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Die Erfindung betrifft eine Kontaktlamelle für ein buchsenartiges Steckverbinderteil, geformt aus einem im Wesentlichen u-förmig gebogenen Blechstreifen, dessen U-Schenkel zwei einander gegenüberstehende Kontaktarme ausbilden, die in einem mittleren Abschnitt ihrer Längserstreckungen aufeinander zulaufend ausgebildet sind, und die jeweils durch über den größten Teil ihrer Längserstreckungen geführte Einschnitte in zwei zueinander parallele nebeneinander liegende Kontaktstege unterteilt sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein buchsenartiges Steckverbinderteil, welches eine solche Kontaktlamelle aufweist.
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Eine derartige Kontaktlamelle, sowie auch ein buchsenartiges Steckverbinderteil mit einer derartigen Kontaktlamelle sind aus der deutschen Patentschrift
DE 44 39 105 C1 bekannt. Die in diesem Dokument beschriebene Kontaktlamelle ist aus einem Blechstreifen geformt, der u-förmig gebogen ist, und dadurch zwei einander gegenüberstehende Kontaktarme ausbildet. Jeder Kontaktarm ist durch einen Einschnitt in Längsrichtung in zwei Kontaktstege geteilt.
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Es stellte sich die Aufgabe, eine derartige Kontaktlamelle und einen eine derartige Kontaktlamelle aufweisenden Steckverbinder auf einfache und kostengünstige Weise mechanisch und elektrisch zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich der größten Annäherung der Kontaktarme in jeden der Kontaktstege in deren Längsrichtung ein Kontakteinschnitt eingeformt ist, der jeweils kürzer ist als der dazu parallel verlaufende Einschnitt in dem jeweiligen Kontaktarm.
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Erfindungsgemäß ist auf einem Abschnitt jedes Kontaktstegs in Längsrichtung ein länglicher Durchbruch, der hier als Kontakteinschnitt bezeichnet wird, eingebracht, welcher den jeweiligen Kontaktsteg abschnittsweise in zwei parallele Streifen teilt. Der Abschnitt mit dem Kontakteinschnitt befindet sich jeweils in einem Bereich, in dem die Kontaktschenkel aufeinander zu gebogen und damit einander angenähert sind. Die Kontaktstellen, das heißt, die Stellen an der die Kontaktlamelle elektrische Verbindungen zu einem Gegensteckverbinder herstellen kann, befinden sich dabei jeweils ungefähr in der Mitte der Längserstreckungen der jeweiligen Kontakteinschnitte.
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Im Vergleich zu der aus der
DE 44 39 105 C1 bekannten Kontaktlamelle, verdoppelt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kontaktlamelle die Anzahl der Kontaktstellen, wodurch die Eigenschaften der elektrischen Verbindung zu einem Gegensteckverbinder deutlich verbessert werden. Insbesondere lassen sich geringere Übergangswiderstände und eine unter schwierigen Umgebungsbedingungen (Erschütterungen, Vibrationen) robustere elektrische Verbindung erzielen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung hervor. Es zeigen
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1 eine erfindungsgemäß ausgeführte Kontaktlamelle,
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2 und 3 jeweils eine Ansicht eines teilweise im Schnitt dargestellten Steckverbinderteils,
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4 einen Querschnitt durch ein Steckverbinderteil,
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5 einen Längsschnitt durch eine Kontaktlamelle mit eingefügtem Steckerstift,
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6 zwei Querschnittsansichten einer Kontaktlamelle mit eingefügtem Steckerstift,
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7 zwei Querschnittsansichten einer Kontaktlamelle mit eingefügtem Steckerstift nach dem Stand der Technik.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäß ausgeführte federnde Kontaktlamelle 10 für ein buchsenartiges Steckverbinderteil. Die Kontaktlamelle 10 ist als ein Stanzbiegeteil einstückig aus einem Blechstreifen 20 geformt.
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Zur Formung der Kontaktlamelle 10 wurde der durch Stanzen vorgeformte Blechstreifen 20 u-förmig umgebogen, wodurch die dadurch entstandenen U-Schenkel zwei einander gegenüberstehende Kontaktarme 31, 32 ausbilden. Die Kontaktarme 31, 32 sind dabei nicht parallel zueinander ausgerichtet sondern weisen über ihre Längsrichtung unterschiedliche Abstände zueinander auf. In jeweils einem mittleren Abschnitt 33, 34 ihrer Längserstreckungen ist der gegenseitige Abstand der Kontaktarme 31, 32 minimal.
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Wie das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, fallen die mittleren Abschnitte 33, 34 der Kontaktarme 31, 32 nicht notwendigerweise mit der geometrischen Mitten der Kontaktarme 31, 32 zusammen. Die Bezeichnung bezieht sich vielmehr auf die Lage dieser Abschnitte 33, 34 zwischen dem die Kontaktarme 31, 32 verbindenden Biegebereich 22 und deren freien Endabschnitten 61, 62.
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Die freien Endabschnitte 61, 62 der Kontaktarme 31, 32 sind durch angeformte und rechtwinklig abgebogene Stege 63, 64 seitlich miteinander verbunden und bilden einen rahmenförmigen Eingangsbereich 65 zum Einfügen eines zu einem komplementären Steckverbinderteil gehörenden Steckerstifts aus.
