DE202011103484U1

DE202011103484U1 - Kontaktelement für eine elektrische Steckverbindervorrichtung

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Publication number: DE202011103484U1
Application number: DE202011103484U
Authority: DE
Original assignee: Bals Elektrotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Bals Elektrotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2012-10-25
Anticipated expiration: 2021-07-21

Abstract

vorrichtung, wobei das Kontaktelement umfasst: aus einem elektrisch leitfähigen Material – einen geformten ersten Endabschnitt (102) – sowie einen geformten, eine Längsachse definierenden, länglichen Aufnahmeabschnitt (101), zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme eines zu dem Kontaktelement komplementär ausgebildeten Gegenkontaktelements einer mit der elektrischen Stevorrichtung, – wobei sich der längliche Aufnahmeabschnitt vom ersten Endabschnitt aus im Wesentlichen zylinderförmig erstreckt und wobei der erste Endabschnitt sowie der längliche, zylinderartige Aufnahmeabschnitt durch Materialumformung des elektrisch leitfähigen Materials mittels zumindest vorherrschend parallel zur Längsachse einwirkender Kraft frei von Nähten und Schnittstößen geformt sind und zumindest der Aufnahmeabschnitt entlang der Längsachse hohl ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein längliches Kontaktelement für eine elektrische Steckverbindervorrichtung.
Die Erfindung geht von einem Stand der Technik aus, gemäß welchem elektrische Steckverbindervorrichtungen grundsätzlich als Buchse oder als Stecker ausgebildet sein können und üblicherweise einen Kontakteinsatzblock besitzen, in welchem eingesetzte längliche gattungsbildende Kontaktelemente im Falle eines Steckers als elektrische Steckverbindervorrichtung als längliche Kontaktstifte und im Falle einer als Buchse ausgebildeten elektrischen Steckverbindervorrichtung als längliche Kontaktbuchsen ausgebildet sind. Solche elektrische Steckverbindervorrichtungen sind insbesondere in den Normen DIN VDE 0623, IEC 60309-1, -2 und EN 60309-1, -2 beschrieben.
Die eingesetzten Kontaktelemente dienen entsprechend zur jeweiligen mechanischen und elektrischen Kopplung mit einem komplementär ausgebildeten Gegenkontaktelement. Ein länglicher Kontaktstift wird also mit einer länglichen Kontaktbuchse mechanisch und elektrisch gekoppelt, d. h. die Kontaktbuchse nimmt im Innern den Kontaktstift auf bzw. nimmt der Kontaktstift über seinen äußeren Umfang die Kontaktbuchse auf. Die Abschnitte eines Kontaktelements, die zur Kopplung bzw. zur Aufnahme eines Gegenkontaktelements dienen, werden nachfolgend und in den Ansprüchen auch als Aufnahmeabschnitt bezeichnet.
Ferner besitzt ein derartiges Kontaktelement üblicherweise einen zum Aufnahmeabschnitt benachbarten oder auch beabstandeten Abschnitt, der zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters dient.
Die gattungsgemäßen länglichen Kontaktelementen bestehen somit im Wesentlichen aus elektrisch leitfähigem Material, herkömmlicherweise aus einem Metall.
Die EP 1 783 868 betrifft ein solches, als länglicher Kontaktstift ausgebildetes Kontaktelement, welches aus einem flachen Vollmaterial durch Stanzen und Biegen geformt ist und entlang dessen Aufnahmeabschnitt einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Querschnitt aufweist. Der dort beschriebene Kontaktstift genügt zwar gemäß dortiger Beschreibung den Vorschriften DIN VDE 0623, EN 60309-2 und spart gegenüber aus Vollmaterial durch spanende oder abrasive Materialabtragung hergestellte hohlzylindrische Kontaktstifte sowie gegenüber Vollmaterial-Kontaktstiften, d. h. ohne hohlzylindrischen Querschnitt, Material ein. Da gemäß EP 1 783 868 jedoch aufgrund des aus gestanztem Flachmaterial gebogenen Kontaktstiftes Kanten aneinanderstoßen, die durch eine Verzahnung verbunden werden müssen, wobei an einer Kante pilzförmige Vorsprünge ausgebildet sind, die in komplementäre Ausnehmungen der aneinanderstoßenden anderen Kante eingreifen, können von Außen unerwünschte Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit in die Kantenzwischenräume eindringen.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere in solchen Kantenzwischenräumen eindringende und evtl. verbleibende Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit unerwünschte Oxydationen und/oder Korrosionen nach sich ziehen können, welche infolge wiederum zu erhöhten Übergangswiderständen bei der Stromübertragung führen können.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, den vorgenannten Nachteilen effektiv entgegenzuwirken.
