DE19941515A1

DE19941515A1 - Hochstromkontakt

Info

Publication number: DE19941515A1
Application number: DE19941515A
Authority: DE
Inventors: Johann Scholler; Pas Hans Ten
Original assignee: Interconnectron GmbH
Current assignee: Hypertac GmbH
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-01
Also published as: US6520998B1; EP1081796A1; DE29915380U1

Abstract

Vorgestellt wird ein hochstromkontakt, insbesondere Steckerbuchse für elektrische Steckverbindungen, welche aus einen formstabilen, wenigstens über einen Teil seiner Länge hin als Hohlzylinder ausgebildeten Metallkörper und einer in dessen als Hohlzylinder ausgebildeten Bereich einliegenden, eine Vielzahl mit einem in die Steckerbuchse einzuführenden Kontaktstift in linien- oder streifenförmige Anlage tretender Kontaktierungsmitteln, wie Kontaktdrähte oder Kontaktstreifen aufweisenden, Kontaktfederbuchse besteht, und bei dem einerseits zur Verbesserung seiner Betriebssicherheit und andererseits zur gleichzeitigen Verringerung des Herstellungsaufwandes vorgesehen ist, dass die Kontaktfederbuchse über ihr eines umlaufenden Metallband mittels Presssitz im Bereich dessen innenliegenden Endes in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Bereich des Metallkörpers verankert und über ihr anderes umlaufendes Metallband mit Schiebesitz im Bereich dessen außenliegenden Endes in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Bereich des Metallkörpers geführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochstromkontakt, insbesondere eine Stec kerbuchse für elektrische Steckverbindungen, welche aus einen formstabilen, we nigstens über einen Teil seiner Länge hin als Hohlzylinder ausgebildeten Metall körper und einer in dessen als Hohlzylinder ausgebildeten Bereich einliegenden, eine Vielzahl mit einem in die Steckerbuchse einzuführenden Kontaktstift in linien- oder streifenförmige Anlage tretender Kontaktierungsmitteln, wie Kontaktdrähte oder Kontaktstreifen aufweisenden, Kontaktfederbuchse besteht, wobei die Kon taktdrähte oder Kontaktstreifen der Kontaktfederbuchse beidendig untereinander mittels eines umlaufenden Materialbandes verbunden und insgesamt in einer hy perbolischen Form ausgerichtet sind, und wobei ferner die Kontaktfederbuchse an ihrem einen Ende axial unverschieblich im Metallkörper festgelegt ist.

Ein solcher Hochstromkontakt bzw. eine einen solchen Hochstromkontakt beinhal tende Kontaktbuchse ist beispielsweise aus der DD-PS 67 484 bekannt. Charak teristisch für diese Gestaltungsweise einer einen Hochstromkontakt beinhaltenden Kontaktfederbuchse ist die zweiteilige Ausbildung des wohl formsteifen, die Kon taktfederbuchse aufnehmenden und halternden Metallkörpers. Der Metallkörper besteht dabei aus einem sog. Lötanschlußbolzen und einer die Kontaktfederbuch se ummantelnden Hülse und ist insgesamt durch Verpressen der Hülse mit einem axial gerichteten Stutzen des Lötanschlußbolzens zu einer Einheit zusammenge fügt, wobei die Kontaktfederbuchse über das ihr innenliegendes Ende bildende Metallband zwischen dem Stutzen des Lötanschlußbolzens und der Hülse einge preßt ist. Diese Konstruktionsweise geht von der Annahme aus, daß die Hauptbe lastung beim Zusammenfügen einer Steckverbindung in Richtung auf den innenlie genden Buchsengrund gerichtet ist und daher eine Abstützung der Kontaktfeder hülse gegen einen radial ausladenden Bund des Lötanschlußbolzens ausreichend ist um die beim Betrieb einer lösbaren Steckverbindung auftretende Hauptbean spruchung der Steckerbuchse aufzunehmen. Für die ausreichende Sicherheit der Pressverbindung zwischen dem Lötanschlußbolzen und Kontaktfederbuchse sowie der ummantelnden Hülse wird dabei dann, im Interesse einer ökonomischen Her stellungsweise der Steckerbuchse, die Anbringung einer Rändel an dem in die Kontaktfederbuchse bzw. zugleich auch die ummantelnde Hülse eingreifenden Stutzen des Lötanschlußbolzens für ausreichend erachtet.

