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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktteil mit einer kasten- oder quaderförmigen Hülse, in die sich ein Steckkontakt zum Herstellen einer elektrischen Steckverbindung einführen lässt. Das Kontaktteil eignet sich insbesondere für Hochstrom-Anwendungen in Kraftfahrzeugen.
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Stand der Technik
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Ein elektrisches Kontaktteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 104 377 A1 oder der
DE 10 2016 201 103 A1 bekannt. Darin ist ein Kontaktteil beschrieben, das eine kastenförmige oder quaderförmige Hülse aufweist, die innenseitig einen Aufnahmeraum für einen in einer Einführrichtung einzuführenden Steckkontakt ausbildet. Die Hülse ist aus einem Blechmaterial mit zwei sich gegenüberliegenden Seitenrändern derart geformt, dass paarweise Eingriffskonturen der Seitenränder miteinander in einem formschlüssigen Eingriff stehen.
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Damit die Hülse in ihrer Kasten- oder Quaderform zusammengehalten wird, schlägt die
DE 10 2015 104 377 A1 konkret vor, die Hülse mit formschlüssig ineinandergreifenden Seitenrändern auszubilden. Diese sind hier komplementär mäanderförmig geformt, so dass sich ein Formschluss ergibt. Allerdings können die beiden in Eingriff miteinander stehenden Seitenränder unter ungünstiger Krafteinwirkung auf die Hülse aneinander abgleiten, wodurch sich die Hülse unerwünscht öffnen oder zumindest weiten kann. Dadurch kann das Kontaktteil zügiger verschleißen. Zudem kann die notwendige Kontaktkraft auf den Steckkontakt abnehmen. Um dies zu vermeiden, wird häufig eine zusätzliche stoffschlüssige Verbindung vorgesehen, die die beiden Seitenränder aneinander fixiert. Für diese stoffschlüssige Verbindung haben sich Laserschweißverfahren bewährt, die an den auf Stoß angeordneten Seitenrändern einen einzelnen Schweißpunkt setzen, der die beiden Seitenränder zusätzlich zusammenhält.
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Obwohl damit, insbesondere bei Vorhandensein einer zusätzlichen Schweißverbindung, ein gutes elektrisches Kontaktteil geschaffen wird, hat es sich in der Praxis gezeigt, dass insbesondere bei stärkeren Vibrationen die Schweißverbindung zerstört werden kann. Dies kann z.B. beim Verbinden des Kontaktteils mit einer elektrischen Leitung durch Ultraschallschweißen oder beim Langzeit-Betrieb des Kraftfahrzeugs erfolgen.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine Möglichkeit für ein rein mechanisches Zusammenhalten einer Hülse eines elektrischen Kontaktteils zu schaffen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes elektrisches Kontaktteil verfügt über einen innenseitigen Aufnahmeraum, in dem zum Ausbilden einer elektrischen Steckverbindung ein Steckkontakt in einer Einführrichtung eingesteckt werden kann. Das Kontaktteil weist eine kasten- oder quaderförmige Hülse auf, die aus einem Blechmaterial durch z.B. Stanzen und Biegen geformt ist. Das Blechmaterial weist zwei sich gegenüberliegende Seitenränder auf, die insbesondere paarweise angeordnete Eingriffskonturen haben, die bei ausgeformter Kasten- oder Quaderform miteinander in einem formschlüssigen Eingriff stehen. Das Kontaktteil ist bevorzugt mit einer elektrischen Leitung z.B. stoffschlüssig verbunden, wozu das Kontaktteil eine aus der Hülse herausragende Kontaktlasche aufweist, an der beispielsweise durch Ultraschallschweißen die Leitung angebunden werden kann.
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Erfindungsgemäß halten wenigstens ein erstes Eingriffskonturen-Paar die Hülse in Richtung einer Hochachse und wenigstens ein zweites Eingriffskonturen-Paar die Hülse in Richtung einer zur Hochachse senkrechten, weiteren Achse in der Kasten- oder Quaderform zusammen. Die Hochachse erstreckt sich senkrecht zur Einführrichtung des Einsteckkontakts und entspricht im Prinzip der Dickenrichtung der Hülse.
