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Die Erfindung betrifft ein Kontaktteil, das eine Hülse aufweist, die innenseitig einen Aufnahmeraum für einen einzuführenden Einsteckkontakt bildet. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Hochstrom-Steckverbindungen, insbesondere für Fahrzeuge und deren Bordnetze.
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DE 10 2012 002 145 A1 offenbart einen Hülsenkontakt für einen elektrischen Nullkraftsteckverbinder, der einen Grundkörper aufweist, der einen Kontaktbereich zum Anfügen eines komplementären elektrischen Steckkontakts ausbildet, und der eine am Grundkörper angeordnete und gegen den Grundkörper verschiebbare Spannhülse aufweist, die in einer Schiebestellung zum Kontaktieren eines in den Hülsenkontakt eingesetzten Steckkontakts eine Kontaktkraft auf den Kontaktbereich des Hülsenkontakts bewirkt, wobei die Spannhülse auf eine als Zusatzteil in den Grundkörper eingebrachte Feder einwirkt. Hierbei ist jedoch nachteilig, dass der Einbau in ein Gehäuse aufgrund der Spannhülse schwierig ist. Insbesondere eine Bauraumkompatibilität zu bestehenden Steckverbindungsgeometrien ist nur schwierig herzustellen. Zudem ist eine hohe Vibrationsfestigkeit nicht sichergestellt. Weitere Kontaktteile sind in
JP 2007/280 729 A ,
US 5 441 428 A ,
WO 2012/176 936 A1 ,
US 2002/0 123 275 A1 und
JP H02-199 780 A gezeigt, die sich jedoch nicht für Hochstromkontakte im Automobilbereich mit hohen Anforderungen an Robustheit gegen Vibrationen und Änderungen des Kontaktwiderstandes eignen.
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In der
DE 10 2015 104 377 A1 ist eine Lösung der vorgenannten Probleme beschrieben, jedoch wird ein Verriegelungsbolzen für den Kontakt benötigt und die Lage der Kontaktlasche in der Hülse führt zu einem ungewollten Gewichtsschwerpunkt im unteren Bereich des Kontaktes.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kontaktsicherheit auch bei längerem Betrieb und einer starken Erhitzung des Kontaktteils zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch das Kontaktteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß weist das Kontaktteil eine Hülse auf, die innenseitig einen Aufnahmeraum für eine an der Hülse befestigte Kontaktlasche und einen einzuführenden Einsteckkontakt bildet. Zwischen Hülse und Einsteckkontakt ist ein Dehnungselement ausgeordnet, das temperaturabhängig sein Volumen ändert. Das Dehnungselement hat einen Wärmeausdehnungskoeffizient, der bei der Erwärmung des Kontaktteils zu einer Volumenvergrößerung führt. Diese Volumenvergrößerung des Dehnungselements erzeugt wiederum eine erhöhte Andruckkraft auf den Einsteckkontakt, der gegen die Kontaktlasche drückt. Damit wird den ansonsten zu befürchtenden erhöhten Übergangswiderständen zwischen Einsteckkontakt und Kontaktlasche entgegengewirkt. Die erhöhten Übergangswiderstände würden am Übergang von Einsteckkontakt zu Kontaktlasche gerade bei Hochstromkontakten zu erhöhter Verlustleistung und damit weiterer Erwärmung des Kontaktteils führen. Dieser Kreislauf wird mit der Erfindung unterbrochen oder abgeschwächt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Kontaktfeder zwischen Dehnungselement und Einsteckkontakt angeordnet ist. Damit muss bei niedrigen Temperaturen die Andruckkraft auf den Einsteckkontakt nicht vom Dehnungselement allein aufgebracht werden, sondern die Kontaktfeder würde die Mindestkraft zur Verfügung stellen. Zum Anderen sind an die Oberfläche des Dehnungselements damit keine besonderen Anforderungen, z.B. bezüglich des Abriebs, zu stellen, da der Einsteckkontakt nur mit der Kontaktfeder in Berührung kommt.
