EP1630903B1

EP1630903B1 - Steckkontakt

Info

Publication number: EP1630903B1
Application number: EP05014716A
Authority: EP
Inventors: Wolf Neumann-Henneberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2025-07-07
Also published as: EP1630903A1; US20060040545A1; ATE349082T1; US7097491B2; DE502005000243D1; DE102004040834B3

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckkontakt mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Der Steckkontakt ist zum elektrischen, vorzugsweise lösbaren Verbinden eines Drahts oder einer Litze mit einem Stegleiter eines Stanzgitters vorgesehen.
Aus der DE 101 49 574 C2 ist ein Messeraufnahmekontakt bekannt, der in oder durch einen Schlitz oder ein Stanzloch eines Stegleiters eines Stanzgitters steckbar und mit dem Stegleiter durch Schweißen verbindbar ist. Stanzgitter werden u. a. im Automobilbau verwendet. Sie weisen ein oder mehrere Bleche in einer oder mehreren Ebenen auf, die zu Stegleitern gestanzt sind, die vergleichbar mit den Leiterbahnen gedruckter Schaltungen elektrische Bauteile miteinander verbinden. Im Vergleich mit gedruckten Schaltungen sind ein vielfaches höhere Ströme möglich. Der bekannte Messeraufnahmekontakt weist eine Anzahl identischer Kontaktlamellen auf, die zu einem Lamellenpaket paketiert, d. h. deckungsgleich aneinander liegend angeordnet sind. Die paketierten Kontaktlamellen bilden den Messeraufnahmekontakt. Die Kontaktlamellen weisen einen an einem Ende offenen Schlitz auf, der sie in zwei in einem Fußbereich der Kontaktlamelle miteinander einstückige Kontaktfedern teilt. In den Schlitz der paketierten, den Messeraufnahmekontakt bildenden Kontaktlamellen ist ein Messerkontakt, also ein elektrischer Kontakt in Form eines Blechstreifens, steckbar.
Die DE 101 17 061 A1 offenbart einen Steckkontakt mit einem Kontaktlamellen aufweisenden Lamellenpaket, die durch einen Schlitz als Messeraufnahmekontakte ausgebildet sind. Die Kontaktlamellen des bekannten Steckkontakts weisen Augen an einem Ende auf, die auf einen Niet aufgesetzt sind, der das Lamellenpaket hält. Der Niet verbindet das Lamellenpaket mit einem Crimpanschluss zum Verbinden mit einer Litze.
Die US-A-6 062 916 offenbart eine Kontaktlamelle, die durch einen Schlitz als Messeraufnahmekontakt ausgebildet ist. Die Lamelle weist ein Schwert auf, mit dem sie in eine Leiterplatte steckbar und mit einer Leiterbahn der Leiterplatte verlötbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Kontakt der vorstehend erläuterten Art als Steckkontakt vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Steckkontakt weist Kontaktlamellen auf, die zu einem Lamellenpaket paketiert sind, das einen Stecker bildet, der in ein Stanzloch in einem Stegleiter eines Stanzgitters steckbar ist. Insbesondere bildet ein Fußbereich der paketierten Lamellen, also ein den Kontaktfedern abgewandter Bereich, den in das Stanzloch des Stegleiters steckbaren Stecker.
Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Steckkontakt einen Käfig auf, der das Lamellenpaket des Steckkontakts hält. Der Käfig ist vorzugsweise ein Blechstanz- und -biegeteil, in dem die Lamellen des Steckkontakts gehalten und als Lamellenpaket zusammengehalten werden. Der Käfig kann auch aus Kunststoff bestehen und beispielsweise ein Gehäuse für den Steckkontakt bilden. Der Käfig verbessert eine mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Steckkontakts und verhindert u. a., dass das Lamellenpaket bei Lagerung, Transport und Handhabung auseinander fällt. Des Weiteren kann ein den Käfig umgebendes, elektrisch isolierendes Gehäuse vorgesehen sein. Besteht der Käfig aus Kunststoff erübrigt sich normalerweise ein zusätzliches Gehäuse. Eine wesentliche Funktion des Käfigs ist die Führung und Halterung der Kontaktfedern ungefähr in Höhe der Kontaktstellen. Die Bedeutung dieser Funktion wächst mit der Anzahl der Lamellen, und der damit verbundenen Steckkraft des elektrischen Leiters zwischen die Kontaktfedern. Mit der Erfindung wird eine gute Kontaktierung mit einem in den Schlitz des Lamellenpakets gesteckten elektrischen Leiter, beispielsweise einem Draht oder einer Litze, erreicht. Ein Kontaktdruck, mit dem die Kontaktfedern gegen den eingesteckten elektrischen Kontakt drücken, ist hoch. Mit guter Kontaktierung ist insbesondere ein niedriger elektrischer Übergangswiderstand zwischen dem eingesteckten Leiter und den Kontaktfedern gemeint. Der erfindungsgemäße Steckkontakt ermöglicht einen hohen elektrischen Strom.
