EP0570771B1 - Hochstromkontakt für elektrische Kontaktsteckvorrichtungen - Google Patents

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EP0570771B1
EP0570771B1 EP93107347A EP93107347A EP0570771B1 EP 0570771 B1 EP0570771 B1 EP 0570771B1 EP 93107347 A EP93107347 A EP 93107347A EP 93107347 A EP93107347 A EP 93107347A EP 0570771 B1 EP0570771 B1 EP 0570771B1
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets
    • H01R13/05—Resilient pins or blades
    • H01R13/052—Resilient pins or blades co-operating with sockets having a circular transverse section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/53—Bases or cases for heavy duty; Bases or cases for high voltage with means for preventing corona or arcing

Definitions

  • the invention relates to a high-current contact for electrical contact plug devices with a sleeve-shaped or tubular press-in section, which is provided between two short cylindrical jacket areas with a relatively long barrel-shaped convex jacket area, on which the actual press-in zone of the contact body is located.
  • Such high-current contacts are required for supplying current to electronic devices so that currents of high current density can be transmitted without problems, in particular with little heat generation or with low losses. It is therefore important to give the current to be transmitted in the area of the electrical contact plug devices a sufficiently wide line cross section.
  • DE-A-3518030 already includes electrically conductive contact plug devices of this type in the prior art.
  • the sleeve-shaped or tubular shape of the press-in sections is obtained by rolling in a lamellar body previously manufactured as a stamped and bent molded part from a sheet metal material.
  • the contact plug devices according to US-A-3634819 formed from solid rod material by section-wise longitudinal splitting and widening of the same can possibly be used as so-called high-current contacts because of their relatively solid material cross-sectional areas. With them, however, it can happen that the arch-shaped and self-resiliently arched webs formed by bending in the area of the longitudinal gaps jointly result in only a single contact point in the peripheral zone, which is thus overloaded and unnecessarily increases the contact resistance.
  • a high-current contact for electrical contact plug devices of the type specified at the outset which can also transmit currents of high current density without problems, that is to say with little heat generation or with low losses, by providing a sufficiently wide line cross section, is characterized according to the invention in that that at least the press-in zone at the cambered jacket region of the press-in section is provided with roughening, corrugation or the like and has a largely closed, continuous jacket surface and that the press-in cross section is provided with a molded-in cylindrical central channel over its entire length.
  • FIG. 1 of the drawing only a fragment of a high-current contact 1 can be seen, as it is used in electrical contact plug devices which are part of the essential equipment of electronic devices.
  • This high-current contact 1 is used in the so-called press-in technology and is consequently provided with a press-in section 2, which is preferably produced in one piece or with the same material as the high-current contact 1.
  • the press-in section 2 has an essentially sleeve-shaped or tubular shape, which is obtained by means of a molded-in, cylindrical central channel 3.
  • the sleeve-shaped or tubular press-in section 2 has two short cylindrical jacket regions 4 and 5, between which a relatively long barrel-shaped jacket region 6 is located.
  • the actual press-in zone 7 of the press-in section which is characterized in the exemplary embodiment in that its surface has a roughening or corrugation 8 or the like, is also located on this barrel-shaped convex jacket region 6.
  • the barrel-shaped cambered area 6 of the press-in section 2 a radius of curvature which is larger than the total length 10 of the press-in section 2.
  • the radius of curvature 11 for the barrel-shaped cambered area 6 to the total length 10 of the press-in section 2 obtained a ratio of approximately 1.38: 1.
  • the two cylindrical jacket sections 4 and 5 have a matching outer diameter 12, but that they are provided with different lengths 13 and 14.
  • the cylindrical jacket region 4 of the press-in section 2 adjoins the actual high-current contact 1 with a transition radius 15, which is preferably dimensioned such that it has a ratio of 0.66 to the length 13 of the cylindrical jacket region 4.