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Eine leichte Montierbarkeit der Kontaktfeder in die Hülse wird dadurch erreicht, dass die Kontaktfeder beidseitig in Laschen der Hülse eingehängt ist. Dazu können jeweils für beide Enden der Kontaktfeder eine mittige Aussparung und am Rand jeweils zwei Auflagebereiche vorgesehen sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kontaktfeder ein oder zwei Auswölbungen umfasst, die zur Kontaktlasche ausgerichtet sind. Dadurch wird die Federspannung eingestellt, anders als bei
DE 10 2015 104 377 A1 ist kein Verriegelungsbolzen notwendig, um den Einsteckkontakt im Aufnahmeraum zu fixieren. Die eine oder die beiden Auswölbungen auf der einen Seite und die Kontaktlasche auf der anderen Seite erzeugen hinreichend Anpressdruck, um den Einsteckkontakt in Position zu halten. Dieses Kontaktteil ist leichter herzustellen und kann insbesondere bei kleineren Steckergrößen trotzdem eine automobiltaugliche Verriegelung des Kontaktteils garantieren. Die benötigten Kontaktkräfte können beispielsweise durch eine unterschiedliche Stärke, Form und/oder Material der Kontaktfeder(n) variiert werden. Für einen über die Fläche des Einsteckkontakts gleichmäßigen Anpressdruck ist es vorteilhaft, wenn die zwei Auswölbungen der Kontaktfeder symmetrisch zu einer gedachten Achse senkrecht zur Einführrichtung sind. Beide Auswölbungen halten damit den Einsteckkontakt gleichmäßig fest. Auch bei einer Auswölbung sollte diese symmetrisch ausgeformt sein.
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Die Hülse ist zumindest vorderseitig offen, um vorderseitiges Einführen des Einsteckkontakts zu ermöglichen. Sie mag insbesondere zweiseitig (d.h. vorderseitig und rückseitig) offen sein. Die Hülse ist insbesondere seitlich geschlossen umlaufend ausgebildet. Die Hülse kann auch als hülsenförmiges Grundteil, Grundkörper, Gehäuse oder Käfig bezeichnet werden. Sie mag in Frontansicht (in Einsteckrichtung) eine rechteckige Grundform aufweisen, z.B. mit abgerundeten Ecken.
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Der Anpressdruck ist dann besonders hoch, wenn die Auswölbungen prägnant sind, also eine Höhe des Mehrfachen, insbesondere 3- bis 10-fachen, einer Dicke der Kontaktfeder aufweisen. Gleichzeitig wird damit auch ein Mindestabstand des Einsteckkontaktes von der Seite der Hülse definiert, an dem die Kontaktfeder befestigt ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Auswölbungen annähernd die Form einer Sinus-Halbkurve aufweisen, die Kräfte beim Einschieben des Einsteckkontaktes also nicht gleichmäßig zunehmen, sondern zuerst hoch sind und dann nur noch geringfügig zunehmen. Die Sinus-Kurve kann auch gestuft dargestellt werden.
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Für die Anordnung und Befestigung des Dehnungselementes haben sich mehrere Lösungen als vorteilhaft herausgestellt.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Kontaktteil eine Oberschale, die zwischen Hülse und Dehnungselement angeordnet ist. Diese Oberschale schließt das Dehnungselement ab, erzeugt einen Grunddruck auf das Dehnungselement und unterstützt die Montage im Gehäuse.
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Die Ummantelung des Dehnungselements wird weiter dadurch verbessert, indem die Oberschale senkrecht zur Kontaktfeder ausgerichtete Seitenwände aufweist, sodass Oberschale und Kontaktfeder das Dehnungselement im Wesentlichen vollständig umschließen. Bei einer Ausdehnung des Dehnungselements im montierten Zustand innerhalb der Hülse drückt damit das Dehnungselement auf den Einsteckkontakt bzw. die dazwischenliegende Kontaktfeder, da dies die einzige Ausdehnungsmöglichkeit bei der ansonsten starren Oberschale ist.