Die Lösung nach der Erfindung ist auf überraschende Weise bereits durch ein Kontaktelement für eine elektrische Steckverbindervorrichtung nach Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung schlägt folglich zur Lösung ein Kontaktelement für eine elektrische Steckverbindervorrichtung vor, welches aus einem elektrisch leitfähigen Material einen geformten ersten Endabschnitt sowie einen geformten, eine Längsachse definierenden länglichen Aufnahmeabschnitt zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme eines zu dem Kontaktelement komplementär ausgebildeten Gegenkontaktelements einer mit der elektrischen Steckverbindervorrichtung zu paarenden Steckverbindervorrichtung besitzt, wobei sich der längliche Aufnahmeabschnitt vom ersten Endabschnitt aus im Wesentlichen zylinderförmig erstreckt und wobei der erste Endabschnitt sowie der längliche, zylinderartige Aufnahmeabschnitt durch Materialumformung des elektrisch leitfähigen Material mittels zumindest vorherrschend parallel zur Längsachse einwirkender Kraft frei von Nähten und Schnittstößen geformt sind und zumindest der Aufnahmeabschnitt entlang der Längsachse hohl ist.
Erfindungsgemäß ist somit erstmalig eine Nahtfreiheit und Freiheit von Materialübergängen und folglich ein umfangsseitig, d. h. an der zylinderartigen Oberfläche vollkommen geschlossener hohlzylinderartiger Aufnahmeabschnitt ermöglicht, ohne dass dieser hierzu unter Anwendung spanender oder abrasiver Materialabtragung eines Vollmaterial herzustellen ist.
Aufgrund der Freiheit von Materialübergängen einschließlich von Nähten und Schnittstößen entlang des Aufnahmeabschnitts, wird das unerwünschte Eindringen von Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit wesentlich verringert, und kann je nach weiterer Ausbildung des Kontaktelements sogar vollständig vermieden werden. Ferner wird aufgrund der hohlzylindrischen Ausbildung des Kontaktelements folglich in jedem Fall Gewicht gegenüber Vollmaterial-Kontaktelementen und Material gegenüber aus Vollmaterial durch spanende oder abrasive Materialabtragung hergestellte hohlzylindrische Kontaktstifte eingespart.
In bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass zumindest der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnittmittels Anwendung eines Tiefzieh- oder Fließpressverfahrens, geformt ist, insbesondere aus einem Flachmaterial geformt ist. Bedingt durch eine solche verbrauchsoptimierte Herstellung ist der Aufnahmeabschnitt entlang dessen länglicher Erstreckung komplett umfangsseitig geschlossen und führt neben einer Gewichtseinsparung auch zu Materialeinsparung im Gegensatz zu Vollmaterial-Kontaktelementen und zu durch Materialabtragende Verfahren gebildete Kontaktelemente. Als Fließpressverfahren haben sich insbesondere Hohl-Rückwärts-Fließpressverfahren und Hohl-Vorwärts-Fließpressverfahren als besonders geeignet erwiesen.
Zweckmäßig ist ferner an dem ersten Endabschnitt eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet. Das dem ersten Endabschnitt gegenüberliegende Ende an dem länglichen, hohlzylinderförmigen Aufnahmeabschnitt kann offen oder geschlossen sein. Bei Einsatz vorerwähnter bevorzugter Ausführungsformen hat sich bewährt, die Anwendung eines Tiefzieh- oder Fließpressverfahrens derart durchzuführen, dass dieses Ende zunächst geschlossen ist und gegebenenfalls nachträglich geöffnet wird. Zum einen ist in diesem Fall mit Ausbildung einer Anschlusseinrichtung am ersten Endabschnitt auch ein komplett geschlossener Kontaktstift auf einfache Weise herstellbar, zum Anderen genügt ein weniger komplexes Tiefzieh- oder Fließpresswerkzeug zur Bereitstellung eines ersten Endabschnitt, an welchem mit geringem Aufwand eine Anschlusseinrichtung ausbildbar ist.
In zweckmäßiger Ausführung ist hierzu vorgesehen, dass die an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung durch Anwendung eines Materialabtragenden Verfahrens und/oder eines Stanz-Biege-Verfahrens geformt ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass eine an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung an diesem Endabschnitt montiert ist, insbesondere angeschraubt, angenietet oder angefügt, insbesondere angeschweißt, angelötet oder anderweitig angefügt ist.