  • the length 13 of the cylindrical jacket section 4 is approximately in a ratio of 0.6 to the length 14 of the cylindrical jacket section 5.
  • the press-in section 2 is designed such that its largest diameter 17 is in a ratio to the length dimension 10 that is approximately 0.65: 1. This means, for example, that with a largest diameter 17 of the press-in section 2, its length 10 is approximately 5 mm.
  • the diameter 17 of the barrel-shaped cambered area 6 to the outer diameter 12 of the two cylindrical jacket areas 4 and 5 may have a ratio which is approximately 1.16: 1, while the total length 10 of the press-in section 2 to the length 18 of its barrel-shaped cambered jacket area 6 can stand in a ratio of about 1.43: 10.
  • the inner diameter 19 of the sleeve or tubular press-in section 2 it is provided that it has a ratio of approximately 0.62: 1 to its largest outer diameter 17, that is to say it is 2 mm if the outer diameter 17 is 3.25 mm.
  • the conically tapered jacket region 9 preferably has a length 20 at the free end of the press-in section 2 which is designed to match the length 14 of the subsequent cylindrical jacket section 5.
  • High-current contacts 1 which have sleeve-shaped or tubular press-in sections 2 of the design described above, have proven to be particularly suitable for the transmission of currents with a high current density. You will achieve significantly improved contact resistance in the area of your press-in zone if it is roughened, corrugated or the like.

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  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hochstromkontakt für elektrische Kontaktsteckvorrichtungen mit einem hülsen- oder röhrenförmigen Einpreßabschnitt, der zwischen zwei kurzen zylindrischen Mantelbereichen mit einem relativ langen tonnenförmig bombierten Mantelbereich versehen ist, an welchem sich die eigentliche Einpreßzone des Kontaktkörpers befindet.
  • Solche Hochstromkontakte werden für Stromzuführungen bei elektronischen Geräten benötigt, damit sich (auch) Ströme hoher Stromdichte problemlos, insbesondere unter geringer Wärmeerzeugung bzw. mit niedrigen Verlusten übertragen lassen. Es kommt also darauf an, dem jeweils zu übertragenden Strom im Bereich der elktrischen Kontaktsteckvorrichtungen einen genügend weiten Leitungsquerschnitt zu geben.
  • Durch die DE-A-3518030 gehören bereits elektrisch leitfähige Kontaktsteckvorrichtungen dieser Art zum Stand der Technik. Die hülsen- oder röhrenförmige Gestalt der Einpreßabschnitte wird dabei durch Einrollen eines zuvor als Stanz-Biegeformteil aus einem Blechwerkstoff gefertigen Lamellenkörper erhalten.
  • Diese bekannten Kontaktsteckvorrichtungen sind dabei so ausgelegt, daß sie einerseits einen sicheren mechanischen Kontakt zwischen den Kontaktkörpern gewährleisten und andererseits nur einen geringen elektrischen Übergangswiderstand zwischen den zu verbindenden Teilen verursachen. Nachteilig ist jedoch, daß sie wegen der relativ geringen Materialdicke des zu ihrer Herstellung verwendeten elektrisch leitfähigen Blechwerkstoffs nicht ohne weiteres als sogenannte Hochstromkontakte eingesetzt werden können, bei denen es wesentlich ist, dem jeweils zu übertragenden Strom im Bereich der Kontaktstellen einen genügend weiten Leitungsquerschnitt zu geben.
  • Die gleichen Gesichtspunkte gelten auch bezüglich Kontaktsteckvorrichtungen nach US-A-3634819, soweit es sich dort ebenfalls um Bauformen handelt, die durch Rollverformen von zuvor als Stanzbiegeteile aus Blechwerkstoff hergestellte Lamellenkörper gebildet sind.
