DE102017213150A1

DE102017213150A1 - Elektrischer Steckkontakt für Hochstromanwendungen und Steckverbindersystem für Hochstromanwendungen

Info

Publication number: DE102017213150A1
Application number: DE102017213150.0A
Authority: DE
Inventors: Rolf Wittmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-01-31
Also published as: CN110892590B; CN110892590A; WO2019025402A1; US20200243996A1; EP3662543A1; US11024997B2; EP3662543B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckkontakt für Hochstromanwendungen. Der Steckkontakt umfasst ein Gehäuse (20), welches sich entlang einer Längsachse (A) erstreckt und einen Innenraum (21) zur Aufnahme eines Gegenkontakts (8) aufweist. Der Steckkontakt umfasst weiterhin ein Kabel (1), welches aus einer Vielzahl von Litzen (5a) gebildet ist, wobei das Kabel (1) von einem Außenraum (22) des Gehäuses (20) in den Innenraum (21) des Gehäuses (20) geführt ist und am Gehäuse (20) befestigt ist. Das Kabel (1) weist im Innenraum (21) ein Ende (1a) auf, wobei das Kabel (1) benachbart zu dem Ende (1a) einen Dämpfungsabschnitt (4) aufweist, in dem das Kabel (1) in eine Mehrzahl von separaten Leitungssträngen (5) aufgesplittet ist, wobei an wenigstens zwei Leitungssträngen (5) ein Kontaktierelement (6) festgelegt ist, welches zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung des Gegenkontakts (8) geeignet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Elektrischer Steckkontakt für Hochstromanwendungen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steckverbindersystem für Hochstromanwendungen.
Stand der Technik
Bei Kraftfahrzeugen mit hohem Elektrifizierungsgrad (Elektro- oder Hybridfahrzeuge) werden Steckverbinder benötigt, bei denen sehr hohe Ströme (bis ca. 300 A) übertragen werden müssen. Bei diesen Strömen machen sich auch schon geringe Erhöhungen des Kontaktübergangswiderstands durch eine hohe Verlustleistung, die zu einer hohen thermischen Beanspruchung des Steckers führt, bemerkbar. Daher werden erhöhte Anforderungen an die Kontaktstabilität auch unter den im Fahrzeug auftretenden hohen Schüttelbeanspruchungen gestellt.
Durch ein im Buchsenkontakt enthaltenes Dämpfungselement können die durch das Kabel in den Steckverbinder eingebrachten Vibrationen abgeschwächt und damit die Kontaktpunkte, die lebensdauerbegrenzendem Reibverschleiß unterliegen, geschützt werden.
Aus der DE 101 38 755 ist ein Kontakt bekannt, in dem das Dämpfungselement aus einem mäanderförmigen Abschnitt des Stanzbiegeteils, das das stromleitende Element des Buchsenkontakts bildet, besteht.
Aus der EP 0 926 766 ist ein Kontakt bekannt, in dem das Dämpfungselement aus einem flexiblen Geflecht besteht.
Aus der DE-102011076988 sind Kontakte bekannt, die nicht als Buchse ausgeführt sind, sondern eine nach einer Seite hin herausragende Kontaktlamelle aufweisen, die direkt auf einen leitfähigen Gegenkörper kontaktiert. Derartige Kontakte sind als Direktkontakt bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei den für die Übertragung der hohen Ströme verwendeten Kabelquerschnitten von mehreren Quadratmillimetern (mm²) erhebliche Schwingbelastungen in den Kontakt eingebracht werden, die durch ein einzelnes Dämpfungselement nur aufgefangen werden könnten, wenn dieses sehr filigran und biegeelastisch ist. Gleichzeitig soll es aber die hohen Ströme (I >> 10A) bei geringem elektrischen Widerstand übertragen, selbst also einen großen Leiterquerschnitt und geringe Länge aufweisen. Dies stellt einen Zielkonflikt zur filigranen mechanischen Ausgestaltung dar.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, einen Steckkontakt und ein Steckverbindersystem bereitzustellen bei denen der Steckkontakt dazu ausgelegt ist, die auftretenden Vibrationsbelastungen zuverlässig zu dämpfen und so die Lebensdauer zu erhöhen, ohne dabei an Stromtragfähigkeit einzubüßen. Gleichzeitig soll der Steckkontakt einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Vorteile der Erfindung
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Im Rahmen der Anmeldung werden die Ausdrücke „umfassen“ und „aufweisen“ synonym verwendet, solange nichts anderes ausdrücklich erwähnt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein elektrischer Steckkontakt für Hochstromanwendungen vorgeschlagen. Der Steckkontakt umfasst ein Gehäuse, welches sich entlang einer Längsachse erstreckt und einen Innenraum zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements aufweist. Der Steckkontakt umfasst weiterhin ein Kabel, welches aus einer Vielzahl von Litzen gebildet ist, wobei das Kabel von einem Außenraum des Gehäuses in den Innenraum des Gehäuses geführt ist und am Gehäuse befestigt ist. Das Kabel weist im Innenraum ein Ende auf, wobei das Kabel benachbart zu dem Ende einen Dämpfungsabschnitt aufweist, in dem das Kabel in eine Mehrzahl von separaten Leitungssträngen aufgesplittet ist, wobei an wenigstens zwei Leitungssträngen ein Kontaktierelement festgelegt ist. Die Kontaktierelemente sind insbesondere zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung des Gegenkontaktelements geeignet. Dabei ist an den wenigstens zwei Leitungssträngen vorteilhaft je ein Kontaktierelement festgelegt.