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Eine weitere Maßnahme kann den durch das Dehnungselement erzeugten Grunddruck erhöhen. Wenn die Oberschale Aussparungen vorsieht, die mit Auswölbungen der Hülse korrespondieren, dann kann durch das Hereinragen der Auswölbungen in die Oberschale auf das Dehnungselement ein erhöhter Anpressdruck erzeugt werden.
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Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Dehnungselement in einen Hohlraum zwischen Kontaktfeder und Hülse eingelegtwird. Dies kann in dem Moment erfolgen, in dem die Kontaktfeder in Laschen der Hülse eingehängt wird. Alternativ dazu sieht das Dehnungselement selbst Rastlaschen vor, die mit Rastvorsprüngen oder Rastlöchern der Hülse korrespondieren und sich an diesen befestigen lassen. Hülse und ggf. Kontaktfeder sind entsprechen auszuformen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Hülse ein umgeformtes metallisches Blechteil ist, insbesondere ein Stanz-Biege-Teil. Dies hält die Herstellungskosten besonders gering und erlaubt eine hohe mechanische Festigkeit.
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Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Kontaktfeder zumindest formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten wird. Die Kontaktfeder ist also ein von der Hülse separat hergestelltes Bauteil. Es kann zur formschlüssigen Halterung beispielsweise endseitig von umgebogenen Bereichen der Hülse (z.B. entsprechenden Laschen) umgriffen sein. Dazu mag die Kontaktfeder in einer Variante an die Hülse angelegt werden und die Hülse dann bereichsweise auf die Kontaktfeder umgebogen werden. Die Herstellung der Hülse ist also unabhängig von der Herstellung der Kontaktfeder.
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Bei der Materialauswahl hat sich folgende Konfiguration als besonders wirksam herausgestellt. Das Dehnungselement enthält vorteilhafterweise ein Elastomer, z.B. Silikon. Silikon hat beispielsweise einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizient 250-300 10-6 m/K). Das Silikon ist vorteilhafterweise mit einer Schutzhülle umgeben, so dass das Silikon selbst auch in viskoser Form vorliegen kann.
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Wird für die Kontaktlasche und/oder den Einsteckkontakt Kupfer, wie Elektrolyt-Kupfer, oder eine Kupferlegierung gewählt, wobei eine Kontaktfläche der Kontaktlasche an der Ausprägung versilbert oder alternativ mit Gold, Zinn oder Zink beschichtet sein kann, dann ist diese Seite des Kontakts für einen geringen elektrischen Übergangswiderstand optimiert, wohingegen die Kontaktfeder, beispielweise aus Edelstahl für den dauerhaften Anpressdruck optimiert ist.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Kontaktfeder aus Stahl besteht, z.B. aus Edelstahl. Dadurch kann eine besonders hohe Kontaktkraft auf den Einsteckkontakt aufgebracht werden, da Stahl eine erheblich höhere Fließgrenze aufweist als Edelmetall, z.B. als Kupfer. Durch die besonders hohe Kontaktkraft kann auch ein elektrischer Übergangswiderstand zwischen dem Einsteckkontakt und dem Kontaktteil erheblich herabgesetzt werden, und zwar sogar auf einen praktisch nicht mehr ins Gewicht fallenden Wert.
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Es ist eine mechanisch besonders robuste Weiterbildung, dass auch die Hülse aus Stahl, insbesondere Edelstahl, besteht. Zudem können so chemische Reaktionen zwischen Kontaktfeder und Hülse vermieden werden. Darüber hinaus ist Stahl billiger als Kupfer.
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Es ist eine zum Anschluss des Kontaktteils (z.B. an eine Stromschiene oder an ein Kabel usw.) vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Hülse die plattenförmige Kontaktlasche zumindest formschlüssig hält und der Aufnahmeraum für den Einsteckkontakt sich zwischen der Kontaktlasche und der mindestens einen Kontaktfeder befindet.