Ob, angesichts der bei Massenteilen unvermeidlichen Toleranzen und insbesonde re Toleranzpaarungen, diese Annahme zutreffend ist oder nicht mag bei dieser Bauart einer einen Hochstromkontakt beinhaltenden Steckerbuchse dahingestellt bleiben, da allein deren mehrteilige Ausbildung einen beträchtlichen Fertigungs aufwand sowohl für die Herstellung als auch für das Zusammenführen und das nachfolgende gegenseitige Ausrichten sowie Verpressen der insgesamt drei ein zelnen Teile der Steckerbuchse erfordert.

Um dieser Bauart von Steckerbuchsen anhaftende Nachteile, sei hinsichtlich des zu deren Herstellung erforderlichen Aufwandes oder sei es insbesondere die Ver besserung deren mechanischer Festigkeit betreffend ist gemäß der DE-PS 35 28 587 weiterhin vorgeschlagen worden, den bei zusammengesetzter Steckerbuchse in die die Kontaktfederbuchse ummantelnde Hülse eingreifenden Stutzen des Lötanschlußbolzens mit einer radialen Einschnürung zu versehen, so daß beim gegenseitigen Verbinden von Lötanschlußbolzen und Hülse eine in Kontakt- bzw. Steckerauszugsrichtung formschlüssige Abstützung zwischen Lötanschlußbolzen und Hülse ausgebildet wird, welche auch dann noch einen relativ sicheren Zusam menhalt der Kontaktvorrichtung insgesamt gewährleistet, wenn zusammen mit der Hülse auch die von dieser ummantelte Kontaktfederbuchse gegen die radiale Ein schnürung des Stutzens des Lötanschlußbolzens verpresst und damit abgestützt wird.

Wenn hiermit auch eine in axialer Richtung formschlüssige und damit sichere so wie zumindest innerhalb gewisser Grenzen toleranzunempfindliche gegenseitige Abstützung der einzelnen Teile der Kontaktbuchse erreicht werden kann, so ist doch auch diese Gestaltungsweise einer einen Hochstromkontakt beinhaltenden Kontaktbuchse mit dem Nachteil einer mehrteiligen, nämlich dreiteiligen Ausbildung und dem daraus resultierenden Herstellungsaufwand behaftet.

Bei anderen Bauarten von einen Hochstromkontakt beinhaltenden Steckerbuchsen für elektrische Steckverbindungen ist zwar eine einteilige Ausbildung einer die Kontaktfederbuchse ummantelnden Hülse mit einem Lötanschlußbolzen vorgese hen, dafür ist aber bei allen diesen Bauarten, wie dies besonders deutlich in der EP-OS 0 653 808 gezeigt und beschrieben ist, die Kontaktfederbuchse lediglich an deren freien, in Einschubrichtung des Steckerstiftes vorne liegenden Ende mittels Pressitz und eventuell ergänzender formschlüssiger Mittel an der sie ummanteln den Hülse festgelegt. Das innenliegende Ende der Kontaktfederbuchse ist dabei mit einem axialen als auch einem radialen Abstand zu der sie aufnehmenden und abstützenden Buchse bzw. Hohlraumausbildung in dem einteiligen Metallkörper angeordnet. Bei allen solchen Gestaltungsformen wird der Vorteil einer in Ein schubrichtung des Steckerstiftes formschlüssigen Abstützung der Kontaktfeder buchse zugunsten einer vereinfachten, d. h. weniger Einzelteile umfassenden Ausbildung und somit auch eines vereinfachten Zusammenbaues der Stecker buchse aufgegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine preisgünstig herstellbare ei nen Hochstromkontakt aufweisende Steckerbuchse der eingangs beschriebenen Bauart dahingehend weiter zu entwickeln, daß sie bei Gewährleistung absolut si cherer mechanischer Festigkeit in beiden Steckrichtungen aus lediglich zwei Teilen zusammengesetzt und, weitgehendst toleranzunabhängig, mit einem geringstmög lichen Herstellungsaufwand realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer mit einem Hochstromkontakt ausgestat teten Steckerbuchse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, daß die Kontaktfederbuchse über ihr eines umlau fendes Metallband mittels Pressitz im Bereich dessen innenliegenden Endes in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Bereich des Metallkörpers verankert und über ihr anderes umlaufendes Metallband mit Schiebesitz in dem als Hohlzylinder aus gebildeten Bereich des Metallkörpers geführt ist. Durch diese Gestaltungsweise wird bei geringstem Herstellungsaufwand für alle beteiligten Teile, zunächst ganz unabhängig von der Qualität des zwischen der Kontaktfederbuchse und dem in nenliegenden Ende der den Hohlzylinder bildenden Bohrungsausnehmung im Me tallkörper zu erzeugenden Pressitzes eine in Einschubrichtung des zugehörigen Steckerstiftes absolut sichere formschlüssige Abstützung der Kontaktfederbuchse im Metallkörper gewährleistet. Dieser Vorteil einer weitgehendsten Toleranzunab hängigkeit wird insbesondere auch in Verbindung mit der Ausbildung der Kontakt federbuchse aus einem mit Kontaktstreifen bildenden Freischnitten versehenen und zu einer Buchse eingerollten Metallblechabschnitt gewährleistet, was den Ge samtaufwand für die Herstellung einer solchen mit einem Hochstromkontakt aus gestatteten Steckerbuchse sehr erheblich verringert. Im Weiteren eröffnet die er findungsgemäße Gestaltung den zusätzlichen Vorteil, daß auch eine Sicherung der Kontaktfederbuchse in Auszugsrichtung, falls erforderlich oder wünschenswert, in einfacher Weise und gegebenenfalls sogar im Zusammenhang bzw. in einem Ar beitsgang mit dem Einfügen der Kontaktfederbuchse in den Hohlzylinderabschnitt des Metallkörpers realisiert werden kann.