Mit anderen Worten: ist vorgesehen, den elektrischen Leitungspfad, der durch das Kabel mit seinen Litzen gebildet wird, innerhalb des Steckverbinders in eine größere Zahl von Einzelpfaden aufzuteilen, die jeweils unabhängig voneinander schwingungsmäßig gedämpft werden können. Dies geschieht dadurch, dass das Kabel, welches aufgrund der hohen Stromtragfähigkeit einen großen Querschnitt aufweisen kann, in mehrere Leitungsstränge aufgeflochten wird, und das Dämpfungselement somit aus den separierten Leitungssträngen gebildet ist. Die freien Enden der Leitungsstränge werden dann mit einzelnen Kontaktierelementen verbunden, die unabhängig voneinander den Gegenkontakt kontaktieren. Insbesondere sind mehrere Kontaktierelemente vorgesehen, bevorzugt pro Leitungsstrang ein Kontaktierelement.
Durch die Aufteilung des elektrischen Leitungspfades auf viele kleinere, parallel geschaltete, lässt sich der Zielkonflikt zwischen biegeweicher mechanischer Auslegung und hoher Stromtragfähigkeit vorteilhaft entschärfen. Weiterhin ist eine optimale mechanische Entkopplung der einzelnen Kontaktierelemente voneinander gewährleistet.
Insgesamt wird durch den vorgeschlagenen Steckkontakt vorteilhaft eine erheblich bessere Schwingungsdämpfung bei gleichzeitig hoher Stromtragfähigkeit gewährleistet. Außerdem werden keine zusätzlichen Elemente für die Schwingungsdämpfung an sich benötigt, sondern die Bestandteile des Kabels als solchem reichen aus. Dadurch lässt sich die Schwingungsdämpfung des Steckkontakts besonders einfach und kostengünstig darstellen.
Unter einer „Mehrzahl von Elementen“ sind im Sinne dieser Anmeldung wenigstens zwei Elemente zu verstehen.
Bevorzugt sind an den meisten der Leitungsstränge Kontaktierelemente verbunden. Ganz besonders bevorzugt sind an allen Leitungssträngen Kontaktierelemente verbunden. Die Kontaktierelemente können vom Kabel bzw. von den Leitungssträngen zunächst separate Elemente sein. Sie können z.B. durch eine Crimpverbindung an den Leitungssträngen festgelegt werden oder durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie z.B. eine Schweißverbindung oder eine Lötverbindung.
Die Kontaktierelemente können z.B. als Stanzbiegeteile aus einem Blech hergestellt sein. Sie können z.B. ein federndes Element und/oder eine Art Kontaktlamelle aufweisen, welches/welche in Richtung der Kontaktfläche des einzusteckenden Gegenkontaktelements weist, z.B. in eine radiale Richtung, also in eine Richtung quer zur Längsachse.
Das Kontaktierelement kann auch ein Verrastelement, z.B. in Form einer schräg nach außen ragenden, elastisch reversibel nach innen federbaren Rastlanze aufweisen. Ein derartiges Rastelement kann z.B. in dem Gehäuse des Steckkontakts an einem Hinterschnitt verrasten und so das Kontaktierelement gegen ein Herausziehen aus dem Gehäuse entgegen einer Einsteckrichtung sichern.