  • Die aus massivem Stabmaterial durch abschnittsweises Längsspalten und Aufweiten desselben gebildeten Kontaktsteckvorrichtungen nach US-A-3634819 können zwar ggfs. wegen ihrer relativ massiven Material-Querschnittsbereiche als sogenannte Hochstromkontakte zum Einsatz gelangen. Bei ihnen kann es jedoch vorkommen, daß die durch Aufbiegen im Bereich der Längsspalte gebildeten bogenförmigen und selbstfedernd nach außen gewölbten Stege gemeinsam nur einen einzigen Kontaktpunkt in der Randzone ergeben, welcher damit überlastet wird und den Kontaktwiderstand unnötig erhöht.
  • Ein Hochstromkontakt für elektrische Kontaktsteckvorrichtungen der eingangs angegebenen Gattung, welcher auch Ströme hoher Stromdichte problemlos, also unter geringer Wärmerzeugung bzw. mit niedrigen Verlusten übertragen kann, indem ein genügend weiter Leitungsquerschnitt zur Verfügung gestellt wird, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest die Einpreßzone am bombierten Mantelbereich des Einpreßabschnittes mit einer Aufrauhung, Riffelung oder dergleichen versehen ist und eine weitgehend geschlossene, kontinuierliche Mantelfläche aufweist und daß der Einpreßquerschnitt über seine Gesamtlänge hinweg mit einem eingeformten zylindrischen Zentralkanal versehen ist.
  • Diese Maßnahme führt zu wesentlich verbesserten Übergangswiderständen im Bereich der Einpreßzone. Es hat sich gezeigt, daß derart gestaltete Hochstromkontakte sich in besonderem Maße für den Einsatz bei elektronischen Geräten eignen, die mit integrierten Schaltungsbausteinen, insbesondere hoch integrierten Schaltungen ausgestattet sind, welche mit hauchdünn aufgedampften Leiterbahnen arbeiten. Auch ergibt sich hierdurch eine zur Übertragung von Strömen mit hoher Stromdichte besonders geeignete Ausgestaltung der Kontaktsteckvorrichtungen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Patentanspruch 1 ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungswesentlichen Teils eines Hochstromkontaktes für elektrische Kontaktsteckvorrichtungen dargestellt. Es zeigen
    • Figur 1
    in erheblich vergrößertem Maßstab und in der Seitenansicht von einem für sogenannte Einpreßtechnik geeigneten Hochstromkontakt, dessen Einpreßabschnitt
    Figur 2
    in Stirnansicht entsprechend der Pfeilrichtung II den Einpreßabschnitt nach Figur 1 und
    Figur 3
    in einer der Figur 2 entsprechenden Stirnansicht eine etwas abgewandelte Gestaltungsform für den Einpreßabschnitt nach Figur 1.
  • In Figur 1 der Zeichnung ist lediglich ein Bruchstück eines Hochstromkontaktes 1 zu sehen, wie er in elektrischen Kontaktsteckvorrichtungen benutzt wird, die zur wesentlichen Ausstattung von elektronischen Geräten gehören. Dieser Hochstromkontakt 1 gelangt dabei in der sogenannten Einpreßtechnik zum Einsatz und ist infolge dessen mit einem Einpreßabschnitt 2 versehen, welcher vorzugsweise einstückig bzw. materialeinheitlich mit dem Hochstromkontakt 1 hergestellt ist.
  • Der Einpreßabschnitt 2 hat dabei eine im wesentlichen hülsen- oder röhrenförmige Gestalt, die durch einen eingeformten, zylindrischen Zentralkanal 3 erhalten wird.
  • Aus Figur 1 der Zeichnung ergibt sich, daß der hülsen- oder röhrenförmige Einpreßabschnitt 2 zwei kurze zylindrische Mantelbereiche 4 und 5 aufweist, zwischen denen ein relativ langer, tonnenförmig bombierter Mantelbereich 6 gelegen ist.
  • An diesem tonnenförmig bombierten Mantelbereich 6 befindet sich dabei auch die eigentliche Einpreßzone 7 des Einpreßabschnitts, welche beim Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet ist, daß seine Oberfläche eine Aufrauhung bzw. Riffelung 8 oder dergleichen aufweist.