In einer alternativen Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass die an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung, der erste Endabschnitt und der Aufnahmeabschnitt aus einem Stück geformt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, so dass weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung dem Fachmann offensichtlich werden. In den Zeichnungen zeigen:
1a bis 1b eine erste Ausführungsform eines Kontaktelements nach der Erfindung,
2a bis 2d eine auf der ersten Ausführungsform basierende zweite Ausführungsform nach der Erfindung,
3a bis 3c eine auf der ersten Ausführungsform basierende dritte Ausführungsform nach der Erfindung,
4a bis 4d eine auf der ersten Ausführungsform basierende vierte Ausführungsform nach der Erfindung,
5a bis 5d eine fünfte Ausführungsform nach der Erfindung,
6a bis 6d eine Klemmfeder in der Profilansicht, Seitenansicht, Draufsicht und in der Perspektive, und
7A bis 7B eine beispielhafte Steckverbinderanordnung aus zwei sich paarenden Steckverbindervorrichtungen mit schraubenlosen Kontaktelementen.
Nachfolgend wird zunächst auf die 1a bis 1b Bezug genommen, welche eine erste Ausführungsform eines Kontaktelements nach der Erfindung für eine elektrische Steckverbindervorrichtung (wie z. B. in 7A, 7B dargestellt) zeigen.
Das Kontaktelement besitzt einen länglichen Aufnahmeabschnitt 101 sowie einen ersten Endabschnitt 102, wobei sich der Aufnahmeabschnitt 101 vom ersten Endabschnitt 101 aus im Wesentlichen hohlzylinderförmig zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme eines zu dem Kontaktelement komplementär ausgebildeten, jedoch nicht dargestellten Gegenkontaktelements einer mit der elektrischen Steckverbindervorrichtung zu paarenden Steckverbindervorrichtung erstreckt. Der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt 101 ist hierbei frei von Materialübergängen geformt und aus einem elektrisch leitfähigem Material geformt, wie auch der erste Endabschnitt 102 aus diesem elektrischen leitfähigem Material geformt ist. Das dem ersten Endabschnitt 102 gegenüberliegende Ende 103 an dem Aufnahmeabschnitt 100 ist geschlossen.
Der hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt 101 zeichnet sich durch Nahtfreiheit und Freiheit von Materialübergängen aus und ist folglich umfangsseitig, d. h. an der zylinderartigen Oberfläche vollkommen geschlossenen.
wie den 1a und 1b zu entnehmen, ist der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt 101, einschließlich der Bereiche 102 und 103 aus einem Flachmaterial geformt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierzu ein kreisförmiges Flachmaterial 100 eingesetzt worden, aus welchem der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt 101, einschließlich der Bereiche 102 und 103 mittels Anwendung eines Tiefziehverfahrens geformt ist. In einer alternativen Ausführung der Erfindung, kann anstelle eines Tiefziehverfahrens z. B. auch ein Fließpressverfahren, bevorzugt ein Hohl-Rückwärts-Fließpressverfahren oder ein Hohl-Vorwärts-Fließpressverfahren, eingesetzt werden.
Mit Anwendung vorerwähnter bevorzugter Tiefzieh- oder Fließpressverfahrens ist der ersten Endabschnitt 102 mit einer Art eines umlaufenden Kragen 104 ausgebildet worden. Wird beim Tiefziehen oder Fließpressen der ”Stempel” zur hohlzylindrischen inneren Formgebung des Aufnahmeabschnittes 101 von der Seite des dann ersten Endabschnitts 102 her kommend eingesetzt, genügt ein weniger komplexes Tiefzieh- oder Fließpresswerkzeug zur Bereitstellung eines solchen oder ähnlichen ersten Endabschnitt 102.
Ein solcher oder ähnlicher erster Endabschnitt 102 mit einer solchen oder ähnlichen Art eines umlaufenden Kragens 104 kann bereits eine zusammen mit dem Aufnahmeabschnitt aus einem Stück geformte Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters bereitstellen, wobei der Anschlussleiter in diesem Fall z. B. mit dem Kragen verlötet wird.
In Weiterbildung der Ausführungsform nach 1a und 1b sind in den Ausführungsformen nach 2a bis 2d, 3a bis 3c und 4a bis 4d abgewandelte Ausführungsformen dargestellt, bei welchen mit geringem Aufwand an einem ersten Endabschnitt 102 gemäß 1b oder ähnlichen ersten Endabschnitt ausgebildete alternative Anschlusseinrichtungen an dem Aufnahmeabschnitt montiert sind.
Die in den abgewandelten Ausführungsformen nach 2a bis 2d, 3a bis 3c und 4a bis 4d dargestellten länglichen, hohlzylinderartigen Aufnahmeabschnitte 101, einschließlich des ersten Endabschnitts 102 und des diesem Endabschnitt gegenüberliegenden Endes 103 sind bevorzugt wieder aus Flachmaterialien gemäß 1a hergestellt, aus welchen jeweils der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt 101, einschließlich der Bereiche 102 und 103 zweckmäßig mittels Anwendung eines Tiefziehverfahrens oder eines Fließpressverfahrens geformt ist.