Alternativ kann eine derartige Rastlanze beispielsweise auch als Teil des Steckverbindergehäuses z.B. aus Kunststoff ausgeführt sein und in eine Verrastgeometrie am Kontakt eingreifen.
Bevorzugt kann das stromtragende Kabel an dem Gehäuse oder an einer Wand des Gehäuses fest angebunden sein. Es kann vorteilhaft sein, eine möglichst feste Anbindung zu realisieren. Dadurch können vorteilhaft die durch die Anbindung eingeleiteten Vibrationen besonders gut über das Gehäuse abgeleitet werden.
Das Kabel kann vorteilhaft zumindest außerhalb des Gehäuses des Steckkontakts, also im Außenraum, eine Isolierung bzw. einen Isoliermantel aufweisen, der z.B. aus einem Kunststoff gebildet ist und elektrischen Strom nicht gut leitet. Die Isolierung bzw. der Isoliermantel kann auch bis in den Innenraum des Gehäuses geführt sein.
Die stromführenden Teile des Kabels, insbesondere die Vielzahl der Litzen, können aus einem Material gebildet sein, welches elektrischen Strom sehr gut leitet und z.B. Kupfer, Aluminium oder Legierungen dieser Materialien umfasst.
Das in den Steckkontakt einzusteckende Gegenkontaktelement weist üblicherweise eine radial nach außen weisende Oberfläche, seine Kontaktoberfläche, auf, die ein Material aus der Gruppe Silber, Gold, Zinn, Nickel oder Legierungen der genannten Materialien umfasst.
Es versteht sich, dass die Litzen auch beschichtet sein können, z.B. verzinnt.
Dadurch, dass eine Erstreckungslänge der Leitungsstränge 5 im Dämpfungsabschnitt 4 zumindest um 20% größer ist als eine Länge L des Dämpfungsabschnitts 4 entlang der Längsachse A wird vorteilhaft eine besonders gute Schwingungsdämpfung bewirkt.
Der Dämpfungsabschnitt kann sich dabei zwischen dem dem Leitungsstrang zugewandten Ende des Kontaktierelements und der Abisolierung des Kabels erstrecken. Ist das abisolierte Kabel über eine längere Strecke noch nicht in einzelne Leitungsstränge entflochten, so erstreckt sich der Dämpfungsabschnitt zwischen dem dem Leitungsstrang zugewandten Ende des Kontaktierelements und dem Punkt des Kabels, an welchem die einzelnen Leitungsstränge separat geführt werden.
Dadurch, dass das Kabel einen elektrisch leitfähigen Querschnitt von wenigstens 10mm² aufweist wird vorteilhaft bewirkt, dass das Kabel eine hohe Stromtragfähigkeit von wenigstens 10A, bevorzugt von wenigstens 50A und ganz besonders bevorzugt von wenigstens 150A aufweist. Vorteilhaft weist das Kabel einen elektrisch leitfähigen Querschnitt von wenigstens 50mm² auf. Der Querschnitt kann dabei z.B. senkrecht zur Längsachse bestimmt werden.
Dadurch, dass jeder Leitungsstrang aus mehreren Litzen gebildet ist werden eine besonders hohe Stromtragfähigkeit der Leitungsstränge und eine hohe mechanische Stabilität des einzelnen Leitungsstrangs erzielt.
Dadurch, dass jeder Leitungsstrang einen Querschnitt von wenigstens 0,2mm² und höchstens 6mm² aufweist wird vorteilhaft eine besonders gute Flexibilität der einzelnen Leitungsstränge bewirkt, die eine besonders gute Schwingungsdämpfung bewirkt. Gleichzeitig ist dadurch jeder Leitungsstrang ausreichend mechanisch stabil und stromtragfähig und es lässt sich problemlos ein Kontaktierelement mit ihm verbinden. Besonders bevorzugt liegt der Querschnitt jedes Leitungsstrangs in einem Bereich von 0,5mm² und 2mm².
Dadurch, dass der Dämpfungsabschnitt vollständig im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist wird vorteilhaft bewirkt, dass der Steckkontakt kompakt baut und das Risiko eines ungewollten Kurzschlusses zwischen zwei Steckkontakten oder eines Verhakens zwischen zwei Steckkontakten gering bleibt. Mit anderen Worten: das Gehäuse umhüllt den Dämpfungsabschnitt und haust diesen ein.