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Jeder Kontaktarm 31, 32 weist über den größten Teil seiner Längserstreckung einen Einschnitt 35, 36 auf, der den jeweiligen Kontaktarm 31, 32 in zwei nebeneinanderliegende Kontaktstege 41, 43 bzw. 42, 44 unterteilt. Im Bereich der zuvor genannten mittleren Abschnitte 33, 34 ist in jeden Kontaktsteg 41, 42, 43, 44 wiederum ein weiterer Einschnitt eingebracht. Diese weiteren Einschnitte, die hier als Kontakteinschnitte 45, 46, 47, 48 bezeichnet werden, sind deutlich kürzer als die Einschnitte 35, 36 zwischen den Kontaktstegen 41, 42, 43, 44 und unterteilen jeden der Kontaktstege 41, 42, 43, 44 in jeweils zwei zueinander parallele Kontaktkufen 51–58. Die Form der Kontaktkufen 51–58 ist besonders gut in den 2 und 4 erkennbar.
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Die 2 und 3 zeigen jeweils eine Ansicht eines teilweise im Schnitt dargestellten buchsenartigen Steckverbinderteils 1. Das Steckverbinderteil 1 besteht aus einem einstückig geformten Grundkörper 90, der sich funktional in einen Anschlussabschnitt 91 und in einen Kontaktabschnitt 92 unterteilen lässt. Der Anschlussabschnitt 91 ist hier als Crimpabschnitt ausgestaltet und dient zum Anschluss einer hier nicht bildlich dargestellten Anschlussleitung, deren Leiteradern mittels eines Crimpvorgangs mit dem Anschlussabschnitt 91 verbindbar sind.
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Der sich an den Anschlussabschnitt 91 anschließende Kontaktabschnitt 92 ist kastenförmig ausgebildet und in den 2 und 3 entlang seiner Längsrichtung geschnitten dargestellt. An die Oberseite des Kontaktabschnitts 92 ist eine federnde Rastlanze 93 angeformt, welche die Befestigung des Steckverbinderteils 1 in einem, hier nicht dargestellten, aus einem Isoliermaterial bestehenden Gehäusekörper unterstützt. Der kastenförmige Kontaktabschnitt 92 bildet einen Hohlraum aus, in den eine Kontaktlamelle 10 eingesetzt ist.
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Das gesamte Steckverbinderteil 1 besteht somit aus zwei jeweils einstückig geformten Komponenten, nämlich dem Grundkörper 90 und der Kontaktlamelle 10. Der rahmenförmige Eingangsbereich 65 der Kontaktlamelle 10 schließt bündig mit der Eingangsöffnung des Kontaktabschnitts 92 des Grundkörpers 90 ab.
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Die 4 stellt einen Querschnitt durch ein Steckverbinderteil 1 dar, der entlang der in der 3 eingezeichneten gestrichelten Linie A-A geführt ist. Erkennbar sind hier vier, in Querrichtung durch Prägungen abgerundete Kontaktstege 41, 42, 43, 44, welche durch in Längsrichtung eingebrachte Kontakteinschnitte 45, 46, 47, 48 jeweils in zwei Kontaktelemente in Form Kontaktkufen 51–58 geteilt sind. Wie die 4 zeigt, sind so insgesamt acht Kontaktkufen 51–58 ausgebildet.
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Die hier dargestellten Kontaktstege 41, 42, 43, 44 sind zunächst mit Kontakteinschnitten 45, 46, 47, 48 versehen und danach durch Prägungen abgerundet worden, was daran erkennbar ist, dass die den Kontakteinschnitten 45, 46, 47, 48 zuwandten Seitenflächen der Kontaktkufen 51–58 nichtparallel zueinander ausgerichtet sind. Alternativ, aber hier nicht dargestellt und werkzeugtechnisch auch schwieriger zu realisieren, können die Kontakteinschnitte aber auch nach dem Prägen eingebracht werden.
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Der rahmenförmige Eingangsbereich 65 der Kontaktlamelle 10 ist zum Einschieben eines Steckerstifts 2 mit einem rechteckförmigen Querschnitt vorgesehen. Wie die 5 zeigt, liegen die einander gegenüberstehenden Kontaktarme 31, 32 der Kontaktlamelle 10 innerhalb der mittleren Abschnitte 33, 34 dicht an den Außenseiten eines eingesetzten Steckerstifts 2 an. Die Berührung des Steckerstifts 2 ist dabei auf beiden Seiten nicht allzu ausgedehnt sondern beschränkt sich dabei im Wesentlichen auf den Bereich des geringsten Abstands zwischen den Kontaktarmen 31, 32, der in der 5 durch eine senkrecht durch die Kontaktstellen verlaufende gestrichelte Linie B-B angedeutet ist.
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Die Kontaktlamelle 10 mit dem eingesetzten Steckerstift 2 zeigt die 6 in Schnittansichten aus zwei verschiedenen Perspektiven. Die 7 zeigt zum Vergleich zwei entsprechende Ansichten einer Kontaktlamelle 10' nach dem Stand der Technik.