Gemäß Ausführungsform nach 2a bis 2d ist an dem ersten Endabschnitt 102 (2c, 2d) eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet, welche einen Anschlussabschnitt 120 besitzt.
Als eine Option kann dieser Anschlussabschnitt 120 bereits als Anschlusseinrichtung bereitgestellt sein. Der dargestellte Anschlussabschnitt 120 ist zuvor (2a und 2b) durch Anwendung eines Materialabtragenden Verfahrens aus einem elektrisch leitfähigem Vollmaterial 115 (2a) geformt und anschließend an dem ersten Endabschnitt 102 an dem Aufnahmeabschnitt 101 montiert, z. B. angelötet. Es sei jedoch darauf hingewiesen dass der Anschlussabschnitt 120 je nach spezifischer Ausbildung grundsätzlich auch angeschraubt, angenietet oder anderweitig angefügt, z. B. angeschweißt sein kann. Ein elektrischer Anschlussleiter kann somit an den Anschlussabschnitt 120 als Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme an dieser fixiert werden, z. B. verlötet werden.
Als besondere weitere Option gemäß 2d ist vorgesehen, dass die Ausschlusseinrichtung mehrteilig ausgebildet ist und die Ausschlusseinrichtung z. B. den Anschlussabschnitt 120 und eine Klemmfeder 129 besitzt, welche an dem Anschlussabschnitt 120 befestigt ist.
Der Anschlussabschnitt 120 weist hierzu z. B. eine daran angebrachte Kontaktfläche 121, auf welche der anzuschließende Anschlussleiter zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gelegt wird, und ferner eine Führungsnase 122 ausgestattet, welche eine Anschrägung besitzt und die Kontaktfläche 121 erweitert. Die Anschrägung kann einerseits die Montage der Klemmfeder 129 an den Anschlussabschnitt 120 vereinfachen und erfüllt andererseits die Funktion einer Leiterführung (auch bei nicht eingesetzter Klemmfeder), so dass ein angeschlossener Anschlussleiter gefahrlos, das heißt nicht scharfkantig oder abknickend vom Anschlussabschnitt 120 weggeführt werden kann. Darüber hinaus ist der Anschlussabschnitt 120 bei Verwendung mit einer Klemmfeder zweckmäßig mit einer gegenüber der Kontaktfläche 121 liegenden Ausnehmung 123, z. B. in Gestalt einer gefrästen Nut zur Aufnahme eines Anlageschenkels der Klemmfeder 129 versehen. Eine Führungsausnehmung 124, welche in den Anschlussabschnitt 120 eingefräst ist, dient z. B. zum Eingriff eines Leiterklemmfortsatzes der Klemmfeder 129, während seitliche Abstützschenkel 125 diesen fixieren, wobei ein Klemmschenkel der Klemmfeder 129 an der Stirnseite 126 des Anschlussabschnitts 120 angelegt ist.
Eine mögliche, besonders bevorzugte Ausführungsform einer Klemmfeder 129 ist in den 6a bis 6d dargestellt. Diese Klemmfeder 129 stellt eine durch Anwendung eines Stanz-Biege-Verfahrens geformte Metallklemmfeder dar, welche einen Klemmschenkel 7 und einen Anlageschenkel 8 aufweist. Beide Federschenkel 7, 8 sind über einen Spannschenkel 9 miteinander verbunden. In dem Klemmschenkel 7 der Klemmfeder 129 ist eine Klemmöffnung 6 ausgespart, welche eine Überkreuzung des Klemmschenkels 7 und des Anlageschenkels 8 mittels eines Teilabschnitts 8b des Anlageschenkels 8 ermöglicht. Die Klemmöffnung 6 der Klemmfeder 129 ermöglicht die Einführung von Leiteradern eines Anschlussleiters in Einführrichtung E. Der Klemmschenkel 7 weist ferner, relativ zum Klemmschenkel 7 der Klemmfeder 129, einen im Wesentlichen in einem 90-Grad-Winkelabgewinkelten Leiterklemmfortsatz 10 auf, welcher in Richtung des Anlageschenkels 8 ausgerichtet ist und dessen Klemmfläche 11 im Wesentlichen in Art einer Klemmplatte parallel zu dessen Oberfläche orientiert ist. Der Leiterklemmfortsatz 10 erstreckt sich somit vom Klemmschenkel 7 aus in Einführrichtung E eines elektrisch anzuschließenden Anschlussleiters. Der Leiterklemmfortsatz 10 kann weiterhin mit einem zusätzlichen Klemmabschnitt 10b ausgestattet, dessen Klemmfläche 11b relativ zu der Klemmfläche 11 des Leiterklemmfortsatzes 10 abgewinkelt oder gekrümmt ist.
