DE19735945A1 - Elektrischer Kontakt in Edelstahl auf Basis Schneid-Klemmtechnik - Google Patents

Description

Elektrische Kontakte in verschiedenen Bauformen sind bekannt und in Verwendung. Bei diesen bekannten Kontakten werden ausschließlich Kupferlegierungen als Basisma­ terial verwendet, um einerseits wegen des hohen elektri­ schen Leitwertes eine möglichst hohe Stromübertragung zu gewährleisten, andererseits müssen sie noch genügend Federeigenschaften sicherstellen, um die geforderten Spannungsabfälle bzw. Kontaktübergangswiderstände über die Lebensdauer zu erreichen.

Alle Kontaktmaterialien auf Kupferlegierungsbasis haben jedoch den Nachteil, daß bei Temperaturbeanspruchungen von 150 bis 200°C, wie sie z. B. bei der Verwendung in Kraft­ fahrzeugen vorkommen, einen mehr oder weniger großen Ab­ fall der Federspannung unterliegen.

Bei der klassischen Legierung Kupfer/Zink (Messing) tritt abgesehen von der möglichen Spannungs-Rißkorrosion, schon bei Temperaturen über 100°C ein verhältnismäßig starker Federspannungsabfall (Relaxation genannt) ein. Dieser Werkstoff scheidet somit für Anwendungen die über 100°C hinausgehen trotz seiner verhältnismäßig günsti­ gen Stromleitfähigkeit für Kontakte, deren Lebensdauer­ erwartung bei 10 Jahren und mehr, aus.

Andere zum Einsatz gebrachte Kupferlegierungen weisen geringere Relaxationen auf, doch liegen diese auch bei Temperaturen über 160°C nach 10 Jahren bei 15 bis 20%.

Mit Rücksicht auf die heute fast ausschließlich ver­ wendete Crimptechnik als Leiteranschluß, muß das Ba­ sismaterial eine noch gute Verformbarkeit aufweisen, um Rißbildung oder Brüche zu vermeiden.

Hingegen ist bei der Schneidklemmtechnik eine Verformung nicht erforderlich, da lediglich Federbeanspruchung im ela­ stischen Bereich vorliegt.

Die nachfolgend beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktkonstruktion, bei der die Stromleitfähigkeit von untergeordneter Bedeutung ist, jedoch die Aufrechter­ haltung der Federeigenschaften des Kontaktes bis 200°C über 10 Jahre erreicht, indem als Kontaktwerkstoff Edel­ stahl verwendet wird.

Bei elektronischen Anwandungen, wie sie z. B. in Kraftfahr­ zeugen vorliegen, gibt es im Motorraum oder Getriebebereich usw. Kontaktierungen, die diese obere Temperaturgrenze er­ reichen, wobei die Ströme im Milli- oder Mikroamperebereich liegen. Verglichen mit den Eingangswiderständen der Elek­ troniken, die im Kiloohmbereich liegen, fällt somit der höhere Materialwiderstand von Edelstahl nicht ins Gewicht.

Als weiterer Vorteil ist anzuführen, daß eine Oberflächen­ veredelung über den gesamten Kontaktbereich nicht erfor­ derlich ist. Lediglich der Kontaktbereich ist entsprechend zu beschichten, wie z. B. mit einer selektiven Goldschicht, wobei eine Diffusionssperre, wie sie bei Kupferlegierungen als Kontaktwerkstoff sein muß, entfällt.

Die Erfindung sowie Weiterbildungen der Erfindung, weitere Aufgabenaspekte und weitere Vorteilsaspekte, werden nun im Zusammenhang mit einer Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen folgendes:

Fig. 1 die Kontaktabwicklung in Draufsicht,

Fig. 2 den fertig gestanzten und geformten Kontakt Seitenansicht,

Fig. 3 den Kontaktierungsbereich Kontakt von vorne gesehen,

Fig. 4 die perspektivische Darstellung des fertig gestanzten und geformten Kontaktes,

Fig. 5 den Kontakt in einem Steckergehäuse einge­ bracht und verrastet, von der späteren Leiter­ austrittseite gesehen,

Fig. 6 den Kontakt in einem Steckergehäuse einge­ bracht und verrastet im Schnitt von oben ge­ sehen,

Fig. 7 den Kontakt in einem Steckergehäuse einge­ bracht und verrastet im Schnitt von der Sei­ te gesehen.