Dadurch, dass die Leitungsstränge im Dämpfungsabschnitt sich entlang einer Form erstrecken, die gewählt ist aus der Gruppe: ein Bogen, eine Omega-förmige Schleife, ein Looping wird vorteilhaft eine besonders gute Dämpfung von Schwingungen bewirkt. Durch die vorgeschlagenen Formen kann auf geringem Raum bzw. einer geringen Erstreckungslänge des Dämpfungsabschnitts entlang der Längsachse eine besonders gute Dämpfung erzielt werden. Dadurch kann der Steckkontakt vorteilhaft besonders kompakt und klein gebaut werden. Dies ist z.B. für beengte Platzverhältnisse in Automobilen oder anderen technischen Einrichtungen ein großer Vorteil.
Dadurch, dass die Kontaktierelemente entlang eines Kreises um eine Achse angeordnet sind, wobei die Achse sich parallel zur Längsachse (A) erstreckt wird vorteilhaft eine besonders sichere elektrische und mechanische Kontaktierung der Kontaktflächen des Gegenkontaktelements gewährleistet. Ein in ein derartig ausgebildetes Kontaktelement eingestecktes Gegenkontaktelement wird automatisch durch die Kontaktierelemente in radialer Richtung, also quer zur Längsachse, zentriert. Wird durch eine Vibration das Gegenkontaktelement in eine radiale Richtung verschoben, so könnte sich zwar die Anpresskraft auf eines der Kontaktierelemente reduzieren, gleichzeitig steigt dann jedoch die Anpresskraft auf das gegenüberliegende Kontaktierelement. Dadurch wird ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontaktelement gewährleistet.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Steckverbindersystem, insbesondere für Hochstromanwendungen, vorgeschlagen.
Das Steckverbindersystem umfasst dabei einen elektrischen Steckkontakt wie oben beschrieben. Das Steckverbindersystem umfasst weiterhin ein Gegenkontaktelement. Das Gegenkontaktelement ist mit den Kontaktierelementen mechanisch und elektrisch kontaktiert.
Dadurch wird vorteilhaft ein Steckverbindersystem geschaffen, welches gleichzeitig eine besonders gute Schwingungsdämpfung und eine hohe Stromtragfähigkeit von mehr als 10A, bevorzugt von mehr als 50A aufweist und dabei einfach und kostengünstig mit nur wenigen Elementen herstellbar ist.
Das Gegenkontaktelement kann z.B. an seiner radial nach außen weisenden Außenseite zumindest ein Material aufweisen, welches gewählt ist aus der Gruppe Silber, Gold, Zinn, Nickel oder Legierungen der genannten Materialien. Dadurch wird eine besonders hohe Stromtragfähigkeit und bei der Verwendung von Edelmetallen eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit ermöglicht. Auch kann dadurch ein besonders geringer Übergangswiderstand bewirkt werden.
Dadurch, dass das Gegenkontaktelement einen runden Querschnitt aufweist ist das Gegenkontaktelement besonders einfach herstellbar und kann besonders einfach in den Steckkontakt bzw. dessen Gehäuse eingesteckt werden, da es keine Vorzugsrichtung in Umfangsrichtung um die Längsachse herum gibt. Es lässt sich dadurch auch besonders einfach kontaktieren. Es kann also als sogenannter Rundstift ausgebildet sein.
Das Gegenkontaktelement kann dabei z.B. entlang einer Einsteckrichtung in das Gehäuse des Steckkontakts eingesteckt sein.
Der Innenraum des Gehäuses kann korrespondierend dazu einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders einfache Herstellung des Steckkontakts möglich. Auf diese Weise lässt sich das Gegenkontaktelement besonders einfach einstecken,
Dadurch, dass das Gegenkontaktelement als Flachmesser ausgebildet ist und der Steckkontakt zum Aufschieben auf das Flachmesser ausgebildet ist, wobei das Kontaktierelement Kontaktflächen des Flachmessers elektrisch und mechanisch kontaktieren kann auch für die Kontaktierung und/oder zur Direktkontaktierung von als Flachmesser ausgebildeten Kontakten von Messerleisten eine besonders zuverlässige und kostengünstige Schwingungsentkopplung bereitgestellt werden.
Eine derartige Kontaktierung kann durch jeweils ein einziges Kontaktierelement pro Flachmesser bereitgestellt werden. In diesem Fall ist das Flachmesser lediglich von einer Seite elektrisch kontaktiert. Bei mehreren Flachmessern einer Messerleiste kann der elektrische Steckkontakt mehrere Kontaktierelemente nebeneinander aufweisen, von denen jeder ein Flachmesser kontaktiert.