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Es ist eine zur einfachen formschlüssigen Befestigung in der Hülse vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Kontaktlasche seitlich vorstehende Vorsprünge aufweist, die in passende Aussparungen der Hülse eingreifen oder als Anschlag an der Hülse anliegen. Der Eingriff bzw. Anschlag kann beispielsweise durch Umformen, insbesondere Umbiegen, eines Blechteils zur fertigen Hülse bei darauf aufgesetzter Kontaktlasche umgesetzt werden.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Hülse formschlüssig ineinandergreifende Seitenränder aufweist. Dadurch kann eine mechanisch robuste, insbesondere nicht aufgehende, Hülse nur durch Umformen bereitgestellt werden. Auf ein Verschweißen o.ä. kann verzichtet werden. Als ein weiterer Vorteil wird erreicht, dass die Hülse an der Stoßkante flach bleibt.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die beiden Stoßkanten komplementäre hinterschnittene Randformen aufweisen, z.B. eine mäanderförmige Randform.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Kontaktlasche eine Ausprägung zum Aufnahmeraum aufweist. Damit wird der Abstand des Einsteckkontaktes von der Seite der Hülse eingestellt, an der die Kontaktlasche angebracht ist. Damit wird eine mittige Anordnung des Einsteckkontakts erleichtert und auch der Gewichtsschwerpunkt der Hülse in die Mitte verschoben.
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Für ein bestmögliches Zusammenwirken der Ausprägung der Kontaktlasche mit den Auswölbungen der Kontaktfeder ist die Ausprägung symmetrisch zu einer gedachten Achse senkrecht zu einer Einführrichtung des Einsteckkontakts ausgeformt. Anders als die Form der Auswölbung ist es für die Ausprägung eher von Vorteil, wenn diese ein flaches Plateau aufweist und zumindest einen Zwischenabschnitt zwischen den zwei Auswölbungen abdeckt.
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Für eine Zentrierung des Einsteckkontaktes ist es von Vorteil, wenn die Ausprägung eine Höhe des Mehrfachen, insbesondere 2- bis 4-fachen, einer Dicke der Kontaktlasche aufweist.
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Durch die vorgenannten konstruktiven Varianten kann ein Aufnahmeraum entlang einer mittig durch die Hülse aufgespannten Ebene und parallel zu einer Einführrichtung des Einsteckkontakt ausgebildet werden, der vom Einsteckkontakt genutzt werden kann, unabhängig davon, welche Seite oben liegt und ob er beim Einschieben etwas versetzt von der Mitte angesetzt wird.
- 1 zeigt eine Hülse des Kontaktteils;
- 2 zeigt eine Kontaktfeder des Kontaktteils;
- 3 zeigt eine Kontaktlasche des Kontaktteils;
- 4 zeigt die miteinander montierte Hülse, Kontaktfeder und Kontaktlasche;
- 5 zeigt ein Kontaktteil in Seitenansicht;
- 6 zeigt ein Kontaktteil mit Dehnungselement;
- 7 zeigt ein Kontaktteil mit Dehnungselement in Seitenansicht;
- 8 zeigt ein Dehnungselement mit Oberschale und Kontaktfeder; und
- 9 zeigt einen Einbau des Dehnungselements in die Hülse des Kontaktteils.
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Die
1 bis
5 zeigen den prinzipiellen Aufbau eines Kontaktteils nach der nachveröffentlichten Patentschrift
DE 10 2016 201 103 A1 , in das noch kein Dehnungselement eingebaut ist.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Hülse 2 eines Kontaktteils. Die Hülse 2 ist ein gebogenes Blechteil aus Edelstahl, wobei an den Biegekanten jeweils eine oder zwei Öffnungen 12a vorgesehen sind, um den Biegevorgang zu erleichtern. An Oberseite 2a und Unterseite 2b der Hülse 2 sind jeweils Rastlaschen 14 vorgesehen, mit denen die Hülse 2 an einem - nicht dargestellten - das Kontaktteil 1 umgebenden Gehäuse primärverrastet werden kann. Dazu sind die Rastlaschen 14 während des Stanzbiegevorgangs bei der Herstellung federnd ausgeführt und leicht aus der Hülse herausgebogen.
