehen ein zugehörigen Steckerstift an zwei Punkten kontaktiert, welche durch einen Spalt zwischen Steckerstift und Kontaktfinger getrennt sind).
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Die Verjüngung des Hohlraumes kann insbesondere so erfolgen, dass der Hohlraum im Wesentlichen konusförmig ist (bzw. Kegelstumpf-förmig) mit einem von der Stecköffnung zum Boden des Hohlraumes hin zunehmenden Konusradius.
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Bei der Kontakthülse können wiederum die Kontaktfinger freistehend oder optional mit Zusatzmitteln (z. B. Federring) gekoppelt sein.
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Durch eine materialabtragende Fertigung aus einem gewachsenen Material, ohne Biegung des Materials, kann eine Kontakthülse mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform aller oben beschriebenen Kontakthülsen kann mindestens einer der Kontaktfinger entlang seiner axialen Erstreckung eine variable Dicke (senkrecht zur Steckachse gemessen) aufweisen. Typischerweise weisen alle Kontaktfinger dieselben Dicke-Variationen auf. Durch die Veränderung der Dicke kann die Stabilität und das elastische Verhalten der Kontaktfinger beim Einstecken eines Steckerstiftes nach Bedarf eingestellt werden. Die Dicke der Kontaktfinger kann durch eine Veränderung des Radius bzw. der lichten Weite des Hohlraumes erfolgen, also durch eine geeignete Form der Innenseite der Kontaktfinger. Zusätzlich oder alternativ können auch Radius-Veränderungen an der Außenseite der Kontaktfinger vorhanden sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kontaktfinger an ihrem proximalen Ende (d. h. in der Nähe des Trägerkörpers) dicker ausgebildet sind als am gegenüberliegenden distalen Ende.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Kontakthülse mit einem sich in Richtung einer Steckachse erstreckenden Hohlraum zur Aufnahme eines zugehörigen Steckerstiftes in einer elektrischen Steckvorrichtung, insbesondere zur Herstellung einer Kontakthülse nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- – Bohren und/oder Fräsen eines sich entlang einer Steckachse erstreckenden und zum distalen Ende hin verjüngenden Hohlraumes in einem (vorzugsweise im Wesentlichen stangenförmigen) Rohmaterial;
- – Einbringen von in Richtung der Steckachse verlaufenden Schlitzen zur Freistellung von Kontaktfingern um den Hohlraum herum.
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Typischerweise beginnt der erste Schritt des Verfahrens mit dem Herstellen einer (kreiszylindrischen) Bohrung, wobei der Radius dieser Bohrung etwas kleiner ist als der Radius des zur Kontakthülse zugehörigen Steckerstiftes (s. o.). Des Weiteren kann die Tiefe der Bohrung optional größer sein als die für die Aufnahme eines Steckerstiftes benötigte Länge. In einem nächsten Unterschritt kann dann durch Fräsen der Radius der Bohrung an deren proximalen Ende so verbreitert werden, dass sich die gewünschte verjüngende Form des Hohlraumes ergibt, insbesondere eine Konusform. Durch das Verfahren kann eine Kontakthülse mit im gewachsenen Material nach innen geneigten Kontaktfingern hergestellt werden.
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In Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Kontakthülse gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 einen Längsschnitt durch die Kontakthülse von 1;
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3 eine Ansicht auf die Vorderseite der Kontakthülse von 1;
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4 eine perspektivische Ansicht einer Kontakthülse gemäß einer zweiten Ausführungsform, die an ihrer Innenseite Vertiefungen trägt;
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5 einen Längsschnitt durch die Kontakthülse von 4;
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6 eine Ansicht auf die Vorderseite der Kontakthülse von 4;
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7 eine Ansicht auf die Rückseite der Kontakthülse von 4;
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8 eine Detailansicht einer Vertiefung der Kontakthülse von 4;
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9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX von 2 durch den Kontaktbereich zwischen einem Kontaktfinger und einem Steckerstift.
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In den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontakthülse 100 dargestellt. Die Kontakthülse 100 wird in einer nicht weiter dargestellten Kupplung bzw. Steckdose einer elektrischen Steckvorrichtung verwendet, um elektrischen Kontakt zu einem zugehörigen (in der Regel kreiszylindrischen) Steckerstift herzustellen.