Der elektrische Steckkontakt für die Kontaktierung jedes Flachmessers kann jedoch z.B. auch zwei einander gegenüberliegende Kontaktierelemente aufweisen, zwischen die dann das Flachmesser zur Kontaktierung eingeschoben werden kann. Mit anderen Worten kann bei einer derartigen Ausführung zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktierelementen ein Spalt bzw. ein Schlitz bzw. eine Art Schacht ausgebildet sein, in welchen das Flachmesser einer Messerleiste zur elektrischen Kontaktierung eingeschoben wird. Für die Kontaktierung einer Mehrzahl von Flachmessern einer Messerleiste kann der Steckkontakt eine Reihe von paarweise einander gegenüberliegenden Kontaktierelementen aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen

1: eine perspektivische Ansicht eines Kabels eines Steckkontakts;
2a: einen schematischen Querschnitt eines Steckkontakts;
2b: eine Frontansicht des Steckkontakts aus 2a
2c: eine schematische Detailansicht des Kabels aus dem Steckkontakt aus 2a
3a-3c: verschiedene Ausführungsformen des Verlaufs des Kabels im Dämpfungsabschnitt;
4: eine schematische Detailansicht des Kabels in einer weiteren Ausführungsform des Steckkontakts.

1 zeigt ein Kabel 1 für einen elektrischen Steckkontakt für Hochstromanwendungen, wobei sich das Kabel entlang einer Längsachse A erstreckt. Das Kabel 1 ist aus einer Vielzahl von Litzen 5a gebildet. Dabei sind jeweils mehrere Litzen 5a zu einem Leitungsstrang 5 gebündelt. Das Kabel ist somit aus einer Mehrzahl von Leitungssträngen 5 gebildet. Die Leitungsstränge 5 sind jedoch alle mit jeweils einem benachbarten Leitungsstrang 5 in elektrischem und mechanischem Kontakt und nicht voneinander separat geführt bzw. voneinander beabstandet. Durch diesen Aufbau ist das Kabel 1 ziemlich biegesteif im Vergleich zu separat geführten Leitungssträngen 5 oder gar einzelnen Litzen 5a. Andererseits ist es biegeelastischer als ein Kabel, welches aus einem Vollmaterial ausgebildet ist. Das Kabel 1 baut sehr kompakt in einer radialen Richtung R, die sich quer zur Längsachse A erstreckt und kann daher einfach mit einer Isolierung 2, die als Isoliermantel ausgebildet ist umhüllt werden. Das Kabel 1 weist durch die Vielzahl der Litzen auch eine hohe Stromtragfähigkeit auf.
Die Litzen 5a des Kabels 1 können z.B. als Material Kupfer, Aluminium, Zinn, Silber oder Legierungen der Materialien umfassen. Die Litzen können z.B. auch beschichtet sein, z.B. verzinnt. Die Isolierung 2 kann weist eine elektrische Leitfähigkeit auf, die wenigstens um zwei Größenordnungen geringer ist als die der Litzen. Sie kann aus einem elektrisch schlecht leitenden Kunststoff gebildet sein.
Das Kabel 1 ist dazu ausgelegt, hohe Ströme zu leiten, z.B. wenigstens 10A, bevorzugt wenigstens 50A und ganz besonders bevorzugt wenigstens 150A. Es kann dazu einen Querschnitt von z.B. wenigstens 5mm², bevorzugt von wenigstens 10mm2 und ganz besonders bevorzugt von wenigstens 25mm² aufweisen. Beispielsweise kann das Kabel 1 einen Querschnitt von 25mm² oder 50mm² oder 100mm² aufweisen.
In der Figur ist zusätzlich noch die Umfangsrichtung U dargestellt, die die Längsachse A umläuft.