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Zur Befestigung der Hülse 2 mit der in 3 erläuterten Kontaktlasche 5 umfasst die Hülse 2 ein Befestigungsloch 21 an dem Ende, über das ein Einsteckkontakt eingeschoben werden soll. Hierüber kann die Kontaktlasche 5 mit der Hülse 2 beispielsweise mit einer Tox- oder Schweissverbindung befestigt werden. Weiterhin ist eine Befestigungslasche 20 an dem anderen Ende vorgesehen.
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An beiden Enden der Hülse 2 an der Oberseite 2a sind nach innen gebogene Laschen 9 und 10 vorgesehen, die zur Befestigung einer Kontaktfeder 3 dienen.
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Diese Kontaktfeder 3 ist in 2 gezeigt. Sie ist ein flaches Edelstahlband mit einer Aussparung 3b zwischen zwei Auflagebereichen 3a an beiden Schmalseiten der Kontaktfeder 3, die auf den Laschen 9, 10 der Hülse 2 aufliegen. Die Kontaktfeder 3 ist gewölbt und hat zwei symmetrische Auswölbungen 15, 16, die im Einbauzustand in den Innenraum der Hülse 2 hineinragen. Beide Auswölbungen 15, 16 haben eine leicht gestufte Sinusform und sind durch einen Zwischenabschnitt 17 getrennt. Damit ergibt sich eine in zwei Achsen (außer der Achse senkrecht zur Einsteckrichtung in Richtung Ober- bzw. Unterseite 2a, 2b) symmetrische Bauform der Kontaktfeder 3, die Fehler bei der Montage ausschließt.
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Die Hülse 2 und die Kontaktfeder 3 bestehen aus Edelstahl, da Edelstahl widerstandsfähig ist und zudem im Vergleich z.B. zu Elementen der Kupfergruppe, Zinn, Zink oder Aluminium steif ist. Dadurch kann eine besonders hohe Kontaktkraft erreicht werden, ohne dass sich eine dieser Komponenten plastisch verformt.
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Die Kontaktlasche 5 nach 3 ist ein plattenförmiges, flaches Kupferteil mit einer Ausprägung 13, die im Einbauzustand in den Innenraum der Hülse 2 hineinragt. Zur Befestigung der Kontaktlasche 5 mit der Hülse 2 ist eine Aussparung 23 an beiden Längsseiten vorgesehen, die im Einbauzustand mit der Befestigungslasche 20 der Hülse 2 zusammenwirkt, vorteilhafterweise wird die Befestigungslasche 20 auf beiden Seiten jeweils an der Aussparung 23 um die Kontaktlasche 5 herumgebogen. Am anderen Ende der Kontaktlasche 5 ist ein Befestigungsloch 22 vorgesehen, das mit dem Befestigungsloch 21 der Hülse 2 fluchten soll. Abhängig von dem gewählten Befestigungsverfahren an diesem Ende der Kontaktlasche 5 können alternativ zu dem Befestigungsloch 22 auch andere Vorbereitungen getroffen werden, um Kontaktlasche 5 mit Hülse 2 dauerhaft zu verbinden. Diese Befestigung ist besonders wichtig, um den Erschütterungen beim Einsatz des Kontaktteils im automobilen Umfeld zu begegnen.
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Die Kontaktlasche 5 besteht vorteilhafterweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Kontaktlasche 5 mag oberflächenbehandelt sein, z.B. mechanisch oder chemisch. Dies umfasst eine Silber-Beschichtung im Bereich der Ausprägung 13.
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Im Einbauzustand nach Montage von Hülse 2, Kontaktfeder 3 und Kontaktlasche 5 zu einem Kontaktteil 1 - siehe 4 - ist das Zusammenwirken zwischen den Befestigungslöchern 21, 22 und der Befestigungslasche 20 mit der Aussparung 23 deutlicher zu erkennen. Weiterhin ist die Befestigung der Kontaktfeder 3 mit den Laschen 9 und 10 der Hülse 2 sichtbar.