Bei der Weiterbildung gemäß 2d ist somit die an dem ersten Endabschnitt mehrteilig ausgebildete Anschlusseinrichtung durch Anwendung eines Materialabtragenden Verfahrens und eines Stanz-Biege-Verfahrens geformt.
Gemäß Ausführungsform nach 3a bis 3c ist an dem ersten Endabschnitt 102 eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet, welche einen gegenüber den 2b bis 2d abgewandelt gestalteten Anschlussabschnitt 130 besitzt.
Der Anschlussabschnitt 130 weist in Abwandlung gegenüber den 2b bis 2d insbesondere keine gegenüber der Kontaktfläche liegende Ausnehmung, sowie keine Führungsausnehmung und keine seitlichen Abstützschenkelauf und ist daher in der Formung einfacher herzustellen.
Als eine Option kann dieser Anschlussabschnitt 130 bereits als Anschlusseinrichtung bereitgestellt sein. Der dargestellte Anschlussabschnitt 130 ist zuvor (3a und 2a) durch Anwendung eines Materialabtragenden Verfahrens aus einem elektrisch leitfähigem Vollmaterial 115 (2a) geformt und anschließend wiederum an dem ersten Endabschnitt 102 an dem Aufnahmeabschnitt 101 montiert. Ein elektrischer Anschlussleiter kann somit wiederum an dem Anschlussabschnitt 130 als Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme fixiert werden.
Als weitere, nicht dargestellte Option kann jedoch auch bei dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Ausschlusseinrichtung mehrteilig ausgebildet ist und die Ausschlusseinrichtung z. B. zusätzlich zum Anschlussabschnitt 130 noch eine Klemmfeder besitzt, welche an dem Anschlussabschnitt 130 befestigt ist.
Gemäß Ausführungsform nach 4a bis 4d ist an dem ersten Endabschnitt 102 eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet, welche einen gegenüber den 2b bis 2d alternativ abgewandelt gestalteten Anschlussabschnitt 140 besitzt.
Als eine Option kann dieser Anschlussabschnitt 140 wiederum bereits als Anschlusseinrichtung bereitgestellt sein. Der dargestellte Anschlussabschnitt 140 ist zuvor (4a und 4b) in Abwandlung gegenüber den 2b bis 2d durch Anwendung eines Stanz-Biege-Verfahrens aus einem elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Flachmaterial 116 (4a) geformt und anschließend wiederum an dem ersten Endabschnitt 102 an dem Aufnahmeabschnitt 101 montiert. Ein elektrischer Anschlussleiter kann somit wiederum an den Anschlussabschnitt 140 als Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme fixiert werden.
Als besondere weitere Option gemäß 4d ist vorgesehen, dass die Ausschlusseinrichtung wiederum mehrteilig ausgebildet ist und die Ausschlusseinrichtung z. B. den Anschlussabschnitt 140 und eine Klemmfeder 129 besitzt, welche an dem Anschlussabschnitt 140 befestigt ist.
Der Anschlussabschnitt 140 besitzt zweckmäßig ähnlich zu dem Anschlussabschnitt 120 nach 2b bis 2d eine Kontaktfläche 141, auf welche der anzuschließende Anschlussleiter zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gelegt wird, und ferner eine Führungsnase 142, welche eine Anschrägung besitzt und die Kontaktfläche erweitert. Die Anschrägung kann einerseits die Montage der Klemmfeder 129 an den Anschlussabschnitt 140 vereinfachen und erfüllt andererseits wiederum die Funktion einer Leiterführung (auch bei nicht eingesetzter Klemmfeder). Darüber hinaus besitzt der Anschlussabschnitt 140 eine Führung, welche z. B. zum Eingriff eines Leiterklemmfortsatzes der Klemmfeder 129 dient, während seitliche Abstützschenkel 145 diesen fixieren, wobei wiederum ein Klemmschenkel der Klemmfeder 129 an der Stirnseite des Anschlussabschnitts 140 angelegt sein kann. Die seitlichen Abstützschenkel 145 können jedoch z. B. auch zum direkten Fixieren eines elektrisches Anschlussleiters am Anschlussabschnitt 140 eingesetzt werden, z. B. mittels Crimptechnik, insbesondere wenn der Anschlussabschnitt 140 bereits die einteilige, Anschlusseinrichtung bereitstellt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform nach 5a bis 5d ist ferner vorgesehen, dass die an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung und der Aufnahmeabschnitt aus einem Stück geformt sein können.
Gemäß Ausführungsform nach 5a bis 5d ist an dem ersten Endabschnitt 102 eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet, welche einen Anschlussabschnitt 150 besitzt.
