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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochstrom-Steckverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.
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Steckverbindungen sind aus der Leistungselektronik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Dabei werden üblicherweise Steckkontaktsysteme mit Federkontakten oder mit Schraubverbindungen verwendet. Hierbei ist insbesondere an Schraubverbindungen nachteilig, dass hier eine Zugänglichkeit für ein Schraubwerkzeug notwendig ist. Steckkontakte können dagegen verdeckt gefügt werden. Aus der
DE 10 2017 218 326 A1 ist eine Steckverbindung mit einem Steckerpin, einer Steckeraufnahme, und einem Kontaktkäfig bekannt, durch die eine elektrische Steckverbindung zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung hergestellt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Hochstrom-Steckverbindung für eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung vorgeschlagen. Die Hochstrom-Steckverbindung umfasst einen an die erste Leitung anschließbaren Steckerpin, eine an die zweite Leitung anschließbare Steckeraufnahme, einen Kontaktkäfig, welcher zwischen dem Steckerpin und der Steckeraufnahme angeordnet ist und eingerichtet ist, einen elektrischen Kontakt zwischen dem Steckerpin und der Steckeraufnahme herzustellen, wobei der Kontaktkäfig einen zylindrischen Basiskörper und eine Vielzahl von Kontaktzungen aufweist, wobei die Kontaktzungen jeweils einen mit dem Basiskörper verbundenen Basisbereich, einen Endbereich und einen zwischen dem Basisbereich und dem Endbereich angeordneten Kontaktbereich aufweist. Erfindungsgemäß liegt der Endbereich an der Steckeraufnahme an und der Kontaktbereich liegt an dem Steckerpin an.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Hochstrom-Steckverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass durch den Kontaktkäfig eine vorteilhaft große und flexible Kontaktfläche zur elektrischen Verbindung mit dem Steckerpin bereitgestellt wird. So wird eine besonders gute und gleichzeitig flexible elektrische und mechanische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Leitung hergestellt. Durch die vorteilhaft große Anlagefläche für den Steckerpin an dem Kontaktkäfig wird die Kontaktfläche zwischen Kontaktkäfig und dem Steckerpin vergrößert und somit der Übergangswiderstand verringert. Der Stromfluss insgesamt wird durch eine Verkürzung des Kontaktes und die optimierte Anlagefläche im Vergleich zu den bekannten Varianten deutlich verbessert.
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Der Kontaktkäfig kann weiterhin vorteilhaft einfach durch Stanz- und Biegeprozesse hergestellt werden. Dabei können die Eigenschaften des Kontaktkäfigs durch gezielte Auswahl des Materials, der Dicke oder des Verhältnisses der Kontaktzungen zu den Freistanzungen zwischen den Kontaktzungen auf einfache Weise ausgewählt und skaliert werden. Im Vergleich zum Stand der Technik kann der Kontaktkäfig ohne enge Biegeradien oder Abprägungen gefertigt werden. Durch einfache Anordnung und Stanztechnik ist die Anzahl der Kontaktfinger in Abhängigkeit von Käfigdurchmesser und Materialdicke einfach skalierbar. Weiterhin ist das Verhältnis von Dicke zu Breite der Kontaktzungen vorteilhaft einfach durch Auswahl des Materials und Anpassung des Stanzprozesses skalierbar. Somit lassen sich Kontaktflächen an dem Kontaktkäfig vorteilhaft einfach skalieren und an die Anforderungen bezüglich der notwendigen Elastizität der Kontaktzungen und der zu führenden Ströme und/oder Temperaturen anpassen.
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Im Unterschied zu Kontaktkäfigen aus dem Stand der Technik sind keine engen Biegeradien an dem Kontaktkäfig und insbesondere nicht an den Kontaktzungen des Kontaktkäfigs nötig. Ein Kontaktkäfig ohne enge Biegeradien kann vorteilhaft einfach hergestellt werden und weist eine besonders hohe Flexibilität und Stabilität des Materials auf.