  • Am freien Ende des Einpreßabschnitts 2 befindet sich vor dem zylindrischen Mantelbereich 5 ein konisch verjüngter Mantelbereich 9, wobei vorzugsweise die beiden Mantelbereiche 5 und 9 eine übereinstimmende Längenabmessung haben.
  • Bewährt hat es sich auch, dem tonnenförmig bombierten Mantelbereich 6 des Einpreßabschnitts 2 einen Krümmungsradius zu geben, welcher größer bemessen ist, als die Gesamtlänge 10 des Einpreßabschnitts 2. Bei einer praktischen Ausführungsform des Hochstromkontaktes 1 kann bspw. der Krümmungsradius 11 für den tonnenförmig bombierten Mantelbereich 6 zur Gesamtlänge 10 des Einpreßabschnitts 2 ein Verhältnis von etwa 1,38:1 erhalten.
  • Vorgesehen ist auch, daß die beiden zylindrischen Mantelabschnitte 4 und 5 einen übereinstimmenden Außendurchmesser 12 erhalten, daß sie jedoch mit voneinander verschiedener Länge 13 und 14 vorgesehen werden. Der zylindrische Mantelbereich 4 des Einpreßabschnitts 2 schließt sich dabei an den eigentlichen Hochstromkontakt 1 mit einem Übergangsradius 15 an, welcher vorzugsweise so bemessen wird, daß er zur Länge 13 des zylindrischen Mantelbereichs 4 ein Verhältnis von 0,66 hat. Die Länge 13 des zylindrischen Mantelabschnitts 4 steht zur Länge 14 des zylindrischen Mantelabschnitts 5 etwa in einem Verhältnis von 0,6.
  • Aus den Figuren 1 und 2 der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Einpreßabschnitt 2 des Hochstromkontaktes 1 über den größten Teil seiner Länge mit zwei diametral gelegenen Schlitzen 16 versehen werden kann, die ihm einen gewissen Federungseffekt verleihen.
  • In manchen Fällen ist es sogar noch zweckmäßiger, die Schlitze 16 im Einpreßabschnitt 2 mit kreuzweiser Anordnung vorzusehen, wie das der Figur 3 zu entnehmen ist.
  • Bei dem aus Figur 1 der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiel eines Hochstromkontaktes 1 ist der Einpreßabschnitt 2 so gestaltet, daß sein größter Durchmesser 17 zur Längenabmessung 10 in einem Verhältnis steht, das etwa bei 0,65:1 liegt. Dies bedeutet bspw., daß bei einem größten Durchmesser 17 des Einpreßabschnitts 2 dessen Länge 10 etwa 5 mm ausmacht.
  • Vorgesehen ist auch, daß der Durchmesser 17 des tonnenförmig bombierten Mantelbereichs 6 zum Außendurchmesser 12 der beiden zylindrischen Mantelbereiche 4 und 5 ein Verhältnis haben kann, das bei etwa 1,16:1 liegt, während die Gesamtlänge 10 des Einpreßabschnittes 2 zur Länge 18 seinen tonnenförmig bombierten Mantelbereichs 6 in einem Verhältnis von etwa 1,43:10 stehen kann.
  • Für den Innendurchmesser 19 des hülsen- oder röhrenförmigen Einpreßabschnitts 2 ist vorgesehen, daß er zu dessem größten Außendurchmesser 17 ein Verhältnis von etwa 0,62:1 hat, daß er also bei 2 mm liegt, wenn der Außendurchmesser 17 3,25 mm beträgt.
  • Abschließend soll noch erwähnt werden, daß der konisch verjüngte Mantelbereich 9 am freien Ende des Einpreßabschnitts 2 vorzugsweise eine Länge 20 erhält, die mit der Länge 14 des anschließenden zylindrischen Mantelabschnitts 5 übereinstimmend ausgeführt ist.