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Die Auflagebereiche 3a, 3b der Kontaktfeder 3 sind hiermit rechts und links der Laschen 9 und 10 angeordnet und halten die Kontaktfeder 3 zumindest formschlüssig in Position, bei entsprechendem Umbiegen der Laschen 9, 10 auch kraftschlüssig in Position.
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Zwischen Kontaktfeder 3 und Kontaktlasche 5 bildet sich damit ein Aufnahmeraum 8 für einen Einsteckkontakt - in 5 erläutert. Der Aufnahmeraum 8 ist mittig zwischen Oberseite 2a und Unterseite 2b der Hülse 2 positioniert.
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In 5 ist die Hülse 2 noch einmal verdeutlicht. Die Hülse 2 ist seitlich umlaufend geschlossen und weist eine offene Rückseite 6 sowie eine offene Vorderseite 7 auf. Die Vorderseite 7 ist zur Einführung eines Einsteckkontakts K vorgesehen, und zwar in einer in 5 mit R angedeuteten Einsteckrichtung. Die Einführrichtung R verläuft auf oder parallel zu einer Längsachse der Hülse 2. In einer zu der Einführrichtung R senkrechten Frontalansicht weist die Hülse 2 eine rechteckige Grundform mit abgerundeten Rändern auf. Die Hülse 2 stellt innenseitig einen Aufnahmeraum 8 für den in Einführrichtung R einzuführenden Einsteckkontakt K bereit.
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Wie in 5 gezeigt, weist die Hülse 2 formschlüssig ineinandergreifende Seitenränder 2r1, 2r2 auf. Diese sind hier komplementär mäanderförmig geformt, so dass sich ein Formschluss ergibt. Durch diesen Formschluss kann auf ein Verschweißen, Verkleben usw. der Seitenränder 2r1, 2r2 verzichtet werden, oder es wird eine besonders widerstandsfähige Schweißnaht, Klebestelle usw. bereitgestellt. Die Seitenränder 2r1, 2r2 können also miteinander verschweißt, verklebt usw. werden, brauchen es aber nicht zu werden. Da die Kontaktlasche 5 die Seitenränder 2r1, 2r2 innenseitig überdeckt, können diese auch nicht ohne weiteres auseinandergedrückt werden.
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Die Kontaktfeder 3 ist im Längsschnitt (entlang der Einführrichtung R) mit zwei Auswölbungen 15, 16 gekrümmt und zwar so, dass sie vorne und hinten ausgehend von den Laschen 9 bzw. 10 jeweils in Richtung des Einsteckkontakts K und der Kontaktlasche 5 gerichtete Druckbereiche (durch die Auswölbungen 15, 16) bildet. Die Druckbereiche sind symmetrisch um eine Symmetrieachse Y herum angeordnet. Die Symmetrieachse Y ist mittig im Kontaktteil 1 und senkrecht zur Einsteckrichtung R ausgerichtet.
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Der die Auswölbungen 15, 16 verbindende Zwischenabschnitt 17 befindet sich insbesondere an gleicher Längsposition wie die Symmetrieachse Y und die Mitte der Ausprägung 13 der Kontaktlasche 5 im Einbauzustand. Damit ergibt sich um die Symmetrieachse Y eine symmetrische Anordnung von Kontaktfeder 3 und Kontaktlasche 5, die einen optimalen Anpressdruck an den Einsteckkontakt K und einen Verzicht auf einen Verriegelungsbolzen ermöglicht. Die mittige Zentrierung des Einsteckkontakts K mit 6,3 mm Breite und die sichere Verriegelung wird auch durch die Form von Auswölbungen 15, 16 und der Ausprägung 13 erreicht. So ist die Kontaktfeder 3 (0,15 mm Dicke) im Vergleich zur Kontaktlasche 3 (0,4 mm Dicke) dünner und die Auswölbungen haben eine Höhe von ca. 5-6 mal der Dicke der Kontaktfeder 3. Die Ausprägung 13 hat eine Höhe, die ca. 2-mal der Dicke der Kontaktlasche 3 entspricht.