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In der erfindungsgemäßen Hochstrom-Steckverbindung stützen sich die Kontaktzungen an den ihren beiden Enden, dem Basisbereich und dem Endbereich, ab. Die Basisbereiche der Kontaktzungen sind direkt mit dem Basiskörper des Kontaktkäfigs verbunden. Die Endbereiche stützen sich an der Steckeraufnahme ab. Die Kontaktbereiche zwischen den Endbereichen und den Basisbereichen der Kontaktzungen sind in Richtung des Steckerpins hin gewölbt. So bildet jede Kontaktzunge ein federelastisches Element, dass sich durch den Kontakt mit dem Steckerpin verformt. Der Steckerpin liegt im Kontaktkäfig an den Kontaktbereichen der Kontaktzungen an und verformt diese elastisch. Dadurch, dass die Endbereiche der Kontaktzungen an der Steckeraufnahme anliegen, ist zwischen der Steckeraufnahme und dem Kontaktkäfig ein weiterer elektrischer Kontakt hergestellt, so dass der Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktkäfig und der Steckeraufnahme vorteilhaft reduziert ist. Durch die Wölbung der Kontaktbereiche und die Abstützung der Endbereiche der Kontaktzungen wird ein vorteilhaft anpassungsfähiger und elastischer Kontaktkäfig zur Aufnahme des Steckerpins gebildet. Zur Verbindung des Steckerpins mit einer Steckeraufnahme sind somit nur sehr geringe Steckkräfte notwendig.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass in der Steckeraufnahme ein Hauptaufnahmeraum ausgebildet ist, wobei der Kontaktkäfig in dem Hauptaufnahmeraum der Steckeraufnahme angeordnet ist. Der Basiskörper des Kontaktkäfigs kann somit vorteilhaft im Inneren der Steckeraufnahme, beispielsweise an einer Bodenfläche des Hauptaufnahmeraums anliegen und sich an diesem bei Aufnahme des Steckerpins abstützen. Gleichzeitig können sich die Endbereiche der Kontaktzungen vorteilhaft gut von Innen an der Steckeraufnahme abstützen. So können sich die Kontaktzungen bei Aufnahme des Steckerpins elastisch verformen.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Hauptaufnahmeraum durch eine Innenwand der Steckeraufnahme und einen Bodenbereich der Steckeraufnahme begrenzt ist, wobei der Basiskörper des Kontaktkäfigs an dem Bodenbereich der Steckeraufnahme anliegt und die Endbereiche der Kontaktzungen des Kontaktkäfigs an der Innenwand der Steckeraufnahme anliegen. Der Kontaktkäfig passt sich somit vorteilhaft, nachdem er beispielsweise durch Stanzen und Biegen gefertigt wurde, beim Einbringen in den Hauptaufnahmeraum der Steckeraufnahme dem zur Verfügung stehenden Platz in dem Hauptaufnahmeraum an und kann beim Einbringen elastisch verformt werden. Der Kontaktkäfig kann somit einfach radial und robust in der Steckeraufnahme positioniert werden. Somit kann auch eine vorteilhaft gute elektrische Anbindung des Kontaktkäfigs an die Steckeraufnahme erfolgen.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Innenwand einen an den Bodenbereich anschließenden ersten zylindrischen Bereich und einen zweiten zylindrischen Bereich aufweist, wobei die Innenwand zwischen dem ersten zylindrischen Bereich und dem zweiten zylindrischen Bereich einen konischen Zwischenbereich aufweist. Somit können die Endbereiche des Kontaktkäfigs vorteilhaft an dem zweiten zylindrischen Bereich anliegen und gegen diesen gedrückt werden. Der Kontaktkäfig ist somit auf vorteilhaft einfache Art in der Steckeraufnahme positioniert. Somit erfolgt eine vorteilhaft gute elektrische Anbindung des Kontaktkäfigs an die Steckeraufnahme.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kontaktzungen an den Kontaktbereichen bogenförmig mit einer ersten Biegung ausgebildet sind, wobei die Kontaktzungen an der ersten Biegung von dem Steckerpin weg, in radialer Richtung gebogen sind. Durch die Biegung sind die Kontaktzungen am Kontaktbereich zum Steckerpin hin gewölbt. Die Kontaktzungen bilden somit ein elastisches Federelement, das sich an dem Basiskörper des Kontaktelements und mit den Endbereichen an der Steckeraufnahme abstützt und bei dem der Kontaktbereich durch den Steckerpin federelastisch verformt wird.