DE102019125798A1

DE102019125798A1 - Kontaktelement

Info

Publication number: DE102019125798A1
Application number: DE102019125798.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bruland
Original assignee: Harting Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-25
Also published as: EP3799210A1

Abstract

Die bevorzugte Ausführungsform eines elektrischen Kontaktelements weist einen Steckbereich zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Steckbereich eines kongruenten Kontaktelements auf. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Kontaktelement einen Crimpbereich mit einer zylindrischen Öffnung zum Verbinden des Kontaktelements mit einem elektrischen Leiter auf. Der Steckbereich ist hierbei mit dem Crimpbereich lösbar verbunden.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kontaktelement nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Derartige Kontaktelemente werden benötigt, um eine elektrische Verbindung zwischen üblicherweise zwei Steckverbindern herzustellen, welche in der Lage sein müssen, hohen elektrischen Strom von einem Steckverbinder zu einem entsprechenden Gegensteckverbinder zu übertragen.
Stand der Technik
Der Stand der Technik weist viele Kontaktelemente zur Übertragung von hohen elektrischen Strömen auf. Besonderes im Bereich der Elektromobilität gibt es auch Kontaktelemente, welche zweiteilig ausgeführt sind. Diese werden eingesetzt, um eine Modularität zu schaffen, um mit einem Ladestecker verschiedene Adapter für entsprechende Länder/ Regionen einsetzen zu können. Dabei handelt es sich üblicherweise um Buchsenkontakte.
Stiftkontakte zur Übertragung von hohen Strömen sind üblicherweise aus einem Werkstück spanend gefertigt. Das Material für hochwertige Kontakte ist allerdings sehr teuer. Derartige Kontaktelemente werden bisher „aus dem Vollen“ gedreht, das heißt aus einem (zylindrischen) Profil auf die benötigten Maße spanend gefertigt. Dadurch wird ein Großteil des kostenintensiven Kontaktmaterials vergeudet. Darüber hinaus bestehen unterschiedliche Anforderungen für den Steckbereich zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Gegensteckbereich eines kongruenten Kontaktelements und dem Crimpbereich zur kraftschlüssigen, elektrisch leitenden Verbindung des Kontaktelements mit einem elektrischen Leiter.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kontaktelement anzubieten, welches sowohl den generellen Materialverbrauch senkt, als auch die damit verbundenen Kosten, die sich durch das ungenutzte Material ergeben, zu minimieren und die Bereiche des Kontaktelements den jeweils unterschiedlichen Anforderungen anzupassen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Die bevorzugte Ausführungsform eines elektrischen Kontaktelements weist einen Steckbereich zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem Steckbereich eines kongruenten Kontaktelements auf. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Kontaktelement einen Crimpbereich mit einer zylindrischen Öffnung zum Verbinden des Kontaktelements mit einem elektrischen Leiter auf. Der Steckbereich ist hierbei mit dem Crimpbereich lösbar verbunden. Speziell als Stiftkontakt ausgeführte Kontaktelemente profitieren maßgeblich von dieser Ausführungsform. Kostspielige und hochwertige Materialien zur Herstellung einer elektrischen Verbindung können effektiver Eingesetzt werden. Gleichzeitig kann für den Crimpbereich ein günstigeres Material eingesetzt werden, sowohl bezogen auf die Materialkosten, als auch auf die Verformbarkeit. Unter Crimpbereich versteht der Fachmann den Bereich eines Kontaktelements, welcher bestenfalls werkzeuggestützt, derart verformt wird, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Crimpbereich und einem damit verbindbaren (elektrischen) Leiter hergestellt wird.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Crimpbereich zumindest eine zweite zylindrische Öffnung zur Aufnahme des Steckbereichs vorsieht, wobei die zweite zylindrische Öffnung einen geringeren Durchmesser aufweist, als der Durchmesser zur Aufnahme des Leiters. Damit ist gemeint, dass ein Steckbereich in den Crimpbereich eingefügt werden kann. Sinnvollerweise ist die zweite zylindrische Öffnung eine Vertiefung, also eine nicht durchgehende Öffnung. Dadurch wird verhindert, dass ein Steckbereich während der Montage durch den Crimpbereich ungewünscht weit eingeführt, beziehungsweise hindurchgeführt wird.
In einer weiterentwickelten Ausführungsform wird die Verbindung des Steckbereichs und dem Crimpbereich durch eine Übermaßpassung realisiert. Sinnvoll ist außerdem eine Unterstützung dieser Übermaßpassung. Dazu ist dem Steckbereich einen Ends ein Muster angeformt, welches mit dem Crimpbereich (3) in Eingriff gebracht ist. Durch ein derartiges Muster, beispielsweise ein Rändel, kann der Sitz des Steckelements im Crimpbereich verbessert werden.
Eine clevere Ausführungsform sieht vor, dass der Steckbereich eine axiale Gewindeöffnung aufweist. Ein mit einer solchen Gewindeöffnung versehener Steckbereich kann optimaler Weise eine Verbindung durch Übermaßpassung zusätzlich durch eine Schraubverbindung sichern. Der Steckbereich ist also mit dem Crimpbereich durch eine Schraubverbindung verbunden.
In einer denkbaren Ausführung weist der Crimpbereich an dessen steckbereichseitigen Stirnseite einen bolzenähnlichen Fortsatz auf, welcher mit einem Gewinde versehen ist. Dieser Fortsatz kann dabei in einer zylindrischen Öffnung angeformt sein. Auf diesen Gewindefortsatz kann ein Steckbereich aufgeschraubt werden.
Der Crimpbereich sieht in einer Ausführungsform eine dritte zylindrische Öffnung zur Durchführung einer Schraube vor. Diese dritte zylindrische Öffnung weist einen geringeren Durchmesser auf, als der Durchmesser der ersten zylindrischen Öffnung und der Durchmesser der zweiten zylindrischen Öffnung. Somit kann zunächst der Steckbereich in die besagte zweite zylindrische Öffnung des Crimpbereichs eingepresst werden. Anschließend wird eine Schraube durch die erste zylindrische Öffnung und die dritte zylindrische Öffnung im Crimpbereich geführt und mit dem Steckbereich verschraubt.
Eine weitere Ausführungsform dazu sieht vor, dass der Crimpbereich einen trichterförmigen Übergang zwischen der ersten zylindrischen Öffnung und der zumindest einen weiteren zylindrischen Öffnung aufweist. Sinnvollerweise läuft dieser trichterförmige Übergang zu der besagten dritten zylindrischen Öffnung hin. Durch den Verlauf von der ersten zylindrischen Öffnung hin zur dritten zylindrischen Öffnung kann eine senkkopfschraube eingesetzt werden, sodass eine sichere Schraubverbindung hergestellt wird und zeitgleich ausreichend Platz für eine sichere Crimpung des Leiters bleibt.
Eine besonders geschickte Ausführungsform sieht vor, den Steckbereich und der Crimpbereich aus sich unterscheidenden Materialien anzufertigen. Somit kann ein hochwertiges Material für die Herstellung einer elektrischen Verbindung durch den Steckbereich kostengünstig einsetzbar. Für den Crimpbereich kann demnach ein besser verformbares Material eingesetzt werden. Somit können beide Bereiche, Steckbereich und Crimpbereich aus Materialien geformt werden, welche für den jeweiligen Anwendungsbereich optimal ausgelegt sind.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 die Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines zweiteiligen Kontaktelements in einer teilweisen Schnittansicht.