In einer als vorteilhaft erachteten Verwirklichungsform ist zunächst vorgesehen, daß der als Hohlzylinder ausgebildete Längenabschnitt des Metallkörpers im Be reich seines innenliegenden Endes eine radiale Aufweitung seines lichten Durch messer aufweist. Dies ermöglicht es in Verbindung bzw. arbeitsgangeinheitlich, d. h. ohne jeglichen zusätzlichen Aufwand, mit der Ausbildung eines Pressitzes zwi schen dem innenliegenden Metallband der Kontaktfederbuchse und dem als Hohlzylinder ausgebildeten Längenabschnitt des Metallkörpers gleichzeitig auch hinsichtlich der Auszugsrichtung des mit der Buchse zusammenwirkenden Kon taktstiftes eine formschlüssige Verbindung der beiden Teile, Kontaktfederbuchse und Metallkörper, miteinander herzustellen. Insbesondere ist hierzu bevorzugter weise vorgesehen, daß die radiale Erweiterung des Hohlzylinders einem Bruchteil der Materialstärke des die Kontaktdrähte oder Kontaktstreifen der Kontaktfeder buchse miteinander verbindenden Metallbandes beträgt.

In Verbindung mit einer axial unbeweglichen Festlegung des einen Endes der Kontaktfederbuchse im Grund des Hohlzylinders des Metallkörpers ist das dem freien Ende des Hohlzylinders zugewandte Ende der Kontaktfederbuchse in die sem mit Schiebesitz geführt, derart, daß ein Längenausgleich für die beim Einfüh ren des Steckerstiftes in die Kontaktfederbuchse nach außen bewegten Kontaktfe derstreifen gewährleistet ist. In einer besonders zweckmäßigen, weil eine exakte Führung des freien Endes der Kontaktfederbuchse gewährleistenden Ausführungs form kann dabei im Einzelnen vorgesehen sein, daß der als Hohlzylinder ausgebil dete Längenabschnitt des Metallkörpers im Bereich seines außenliegenden Endes und insbesondere an dieses anschließend eine radiale Aufweitung seines lichten Durchmesser aufweist und diese Aufweitung wenigstens über den überwiegenden Teil der axialen Erstreckung des zugeordneten Metallbandes der Kontaktfeder buchse hin eine zylindrische Konfiguration aufweist. Die Tiefe der radialen Aufwei tung des als Hohlzylinder ausgebildeten Längenabschnittes des Metallkörpers ist zweckmäßigerweise auf ein geringes Maß beschränkt, so daß das das freie Ende der Kontaktfederbuchse bildende umlaufende Metallband ohne nennenswerte Pressung nur noch mit Schiebesitz am Innenumfang des Hohlzylinders anliegt.

Um eine zusätzliche Sicherung der Kontaktfederbuchse in Kontaktstiftauszugsrich tung zu schaffen kann weiterhin auch noch vorgesehen sein, daß der als Hohlzy linder ausgebildete Längenabschnitt des Metallkörpers im Bereich seines außen liegenden freien Endes zumindest an einer Stelle seines Umfanges eine radial nach innen gerichtete Verringerung seines lichten Durchmessers aufweist.

In einer ersten einfachen Gestaltungsweise kann die die radial nach innen gerichte te Verringerung des lichten Durchmessers des als Hohlzylinder ausgebildeten Län genabschnittes des Metallkörpers durch eine nach innen gerichtete und das am außenliegenden Ende der Kontaktfederbuchse angeordnete Metallband übergrei fende Umbördelung gebildet sein.