  • Hochstromkontakte 1, die hülsen- oder röhrenförmige Einpreßabschnitte 2 der vorstehend beschriebenen Ausbildung aufweisen, haben sich in besonderem Maße zur Übertragung von Strömen mit hoher Stromdichte als geeignet erwiesen. Sie erreichen dabei wesentlich verbesserte Übergangswiderstände im Bereich ihrer Einpreßzone, wenn diese eine Aufrauhung, Riffelung oder dergleichen erhält.

Claims (11)

  1. Hochstromkontakt (1) für elektrische Kontaktsteckvorrichtungen mit einem hülsen- oder röhrenförmigen Einpreßabschnitt (2), der zwischen zwei kurzen zylindrischen Mantelbereichen (4 und 5) mit einem relativ langen tonnenförmig bombierten Mantelbereich (6) versehen ist, an welchem sich die eigentliche Einpreßzone (7) des Kontaktkörpers befindet,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest die Einpreßzone (7) am bombierten Mantelbereich (6) des Einpreßabschnitts (2) mit einer Aufrauhung/Riffelung (8) oder dergleichen versehen ist und eine weitgehend geschlossene - lediglich durch Diametralschlitze (16) unterbrochene -, kontiniurliche Mantelfläche aufweist, und daß der Einpreßabschnitt (2) über seine Gesamtlänge (10) hinweg mit einem eingeformten zylindrischen Zentralkanal (3) versehen ist.
  2. Hochstromkontakt nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich am freien Ende des Einpreßabschnitts (2) vor dem zylindrischen Mantelbereich (5) ein konisch verjüngter Mantelbereich (9) befindet, wobei beide Mantelbereiche (5 und 9) vorzugsweise eine übereinstimmende Längenabmessung (14 und 20) haben.
  3. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der tonnenförmig bombierte Mantelbereich (6) einen Krümmungsradius (11) aufweist, der größer als die Gesamtlänge (10) des Einpreßabschnitts (2) bemessen ist.
  4. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die beiden zylindrischen Mantelbereiche (4 und 5) übereinstimmende Außendurchmesser (12) aufweisen, vorzugsweise jedoch eine unterschiedliche Länge (13 und 14) haben.
  5. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Einpreßabschnitt (2) über den größten Teil seiner Länge (10) diametral geschlitzt (16) ausgeführt ist (Figur 2).
  6. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Einpreßabschnitt (2) über den größten Teil seiner Länge (10) kreuzweise geschlitzt (16) ausgeführt ist (Figur 3).
  7. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Einpreßabschnitt (2) mit einem Durchmesser-/Längenverhältnis (17/10) von etwa 0,65:1 vorgesehen ist.
  8. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Durchmesserverhältnis des bombierten Mantelbereichs (6) zu den zylindrischen Mantelbereichen (4 und 5) bei etwa 1,16:1 liegt.
  9. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gesamtlänge (10) des Einpreßabschnitts (2) zur Länge (18) seines bombierten Mantelbereichs (6) in einem Verhältnis von etwa 1,43:1 steht.
  10. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Innendurchmesser (19) des hülsen- oder röhrenförmigen Einpreßabschnitts (2) zu seinem größten Außendurchmesser (17) in einem Verhältnis von etwa 0,62:1 steht.
  11. Hochstromkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der dem freien Ende des Einpreßabschnitts (2) benachbarte zylindrische Mantelbereich (5) eine größere Längenabmessung (14) aufweist als der hintere, zylindrische Mantelbereich (4) und daß dabei deren Längen (14 und 13) vorzugsweise ein Verhältnis von etwa 1,66:1 haben.
EP93107347A 1992-05-21 1993-05-06 Hochstromkontakt für elektrische Kontaktsteckvorrichtungen Expired - Lifetime EP0570771B1 (de)

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