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Durch die erfindungsgemäße Konfiguration kann die Hülse spaltfrei geschlossen werden, wobei durch das Zusammenhalten der Hülse in wenigstens zwei Richtungen diese Form auch beibehalten wird. Zudem kann die Hülse ausschließlich formschlüssig, insbesondere stoffunschlüssig, zusammengehalten werden und weist eine hohe Vibrationsfestigkeit auf. Es wird also ein kompletter Fertigungsschritt hinsichtlich einer Schweißverbindung eingespart, so dass das Kontaktteil besonders kostengünstig bereitgestellt werden kann.
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Besonders robust und spaltfrei lässt sich das Kontaktteil gestalten, wenn sich die Seitenränder der Hülse an einer äußeren Breitseite der Hülse zumindest abschnittsweise überlappen. Da die Hülse quader- bzw. kastenförmig ausgestaltet ist, hat diese zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten und zwei sich gegenüberliegende Breitseiten. Das Blechmaterial der Hülse kann also so gebogen werden, dass die Seitenränder nicht auf Stoß zusammengeführt sind, sondern sich zumindest in einem Überlappabschnitt überlappen.
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Z.B. in einem Überlappbereich der Seitenränder kann zum möglichst spaltfreien Formen und Zusammenhalten der Hülse an einem der Seitenränder eine Vertiefung als Eingriffskontur ausgeformt sein, in der der andere Seitenrand anordbar bzw. aufnehmbar oder aufgenommen ist. Mit der Vertiefung kann ein weiterer Formschluss zwischen den Seitenrändern erreicht werden, indem die Vertiefung an dem einen Seitenrand in das freie Ende mündet und so der andere Seitenrand in der dem freien Ende entgegen gesetzten Richtung an der Umrandung der Vertiefung anschlägt oder im Einbauzustand geringfügig davon beabstandet ist und bei Krafteinwirkung daran anschlagen kann.
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Um mit einer einzigen Verriegelung bzw. einem einzigen Eingriff ein Öffnen der Hülse in gleich mehrere Richtungen zu verhindern, kann die Vertiefung wenigstens eine Durchgangsöffnung als Eingriffskontur zum in Eingriff bringen mit dem anderen Seitenrand als weitere Eingriffskontur aufweisen. In anderen Worten lässt sich der andere Seitenrand an dem die Vertiefung aufweisenden Seitenrand verrasten und bildet so ein Eingriffskonturen-Paar. Dadurch kann sich die Hülse auch bei besonders hohen Beanspruchungen nicht öffnen.
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Noch besser lässt sich die Hülse zusammenhalten, wenn der andere Seitenrand wenigstens eine Eingriffslasche als Eingriffskontur zum in Eingriff bringen mit der Vertiefung als weitere Eingriffskontur aufweist. Die Eingriffslasche kann in die Durchgangsöffnung eingefädelt werden, so dass ihr freies Ende im Inneren der Hülse und ihr Ansatz außen angeordnet ist. Dadurch kann sich der andere Seitenrand nicht von dem einen Seitenrand abheben.
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Noch robuster lässt sich das Kontaktteil ausführen, wenn die Vertiefung wenigstens zwei voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen als Eingriffskonturen aufweist und der andere Seitenrand zwei Eingriffslaschen als weitere Eingriffskonturen hat, die sich parallel zur Einführrichtung in zueinander unterschiedliche Richtungen weg erstrecken. Insbesondere können sich die freien Enden der Eingriffslaschen in entgegengesetzte Richtungen wegerstrecken, so dass der formschlüssige Eingriff der Seitenränder quasi selbstverstärkend ist. Da das Zusammenbiegen der Hülse um eine zur Einführrichtung des Steckkontakts parallelen Längsachse erfolgt und sich die freien Ende parallel zu dieser Längsachse erstrecken, wird ein Öffnen der Hülse um die Längsachse besonders wirkungsvoll unterbunden.