Die im Rahmen der Erfindung möglichen Ausgestaltungen einer zusätzlichen axia len Auszugssicherung für die Kontaktfederbuchse sind jedoch nicht auf eine solche Ausbildung begrenzt und können im Weiteren auch darin bestehen, daß die radial nach innen gerichtete Verringerung des lichten Durchmessers des als Hohlzylinder ausgebildeten Längenabschnittes des Metallkörpers durch wenigstens eine nach innen gerichtete Verprägung des Hohlzylinders oder seiner freien Stirnfläche gebil det ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eines aus lediglich zwei Teilen bestehenden Hochstromkontaktes kann noch vorgesehen sein, daß der Metallkörper in axialer Verlängerung zu seinem als Hohlzylinder ausgebildeten und die Kontaktfederbuch se aufnehmenden Längenabschnitt noch einen Litzenanschlußbereich aufweist und mit diesem insgesamt einteilig ausgebildet ist.

Dabei kann dann auch noch vorgesehen sein, daß der insgesamt einteilig ausge bildete Metallkörper durch ein Drehteil gebildet und im Bereich seiner Längsmitte zwischen seinem als Hohlzylinder und seinem als Litzenanschluß ausgebildeten Bereich mit einer radialen Eindrehung versehen ist.

Die Erfindung ist aber keineswegs auf eine solche Gestaltungs- bzw. Ausbildungs weise des Metallkörpers beschränkt, sondern umfaßt auch dessen Herstellung aus einem gegebenenfalls radial zu verformenden Metallrohrabschnitt oder dergleichen Halbzeug.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben.

In der Zeichnung zeigt die

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene schaubildliche Darstellung der bevorzugten Verwirklichungsform einer mit einem Hochstromkontakt ausgestatteten Steckerbuchse;

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Kontaktfederbuchse einer mit einem Hochstromkontakt ausgestatteten Steckerbuchse gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine ausschnittweise Darstellung des freien Endbereiches einer anderen Ausführungsform einer mit einem Hochstromkontakt ausgestatteten Stec kerbuchse gemäß Fig. 1.

In den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen eines Hochstrom kontaktes besteht dieser aus einer durch einen einteiligen Metallkörper 1 gebilde ten Steckerbuchse und einer in dieser aufgenommenen Kontaktfederbuchse 2. Der die Steckerbuchse bildende Metallkörper 1 ist dabei stets als Drehteil ausgeführt und weist einerseits einen als Hohlzylinder ausgebildeten Längenabschnitt 3 zur Aufnahme der Kontaktfederbuchse 2 und andererseits einen gleichfalls als Hohlzy linder ausgebildeten Längenabschnitt 4 für den Anschluß einer in Zeichnung nicht besonders dargestellten Litze auf. Die beiden Längenabschnitte 3 und 4 des Me tallkörpers 1 sind untereinander über einen massiven Längenabschnitt 5 verbun den, wobei der Längenabschnitt 5 den beiden Längenabschnitten 3 und 4 gegen über einen verringerten Durchmesser aufweist. Die Kontaktfederbuchse besteht in allen gezeigten Ausführungsformen aus einem eingerollten Abschnitt eines Blechmaterialstreifens, in welchem mittels Freischnitte 6 mit Kontaktstreifen 7 er zeugt worden sind und bei welchem die Kontaktstreifen 7. beidendig über je einen Materialstreifen 8 bzw. 9 untereinander verbunden sind. Im Übrigen sind die Kon taktstreifen 7 der Kontaktfederbuchse 2 in einer hyperbolischen Ausrichtung ange ordnet. In dem sie aufnehmenden Längenabschnitt 3 des Metallkörpers 1 ist die Kontaktfederbuchse 2 einerseits mittels einer Pressitzverbindung zwischen dem Innenunmfang des Hohlzylinders 3 und ihrem in Steckrichtung innenliegenden Materialstreifen 8 verankert und andererseits über eine Schiebesitzausbildung zwi schen dem Innenunmfang des Hohlzylinders 3 und ihrem in Steckrichtung außen liegenden Materialstreifen 9 geführt. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausfüh rungsform ist weiterhin vorgesehen, daß der Hohlzylinder des Längenabschnittes 3 des Metallkörpers 1 einerseits im Bereich des inneren Materialstreifens 8 und an dererseits im Bereich des äußeren Materialstreifens 9 der Kontaktfederbuchse 2 jeweils eine radiale Aufweitung 10 bzw. 11 aufweist, wobei die radiale Aufweitung 10 zumindest in einem gewissen Umfang eine zusätzliche formschlüssige Veranke rung der Kontaktfederbuchse 2 im Hohlzylinder 3 des Metallkörpers bewirkt. Eine zusätzliche Sicherung der Kontaktfederbuchse 2 innerhalb des Hohlzylinders 3 ist bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform durch eine örtliche und radial nach innen gerichtete Verprägung 12 des freien Randes 13 des Längenabschnittes 3 des Metallkörpers 1 gebildet.