Als eine Option kann dieser Anschlussabschnitt 150 wiederum bereits als Anschlusseinrichtung bereitgestellt sein.
Als besondere weitere Option gemäß 5d ist vorgesehen, dass die Ausschlusseinrichtung wiederum mehrteilig ausgebildet ist und die Ausschlusseinrichtung z. B. den Anschlussabschnitt 150 und eine Klemmfeder 129 besitzt, welche an dem Anschlussabschnitt 150 befestigt ist.
Der Anschlussabschnitt 150 besitzt zweckmäßig ähnlich zu dem Anschlussabschnitt 140 nach 4b bis 4d eine Kontaktfläche 141, auf welche der anzuschließende Anschlussleiter zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gelegt wird, und ferner eine Führungsnase 142, welche eine Anschrägung besitzt und die Kontaktfläche erweitert. Die Anschrägung kann einerseits die Montage der Klemmfeder 129 an den Anschlussabschnitt 150 vereinfachen und erfüllt andererseits wiederum die Funktion einer Leiterführung (auch bei nicht eingesetzter Klemmfeder). Darüber hinaus besitzt der Anschlussabschnitt 150 eine Führung, welche z. B. zum Eingriff eines Leiterklemmfortsatzes der Klemmfeder 129 dient, während seitliche Abstützschenkel 145 diesen fixieren, wobei wiederum ein Klemmschenkel der Klemmfeder 129 an der Stirnseite des Anschlussabschnitts 150 angelegt sein kann. Die seitlichen Abstützschenkel 145 können jedoch wiederum z. B. auch zum direkten Fixieren eines elektrisches Anschlussleiters am Anschlussabschnitt 150 eingesetzt werden, z. B. mittels Crimptechnik, insbesondere wenn der Anschlussabschnitt 150 bereits die Anschlusseinrichtung bereitstellt.
In Abwandlung gegenüber den 4b bis 4d sowie allen anderen vorbeschriebenen Ausführungsformen jedoch, ist der dargestellte Anschlussabschnitt 150 zuvor (5a) zusammen mit dem länglichen, hohlzylinderartigen Aufnahmeabschnitt 101, einschließlich der Bereiche 102 und 103 aus einem Stück geformt, insbesondere aus einem Stück eines Flachmaterial 117.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist hierzu ein Flachmaterial 117 eingesetzt worden, welches zur Formung des Aufnahmeabschnitts 101, einschließlich der Bereiche 102 und 103 einen ersten Bereich 118 besitzt, der sich zu einer Seite hin in einen zweiten Bereich 119 zur Formung des Anschlussabschnitt 150 Flachmaterialfortsatz 119 fortsetzt.
Der erste Bereich 118 ist zweckmäßig wiederum im Wesentlichen kreisförmig, so dass aus diesem mittels Anwendung eines Tiefziehverfahrens oder Fließpressverfahrens der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt 101, einschließlich der Bereiche 102 und 103 formbar ist, und anschließend aus dem Fortsatzbereich 119 durch Anwendung eines Stanz-Biege-Verfahrens der Anschlussabschnitt 150 ausbildbar ist.
Ein elektrischer Anschlussleiter kann somit wiederum auch direkt an dem Anschlussabschnitt 150 als Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme fixiert werden.
Es ist offensichtlich, dass bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen das dem ersten Endabschnitt 102 gegenüberliegende Ende 103 an dem länglichen, hohlzylinderförmigen Aufnahmeabschnitt auch offen, z. B. zur Bildung einer Kontaktbuchse sein kann. Die Öffnung kann hierbei nach Ausbildung des Aufnahmeabschnitts 101 separat erfolgen oder auch während der Ausbildung des Aufnahmeabschnitts 101, wenn z. B. beim Tiefziehen oder Fließpressen der ”Stempel” zur hohlzylindrischen inneren Formgebung des Aufnahmeabschnittes 101 von der Seite des dann ersten Endabschnitts 102 gegenüberliegenden Seite her kommend eingesetzt wird. In diesem Fall kann der erste Endabschnitts 102 je nach spezifischer Werkzeugausbildung auch geschlossen sein.
Es ist dem Fachmann offensichtlich, dass im Rahmen der Erfindung auch Anschlusseinrichtungen liegen, bei denen zum Anschluss eines elektrischen Leiters andere Techniken als Klemmen, Verlöten und Crimpen einzusetzen sind, wie z. B. ein Verschrauben.