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass durch die ersten Biegungen elastische Federelemente gebildet sind, wobei der Steckerpin eine Kraft auf die Kontaktbereiche ausübt, durch die die Kontaktzungen elastisch verformt sind.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass an den Enden der Kontaktzungen Stirnflächen ausgebildet sind, die an der Steckeraufnahme, insbesondere an der Innenwand der Steckeraufnahme, anliegen. Die Kontaktzungen legen sich somit mit ihren Endbereichen radial an der Steckeraufnahme an und stützen sich radial von dieser ab. Somit wirkt die Kraft von den Kontaktzungen auf die Steckeraufnahme radial. Auf diese Weise ist der Kontaktkäfig stark vereinfacht, insbesondere bezüglich seiner Herstellbarkeit, der Materialauswahl und seiner Robustheit in der Anwendung.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Endbereiche bogenförmig mit einer zweiten Biegung ausgebildet sind, wobei die Endbereiche an der zweiten Biegung an der Steckeraufnahme, insbesondere an der Innenwand der Steckeraufnahme, anliegen. So wird eine besonders stabile und gleichzeitig flexible Anlage der Endbereiche der Kontaktzungen an der Steckeraufnahme sichergestellt.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Basiskörper des Kontaktkäfigs in dem ersten zylindrischen Bereich angeordnet ist und/oder dass die Endbereiche der Kontaktzungen in dem zweiten zylindrischen Bereich angeordnet sind.
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Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kontaktzungen im Wesentlichen in Radialrichtung der Hochstrom-Steckverbindung mit dem Steckerpin und/oder der Steckeraufnahme in Kontakt sind.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Hochstrom-Steckverbindung zur Verbindung einer ersten Leitung mit einer zweiten Leitung,
- 2 eine Schnittansicht durch das erste Ausführungsbeispiel der Hochstrom-Steckverbindung von 1,
- 3 eine Darstellung des Kontaktkäfigs des ersten Ausführungsbeispiels der Hochstrom-Steckverbindung von 1,
- 4 eine Draufsicht auf den Kontaktkäfig des ersten Ausführungsbeispiels der Hochstrom-Steckverbindung von 1,
- 5 eine Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hochstrom-Steckverbindung,
- 6 eine Darstellung des Kontaktkäfigs des zweiten Ausführungsbeispiels der Hochstrom-Steckverbindung von 5,
- 7 eine Draufsicht auf den Kontaktkäfig des zweiten Ausführungsbeispiels der Hochstrom-Steckverbindung von 5,
- 8 eine Darstellung eines noch nicht gebogenen Kontaktkäfigs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 eine Hochstrom-Steckverbindung 1 beschrieben. Die Hochstrom-Steckverbindung 1 kann beispielsweise zur Verbindung einer elektrischen Maschine mit einem Steuergerät eingesetzt werden, wobei Stromschienen (Busbars) der elektrischen Maschine beispielsweise als erste Leitung 11 mit Stromschienen (Busbars) des Steuergeräts als zweite Leitung 12 verbunden werden. Die Hochstrom-Steckverbindung 1 ist insbesondere zur Anwendung bei Elektromotoren von Fahrzeugen einsetzbar, da die Hochstrom-Steckverbindung 1 hohe Vibrationsbelastungen aushält. Weiterhin kann die Hochstrom-Steckverbindung 1 beispielsweise auch als Steckverbindung zwischen einem Inverter und einem elektrischen Energiespeicher dienen.
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1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Hochstrom-Steckvorrichtung 1. Die Hochstrom-Steckverbindung 1 umfasst einen Steckerpin 2, eine Steckeraufnahme 3 und einen Kontaktkäfig 4.