Die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform einer Steckerbuchse zeichnet sich bei sonst gleicher Gestaltungsweise derjenigen nach Fig. 1 gegenüber dadurch aus, daß eine zusätzliche Auszugssicherung für die Kontaktfederbuchse 2 durch eine umlaufende, radial nach innen gerichtete und die Stirnfläche des außenlie genden Materialstreifens 9 der Kontaktfederbuchse 2 übergreifende Randumbie gung 14 des Längenabschnittes 3 des Metallkörpers 1 gebildet ist.

Claims

1. Hochstromkontakt, insbesondere Steckerbuchse für elektrische Steckverbindun gen, welche aus einen formstabilen, wenigstens über einen Teil seiner Länge hin als Hohlzylinder ausgebildeten Metallkörper und einer in dessen als Hohlzy linder ausgebildeten Bereich einliegenden, eine Vielzahl mit einem in die Stec kerbuchse einzuführenden Kontaktstift in linien- oder streifenförmige Anlage tretender Kontaktierungsmitteln, wie Kontaktdrähte oder Kontaktstreifen aufwei senden, Kontaktfederbuchse besteht, wobei die Kontaktdrähte oder Kontaktstrei fen der Kontaktfederbuchse beidendig untereinander mittels eines umlaufenden Materialbandes verbunden und insgesamt in einer hyperbolischen Form ausge richtet sind, und wobei ferner die Kontaktfederbuchse an ihrem einen Ende axial unverschieblich im Metallkörper festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfederbuchse über ihr eines umlaufendes Metallband mittels Pressitz im Bereich dessen innenliegenden Endes in dem als Hohlzylinder aus gebildeten Bereich des Metallkörpers verankert und über ihr anderes umlaufen des Metallband mit Schiebesitz im Bereich dessen außenliegenden Endes in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Bereich des Metallkörpers geführt ist.

2. Hochstromkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlzylinder ausgebildete Längenabschnitt des Metallkörpers im Bereich seines innenliegenden Endes eine radiale Aufweitung seines lichten Durchmesser auf weist.

3. Hochstromkontakt nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlzylinder ausgebildete Längenabschnitt des Metallkörpers im Bereich seines außenliegenden Endes eine radiale Aufweitung seines lichten Durchmesser aufweist und diese Aufweitung wenigstens über den überwiegenden Teil der axialen Erstreckung des zugeordneten Metallbandes der Kontaktfederbuchse hin eine zylindrische Konfiguration aufweist.

4. Hochstromkontakt nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlzylinder ausgebildete Längenabschnitt des Metallkörpers im Bereich seines außenliegenden freien Endes zumindest an einer Stelle seines Umfanges eine radial nach innen gerichtete Verringerung seines lichten Durchmessers aufweist.

5. Hochstromkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach innen gerichtete Verringerung des lichten Durchmessers des als Hohlzylin der ausgebildeten Längenabschnittes des Metallkörpers durch eine nach innen gerichtete und das am außenliegenden Ende der Kontaktfederbuchse angeord nete Metallband übergreifende Umbördelung gebildet ist.

6. Hochstromkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial nach innen gerichtete Verringerung des lichten Durchmessers des als Hohlzylin der ausgebildeten Längenabschnittes des Metallkörpers durch wenigstens eine nach innen gerichtete Verprägung des Hohlzylinders oder seiner freien Stirnflä che gebildet ist.

7. Hochstromkontakt nach einem der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kontaktfederbuchse aufnehmende Metallkörper in axialer Verlängerung zu seinem als Hohlzylinder ausgebildeten Längenabschnitt zugleich auch einen Litzenanschlußbereich aufweist und insgesamt einteilig ausgebildet ist.

8. Hochstromkontakt nach einem der voraufgehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der insgesamt einteilig ausgebildete Metallkörper durch ein Drehteil gebildet und im Bereich seiner Längsmitte zwischen seinem als Hohlzy linder und seinem als Litzenanschluß ausgebildeten Bereich mit einer radialen Eindrehung versehen ist.