2a zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Steckverbindersystem 100 für Hochstromanwendungen. Das Steckverbindersystem 100 weist einen elektrischen Steckkontakt 10 für Hochstromanwendungen auf sowie ein Gegenkontaktelement 8. Der Steckkontakt 10 umfasst ein Gehäuse 20, welches sich entlang einer Längsachse A erstreckt und einen Innenraum 21 zur Aufnahme des Gegenkontaktelements 8 aufweist. Außerhalb des Steckkontakts 1 befindet sich ein Außenraum 22 des Steckkontakts 1. Der Innenraum 21 kann von einer Wand 23 begrenzt sein. Der Steckkontakt 10 umfasst weiterhin ein Kabel 1, welches zumindest abschnittsweise dem Kabel 1 aus 1 entsprechen kann. Das Kabel 1 ist wie das in 1 aus einer Vielzahl von Litzen 5a gebildet. Dabei ist das Kabel 1 von dem Außenraum 22 des Gehäuses 20 in den Innenraum 21 des Gehäuses 20 geführt und am Gehäuse 20 befestigt. Die Befestigung kann mit üblichen Befestigungsmitteln 9 erfolgen, z.B. mit Klemmen, Überwurfmuttern, Schellen etc.
Das Kabel 1 weist im Innenraum 21 ein Ende 1a auf. Das Kabel 1 weist benachbart zu dem Ende 1a einen Dämpfungsabschnitt 4 auf. Das Kabel 1 ist in dem Dämpfungsabschnitt 4 in eine Mehrzahl von separaten Leitungssträngen 5 aufgesplittet. Im Unterschied zu den in 1 dargestellten Leitungssträngen 5 sind die Leitungsstränge 5 der 2a im Dämpfungsabschnitt 4 somit nicht eng zusammenliegend und stehen nicht entlang ihrer Erstreckung mit wenigstens einem benachbarten Leitungsstrang 5 in mechanischem und/oder elektrischem Kontakt. Vielmehr sind sie separat voneinander und somit zumindest in der radialen Richtung R voneinander mechanisch entkoppelt An wenigstens zwei Leitungssträngen 5 ist ein Kontaktierelement 6 festgelegt. Diese Kontaktierelemente 6 sind geeignet, das Gegenkontaktelement 8 im in das Gehäuse 20 eingesteckten Zustand mechanisch und elektrisch zu kontaktieren. Die Kontaktierelemente 6 sind einander zugewandt im Gehäuse 20 angeordnet und begrenzen einen Kontaktierraum 7, in den das Gegenkontaktelement 8 eingeschoben werden kann. Die Kontaktierelemente 6 weisen auf ihren dem Kontaktierraum 7 zugewandten Flächen Kontaktlamellen 6a auf, die als federnde Kontaktzungen ausgebildet sein können und mit einer Kontaktieroberfläche des Gegenkontaktelements 8 in mechanischen und elektrischen Kontakt treten können, sobald das Gegenkontaktelement in den Kontaktierraum 7 eingeschoben ist. Die Kontaktierelemente können entlang der Längsachse A in ihrer Position im Gehäuse 20 eng toleriert festgelegt sein, z.B. durch eine in 4 dargestellte Rastlanze 6c, welche in dem Innenraum 21 des Gehäuses 20 verrastet.
Die Schwingungsentkopplung des Kabels 1 wird durch den Dämpfungsabschnitt 4 ermöglicht, der im dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig im Innenraum 21 angeordnet ist und von dem Gehäuse 20 eingehaust ist. Der Dämpfungsabschnitt 4 weist entlang der Längsachse A eine Länge L auf, welche sich zwischen dem dem Dämpfungsabschnitt 4 zugewandten Ende der Kontaktierelemente 6 und der Aufsplittung der Leitungsstränge 5 in voneinander separate Leitungsstränge 5 erstreckt. Die Leitungsstränge weisen dagegen im Dämpfungsabschnitt 4 entlang ihrer jeweiligen Erstreckungsrichtung eine Länge L1 auf, die wenigstens 10% größer ist als die Länge L des Befestigungsabschnitts 4. Vorzugsweise ist die Länge L1 der Leitungsstränge 5 wenigstens 50% größer als die Länge des Befestigungsabschnitts 4. Dadurch wird eine besonders gute Schwingungsdämpfung auch bei großen Amplituden bewirkt.
Durch die Separierung der Leitungsstränge 5 wird eine größere Flexibilität des Kabels 1 im Dämpfungsabschnitt 4 erzielt, wodurch Vibrationen sich nicht direkt vom Kontaktierelement 6 in das Kabel 1 übertragen oder nicht vom Kabel 1 auf die Kontaktierelemente 6.
In der 2a ist das Gegenkontaktelement 8 noch nicht entlang einer Einsteckrichtung E, die hier parallel zur Längsachse A verläuft in das Gehäuse 20 eingesteckt worden.