Fig. 1 zeigt die gestanzte aber noch nicht geformte Abwicklung des Kontaktes. Er besteht aus einem Stück, mit 2 Kontaktfedern (1A), (1B), die nach dem Formen gegenüber lie­ gen und so ausgebildet sind, daß sie an den jeweiligen Enden verrundet sind (5A), (5B), um beim Einführen in die Kon­ taktkammer nicht zu verhaken.

Die nach dem Formen gabelförmig im Kontaktpunkt (6) auf­ einanderliegenden Kontaktfederenden (2A), (2B) nehmen den Gegenstecker, z. B. ein zungenförmiges Flachsteckelement auf, wobei die Kontaktierungsstellen (3A), (3B) kalottenförmig geprägt werden, können mit geringem Abstand voneinander entfernt sein, können berühren oder aber auch unter Vor­ spannung aufeinander liegen.

Fig. 1 zeigt auch, daß das jeweilige Federstück vom Ende zur Kontaktierungsstelle hin (4A), (4B) trapezförmig ver­ laufend ist, um von der Kontaktierungsstelle (3A), (3B) weg, den beiden Laschen (8) hin, bzw. bis zur Verengung (14) wieder trapezförmig auseinander laufen, um auf die ursprüng­ liche Federbreite zu kommen.

Fig. 1 zeigt, daß an einem Federstück rechts und links Laschen (8) angebracht sind, die nach der Formung die beiden gegenüberliegenden Kontaktfedern (1A), (1B) zusammenhal­ ten, indem sie U-förmig überlappend gebogen werden.

Nach den Laschen (8) befindet sich ein breiteres Teilstück (16) mit zu den Laschen hin schräg verlaufenden Seiten (15) in dessen Mittelbereich sich eine trapezförmige Rastzunge (9), die bis auf die Anbindung rundum freigestanzt ist (16A), um beim Einschwenken nicht zu verklemmen, befindet.

Fig. 1 zeigt anschließend an das breite Teilstück (16) den Schneidklemmbereich, bestehend aus den verrundeten Schlitzen­ den (11), den parallelen Kontaktierungsschlitzen (10), den schräg verlaufenden Schneidekanten (12) und den die beiden Schneid­ klemmen verbindenden Stegen (13).

Fig. 1 zeigt anschließend an den Schneidklemmbereich, den zweiten, spiegelbildlich zum ersten Kontaktfederteil (1A), (3A) (4A), (5A) angeordneten Kontaktteil (1B), (3B), (4B), (5B) und den in der Breite verringerten Teilstück (14).

Fig. 2 zeigt in der Seitenansicht, wie der Kontakt geformt ist. Das Vorderteil des nunmehr geformten und gefalteten Kontaktes (2A), (2B) in V-Form zum Kontaktierungspunkt (6) zu­ sammenlaufend, dann die Kontaktfedern (1A), (1B) vom Kontak­ tierungspunkt (6) bis zu den Knickpunkten (7A), (7B) wieder auseinanderlaufend und von dort zu den beiden Laschen (8) wieder zusammenlaufend, wo sie durch diese als U verformt zusammengehalten werden.

Fig. 2 zeigt ebenfalls den zu einem Rechteck gebogenen Schneidklemmteil mit den 90°Biegungen (21), (22), (23), (24) und der schräg nach außen gebogenen Rastzunge (9).

Fig. 3 zeigt den fertigen Kontakt von vorne gesehen (in Einsteckrichtung des Gegensteckers).

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung des fertig gestanzten und geformten Kontaktes.