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Die Kontakthülse ich dazu aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, beispielsweise einem Metall wie Kupfer oder Messing, und weist einen sich entlang einer Steckachse A erstreckenden Hohlraum HR auf, in welchen der Steckerstift eingesteckt werden kann. Der Hohlraum HR wird durch zwei oder mehr (im dargestellten Beispiel durch vier) Kontaktfinger 101 gebildet, die sich parallel zueinander erstrecken und auf einem Kreis um die Steckachse A herum angeordnet sind.
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Wie aus 2 erkennbar ist, sind die Kontaktfinger 101 so geformt, dass sie einen Steckbereich 105 in Form eines Konus bzw. Kegelstumpfes umgeben, in welchem im zusammengesteckten Zustand der Steckvorrichtung der Steckerstift zu liegen kommt. Der Konus ist dabei so orientiert, dass sich der Hohlraum HR zum distalen Ende der Kontakthülse hin verjüngt (d. h. zur Stecköffnung hin, in 2 rechts). Der Neigungswinkel des Konus beträgt typischerweise zwischen ca. 0.5° und ca. 3° relativ zur Steckachse A.
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Der engste Radius des Hohlraumes HR im Bereich der Stecköffnung (die vorzugsweise eine Trichterförmige Erweiterung nach außen aufweist, welche das Einführen eines Steckerstiftes erleichtern soll) ist vorzugsweise ca.0% kleiner als der Nominal-Radius des zugehörigen Steckerstiftes. Beim Einführen des Steckerstiftes müssen sich die Kontaktfinger 101 daher nach außen bewegen und den Hohlraum HR entsprechend erweitern. Diese Bewegung erfolgt unter einer elastischen Gegenkraft, welche wiederum für den nötigen Anpressdruck zwischen Kontakthülse und Steckerstift sorgt.
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Wie aus 2 weiter erkennbar ist, erstreckt sich der Hohlraum HR über den Steckbereich 105 hinaus noch tiefer in die Kontakthülse hinein. Dieser tiefer gelegene Bodenbereich 106 wird vom Steckerstift nicht mehr erreicht und dient nur dazu, den Kontaktfingern 101 die gewünschten elastischen Eigenschaften zu verleihen. Diesbezüglich ist erkennbar, dass die Kontaktfinger 101 entlang ihrer axialen Erstreckung eine variable Dicke haben. Im Bodenbereich 106 sind sie dicker als im Steckbereich 105, wobei die Wanddicke im Steckbereich 105 gleichmäßig ist, da die Außenkontur entsprechend der Innenseite der Kontaktfinger 101 konusförmig verläuft.
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Die Kontaktfinger 101 gehen aus von einem Trägerkörper 107, in welchem sich an der den Kontaktfingern gegenüberliegenden Seite ein Anschluss 110 zum Einstecken einer elektrischen Anschlussleitung (nicht dargestellt) befindet, wobei diese Leitung durch eine Querschraube 111 fixiert werden kann.
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Die Herstellung der Kontakthülse 100 erfolgt vorzugsweise aus einem Rohmaterial ohne Biegeprozesse. Dabei wird zunächst in einen stangenförmigen Rohling (aus ”gewachsenem Material”) axial eine erste, kreiszylindrische Bohrung mit einem kleinen Radius (RF, s. 9) eingebracht, wobei dieser Radius dem Radius des Bodenbereiches 106 typischerweise entspricht oder aber auch fertigungsbedingt wenige 1/10 mm hiervon abweichen kann. Ausgehend von dem so geschaffenen Freiraum wird anschließend in den Steckbereich 105 des Hohlraumes HR durch Fräsen eine Konusform eingearbeitet. Optional kann des Weiteren ein entsprechender Außenkonus angedreht werden. Nach Abschluss des Fräsens des Hohlraumes HR werden durch radial verlaufende Schnitte (entlang von Steckbereich 105 und Bodenbereich 106) Schlitze 103 erzeugt, welche die gewünschte Anzahl an Kontaktfingern 101 freistellen.
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Gegenüber einem Herstellungsverfahren, bei dem Kontaktfinger zuerst freigestellt und dann in eine kreiszylindrische Bohrung hineingebogen werden, um eine Konusform zu erreichen, hat das beschriebene Verfahren den Vorteil, durch den Verzicht auf Biegungen ein besseres elastisches Verhalten zu verwirklichen.