Insbesondere bei Einsatz eines Tiefziehverfahrens oder Fließpressverfahrens kann man durch das verbrauchsoptimierte Herstellverfahren somit auf effiziente Weise ein komplett geschlossenes Hohlkontaktelement bei, gleichzeitiger Rohstoffeinsparung da kein Vollmaterial-Kontaktelement, erhalten, das keinerlei sichtbaren oder unsichtbaren Übergänge, Schnittstöße oder ähnliches. aufweist, die bei traditionellen Herstellverfahren, wie z. B. Stanz-Biege-Technik, Rolltechnik, oder dergleichen, fertigungsbedingt auftreten. Das Kontaktelement nach der Erfindung kann durch Vermeidung von Übergängen usw. komplett dicht hergestellt werden, so dass von außen keine Verunreinigung, Feuchtigkeit oder ähnliches. eindringen kann. Unerwünschte Oxidationen bzw. Korrosionen, die zu erhöhten Übergangswiderständen bei der Stromübertragung führen, können dadurch von vermieden werden.
Die Ausführungsformen können dabei, wie aus vorstehender Beschreibung ersichtlich, erheblich variieren. Kombinationen wie z. B. länglicher hohler Aufnahmeabschnitt einschließlich einem ersten Endabschnitt, von dem aus sich der Aufnahmeabschnitt bis zu einem dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden Ende erstreckt, mit montierter, z. B. angeschweißter oder aufgenieteter, Anschlusseinrichtung oder z. B. Kontaktelemente als Komplett-Tiefziehteil gegebenenfalls mit anschließender Schnitt- (bzw. Stanz-) und Biegefolge sind zur Bildung eines Hohlkontaktelements nach der Erfindung möglich
Die Kontaktelemente nach der Erfindung eignen sich somit insbesondere für elektrische Steckverbindervorrichtungen, welche als Stecker aber auch als Buchse ausgebildet sein können und einen Kontakteinsatzblock besitzen, in welchen diese Kontaktelemente einzusetzen sind, und welche insbesondere in den Normen DIN VDE 0623, IEC 60309-1, -2 und EN 60309-1, -2 beschrieben sind.
In den anhängigen 7a und 7b ist beispielhaft eine Steckverbinderanordnung 17 aus zwei sich paarenden Steckverbindervorrichtungen, d. h. mit einem Stecker und einer Kupplung dargestellt, in welche schraubenlose Kontaktelemente, im dargestellten Beispiel nach dem Stand der Technik gefertigt, eingebracht sind. Die Steckverbinderanordnung 17 ist hier zum zweiseitigen Anschluss an einen Leiter 2 vorbereitet, wobei 7A Steckverbindervorrichtungen mit geöffneten Klemmöffnungen 6 von Klemmschenkeln 7 von Klemmfedern 5 zeigt, und 7B geschlossene Klemmöffnungen 6 zeigt.
Die Steckverbinderanordnung 17 weist als eine Steckverbindervorrichtung eine Kupplungsvorrichtung mit einem rohrförmigen Kupplungsgehäuse 18 und als andere, zu paarende Steckverbindervorrichtung eine Steckervorrichtung mit einem Steckergehäuse 19 auf, welche beide ineinander gesteckt und durch jeweils komplementär ausgebildete Kontaktelemente 1, d. h. Kontaktbuchsen 1 und Kontaktstifte 1 welche ineinander greifen, elektrisch miteinander verbunden sind. Es sei erwähnt, dass in den Ansichten nach 7A und 7B nur jeweils ein Kontaktelement innerhalb einer Steckverbindungsvorrichtung aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt ist, wobei in der Regel weitere Kontaktstifte oder Kontaktbuchsen in Steckverbindungsvorrichtungen mit umfasst sind.
Beide Gehäuse 18, 19 umfassen jeweils einen zylindrischen Kontaktelementträger 20, der mit einzelnen Aufnahmekammern zur Aufnahme weiterer Kontaktelemente 1 ausgebildet ist, aus isolierendem Material besteht und mit dem Kupplungsgehäuse 18 bzw. dem Steckergehäuse 19 verrastbar oder sonstig verbindbar ist. Die Anzahl der jeweiligen Aufnahmekammern für die sitftartigen oder buchsenartigen Kontaktelemente 1 in jedem zylindrischen Kontaktelementträger 20 richtet sich nach dem Einsatzzweck und kann z. B. entweder drei Aufnahmekammern (zwei Phasenkontakte und ein Schutzleiterkontakt), oder vier Aufnahmekammern (drei Phasenkontakte und ein Schutzleiterkontakt), oder fünf Aufnahmekammern (drei Phasenkontakte, ein Null-Leiterkontakt und ein Schutzleiterkontakt) aufweisen. Die beiden Gehäuse 18 und 19 weisen ein Schutzteil in Form einer Haube 22 zum Einführen eines Leiters 2 und eine drehbar betätigbare Zugentlastungseinrichtung in Form einer Spannhülse 23 auf. Am Kupplungsgehäuse 18 ist ein schwenkbarer Deckel 24 angebracht, der die Kontaktbuchse 1 abdeckt und gegen Spritzwasser schützt, wenn die Kupplung 18 außer Eingriff mit dem Stecker 19 ist.