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Um bei Überlappung der Seitenränder Materialüberstände oder ähnliches zu vermeiden, kann die Vertiefung eine Tiefe in Richtung der Hochachse aufweisen, die in etwa der Blechstärke des anderen Seitenrands entspricht. Dadurch kann der andere Seitenrand ungefähr bündig mit dem die Vertiefung aufweisenden Seitenrand angeordnet werden. Durch den Rand der Vertiefung lässt sich ein Formschluss erreichen, der ein Abgleiten der Seitenränder aneinander in Richtung der Hülsenmitte verhindert.
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Um die Hülse in Richtung der Hochachse und idealerweise auch in Richtung der Längsachse der Hülse zusammenzuhalten, kann der eine Seitenrand eine sich in Richtung der Hochachse erstreckende, erste Stützlasche als Eingriffskontur zum in Eingriff bringen mit dem anderen Seitenrand als weitere Eingriffskontur aufweisen. Bezogen auf die Längsachse kann der andere Seitenrand dann innerhalb des einen Seitenrands angeordnet sein, sich also in einer Richtung parallel zur Längsachse an der ersten Stützlasche abstützen.
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Zum Zusammenwirken mit der ersten Stützlasche kann der andere Seitenrand eine vorzugsweise bzw. weitestgehend komplementär zur ersten Stützlasche ausgeformte sowie sich in Richtung der Hochachse erstreckende, zweite Stützlasche aufweisen. Die beiden Stützlaschen können z.B. in Richtung der Einführrichtung des Steckkontakts bzw. der parallel dazu verlaufenden Längsachse des Kontaktteils nebeneinander angeordnet sein.
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Für einen konstruktiv einfachen, aber dennoch wirkungsvollen konstruktiven Aufbau können die Stützlaschen mit jeweiligen Stoßkanten aneinander anliegen oder zumindest aufeinander zu gerichtet sein. Allein durch die Anordnung und die Form der Stützlaschen, die einstückig aus dem Blechmaterial der Hülse gefertigt sind, wird also ein robustes Kontaktteil gefertigt.
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Um Kräfte in Richtung der Einführrichtung bzw. der dazu parallelen Längsachse des Kontaktteils aufnehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Stützlaschen so ausgeformt sind, dass sie in oder entgegen der Einführrichtung ineinandergreifen.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes elektrisches Kontaktteil in einer perspektivischen Unteransicht,
- 2 ein nicht vollständig geschlossenes, erfindungsgemäßes elektrisches Kontaktteil in einer perspektivischen Unteransicht und
- 3 das elektrische Kontaktteil aus 2 in einer demgegenüber gedrehten perspektivischen Unteransicht.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt ein elektrisches Kontaktteil 1 in dessen Einbauzustand in einer perspektivischen Unteransicht. Dieses eignet sich insbesondere für Hochstrom-Anwendungen in Kraftfahrzeugen, da sich das Kontaktteil 1 durch eine besonders gute Vibrationsfestigkeit auszeichnet. Zur besseren Veranschaulichung liegt das Kontaktteil 1 in 1 gewissermaßen auf dem Kopf.
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Das Kontaktteil 1 verfügt über eine kasten- oder quaderförmige Hülse 2 mit einer Längs- bzw. Längsmittelachse x, einer Querachse y und einer in Dickenrichtung verlaufenden Hochachse z. Innerhalb der Hülse 2 ist ein Aufnahmeraum 3 für einen (nicht dargestellten) Einsteckkontakt, z.B. ein Kontaktmesser, ausgebildet, der sich in einer Einführrichtung R von einer Seite her in die Hülse 2 einstecken lässt, um so eine elektrische Steckverbindung zu bilden. Die Einführrichtung R verläuft dabei parallel zur Längsachse x der Hülse 2, wie dies anschaulich aus 1 hervorgeht.