Ein erfindungsgemäßer Steckkontakt mit zwei Kontaktlamellen weist vier Kontaktfedern auf, die an vier Stellen an einem eingesteckten elektrischen Leiter anliegen. Weist der Steckkontakt mehr Kontaktlamellen auf, erhöht sich die Zahl der Anlagestellen am eingesteckten elektrischen Leiter mit jeder Kontaktlamelle entsprechend der Anzahl der Kontaktfedern um zwei. Daraus folgt eine entsprechend hohe Strombelastbarkeit des Steckkontakts, die sich ohne weiteres durch Vergrößern der Anzahl der Kontaktlamellen erhöhen lässt. Eine hohe Strombelastbarkeit ist im Niederspannungsbereich von erheblicher Bedeutung. Gerade im Automobilbereich steigt die Strombelastung durch eine immer größere Anzahl elektrischer Verbraucher mit steigender elektrischer Leistung.
Die Lamellen des Steckkontakts können aus einem Blech mit hoher Festigkeit und in Folge dessen guten Federeigenschaften auch bei hoher Temperatur gestanzt werden, da ein Biegen der Lamellen nicht erforderlich ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Steckkontakt als Stecker dauerhaft an einem in den Schlitz seiner Kontaktlamellen gesteckten elektrischen Leiter verbleibt, d. h. es ist nicht vorgesehen, den eingesteckten elektrischen Leiter zum Lösen der Steckverbindung aus dem Steckkontakt heraus zu ziehen. Die lösbare Steckverbindung ist vielmehr an dem vom Lamellenpaket gebildeten Stecker vorgesehen, d. h. zum Lösen der Steckverbindung wird das in das Stanzloch des Stegleiters eines Stanzgitters gesteckte Lamellenpaket des erfindungsgemäßen Steckkontakts aus dem Stegleiter heraus gezogen. Der erfindungsgemäße Steckkontakt ermöglicht somit das Anbringen eines Steckers an beispielsweise einem Kabel, einer Litze oder einem Anschlussdraht eines elektrischen oder elektronischen Bauteils durch einfaches Stecken und ohne den Aufwand einer Crimp-Verbindung oder einer Klemmverbindung durch Schrauben. Allerdings schließt die Erfindung nicht aus, dass ein in den Schlitz der Kontaktlamellen gesteckter elektrischer Leiter wieder heraus gezogen wird.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist der Käfig eine Zugentlastung für einen in den Schlitz der Kontaktlamellen gesteckten elektrischen Leiter auf. Die Zugentlastung erhöht die mechanische Festigkeit der Verbindung. Sie ist insbesondere von Vorteil, wenn und weil der erfindungsgemäße Steckkontakt nicht von einem eingesteckten elektrischen Leiter gelöst werden soll, sondern das Lösen der elektrischen Verbindung durch Herausziehen des Steckkontakts aus dem Stanzloch des Stegleiters erfolgt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Steckfuß am Käfig des Steckkontakts vor, der beim Einstecken des Steckkontakts in ein Stanzloch eines Stegleiters in einen Schlitz im Stegleiter gelangt. Dadurch werden sowohl die mechanische Festigkeit der Steckverbindung als auch die elektrische Kontaktierung des Steckkontakts mit dem Stegleiter verbessert. Der Käfig bewirkt oder unterstützt eine vorgesehene Stecklage des Steckkontakts im Stegleiter, eine Schrägstellung des Steckkontakts im Stegleiter wird ebenso vermieden wie eine Schrägstellung der Lamellen zueinander.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Anlage des Steckkontakts vor, mit der der Steckkontakt an einem Stegleiter eines Stanzgitters anliegt, wenn der Steckkontakt in ein Stanzloch des Stegleiters gesteckt ist. Die Anlage stellt eine vorgesehene Lage des in den Stegleiter gesteckten Steckkontakts in Bezug auf den Stegleiter sicher. Dabei kommt außer einer zum Stegleiter senkrechten Lage der Lamellen des Steckkontakts auch eine zum Stegleiter schräge Lage der Lamellen in Frage, die durch die Anlage des Steckkontakts sichergestellt wird. Die Anlage befindet sich insbesondere seitlich neben den Lamellen, sie kann beispielsweise punktförmig an mehreren Stellen um die Lamellen herum, linienförmig (durchgehend oder unterbrochen) um die Lamellen herum oder auch flächenförmig ausgebildet sein. Als punktförmige Anlage kommen beispielsweise seitlich abstehende Nasen der Lamellen oder Füße an einem dem Stegleiter zugewandten Rand eines Gehäuses des Steckkontakts in Betracht. Auch der Käfig des Steckkontakts kann Füße aufweisen. Als linienförmige Anlage kommt der dem Stegleiter zugewandte Rand eines Gehäuses oder des Käfigs des Steckkontakts in Betracht. Eine Anlagefläche ergibt sich beispielsweise bei einem Boden des Gehäuses oder des Käfigs des Steckkontakts.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine Kontaktlamelle eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steckkontakts als Einzelteil;
Figur 2: einen Käfig des Steckkontakts der Erfindung als Einzelteil;
Figur 3: einen erfindungsgemäßen Steckkontakt ohne Gehäuse; und
Figur 4: den Steckkontakt gemäß Figur 3 mit Gehäuse.