2b zeigt eine Aufsicht auf eine Einstecköffnung 25 für das Gegenkontaktelement 8 im Gehäuse 20. Es sind exemplarisch sechs Kontaktierelemente 6 mit ihren dem Kontaktierraum 7 zugewandten Kontaktlamellen 6a dargestellt. Die Kontaktierelemente 6 sind dabei auf einem Kreis angeordnet, der eine Achse umläuft, die parallel zur Längsachse A verläuft.
2c zeigt eine Aufsicht auf das Kabel 1 im Steckkontakt 10 der 2a. Es ist von rechts nach links dargestellt, wie die Leitungsstränge 5 zunächst miteinander verflochten innerhalb der Isolierung 2 verlaufen. Anschließend verlaufen die Leitungsstränge 5 weiterhin miteinander verflochten wie in 1 in einem abisolierten Abschnitt. Schließlich folgt der Dämpfungsabschnitt, in dem die Leitungsstränge 5 entflochten sind, also voneinander separiert verlaufen - sie sind hier mechanisch voneinander entkoppelt. An den Dämpfungsabschnitt 4 schließen sich die Kontaktierelemente 6 an, die jeweils an einem freien Ende eines separaten Leitungsstrangs 5 in einem Verbindungsabschnitt 6b des Kontaktierelements 6 befestigt sind. In diesem Verbindungsabschnitt 6b kann z.B. der Leitungsstrang 5 z.B. angecrimpt sein (siehe 2c), er kann jedoch auch angelötet, angeschweißt oder z.B. mit einem leitfähigen Kleber angeklebt sein.
Die Kontaktierelemente können z.B. aus einem dünnen oder dickeren Metallblech mit einer Materialstärke von 0,1mm bis 5mm, bevorzugt 1mm bis 3mm gefertigt sein. Sie können als Stanzbiegeteile ausgeführt sein.
Das Gegenkontaktelement 8 kann z.B. als Rundelement bzw. Kontaktmesser ausgebildet sein. Es kann als Material Aluminium oder Kupfer oder Silber aufweisen oder Legierungen dieser Stoffe. Auf seiner äußeren radialen Oberfläche kann es z.B. mit einem Material beschichtet sein, welches Gold, Silber, Kupfer, Platin, Zinn oder Legierungen dieser Materialien aufweist.
In den 3a-3c sind verschiedene Formen dargestellt, in denen die separierten Leitungsstränge 5 des Kabels 1 im Dämpfungsabschnitt verlaufen können. 3a zeigt die Form eines Bogens. 3b zeigt die Form einer omegaförmigen Schleife und 3 zeigt die Form eines Loopings bzw. einer loopingförmigen Schleife. Durch diese Ausgestaltungen kann eine möglichst lange Entkopplungsstrecke bzw. Länge L1 des jeweiligen separierten Leitungsstrangs 5 auf kurzer Strecke entlang der Längsachse A bewirkt werden. Dementsprechend kann die Dämpfungswirkung gegenüber Vibrationen verbessert werden.
4 zeigt ein Steckverbindersystem 100, bei dem das Gegenkontaktelement 8 durch ein Flachmesser 30 mit einer Kontaktfläche 31 gebildet ist. Es ist hier aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich ein einziges Kontaktierelement 6 an einem einzigen separierten Leitungsstrang 5 dargestellt. Auch wurde das Gehäuse 20 weggelassen, welches dafür sorgt, dass das Kontaktierelement 6 gegen die Kontaktierfläche 31 gepresst wird (ähnlich einem Einsteckschlitz für eine SD Karte in einem SD-Kartenleser). Am linken Ende der Figur ist der Dämpfungsabschnitt 4 dargestellt, an dessen Ende (weiter rechts) das Kontaktierelement 6 im Verbindungsabschnitt 6b z.B. angecrimpt ist. Das Kontaktierelement 6 kontaktiert mit seiner Kontaktlamelle 6a die Kontaktfläche 31 des Flachmessers. An der von der Kontaktlamelle 6a abgewandten Seite des Kontaktierelements 6 ist beispielhaft eine elastisch reversibel nach innen federbare Rastlanze 6c angeordnet, die in einem Hinterschnitt des hier nicht dargestellten Gehäuses 20 des Steckkontakts 1 verrasten kann.