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Im Inneren der Hülse
2 bilden, wie z.B. in der eingangs erwähnten
DE 10 2016 201 103 A1 erläutert, eine (hier nicht gezeigte) Kontaktfeder und eine Kontaktlasche
4 zwischen sich den Aufnahmeraum
3 aus. In diesem Ausführungsbeispiel ist in diesem Zusammenhang erkennbar, dass die Kontaktlasche
4 plattenförmig ausgestaltet ist und sich innerhalb des Aufnahmeraums
3 erstreckt. In Einführrichtung
R auf der dem eingesteckten Einsteckkontakt entgegen gesetzten Seite ragt die Kontaktlasche
4 jedoch aus dem Aufnahmeraum
3 heraus, um dort einen Verbindungsabschnitt für eine (nicht gezeigte) elektrische Leitung zu bilden. Die Kontaktlasche
4 dient damit der primären elektrischen Kontaktierung zwischen dem Einsteckkontakt und der elektrischen Leitung, die sich an der Kontaktlasche
4 außerhalb des Aufnahmeraums
3 z.B. mittels Ultraschallschweißen anbringen lässt.
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Die Hülse 2 des Kontaktteils 1 ist aus einem Blechmaterial, z.B. einem Stahl, gefertigt, indem das Blechmaterial als Abwicklung um mehrere (nicht näher bezeichnete) Biegelinien zu einem Kasten bzw. im Wesentlichen hohlen Quader gebogen ist, so dass es hier als einstückiges Stanz-/Biegeteil ausgeführt ist. Demnach hat die Hülse 2 im zusammengebogenen Zustand eine Grund- und eine Deckfläche, die Breitseiten darstellen, und zwei Schmalseiten, die Seitenflächen darstellen und gegenüber den Breitseiten flächenmäßig kleiner sind. Die Hülse 2 ist so gebogen, dass sich das Blechmaterial an einer (in 1 oberen) Breitseite, die hier die Grundfläche des Kastens bzw. Quaders ist, selbst überlappt. D.h., dass aufeinander zu gerichtete Seitenränder 5 und 6 des Blechmaterials der Hülse 2 nicht auf Stoß zusammengeführt sind, sondern sich der Seitenrand 6 über den Seitenrand 5 hinaus hin zur Längsmittelachse x der Hülse 2 erstreckt, wodurch sich dort ein Überlappungsabschnitt 7 ergibt.
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Im Überlappungsabschnitt 7 weist der Seitenrand 5 eine Vertiefung 8 mit einer Tiefe gegenüber den angrenzenden Abschnitten auf, die in etwa der Blechstärke des Blechmaterials der Hülse 2 entspricht. Die Vertiefung 8 kann z.B. eine abschnittsweise Verprägung des Blechmaterials sein. In der Vertiefung 8 sind zwei Durchgangsöffnungen 9 und 10 angeordnet, die diese eine Breitseite der Hülse 2 in Richtung der Hochachse z durchdringen. Die Durchgangsöffnungen 9, 10 sind bezogen auf die Längsachse x voneinander beabstandet und sind z.B. schlitzförmig ausgeformt.
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Der Seitenrand 6 hat eine konturierte Überlappzunge 11, die in Form und Größe an die Kontur der Vertiefung 8 angepasst ist. Dadurch liegt der Seitenrand 6 mit seiner Überlappzunge 11 quasi innerhalb der Vertiefung 8 und wird durch deren Umrandung, die hier drei Seiten begrenzt, bezüglich der Längsachse x sowie in einer Richtung der Querachse y in Position gehalten. Dementsprechend ist der Überlappungsabschnitt 7 im Einbauzustand mit den angrenzenden Abschnitten der Hülse 2 ungefähr bündig oder steht nur geringfügig über. Durch die Umrandung der Vertiefung 8 erfolgt auch ein formschlüssiger Eingriff zwischen den beiden Seitenrändern 5, 6.