Fig. 5 zeigt den Kontakt auf den Schneidklemmbereich ge­ sehen und dem breiten Teilstück (16), welches seitlich in dem Kontaktgehäuse angebrachten Nuten unten aufliegt (17), ge­ führt und zentriert wird, so daß sich die Kontaktfedern (1A), (1B) völlig frei, auch bei einen gesteckten Gegensteckers, in der Kontaktkammer (32) befinden. Schräg nach innen verlaufende Überlappungen (18) des Kontaktgehäuses, die über den Verbin­ dungsstegen (13) der Schneidklemmen liegen, haben ebenfalls Führungs- und Zentrierfunktion für Kontakt und einzubringen­ den Leiter.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen ebenfalls den Kontakt im Kontakt­ gehäuse (32), daß das breitere Teilstück (16) in den seit­ lichen Nuten (17) des Kontaktgehäuses zentriert wird und aufliegt, einerseits um den Einpreßdruck beim Schneidklemm­ vorgang durch das Kontaktgehäuse aufzunehmen, andererseits auch Zentrierfunktion zu gewährleisten.

Fig. 7 zeigt desweiteren, daß der Rastabsatz (20) im Kon­ taktgehäuse (32) am Ende der Gehäusekammer angebracht ist, so daß der Kontakt erst kurz vor Beendigung des Einschie­ bevorganges, mit der Rastzunge (9) einrastet.

An den Nutenden angebrachte Schrägen (30), wie auch Schrägen an den Überlappungen (18) über den Stegen (13) haben die Funk­ tion des besseren Findens beim Einbringen des Kontaktes in die Gehäusekammer.

Fig. 7 zeigt desweiteren, daß in der Gehäusekammer eine Schräge (29) angebracht ist, die das leichtere Einführen des Kontaktes ermöglicht. Die Freimachung (19) ist einer­ seits spritzwerkzeugbedingt, andererseits dient sie gege­ benenfalls zum Einführen eines Werkzeuges, um den Kontakt aus dem Kontaktgehäuse zu entnehmen.

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen auf der Stirnseite des Kontakt­ gehäuses Einlaufschrägen (25), (26) mit einer schlitzförmi­ gen Verengung (27), (28), die dafür sorgt, den Gegenkontakt mit geringst möglichen Mittenversatz dem Kontakt zuzuführen.

Fig. 7 zeigt auch, daß auch die für den Schneidklemmbe­ reich benötigte Bauhöhe größer ist als die Bauhöhe der Kon­ taktfadern. Der dadurch im Oberteil des Kontaktgehäuses ent­ stehende Freiraum (33) kann für Kodier-Polarisier- oder Ver­ riegelungsfunktionen mit dem Gehäuse des Gegensteckers be­ nutzt werden.

Claims (10)

1. Elektrischer Kontakt in Edelstahl auf Basis Schneidklemmtechnik (Fig. 1 bis einschließ­ lich Fig. 4), gekennzeichnet durch

• - ein für Flachstecker aufnehmendes Kontaktelement, aus einem Stück gestanzt und geformt, dessen Ma­ terial Edelstahl ist, bestehend aus zwei gegenüber­ liegenden Federarmen (1A), (1B), die so ausgebildet sind, daß sie gemäß Fig. 2 im gabelförmigen vorderen Federteil (2A), (2B) ein Flachsteckelement aufnehmen können, wobei die beiden gegenüberlie­ genden Federteile an der Kontaktierungsstelle (6), die im einzelnen kalottenförmig geprägt sind (3A), (3B) und wie in Fig. 3 gezeigt, berühren können, einen geringen Abstand aufweisen können, oder unter Federvorspannung aufeinander liegen, um danach bis zu den Knickpunkten (7A), (7B) wieder auseinenderzu­ laufen und von dort bis zu den beiden Laschen (8) beziehungsweise an dem anderen Federarm (1B) bis zu der Stelle, die eine Verengung der Federbreite auf­ weist (14) zusammenlaufen und von den beiden U-för­ mig gebogenen Laschen zusammengehalten werden.