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Ein weiterer Vorteil durch das beschriebene Herstellungsverfahren wird nachfolgend mit Hilfe von 9 näher erläutert. Wie in dem radialen Schnitt durch einen Kontaktfinger 101 (oder 201) und einen Steckerstift S erkennbar ist, hat der Kontaktfinger 101 (im distalen Steckbereich 105; der Schnitt verläuft an der engsten distalen Stelle, d. h. entlang der Linie IX-IX von 2) eine konusförmige (bzw. genauer gesagt Kegelstumpf-förmige) Innenseite mit einem Radius RF. Gemäß 2 ist dies der kleinste Radius, der im Steckbereich 105 vorkommt. Herstellungsbedingt ist dieser Radius RF kleiner als der Nominal-Radius RS des zugehörigen Steckerstiftes S (beispielsweise ist RF = 4.50 mm, RS = 4.97 mm). Aufgrund dieses Unterschiedes liegt der Kontaktfinger 101 (im radialen Schnitt gesehen) nur an den Enden der Kontaktfläche in zwei Punkten P1 und P2 an der Steckerstift-Oberfläche an, wobei diese Punkte durch einen Spalt SP von typischerweise Δ = 0.12 mm Breite getrennt sind.
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Neben verbesserten mechanischen und elektrischen Kontakteigenschaften hat die Berührung in zwei Punkten (bzw. Linien) pro Kontaktfinger 101 einen weiteren Vorteil, wenn die Kontaktfläche der Kontaktfinger mit einem Metall wie beispielsweise Nickel (Ni) und/oder Silber (Ag) beschichtet ist (typischerweise besteht der Kontaktfinger aus Messing, das mit einer Schicht aus Ni und darüber Ag versehen ist). Wenn es im Laufe der Zeit durch Reibung an den Kontaktpunkten P1 und P2 zu einem Materialabrieb der kommt, wandern die Kontaktpunkte unter Aufzehrung des Spaltes SP aufeinander zu. Dadurch wird gewährleistet, dass der Kontakt zwischen Kontaktfinger und Steckerstift ständig über ”frisches” Beschichtungsmaterial erfolgt, welches im Bereich des Spaltes quasi bevorratet ist.
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Die 4 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kontakthülse 200. Die Kontakthülse 200 ist in wesentlichen Punkten gleich ausgebildet wie die erste Kontakthülse 100 der 1 bis 3, wobei korrespondierende Komponenten mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind und nicht neu erläutert werden müssen. Die Kontakthülse 200 hat beispielsweise wieder einen konusförmigen Hohlraum HR und ist vorzugsweise ohne Biegungen hergestellt.
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Eine wesentliche Neuerung bei der zweiten Kontakthülse 200 sind Vertiefungen 202, welche im distalen Anfangsbereich des Hohlraumes HR an der Innenseite der Kontaktfinger 201 angebracht sind. Im dargestellten Beispiel sind die Vertiefungen 202 insbesondere in Form von vier ringförmig umlaufenden Nuten ausgebildet, wobei diese Nuten möglichst scharfkantig in die Innenseite der Kontaktfinger 201 eingelassen sind.
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8 zeigt diesbezüglich in der vergrößerten Darstellung einer Vertiefung 202, dass deren Kante zur Kontaktfläche KF an der Innenseite des Kontaktfingers 201 einen Kantenwinkel α von typischerweise ca. 90° bildet. Die Tiefe t der Nuten kann beispielsweise zwischen ca. 0.2 und ca. 1 mm liegen (Anmerkung: Zur Kontaktfläche soll definitionsgemäß jeder Punkt gehören, der mit einem Steckerstift in Kontakt kommt oder dem Steckerstift näher kommt als einen vorgegebenen Abstand von beispielsweise weniger als 50% der Nutentiefe t).
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In 4 und 5 ist weiterhin zu erkennen, dass die Kontakthülse 200 im Bodenbereich 206 eine äußere Einschnürung hat, damit die Kontaktfinger 201 eine gewünschte Dicke und damit ein gewünschtes Federverhalten bekommen.
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Während die Figuren freistehende Kontaktfinger 101, 201 zeigen, könnten die Kontaktfinger optional auch außenseitig im distalen Bereich (105, 205) von einem elastischen Federring umschlossen sein (nicht dargestellt), welcher den radial nach innen gerichteten Druck auf einen eingesteckten Steckerstift erhöht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN VDE 0623 [0002]
- EN 60309 2 [0002]
- IEC 62196 [0002]