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Der Steckerpin 2 ist an eine erste Leitung 11 anschließbar. Der Steckerpin 2 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Kupfer, ausgebildet. Die erste Leitung 11 ist aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer ausgebildet. Die erste Leitung 11 ist beispielsweise als sich flächig erstreckende Leiterschiene, die beispielsweise auch Busbar genannt wird, ausgebildet. Ist der Steckerpin 2 an die erste Leitung 11 angeschlossen, so ist der Steckerpin 2 mit der ersten Leitung 11 elektrisch leitend verbunden. Der Steckerpin 2 kann beispielsweise flächig an der ersten Leitung 11 anliegen und so an dieser angeschlossen sein.
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Die Steckeraufnahme 3 ist an eine zweite Leitung 12 anschließbar. Die Steckeraufnahme 3 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Kupfer, ausgebildet. Die zweite Leitung 12 ist aus einem elektrisch leitenden Material, wie beispielsweise Kupfer ausgebildet. Die zweite Leitung 12 ist beispielsweise als sich flächig erstreckende Leiterschiene, die beispielsweise auch Busbar genannt wird, ausgebildet. Ist die Steckeraufnahme 3 an die zweite Leitung 12 angeschlossen so ist die Steckeraufnahme 3 mit der zweiten Leitung 12 elektrisch leitend verbunden. Die Steckeraufnahme 3 kann beispielsweise flächig an der zweiten Leitung 12 anliegen und so an dieser angeschlossen sein.
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Ist der Steckerpin 2 mit einer ersten Leitung 11 elektrisch leitend verbunden und die Steckeraufnahme 3 mit einer zweiten Leitung 12 elektrisch leitend verbunden, so dient die Hochvolt-Steckverbindung 1 der elektrischen Verbindung der ersten Leitung 11 mit der zweiten Leitung 12. Der Steckerpin 2 kann in axialer Richtung a in die Steckeraufnahme 3 mit dem Kontaktkäfig 4 eingesteckt werden. Die axiale Richtung a der Hochstrom-Steckverbindung 1 entspricht der Richtung, in der der Steckerpin 2 in die Steckeraufnahme 3 eingesteckt ist. Die radiale Richtung r bezeichnet die Richtungen senkrecht zur axialen Richtung a.
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Wie in 1 dargestellt, kann die Hochstrom-Steckverbindung 1 weiterhin eine Kappe 7 aus einem elektrisch isolierenden Material umfassen. Die Kappe 7 umschließt die Steckeraufnahme 3 beispielsweise vollständig. Die Kappe 7 weist beispielsweise einen zylindrischen Hauptkörper sowie eine Durchgangsöffnung in einem Deckelbereich auf. Die Durchgangsöffnung dient zur Durchführung des Steckerpins 2. Hierbei kann die Durchgangsöffnung als Zentriereinrichtung ausgebildet sein, die den Steckerpin 2 in der Kappe zentriert. Hierbei liegt ein beispielsweise zylindrischer Hauptkörper 20 des Steckerpins in der Durchgangsöffnung an.
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Weiterhin kann die Hochstrom-Steckverbindung 1 weitere in den Figuren nicht dargestellte Bauteile umfassen, wie beispielsweise ein Deckelelement als Berührschutz, welches am Steckerpin 2 angeordnet sein kann, wobei der Steckerpin 2 durch das Deckelelement 8 hindurchgeführt ist und das Deckelelement 8 die Hochstrom-Steckverbindung 1 vor äußeren Einflüssen schützt. Weiterhin kann auch ein Federelement vorgesehen sein, das einen gewissen Federweg bereitstellen kann, welcher sowohl während des Fügevorgangs als auch während des gefügten Zustands, d.h., im Betrieb, vorhanden ist. Hierdurch kann eine schüttelfeste Ausgestaltung der Hochstrom-Steckverbindung 1 realisiert werden.