Wie aus 7A und 7B ersichtlich, reichen die Kontaktflächen 4 und die Klemmfedern 5 der schraubenlosen Anschlussklemmen jeweils in einzelne Aufnahmekammern des Kontaktelementträgers 20 hinein. Der Kantaktelementträger 20 ist mit Zugangsöffnungen versehen, durch die sich jeweils ein Rastschieber 21 als Kontaktöffner erstreckt. Weitere Zugangsöffnungen münden zu den Kontaktflächen 4 der Kontaktelementen 1. Der Rastschieber 21 weist eine Aussparung 21b auf, in welche die Klemmfeder 5 eingreifen kann. Der Rastschieber 21 hat die Funktion eines Niederdrückwerkzeuges, das zwei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine Freigabestellung der Klemmfeder, wie in 9B dargestellt, und eine Niederdrückstellung der Klemmfeder, wie in 9A dargestellt, bei der die Aussparung 21b in dem Rastschieber 21 den Spannschenkel 9 der Klemmfeder 5 niederdrückt und die Klemmöffnung 6 öffnet, so dass die freien Leiteradern 2b in die Klemmöffnung 6 geschoben werden können. Die beiden erwähnten Stellungen des Rastschiebers 21 werden durch Anschläge bestimmt, die an jeweiligen Schultern des Kontaktelementträgers 20 anliegen. Um den Rastschieber 21 zwischen seinen beiden Öffnungen leicht verschieben zu können, ist eine Betätigungsöffnung vorgesehen, an der beispielsweise ein Schraubendreher eingreifen und den Rastschieber vor- und zurückschieben kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1783868 [0006, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN VDE 0623 [0002]
IEC 60309-1, -2 [0002]
EN 60309-1, -2 [0002]
DIN VDE 0623 [0006]
EN 60309-2 [0006]
DIN VDE 0623 [0061]
IEC 60309-1, -2 [0061]
EN 60309-1, -2 [0061]

Claims

Kontaktelement für eine elektrische Steckverbindervorrichtung, wobei das Kontaktelement umfasst: aus einem elektrisch leitfähigen Material – einen geformten ersten Endabschnitt (102) – sowie einen geformten, eine Längsachse definierenden, länglichen Aufnahmeabschnitt (101), zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. Aufnahme eines zu dem Kontaktelement komplementär ausgebildeten Gegenkontaktelements einer mit der elektrischen Steckverbindervorrichtung zu paarenden Steckverbindervorrichtung, – wobei sich der längliche Aufnahmeabschnitt vom ersten Endabschnitt aus im Wesentlichen zylinderförmig erstreckt und wobei der erste Endabschnitt sowie der längliche, zylinderartige Aufnahmeabschnitt durch Materialumformung des elektrisch leitfähigen Materials mittels zumindest vorherrschend parallel zur Längsachse einwirkender Kraft frei von Nähten und Schnittstößen geformt sind und zumindest der Aufnahmeabschnitt entlang der Längsachse hohl ist.
Kontaktelement nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der längliche, hohlzylinderartige Aufnahmeabschnitt mittels Anwendung eines Tiefzieh- oder Fließpressverfahrens, geformt ist, insbesondere aus einem Flachmaterial geformt ist.
Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Endabschnitt eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen und elektrischen Kopplung bzw. zur Aufnahme eines elektrischen Anschlussleiters ausgebildet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung an dem Endabschnitt montiert ist, insbesondere angeschraubt, angenietet oder angefügt, insbesondere angeschweißt, angelötet oder anderweitig angefügt ist.
Kontaktelement nach Anspruch 3 oder 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschlusseinrichtung mehrteilig ausgebildet ist.
Kontaktelement nach Anspruch 3 bis 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschlusseinrichtung eine Klemmfeder (129) besitzt.
Kontaktelement nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung und der Aufnahmeabschnitt aus einem Stück geformt sind.
Kontaktelement nach einem der Anspruch 3 bis 7, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die an dem ersten Endabschnitt ausgebildete Anschlusseinrichtung durch Anwendung eines Materialabtragenden Verfahrens und/oder eines Stanz-Biege-Verfahrens geformt ist.
Kontaktelement nach einem der Anspruch 1 bis 8, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das dem ersten Endabschnitt gegenüberliegende Ende an dem länglichen, hohlzylinderförmigen Aufnahmeabschnitt offen oder geschlossen ist.