Die in Figur 1 dargestellte Kontaktlamelle 10 ist aus einem Blech gestanzt, sie ist länglich mit einem grob gesagt rechteckigen Umriss und weist einen an einem Ende offenen Längsschlitz 12 auf, der die Kontaktlamelle 10 in zwei Kontaktfedern 14 unterteilt. Der Schlitz 12 mündet mit zwei Einführschrägen 16, an die sich nahe der Mündung des Schlitzes 12 konkave Rundungen anschließen. Die Rundungen sind an einen Durchmesser eines einzusteckenden Drahts angepasst, sie bilden Kontaktstellen 18. In einem Fußbereich 20 sind die Kontaktfedern 14 einstückig miteinander. An Längsseiten weist die Kontaktlamelle 10 nach außen stehende Nasen als Anschläge 22 auf, die eine Einstecktiefe in einen Stegleiter eines Stanzgitters begrenzen.
Außer den Anschlägen 22, die die Einstecktiefe in einen Stegleiter eines Stanzgitters begrenzen und die Lage des Steckkontakts im Stegleiter bestimmen, weist die Kontaktlamelle 10 aus Figur 1 ein Paar rechteckiger, an den Längsseiten der Kontaktlamelle 10 nach außen stehender Vorsprünge 46 auf. Die Vorsprünge 46 dienen der Befestigung der Kontaktlamelle in einem noch zu erläuternden, in Figur 2 dargestellten Käfig. Die Vorsprünge sind in etwa in Höhe der Kontaktstellen 18 angeordnet.
Der erfindungsgemäße Steckkontakt 38 weist eine Anzahl Kontaktlamellen 10 auf. Die Lamellen 10 sind paketiert, d. h. deckungsgleich aufeinander liegend zu einem Lamellenpaket zusammengefasst, das den Steckkontakt 38 bildet. Prägepunkte 42 in den Fußbereichen 20 der Lamellen 10 positionieren die paketierten Lamellen 10 aneinander.
Die Fußbereiche 20, der Lamellen 10, der Steckkontakte 38 bilden Stecker. Sie sind in rechteckige Stanzlöcher der Stegleiter 40 gesteckt. Zum Lösen der Steckverbindung lassen sich die aus den Lamellenpaketen mit den Kontaktlamellen 10 gebildeten Steckkontakte 38 aus den Stegleitern 40 herausziehen. Die Anschläge 22 begrenzen die Einstecktiefe der Steckkontakte 38 in die Stegleiter 40. Eine wesentliche Funktion der Anschläge 22 der Kontaktlamellen 10 ist eine lagerichtige Ausrichtung des Steckkontakts 38 am Stegleiter 40. Die Anschläge 22 stellen eine zum Stegleiter 40 senkrechte Ausrichtung des eingesteckten Steckkontakts 38 sicher. Es ist auch eine zum Stegleiter 40 schräge Ausrichtung des Steckkontakts möglich indem die Anschläge 22 an den beiden Seite der Kontaktlamellen 10 in Längsrichtung zueinander versetzt sind (nicht dargestellt). Die Anschläge 22 der Kontaktlamellen 10 können auch als Anlage des Steckkontakts 38 bezeichnet werden.