2. Anspruch nach 1, gekennzeichnet durch

• - eine wie in Fig. 1 gezeigte trapezförmige Aus­ bildung der Federteile (4A), (4B) mit verrundeten Ecken (5A), (5B), die von den von den geprägten Kon­ taktierungsstellen (3A), (3B) aus wieder trapezförmig bis zu den beiden Laschen (8) beziehungsweise Ver­ engungen (14) auseinanderlaufen.

3. Anspruch nach 1 und 2, gekennzeichnet durch

• - ein wie in Fig. 1 gezeigtes an die Laschen (8) an­ schließendes breiteres Teilstück (16) mit zu den Laschen hin schräg verlaufenden Seiten (15) in dessen Mittelbereich sich eine trapezförmige Rastzunge (9) befindet, die bis auf die Anbindung rundum frei­ gestanzt ist (16A).

4. Anspruch nach 1, 2 und 3, gekennzeich­ net durch

• - ein wie in Fig. 1, Fig. 2, und in Fig. 4 gezeigtes Kontaktteil, welches die Ausnehmungen für den Schneid­ klemmanschluß mit dem Leiter enthält, bestehend aus den jeweils verrundeten Enden der Kontaktierungs­ schlitze (11), den parallel verlaufenden Kontak­ tierungsschlitzen (10), den schräg verlaufenden Schneid­ kanten (12), und den die beiden Schneidklemmen ver­ bindenden Stegen (13), zwischen dem breiteren Teil­ stück (16) und dem Federteil (18) an dessen Verengung (14), angeordnet ist.

5. Anspruch nach 1, 2, 3 und 4, gekennzeich­ net durch

• - der in Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 7 darge­ stellten Formung des Schneidklemmbereiches (10), (11) (12), (13) und den 90° abgewinkelten Stellen (21), (22), (23), (24), so daß in der Seitenansicht mit dem verbrei­ terten Teilstück (16) eine rechteckige oder quadra­ tische Form entsteht, wobei die Rastzunge (9) im ver­ breiterten Teilstück (16), schräg nach außen steht.

6. Anspruch nach 1, 2, 3, 4 und 5, gekenn­ zeichnet durch

• - der in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten Darstellung des Kontaktes in einer Gehäusekammer des Kontaktgehäu­ ses (32), wobei die Federarme (1A), (1B) sowohl im un­ gesteckten als auch im gesteckten Zustand eines Ge­ gensteckers völlig frei stehen.

7. Anspruch nach 1, 2, 3, 4, 5 und 6, gekenn­ zeichnet durch

• - daß das in Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 gezeigte Mittelstück (16) in den seitlichen Nuten (17), die Auslauf (30) angeschrägt sind, zentriert und ge­ führt wird, nach unten aufliegt, mit den schrägen Seiten (15) gegen die ebenfalls schräg auslaufen­ den Nutenden (15A) anschlägt, wenn die Rastzunge (9) hinter den Rastabsatz (20) des Kontaktgehäuses (32) gerastet hat, so daß aber noch ein geringes axiales Spiel vorhanden ist.

8. Anspruch nach 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7, gekennzeichnet durch

• - daß die beiden Schneidklemmen verbindenden Stege (13) durch schräg nach innen verlaufende Überlap­ pungen (18) des Kontaktgehäuses (32), die am Einlauf (31) angeschrägt sind, Zentrierfunktion für den Kon­ takt und den einzubringenden Leiter haben.

9. Anspruch nach 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, gekennzeichnet durch

• - wie in Fig. 7 gezeigt, durch die unterschiedlichen Bauhöhen des Kontaktfederteiles und des Schneid­ klemmteiles entstehende Freiraum (33) außerhalb des Kontaktgehäuses (32) für Polarisier-, Kodier-, oder Verrast- und Verriegelungszwecke mit dem Ge­ genstecker benutzt werden können.

10. Anspruch nach 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, gekennzeichnet durch

• - wie in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt, der Einlauf für den Gegenstecker in das Kontaktgehäuse (32) ange­ schrägt ist (25), (26) und mit einer schlitzförmi­ gen Verengung (27), (28) als zentrierender Durchlaß für den Gegenstecker versehen ist.