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 zur Herstellung elektrischer Verbindungen. Dabei ist der Steckbereich 2 von dem Crimpbereich 3 getrennt dargestellt. An dem Steckbereich angeformt lässt sich das Muster 5 erkennen, was dazu dient, die Übermaßpassung zwischen Steckbereich 1 und der zweiten zylindrischer Öffnung 7 zu festigen. Der Crimpbereich 3 ist üblicherweise grundsätzlich zylindrisch ausgebildet und weist in der dargestellten Ausführungsform drei zylindrische Öffnungen 4, 7 und 8 auf. Die erste zylindrische Öffnung 4 des Crimpbereichs 3 ist mit einem Durchmesser d1 dazu vorgesehen, einen Leiter (nicht dargestellt) aufzunehmen. Die Außenwand wird nach der Aufnahme eines Leiters mit einem Werkzeug auf den abisolierten Leiter gequetscht. Dieser Vorgang ist als „Crimpen“ bekannt. Die zweite zylindrische Öffnung 7 ist dazu vorgesehen, den Steckbereich 2 mit seinem angeformten Muster 5 aufzunehmen. Der Durchmesser d2 der zweiten zylindrischen Öffnung 7 ist dabei kleinergleich dem Durchmesser des Steckbereichs 2. Dadurch wird eine zuvor erwähnte Übermaßpassung erzielt. Durch die Schnittdarstellung wird weiterhin deutlich, dass eine dritte zylindrische Öffnung 8 einen kleineren Durchmesser d3 aufweist. Dabei stellt die dritte zylindrische Öffnung 8 einen Durchgang zwischen der ersten zylindrischen Öffnung 4 und der zweiten zylindrischen Öffnung 7 dar. Durch die dritte zylindrische Öffnung 8 kann zur verbesserten Sicherheit eine Schraube 10 durchgeführt werden. Diese Schraube 10 wird geschickter Weise in eine Gewindeöffnung 6 in den Steckbereich 2 eingeschraubt. In der dargestellten Ausführungsform wird eine Senkung vorgesehen, welche als einen trichterförmigen Verlauf 9 zwischen der ersten zylindrischen Öffnung 4 und der dritten zylindrischen Öffnung 8 formt. Durch diesen trichterförmigen Verlauf 9 kann besagte Schraube 10 als Senkkopfschraube ausgeführt werden und platzsparend und einfach eingebracht werden. Weiterhin würde durch den Einsatz einer Senkkopfschraube der Crimpbereich 3 in seiner Funktion nicht nennenswert beeinflusst. Ein großer Vorteil der Trennung von Steckbereich 2 und Crimpbereich 3 liegt besonders darin, dass für den Steckbereich 2 ein hochwertiges Material zur Herstellung einer elektrischen Verbindung genutzt werden kann, während für den Crimpbereich 3 ein günstigeres, besser verformbares Material gewählt werden kann.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kontaktelement
2: Steckbereich
3: Crimpbereich
4: erste zylindrische Öffnung
5: Muster
6: Gewinde
7: zweite zylindrische Öffnung
8: dritte zylindrische Öffnung
9: trichterförmiger Verlauf
10: Schraube
d1: Durchmesser der ersten Öffnung
d2: Durchmesser der zweiten Öffnung
d3: Durchmesser der dritten Öffnung