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Darüber hinaus weist der Seitenrand 6 an seiner Überlappzunge 11 zwei Eingriffslaschen 12 und 13 auf, die sich parallel zur Längsachse x in zueinander unterschiedliche Richtungen erstrecken. In 1 sind diese auch in der jeweiligen Durchgangsöffnung 9, 10 aufgenommen bzw. dort eingefädelt und stehen so in formschlüssigem Eingriff mit dem Seitenrand 5. Dadurch wird der Seitenrand 6 bezüglich der Hochachse z in Position gehalten, so dass ein unerwünschtes Öffnen der Hülse 2 wirkungsvoll unterbunden wird.
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Aus 1 geht aber auch hervor, dass der Seitenrand 5 eine bzw. in diesem Ausführungsbeispiel zwei einstückig damit ausgebildete erste Stützlaschen 14 aufweist. Diese erstrecken sich jeweils in Richtung der Hochachse z der Hülse 2 und haben in dieser Richtung einen ungefähr fingerförmigen Vorsprung 15. Komplementär dazu, weist der Seitenrand 6 eine bzw. hier zwei einstückig damit ausgebildete zweite Stützlaschen 16 auf, die im Einbauzustand in formschlüssigen Eingriff mit den ersten Stützlaschen 14 des Seitenrands 5 stehen. Bezogen auf die Längsachse x bzw. die Einführrichtung R bilden die Stützlaschen 14, 16 einen Hinterschnitt, der ein aneinander abgleiten der Seitenränder 5, 6 bzw. der Stützlaschen 14, 16 parallel zu dieser Richtung verhindern.
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Die 2 und 3 zeigen das Kontaktteil 1 jeweils in einer perspektivischen Ansicht in einem Zustand, in dem die Hülse 2 noch nicht verschlossen ist bzw. sich dadurch noch nicht im Einbauzustand, sondern in einem vormontierten Zustand befindet. Dadurch ist noch besser erkennbar, dass die Vertiefung 8 als eine Art Verprägung am Seitenrand 5 ausgeformt ist und die zwei schlitzförmigen Durchgangsöffnungen 8, 9 aufweist. Zudem geht daraus anschaulich hervor, dass die Überlappzunge 11 des anderen Seitenrands 6 an die Kontur der Vertiefung 8 angepasst ist und die Eingriffslaschen 12, 13 z.B. durch leichtes Biegen im elastischen Bereich in die Durchgangsöffnungen 8, 9 eingeführt werden können und dort verrasten bzw. eine Art Hinterschnitt mit dem Seitenrand 5 bilden.
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Anhand der 2 und 3 ist zudem nachvollziehbar, dass beim Zuklappen des Seitenrands 6 durch eine Relativbewegung in Bezug zum Seitenrand 5, wodurch der in 1 dargestellte Einbauzustand des Kontaktteils 1 erreicht wird, die zueinander komplementär ausgeformten Stützlaschen 14, 16 miteinander in formschlüssigen Eingriff bezogen auf die Längsachse x gebracht werden. Hier liegen die Stützlaschen 14, 16 mit ihren Stoßkanten aneinander an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrisches Kontaktteil
- 2
- Hülse
- 3
- Aufnahmeraum
- 4
- Kontaktlasche
- 5
- Erster Seitenrand
- 6
- Zweiter Seitenrand
- 7
- Überlappungsabschnitt
- 8
- Vertiefung
- 9
- Durchgangsöffnung
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Überlappzunge
- 12
- Eingriffslasche
- 13
- Eingriffslasche
- 14
- Erste Stützlasche
- 15
- Vorsprung
- 16
- Zweite Stützlasche
- R
- Einführrichtung
- x
- Längs-/Längsmittelachse
- y
- Querachse
- z
- Hochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015104377 A1 [0002, 0003]
- DE 102016201103 A1 [0002, 0024]