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5 ist weiterhin eine Hinterrastlasche 25 zu entnehmen, die Teil der Hülse 2 ist und von dieser absteht. Die Hinterrastlasche 25 sieht scharfe Kanten zur Vorderseite 7 und Rückseite 6 vor und erstreckt sich mittig an der Hülse 2 über fast die gesamte Breite der Hülse 2. Die Hinterrastlasche 25 dient der Sekundärverriegelung der Hülse 2 und damit des Kontaktteils 1 in einem - in der Regel aus Kunststoff gefertigten - Gehäuse des Kontaktteils 1 und ergänzt damit die Primärverriegelung durch die Rastlaschen 14.
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Eine beispielhafterweise quadratische Versteifungssicke 25 an der Oberseite der Hülse 2 dient lediglich der Versteifung der Hülse 2 und tritt mit der Kontaktfeder 3 nicht in Wechselwirkung.
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Aus 6 ist ersichtlich, dass erfindungsgemäß eine Dehnungselement 4 zwischen Hülse 2 und Einsteckkontakt K angeordnet wird. Das Dehnungselement 4, das aus einem Elastomer, hier Silikon, in Taschenform besteht, ist an der Hülse 2 befestigt und drückt gegen den Einsteckkontakt K senkrecht zu dessen Einsteckrichtung R nachdem dieser in die Hülse 2 eingeschoben wurde. Damit drückt auch der Einsteckkontakt K auf die darunterliegende Kontaktlasche 5, die ihrerseits unbeweglich und fest mit der Hülse 2 verbunden ist. Das Dehnungselement 4 besteht aus einer Schutzhülle, die ein viskoses Silikon umschließt. Durch den hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Silikons nimmt dessen Volumen zu, wenn sich im Betrieb des Kontaktteils durch den Übergangswiderstand zwischen Einsteckkontakt K und Kontaktlasche 5 und der an diesem Übergangswiderstand entstehenden Verlustleistung eine Erwärmung ergibt. Durch die Volumenzunahme erhöht sich der Anpressdruck von Einsteckkontakt K auf die Kontaktlasche 5 und der Übergangswiderstand und folglich auch Verlustleistung und Erwärmung reduzieren sich.
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Dieser Ausdehnungs-Effekt ist in 7 dargestellt. Das Kontaktteil 1 in Seitenansicht umfasst innerhalb der Hülse 2 aus Edelstahl und der an der Hülse 2 eingehängten Kontaktfeder 3 die festsitzende Kontaktlasche 5 aus Kupfer, die mittig innerhalb der Hülse 2 eine Ausprägung 13 aufweist, und den beweglichen Einsteckkontakt K aus Kupfer, der hier in eingeschobener Position dargestellt ist. Rastlaschen 14 an der Hülse 2, siehe deren Ober- und Unterseite 2a, 2b, dienen zur Befestigung der Hülse 2 in einem Steckergehäuse (nicht dargestellt) .
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Nimmt das Volumen des Dehnungselements 4 zu, denn nimmt die als Pfeile an den Auswölbungen 15, 16 der Kontaktfeder 3 dargestellte Normalkraft zwischen Kontaktfeder 3 und Einsteckkontakt K zu und auch die Form der Kontaktfeder 3 ändert sich leicht.
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Eine alternative Bauform des Dehnungselements 4 ist in 8 gezeigt. Hier ist das Dehnungselement 4 zwischen einer Oberschale 11 und einer Kontaktfeder 3 eingelegt. Die Kontaktfeder 3 weist nur eine Auswölbung zum Einsteckkontakt auf. Die Kontaktfläche zwischen Kontaktfeder 3 und Einsteckkontakt (in 8 nicht dargestellt) ist dabei eben und nicht sinusförmig, wie zuvor dargestellt.