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2 zeigt einen Querschnitt durch die Steckeraufnahme 3, den Steckerpin 2 und den Kontaktkäfig 4. In der Steckeraufnahme 3 ist ein Hauptaufnahmeraum 30 ausgebildet. In dem Hauptaufnahmeraum 30 ist der elektrische Kontakt zwischen der Steckeraufnahme 3, dem Kontaktkäfig 4 und dem Steckerpin 2 hergestellt. Der Hauptaufnahmeraum 30 ist als innere Ausnehmung in der Steckeraufnahme 3 ausgebildet und dient der Aufnahme des Kontaktkäfigs 4 und des Steckerpins 2. Dabei ist der Hauptaufnahmeraum 30 in der Steckeraufnahme 3 in axialer Richtung a zur zweiten Leitung 12 hin durch einen Bodenbereich 31 der Steckeraufnahme 3 begrenzt. Der Bodenbereich 31 ist beispielsweise eben ausgebildet. Der Bodenbereich 31 erstreckt sich beispielsweise flächig senkrecht zur axialen Richtung a. In radialer Richtung r ist der Hauptaufnahmeraum 30 durch eine Innenwand 32 der Steckeraufnahme begrenzt. Die Innenwand 32 kann beispielsweise zumindest teilweise zylinderförmig und/oder konisch ausgebildet sein. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Innenwand 32 beispielsweise zwei zylinderförmige Bereiche 33, 35 und einen zwischen den zylinderförmigen Bereichen 33, 35 angeordneten konischen Zwischenbereich 34 auf. Der erste zylindrische Bereich 33 schließt, insbesondere unmittelbar, an den Bodenbereich 31 der Steckeraufnahme 3 an. Der erste zylindrische Bereich 33 weist einen über die Ausdehnung des ersten zylindrischen Bereichs 33 in der axialen Richtung a konstanten Querschnitt auf. An den ersten zylindrischen Bereich 33 schließt ein konischer Zwischenbereich 34 der Innenwand 32 an. In den konischen Zwischenbereich 34 weitet sich die Innenwand 32 in axialer Richtung a zum zweiten zylindrischen Bereich 35 hin. Der zweite zylindrische Bereich 35 der Innenwand 32 schließt beispielsweise direkt an den konischen Zwischenbereich 34 der Innenwand 32 an. Der zweite zylindrische Bereich 35 weist einen über die Ausdehnung des zweiten zylindrischen Bereichs 35 in der axialen Richtung a konstanten Querschnitt auf. Der zweite zylindrische Bereich 35 weist einen größeren Querschnitt als der erste zylindrische Bereich 33 auf.
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Wie in 2 dargestellt, ist der Kontaktkäfig 4 in dem Hauptaufnahmeraum 30 der Steckeraufnahme 3 angeordnet. Der Kontaktkäfig 4 ist somit zwischen dem Steckerpin 2 und der Steckeraufnahme 3 angeordnet. Der Kontaktkäfig 4 stellt einen elektrischen Kontakt zwischen dem Steckerpin 2 und der Steckeraufnahme 3 her. Der Kontaktkäfig 4 ist beispielsweise einstückig ausgebildet. Der Kontaktkäfig 4 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferverbindung, beispielsweise aus CuCr1Zr, ausgebildet. Der Kontaktkäfig 40 kann ohne Beschichtung oder mit Beschichtung ausgebildet sein. Als Beschichtung kann beispielsweise SnAg oder Ag vorgesehen sein.
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Der Kontaktkäfig 4 umfasst einen Basiskörper 41 und eine Vielzahl von Kontaktzungen 40. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind 15 Kontaktzungen 40 an dem Basiskörper 41 ausgebildet. Es kann aber auch eine andere Zahl an Kontaktzungen 40 vorgesehen sein. Die Kontaktzungen 40 schließen an den Basiskörper 41 an. Der Basiskörper 41 ist beispielsweise zylindrisch ausgebildet. Die Kontaktzungen 40 schließen in Axialrichtung a an den beispielsweise zylindrischen Basiskörper 41 an. Die Kontaktzungen 40 sind beispielsweise alle gleich ausgebildet. Die einzelnen Kontaktzungen 40 sind voneinander durch Zwischenräume beabstandet und nur über den Basiskörper 41 miteinander verbunden.
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Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel des Kontaktkäfigs 4 in 2 bis 4 dargestellt, weisen die Kontaktzungen 40 jeweils einen Basisbereich 42, einen Kontaktbereich 43 und einen Endbereich 44 auf. Der Basisbereich 42 einer Kontaktzunge 40 ist der Bereich, der direkt an den zylindrischen Basiskörper 41 des Kontaktkäfigs 4 anschließt. Der Basisbereich 42 der Kontaktzunge 40 ist direkt an dem zylindrischen Basiskörper 41 des Kontaktkäfigs 4 ausgebildet. Der Endbereich 44 einer Kontaktzunge 40 ist der von dem Basisbereich 42 der Kontaktzunge 40 abgewandte Bereich am Ende der Kontaktzunge 40. Der Endbereich 44 einer Kontaktzunge 40 bildet die Spitze der Kontaktzunge 40. Der Kontaktbereich 43 ist der Bereich einer Kontaktzunge 40, der zwischen dem Basisbereich 42 dieser Kontaktzunge 40 und dem Endbereich 44 dieser Kontaktzunge 40 angeordnet ist. Der Kontaktbereich 43 einer Kontaktzunge 40 verbindet den Basisbereich 42 der Kontaktzunge 40 mit dem Endbereich 44 der Kontaktzunge 40.
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Die Kontaktzungen 40 bilden eine federelastische Aufnahme für den Steckerpin 2 in der Steckeraufnahme 3. Dabei stützt sich der Kontaktkäfig 4 an der Steckeraufnahme 3 ab. Der Basiskörper 41 des Kontaktkäfigs 4 liegt an dem Bodenbereich 31 im Hauptaufnahmeraum 30 an. Gleichzeitig liegt jede Kontaktzunge 40 mit ihrem jeweiligen Endbereich 44 an der Innenwand 32 der Steckeraufnahme 3 an. In den dargestellten Ausführungsbeispielen liegen die Endbereiche 44 der Kontaktzungen 40 an dem zweiten zylindrischen Bereich 35 der Innenwand 32 an. Der Basiskörper 41 des Kontaktkäfigs 4 ist dabei in dem ersten zylindrischen Bereich 33 angeordnet. Bei in den Kontaktkäfig 4 eingestecktem Steckerpin 2 werden die Endbereiche 44 der Kontaktzungen 40 radial nach Außen gegen die Innenwand 32 des Hauptaufnahmeraums 30 gedrückt. In dem in 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Stirnflächen 45 an den Endbereichen 44 der Kontaktzungen 40 an der Innenwand 32 der Steckeraufnahme 3 an. Somit laufen in diesem Ausführungsbeispiel die Endbereiche 44 der Kontaktzungen 40 im Wesentlichen senkrecht auf die Innenwand 32 der Steckeraufnahme 3 zu. Die Basisbereiche 42 der Kontaktzungen 40 schließen im Wesentlichen in axialer Richtung an den Basiskörper 41 der Kontaktkäfigs 4 an. Die Kontaktbereiche 43 zwischen den Basisbereichen 42 und den Endbereichen 44 sind jeweils bogenförmig mit einer ersten Biegung 46 ausgebildet. So sind die Kontaktzungen 40 an den ersten Biegungen 46 in radialer Richtung r nach Außen in Richtung zur Innenwand 42 hingebogen. Die Kontaktzungen 40 sind an der ersten Biegung 46 von dem Steckerpin 2 weg gebogen. Die Kontaktzungen 40 stehen sternförmig von dem Basiskörper 41 ab. An den Kontaktbereichen 43 liegen die Kontaktzungen 40 frei und liegen nicht an der Steckeraufnahme 3 an. Durch die Kontaktbereiche 43 der Kontaktzungen 40 sind elastische Federelemente gebildet, die sich verformen, wenn der Steckerpin 2 in den Kontaktkäfig 4 eingesteckt wird. Der Steckerpin 2 wirkt dabei eine Kraft auf die Kontaktbereiche 43 aus und drückt diese auseinander. So sind die Kontaktzungen 40 elastische verformt, wenn der Steckerpin 2 in den Kontaktkäfig 4 eingesteckt ist.
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Wie aus den Figuren ersichtlich ist, wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Steckerpin 2 und der Steckeraufnahme 3 über den Kontaktkäfig 4 hergestellt. Dazu liegt jede Kontaktzunge 40 mit dem Kontaktbereich 43 direkt an dem Steckerpin 2 an, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Kontaktzunge 40 und dem Steckerpin 2 hergestellt ist. Gleichzeitig liegt jede Kontaktzunge 40 mit dem Endbereich 44 direkt an der Steckeraufnahme 3 an, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Kontaktzunge 40 und der Steckeraufnahme 3 hergestellt ist.
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Der Steckerpin 2 weist einen Hauptkörper 20 und einen konischen Bereich 21 auf. Der Hauptkörper 20 ist mit der ersten Leitung 11 elektrisch verbunden. An einer Stirnseite 22 des Steckerpins 2 ist eine Ausnehmung zur Aufnahme eines nicht dargestellten Isolationspins ausgebildet. Der konische Bereich 21 des Steckerpins 2 ist zumindest teilweise in den Kontaktkäfig 4 eingesteckt. Der konische Bereich 21 des Steckerpins 2 liegt dabei an den Kontaktbereichen 43 der Kontaktzungen 40 des Kontaktkäfigs 4 an. Die Kontaktbereiche 43 der Kontaktzungen 40 des Kontaktkäfigs 4 bilden eine Aufnahme für den Steckerpin 2. Die Kontaktbereiche 43 der Kontaktzungen 40 des Kontaktkäfigs 4 werden beim Einstecken des Steckerpins 2 in den Kontaktkäfig 4 durch den konischen Bereich 21 des Steckerpins 2 elastisch auseinandergedrückt. Die Kontaktbereiche 43 der Kontaktzungen 40 des Kontaktkäfigs 4 wirken somit eine Kraft auf den Steckerpin 2 aus. Die Kontaktzungen 40 weisen federnde Eigenschaften auf.
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Die Kontaktstellen zwischen den Kontaktzungen 40 und dem Steckerpin 2 liegen dabei beispielsweise in einer ersten Ebene, die sich beispielsweise senkrecht zur axialen Richtung a erstreckt. Die Kontaktstellen zwischen den Kontaktzungen 40 und der Steckeraufnahme 3 liegen beispielsweise in einer zweiten Ebene, die sich beispielsweise senkrecht zur axialen Richtung a erstreckt. Die erste Ebene und die zweite Ebene verlaufen beispielsweise beabstandet voneinander und parallel zueinander. Die beiden Ebenen können sich aber auch entsprechen.
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Die 5 bis 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Hochstrom-Steckverbindung 1. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weisen die Kontaktzungen 40 des Kontaktkäfigs 4 beim zweiten Ausführungsbeispiel nicht nur jeweils eine erste Biegung 46, sondern zusätzlich jeweils eine zweite Biegung 47 auf. Dabei sind die Endbereiche 44 der Kontaktzungen 40 bogenförmig mit einer zweiten Biegung 47 ausgebildet. Dabei liegen die Endbereiche 44 an der zweiten Biegung 47 an der der Innenwand 32 der Steckeraufnahme 3 an. Durch die zweite Biegung 47 werden elektrische Kontakte zwischen den Kontaktzungen 40 und der Innenwand 32 der Steckeraufnahme 3 mit vorteilhaft großer Kontaktfläche realisiert.
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8 zeigt ein Stanzteil, aus dem ein Kontaktkäfig 40 auf einfache Weise hergestellt werden kann. Das gegenüber bekannten Lösungen sehr vereinfachten Stanzteil kann beispielsweise aus einem elektrisch hochleitfähigem Kupfer-Werkstoff, der durch einfach ausführbare Präge- und Biegeschritte in seine runde Form gebracht wird, hergestellt werden. Die Kontaktzungen 40 oder der gesamte Kontaktkäfig 4 können beispielsweise aus CuCr1Zr hergestellt sein, das sich durch sehr gute Leitfähigkeiten bei gleichzeitig passenden mechanischen Eigenschaften auszeichnet.
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Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017218326 A1 [0002]