Der in Figur 2 dargestellte Käfig 48 ist ein Blechstanz- und -biegeteil. Der Käfig 48 weist einen insgesamt rechteckigen Boden 50 mit einer näherungsweise quadratischen Ausbrechung 52 auf, die einen Großteil der Fläche des Bodens 50 einnimmt. Von Längsseiten des Bodens 50 stehen zwei zueinander parallele Seitenwände 54 in einer Richtung ab, die rechteckige Aussparungen 56 aufweisen. An einem Ende stehen die Seitenwände 54 über den Boden 50 vor und bilden Laschen, die um ungefähr 225° nach innen gebogen sind. Die Laschen stehen schräg nach innen und in Richtung eines Innenraums des Käfigs 48 zwischen den Seitenwänden 54 und dem Boden 50. Die Laschen bilden eine Zugentlastung 58. An beiden Enden des Käfigs ist der Boden 50 zu Steckfüßen 60 um 90° in entgegengesetzter Richtung wie die Seitenwände 54 gebogen. Die Seitenwände 54 und die Steckfüße 60 stehen quer zueinander.
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Steckkontakt 38, der ein Lamellenpaket mit den in Figur 1 dargestellten Kontaktlamellen 10 und den in Figur 2 dargestellten Käfig 48 umfasst. Der klaren Erkennbarkeit wegen ist der Käfig 48 in Figur 3 teilweise ausgebrochen. Die Kontaktlamellen 10 sind paketiert, d. h. deckungsgleich aufeinanderliegend angeordnet. Prägepunkte 42 positionieren die Kontaktlamellen 10 aneinander. Das Lamellenpaket ist senkrecht zum Boden 50 des Käfigs 48 durch die Ausbrechung 52 gesteckt, wobei die Kontaktlamellen 10 quer zu den Seitenwänden 54 und parallel zu den Kontaktfüßen 60 stehen. Die Fußbereiche 20 der Kontaktlamellen 10, die einen Stecker bilden, stehen in gleicher Richtung aus dem Boden 50 vor wie die Steckfüße 60 vom Boden 50 abstehen. Die Vorsprünge 46 der Kontaktlamellen 10 liegen in den Aussparungen 56 der Seitenwände 54 des Käfigs 48 ein. Die Kontaktlamellen 10 sind auf diese Weise vom Käfig 48 zu einem Lamellenpaket zusammengehalten und im Käfig 48 gehalten. Da die Vorsprünge 46 ungefähr in Höhe der Kontaktstellen 18 an den Kontaktlamellen 10 vorgesehen sind, hält und führt der Käfig 48 die Kontaktfedern 14 ungefähr in Höhe der Kontaktstellen 18. Das vermeidet, dass ein in den Kontaktstellen 18 einliegender Draht die Kontaktlamellen 10 verwindet und unterstützt eine gute Kontaktierung mit hoher Kontaktkraft. Die Aussparungen 56 in den Seitenwänden 54 des Käfigs 48 bilden mit den einliegenden Vorsprüngen 46 der Kontaktlamellen 10 Halterungen und Führungen des Käfigs 48 für die Kontaktfedern 14 ungefähr in Höhe der Kontaktstellen 18. Das Halten und Führen der Kontaktfedern 14 ungefähr in Höhe der Kontaktstellen 18 durch den Käfig 48 ist besonders bei einer hohen Steckkraft eines elektrischen Leiters zwischen die Kontaktfedern 14 bei einer großen Lamellenzahl wichtig.
Zur Kontaktierung ist ein elektrischer Leiter, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein isolierter Draht 62, dessen Ende abisoliert ist, in den Schlitz 12 der Kontaktlamellen 10 gesteckt. Der Draht 62 durchsetzt die Kontaktlamellen 10 senkrecht. Das abisolierte Ende des Drahts 62 liegt in den konkav gerundeten Kontaktstellen 18 ein. Eine gute Kontaktierung ist wie zu Figur 1 beschrieben gewährleistet. Beim Stecken des Drahts 62 in den Schlitz 12 der Kontaktlamellen 10 gelangt der Draht 62 zwischen die die Zugentlastung 58 bildenden Laschen, die sich nach Art von Schneiden in eine Isolierung 64 des Drahts 62 eindrücken oder einschneiden. Auf Grund ihrer in das Innere des Käfigs 48, d. h. in Richtung der Kontaktlamellen 10, weisenden schrägen Ausrichtung halten die die Zugentlastung 58 bildenden Laschen den Draht 62 im Schlitz 12 bzw. in den Kontaktstellen 18 zwischen den Kontaktfedern 14. Die Zugentlastung 58 wirkt in Längsrichtung des Drahts 62 und senkrecht zu den Kontaktlamellen 10. Der in Figur 3 dargestellte, erfindungsgemäße Steckkontakt 38 bildet einen Stecker, der durch einfaches Stecken des Drahts 62 kontaktiert, d. h. elektrisch leitend und mechanisch mit dem Draht 62 verbunden wird. Weitere Verbindungsmaßnahmen außer dem Stecken sind nicht erforderlich, ein Lösen des Drahts 62 vom Steckkontakt 38 ist nicht vorgesehen.