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In der 7 sind Abschnitte von Kontaktarmen 31', 32' dargestellt, die durch Einschnitte 35', 36' in Längsrichtung jeweils in zwei Kontaktstege 41', 43' bzw. 42', 44' unterteilt sind. Die einander gegenüberstehenden Kontaktstege 41', 42' bzw. 43', 44' der beiden Kontaktarme 31', 32', verlaufen nicht parallel zueinander, sondern weisen entlang ihrer Längsrichtung unterschiedliche Abstände zueinander auf. In der in der 7 dargestellten Schnittebene des Lamellenkontakts 10' sind die Abstände der einander gegenüberstehenden Kontaktstege 41', 42' bzw. 43', 44' relativ gering, so dass sie hier an den Außenseiten eines eingefügten Steckerstifts 2 mit rechteckförmigen Querschnitt dicht anliegen.
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Die Kontaktstege 41', 42', 43', 44' sind im Profil nicht flach sondern abgerundet ausgebildet. Die Abrundung der Kontaktstege 41', 42', 43', 44' gewährleistet eine gute elektrische Kontaktierung des Steckerstifts 2 auch bei einer toleranzbehafteten Ausrichtung der Kontaktflächen des Steckerstifts 2 relativ zu den Kontaktstegen 41', 42', 43', 44'.
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Werden zwei starre Körper mit gewölbter Oberfläche, zum Beispiel Zylinder oder Kugeln, gegeneinander gepresst, dann berühren sie sich im idealisierten Fall nur linien- oder punktförmig. Im realen Fall aber entstehen durch die Elastizität an der Berührstelle eine Abplattung und eine Berührungsfläche (sogenannte „Hertzsche Pressung”).
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Die elektrischen Eigenschaften einer Steckverbindung werden allerdings weniger durch die Größe der Kontaktstellen als durch deren Anzahl bestimmt, sowie zudem durch den Kontaktdruck, mit dem die Kontaktstege 41', 42', 43', 44' an den Außenflächen eines Steckerstifts 2 anliegen.
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Diesbezüglich wird durch die in der 6 dargestellte erfindungsgemäße Ausführung einer Kontaktlamelle 10 eine wesentliche Verbesserung erreichen.
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Da wie bereits die 1 und 4 zeigen, in die Kontaktstege 41, 42, 43, 44 jeweils ein Kontakteinschnitt 45, 46, 47, 48 eingebracht ist, bilden diese in der Kontaktquerschnittsebene, die in der 6 dargestellt ist, insgesamt acht Kontaktkufen 51–58 aus, die an ebenso vielen Kontaktstellen am Steckerstift 2 anliegen.
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Die Kraft, mit der jede einzelne Kontaktkufe 51–58 auf den Steckerstift 2 einwirkt ist zwar nur halb so groß wie die Kontaktkraft eines Kontaktstegs 41', 42', 43', 44' gemäß der 7, da sich die elastische Kraft jedes Kontaktstegs 41, 42, 43, 44 auf jeweils zwei Kontaktkufen 51–58 aufteilt. Dieses wird aber durch die nun verdoppelte Anzahl von Kontaktstellen ausgeglichen.
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Da darüber hinaus die Kontaktstellen der Kontaktkufen 51–58 kleiner sind als die Kontaktstellen der Kontaktstege in der 7, ergibt sich insgesamt sogar ein höher Kontaktdruck und damit eine verbesserte elektrische Ankopplung mit verringerten Übergangswiderständen.
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Vorteilhaft wirkt sich die höhere Anzahl der Kontaktstellen auch auf die Robustheit unter widrigen mechanischen Umweltbedingungen aus. Unter Vibrationsbelastungen können sich beispielsweise jeweils kurzzeitige Unterbrechungen an den Kontaktstellen ergeben, die sich bei einer höheren Anzahl von Kontaktstellen deutlich weniger auswirken, da im zeitlichen Mittel dennoch eine höhere Anzahl stromtragender elektrischer Verbindungen vorhanden ist.
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Die neue Ausführung der Kontaktlamelle 10 erzielt so im Vergleich zu der früheren Ausführung 10' durch die eingebrachten Kontakteinschnitte 45, 46, 47, 48 deutlich verbesserte elektrische Eigenschaften.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steckverbinderteil
- 2
- Steckerstift
- 10, 10'
- Kontaktlamelle
- 20
- Blechstreifen
- 22
- Biegebereich
- 31, 32, 31', 32'
- Kontaktarme
- 33, 34
- mittlere Abschnitte
- 35, 36, 35', 36'
- Einschnitte
- 41, 42, 43, 44, 41', 42', 43', 44'
- Kontaktstege
- 45, 46, 47, 48
- Kontakteinschnitte
- 51–58
- Kontaktkufen
- 61, 62
- freie Endabschnitte
- 63, 64
- Stege
- 65
- rahmenförmiger Eingangsbereich
- 90
- Grundkörper
- 91
- Anschlussabschnitt
- 92
- Kontaktabschnitt
- 93
- Rastlanze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4439105 C1 [0002, 0006]