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Die Oberschale 11 umfasst auch zwei senkrecht zur Kontaktfeder 3 ausgerichtete Seitenwände 31, so dass die Oberschale 11 zusammen mit der Kontaktfeder 3 das Dehnungselement 4 im Wesentlichen vollständig umgibt und keine andere Möglichkeit der Volumenvergrößerung als eine Druckerhöhung auf die Kontaktfeder 3 zugelassen wird. Die Oberschale 11 ist steifer ausgelegt und wird passgenau in die Hülse 2 eingelegt. Die Oberschale 11 zeigt zwei Aussparungen 32, deren Funktion im Zusammenhang mit 9 erläutert wird.
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Das zuvor beschriebene Dehnungselement 4 und die Kontaktfeder 3 sind ausgeblendet, so dass aus 8 nur die Oberschale 11 sichtbar bleibt. Die Hülse 2 ist nicht wie in den Ausführungsbeispielen zuvor als einstückiges Stanz-Biege-Teil ausgelegt, sondern besteht aus einer separaten Oberseite 2a, die erst nach dem Einsetzen von Oberschale 11, Dehnungselement 4 und Kontaktfeder 3 mit dem Rest der Hülse 2 und damit der Unterseite 2b z.B. per Laserschweissen verbunden wird.
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Die Oberseite 2a der Hülse 2 zeigt zwei Laschen 9, 10. Am hinteren, nicht sichtbaren Ende der Oberseite 2a sind weitere Laschen vorgesehen. In diese Laschen 9, 10 werden Oberschale 11, Dehnungselement 4 und Kontaktfeder 3 eingehängt.
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Die Oberseite 2a der Hülse 2 zeigt weiterhin in den Aufnahmeraum hineinragende Auswölbungen 33, die mit den Aussparungen 32 der Oberschale 11 korrespondieren und damit direkt auf das Dehnungselement 4 drücken. Damit entsteht eine Vorspannung auf das Dehnungselement 4 und die Kontaktfeder 3, sobald Ober- und Unterseite 2a, 2b der Hülse 2 miteinander verbunden sind.
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Hülse 2, Oberschale 11 und Kontaktfeder 3 bestehen aus Edelstahl, währenddessen Einsteckkontakt K und Kontaktlasche 5 aus Kupfer aufgebaut sind und ggf. im Bereich der Ausprägung 13 der Kontaktlasche 5 versilbert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontaktteil
- 2
- Hülse
- 2a
- Oberseite der Hülse 2
- 2b
- Unterseite der Hülse 2
- 2r1
- Seitenrand
- 2r2
- Seitenrand
- 3
- Kontaktfeder
- 3a
- Auflagebereich
- 3b
- Aussparung
- 4
- Dehnungselement
- 5
- Kontaktlasche
- 6
- Offene Rückseite
- 7
- Offene Vorderseite
- 8
- Aufnahmeraum
- 9, 10
- Lasche
- 11
- Oberschale
- 12
- Vorsprung in Kontaktlasche
- 12a
- Öffnungen
- 13
- Ausprägung
- 14
- Rastlasche
- 15, 16
- Auswölbung der Kontaktfeder
- 17
- Zwischenabschnitt
- 20
- Befestigungslasche
- 21, 22
- Befestigungslöcher
- 23
- Aussparung
- 24
- Versteifungssicke
- 25
- Hinterrastlasche
- 31
- Seitenwand
- 32
- Aussparung
- 33
- Auswölbung der Hülse
- K
- Einsteckkontakt
- R
- Einsteckrichtung
- Y
- Symmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012002145 A1 [0002]
- JP 2007280729 A [0002]
- US 5441428 A [0002]
- WO 2012/176936 A1 [0002]
- US 2002/0123275 A1 [0002]
- JP H02199780 A [0002]
- DE 102015104377 A1 [0003, 0009]
- DE 102016201103 A1 [0031]