Nach dem Kontaktieren kann ein Isoliergehäuse 66 aus Kunststoff auf den Steckkontakt 38 aufgesetzt werden, wie es in Figur 4 zu sehen ist. Das Isoliergehäuse 66 ist in Figur 4 aufgeschnitten, um den Steckkontakt 38 sichtbar zu machen. Ein dem Stegleiter 40 zugewandter Rand des Isoliergehäuses 66 bildet eine Anlage 68, die eine lagerichtige, im dargestellten Ausführungsbeispiel also senkrechte Ausrichtung der Kontaktlamellen 10 im Stegleiter 40 sicherstellt. Der die Anlage 68 bildende Rand des Isoliergehäuses 66 ergänzt die durch die Anschläge 22 der Kontaktlamellen 10 gebildete Anlage. Des weiteren weisen auch die Steckfüße 60 seitlich abstehende Nasen auf, die Anschläge 70 vergleichbar mit den Anschlägen 22 der Kontaktlamellen 10 bilden. Auch die Anschläge 70 der Steckfüße 60 des Käfigs 48 bilden eine Anlage des Steckkontakts, die dessen Einstecktiefe begrenzen und seine lagerichtige Ausrichtung im Stegleiter 40 sicherstellen. Die Anschläge 22 der Kontaktlamellen 10, die Anschläge 70 der Steckfüße 60 des Käfigs 48 und der Rand des Isoliergehäuses 66 ergänzen einander als Anlage des Steckkontakts. Es genügt grundsätzlich eine der drei genannten Maßnahmen, um die lagerichtige Ausrichtung des Steckkontakts im Stegleiter 40 sicherzustellen.
Der Steckkontakt 38 ist in einen Stegleiter 40 eines im Übrigen nicht dargestellten Stanzgitters gesteckt. Dabei sind die Fußbereiche 20 der Kontaktlamellen 10 durch ein quadratisches oder rechteckiges Stanzloch und die Steckfüße 60 des Käfigs 48 durch Schlitze des Stegleiters 40 gesteckt. Der Käfig 48 verbessert die elektrische Kontaktierung und die mechanische Verbindung des Steckkontakts 38 mit dem Stegleiter 40. Zum Lösen wird der Steckkontakt 38 aus dem Stegleiter 40 gezogen.
Der Steckkontakt 38 weist eine gute Kontaktierung mit niedrigem Übergangswiderstand auf. Eine Stromstärke von 25 A bei einem Steckkontakt 38 mit zwei Kontaktlamellen 10 bei einer Lamellendicke von 0,4 mm ist ohne Weiteres möglich. Zur Erhöhung der Stromstärke kann die Anzahl der Kontaktlamellen 10 erhöht und/oder deren Dicke vergrößert werden (nicht dargestellt). Es sind dadurch theoretisch beliebige Stromstärken und in der Praxis ein Dauerstrom von über 100 A ohne Weiteres möglich.

Claims

Steckkontakt, mit einem Kontaktlamellen (10) aufweisenden Lamellenpaket, wobei die Kontaktlamellen (10) einen Schlitz (12) zum Einstecken eines elektrischen Leiters (62) aufweisen, der die Kontaktlamellen (10) in zwei Kontaktfedern (14) unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket einen Stecker zum Einstecken in ein Stanzloch eines Stegleiters (40) eines Stanzgitters bildet, und dass der Steckkontakt (38) einen Käfig (48) aufweist, der das Lamellenpaket hält.
Steckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (48) aus Metall besteht.
Steckkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (48) ein Blechstanz- und Biegeteil ist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (48) eine Zugentlastung (58) für den elektrischen Leiter (62) aufweist.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (48) einen Steckfuß (60) zum Stecken in einen Schlitz eines Stegleiters (40) aufweist.
Steckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontakt eine Anlage (22, 68, 70) aufweist, die den Steckkontakt in einer vorgesehenen Lage an einem Stegleiter (40) eines Stanzgitters hält, wenn der Steckkontakt in ein Stanzloch des Stegleiters (40) gesteckt ist, so dass die Anlage (22, 68, 70) am Stegleiter (40) anliegt.
Steckkontakt nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (48) eine Halterung und/oder Führung (46, 56) für die Kontaktfedern (14) der Kontaktlamellen (10) aufweist, die die Kontaktfedern (14) ungefähr in Höhe der Kontaktstellen (18) hält und/oder führt.