Es versteht sich, dass in einer hier nicht dargestellten Ausführungsform das Flachmesser 30 auch auf seiner von der Kontaktfläche 31 abgewandten Seite, die in der Figur nach unten weist, eine weitere Kontaktfläche aufweisen kann. Die Kontaktierung kann dann durch einen elektrischen Steckkontakt 10 erfolgen, der wie derjenige in 4 ausgebildet ist, jedoch ein weiteres Kontaktierelement aufweist, welches dem Kontaktierelement 6 gegenüberliegt und die weitere Kontaktfläche elektrisch und mechanisch kontaktiert. Zwischen dem Kontaktierelement 6 und dem weiteren Kontaktierelement kann ein Spalt oder Schlitz oder Schacht ausgebildet sein, in welchen das Flachmesser 30 eingeschoben werden kann, so dass dessen Kontaktfläche 31 und weitere Kontaktfläche von dem Kontaktierelement 6 bzw. dem weiteren Kontaktierelement elektrisch kontaktiert wird. Das Kontaktierelement 6 und das weitere Kontaktierelement können dabei derart mechanisch miteinander verbunden sein, dass sie das Flachmesser 30 zwischen sich festklemmen und so stets eine ausreichend hohe, beidseitig auf das Flachmesser wirkende Kontaktkraft aufbringen.
Ein derartiger elektrischer Steckkontakt 10 kann auch mehrere Flachmesser einer Messerleiste gleichzeitig kontaktieren. In diesem Fall sind dann mehrere Paare von einander gegenüberliegenden Kontaktierelementen 6 und weiteren Kontaktierelementen in einer Reihe nebeneinander angeordnet.
Auf diese Weise kann einfach und kostengünstig eine vibrationsgedämpfte Direktkontaktierung von Flachmessern, z.B. Flachmessern einer Messerleiste, erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10138755 [0004]
EP 0926766 [0005]
DE 102011076988 [0006]

Claims

Elektrischer Steckkontakt für Hochstromanwendungen, umfassend -- ein Gehäuse (20), welches sich entlang einer Längsachse (A) erstreckt und einen Innenraum (21) zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements (8) aufweist, -- ein Kabel (1), welches aus einer Vielzahl von Litzen (5a) gebildet ist, wobei das Kabel (1) von einem Außenraum (22) des Gehäuses (20) in den Innenraum (21) des Gehäuses (20) geführt ist und am Gehäuse (20) befestigt ist, wobei das Kabel (1) im Innenraum (21) ein Ende (1a) aufweist, wobei das Kabel (1) benachbart zu dem Ende (1a) einen Dämpfungsabschnitt (4) aufweist, in dem das Kabel (1) in eine Mehrzahl von separaten Leitungssträngen (5) aufgesplittet ist, wobei an wenigstens zwei Leitungssträngen (5) ein Kontaktierelement (6) festgelegt ist, welches zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung des Gegenkontaktelements (8) geeignet ist.
Elektrischer Steckkontakt nach Anspruch 1, wobei eine Erstreckungslänge (L1) der Leitungsstränge (5) im Dämpfungsabschnitt (4) zumindest um 20% größer ist als eine Länge (L) des Dämpfungsabschnitts (4) entlang der Längsachse (A).
Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kabel (1) einen elektrisch leitfähigen Querschnitt von wenigstens 10mm² aufweist.
Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Leitungsstrang (5) aus mehreren Litzen (5a) gebildet ist.
Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Leitungsstrang (5) einen Querschnitt von wenigstens 0,2mm² und höchstens 6mm² aufweist.
Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dämpfungsabschnitt (4) vollständig im Innenraum (21) des Gehäuses (20) angeordnet ist.
Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitungsstränge (5) im Dämpfungsabschnitt (4) sich entlang einer Form erstrecken, die gewählt ist aus der Gruppe: ein Bogen, eine Omega-förmige Schleife, ein Looping.
Elektrischer Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Kontaktierelemente (6) entlang eines Kreises um eine Achse angeordnet sind, wobei die Achse sich parallel zur Längsachse (A) erstreckt.
Steckverbindersystem, umfassend: -- einen elektrischen Steckkontakt (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -- ein Gegenkontaktelement (8), welches mit den Kontaktierelementen (6) mechanisch und elektrisch kontaktiert ist.
Steckverbindersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gegenkontaktelement (8) einen runden Querschnitt aufweist und/oder wobei das Gegenkontaktelement (8) als Flachmesser (30) ausgebildet ist und der Steckkontakt (10) zum Aufschieben auf das Flachmesser (30) ausgebildet ist, wobei das Kontaktierelement (6) Kontaktflächen (31) des Flachmessers (30) elektrisch und mechanisch kontaktieren.