Claims

Elektrisches Kontaktelement (1), mit einem Steckbereich (2) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einem korrespondierenden Kontaktelement und einem Crimpbereich (3) mit einer zylindrischen Öffnung (4) zum Verbinden des Kontaktelements (1) mit einem elektrischen Leiter dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (2) mit dem Crimpbereich (3) lösbar verbunden ist.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Crimpbereich (3) zumindest eine zweite zylindrische Öffnung (7) zur Aufnahme des Steckbereichs (2) vorsieht, wobei die zweite zylindrische Öffnung (7) einen geringeren Durchmesser (d2) aufweist, als der Durchmesser (d1) zur Aufnahme des Leiters.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (2) mit dem Crimpbereich (3) durch eine Übermaßpassung verbunden ist.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (2) an einem Ende ein Muster (5) aufweist, welche mit dem Crimpbereich (3) in Eingriff bringbar ist.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (2) eine axiale Gewindeöffnung (6) aufweist.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Crimpbereich (3) an dessen steckseitiger Stirnseite einen bolzenähnlichen Fortsatz aufweist, welcher mit einem Gewinde versehen ist.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (2) mit dem Crimpbereich (3) durch eine Schraubverbindung gegen ungewolltes Lösen gesichert wird.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Crimpbereich (3) eine dritte zylindrische Öffnung (8) zur Durchführung einer Schraube (10) vorsieht, wobei die dritte zylindrische Öffnung (8) einen geringeren Durchmesser (d3) aufweist, als jeweils die Durchmesser (d1) der ersten zylindrischen Öffnung (4) und Durchmesser (d2) der zweiten zylindrischen Öffnung (7).
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Crimpbereich (3) einen trichterförmigen Übergang (9) zwischen der ersten zylindrischen Öffnung (4) und zumindest einer zweiten zylindrischen Öffnung (7) und/ oder einer dritten zylindrischen Öffnung (8) aufweist.
Elektrisches Kontaktelement (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (2) und der Crimpbereich (3) aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind.