EP2467904A1 - Kontaktelement - Google Patents

Kontaktelement

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EP2467904A1
EP2467904A1 EP10739869A EP10739869A EP2467904A1 EP 2467904 A1 EP2467904 A1 EP 2467904A1 EP 10739869 A EP10739869 A EP 10739869A EP 10739869 A EP10739869 A EP 10739869A EP 2467904 A1 EP2467904 A1 EP 2467904A1
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EP
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contact
socket
cylindrical
sleeve
cover
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EP10739869A
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Wolfgang Langhoff
Michael Knödler
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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    • 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
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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 an electrical contact element according to the preamble of
  • the invention therefore relates to a cylindrical socket contact element comprising a hyperbolic contact cage, which is also referred to as RADSOK connector.
  • RADSOK connectors are characterized in particular in that their contact region is cage-like and is designed as a cylindrical hyperbolic hollow body, which preferably has contact blades in the longitudinal direction or
  • hyperbolic contact cages are commonly referred to as
  • Stamped / bent part formed from a sheet metal and then into a cylindrical
  • Socket body is produced by rolling or bending and rolling the punching plate.
  • Such a connector is known for example from DE 197 34 524 C2.
  • a cylindrical socket contact consisting of a contact part and a connection part, shown, wherein the contact part has a cylinder jacket and the
  • Cylinder shell at least one stamped out of the jacket contact spring tongue
  • Conductor element is arranged with two opposite flat sides.
  • the cylindrical high current contact socket is in an opening of a
  • cylindrical high current contact socket is known from DE 10 2007 055 040 A1.
  • the electrical contact element relates to a cylindrical socket contact, which with a contact holder non-positively and positively on the outer surface of the
  • cylindrical socket contact is connected by means of thermal shrinkage.
  • the contact systems mentioned above are all such that they are in
  • the length of the socket contact determines the required contact coverage, as well as the connector housing (if present) the total size of the
  • a cylindrical high-current contact socket in which a flat housing cover simultaneously fulfill the function for the housing seal and the function for the electrical connection to a cable.
  • the heat can be removed via this housing cover.
  • the cylindrical high-current contact socket has a metallic, the socket member occluding contact cover, which via a
  • Connection area for contacting with an electrical line features.
  • the metallic contact cover is fixed by means of a butt weld at one end of the cylindrical socket contact.
  • the contact cover is formed as a substantially rectangular, thin metal sheet.
  • the metal sheet thus has a sealing portion and a connection portion.
  • the sealing portion is formed by the fact that the butt weld between the cylindrical socket contact and the contact cover is formed without interruption.
  • Socket contact is sealed watertight by the contact cover.
  • the weld replaces another otherwise necessary sealing element and besides dispenses with additional housing components.
  • the weld is externally mounted circumferentially on the cylindrical socket contact.
  • Fig. 2 shows an embodiment according to the invention of a cylindrical socket contact.
  • a known socket contact element 1 is shown.
  • the socket contact element 1 consists essentially of a cylindrical metallic contact sleeve 2, in which a hyperbolic contact grid 3 is introduced with contact blades 30.
  • a contact holder 8 is attached on the outer jacket of the cylindrical socket contact 1, a contact holder 8 is attached.
  • This known from the prior art socket contact element 1 is open on both sides and therefore against environmental conditions such as dirt, dust and
  • FIG. 1 A first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1
  • a socket contact element 1 with a cylindrical contact sleeve 2 is shown.
  • the female contact member 1 is open on the side of the contact hole 9 so as to be electrically connected to a pin connector. On the contact opening 9
  • the contact cover 4 has a connection portion 5 and a sealing portion 6.
  • the sealing portion 6 is in direct contact with the cylindrical contact sleeve 2 and is connected thereto by means of a weld seam 7. It is essential that the weld 7 is arranged without interruption at the junction between the cylindrical contact sleeve 2 and the contact cover 4.
  • the weld 7 is formed as an uninterrupted butt weld and can be welded directly to the contact cover 4 without changing the contours of the cylindrical contact sleeve 2.
  • the weld 7 is formed as an uninterrupted butt weld and can be welded directly to the contact cover 4 without changing the contours of the cylindrical contact sleeve 2.
  • Terminal section 5 electrical cables of different geometry and with different cross-section can be welded freely scalable. There is also the possibility to attach a plurality of separate cables to the connection section 5 of the contact cover 4.
  • the contact cover 4 is made of a

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Buchsenkontaktelement (1) mit einem Aufnahmeraum (10) für einen Gegenkontakt umfassend eine zylinderförmige metallische Kontakthülse (2) sowie ein in der Kontakthülse (2) im Aufnahmemantel (10) angeordnetes Kontaktgitter (3) zur elektrischen Kontaktierung mit einem Gegenkontakt, wobei die zylinderförmige Kontakthülse (2) an einem seiner Enden durch einen metallischen Kontaktdeckel (4) vollständig gegenüber dem Aufnahmeraum (10) abgedichtet ist.

Description

Beschreibung
Kontaktelement
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruch 1.
Die Erfindung betrifft daher ein zylinderförmiges Buchsenkontaktelement, umfassend einen hyperbolischen Kontaktkäfig, welche auch als RADSOK-Steckverbinder bezeichnet wird. Solche RADSOK-Steckverbinder sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass ihr Kontaktbereich käfigartig ausgebildet ist und als zylindrischer hyperbolischer Hohlkörper gestaltet ist, der vorzugsweise in Längsrichtung Kontaktlamellen besitzt oder
Kontaktfederarme zur Kontaktierung mit einem Steckerstift.
Aus Kostengründen werden die hyperbolischen Kontaktkäfige üblicherweise als
Stanz/-Biegeteil aus einem Blech geformt und anschließend in eine zylinderförmige
Rohrhülse eingebracht. Im Stand der Technik sind verschiedene zylinderförmige Buchsenkontaktelemente
bekannt, die ebenfalls aus einem Blech gestanzt sind, wobei der zylinderförmige
Buchsenkörper durch Rollen beziehungsweise Biegen und Rollen des Stanzbleches erzeugt wird. Eine solche Steckverbindung ist beispielsweise aus der DE 197 34 524 C2 bekannt.
Hier wird ein zylinderförmiger Buchsenkontakt, bestehend aus einem Kontaktteil und einem Anschlussteil, gezeigt, wobei das Kontaktteil einen Zylindermantel aufweist und der
Zylindermantel mindestens eine aus dem Mantel gestanzten Kontaktfederzunge
aufweist, welche in den Aufnahmebereich des Zylinders eintaucht, so dass ein Steckerstift mit diesem Federkontaktelementen kontaktieren kann, sobald dieser in den zylinderförmigen Buchsenkontakt gesteckt wird.
Im Stand der Technik offenbart die DE 10 2005 062 709 A1 ein Kontaktsystem, welches zwischen einer zylinderförmigen Hochstromkontaktbuchse und einem planaren
Leiterbahnelement mit zwei gegenüberliegenden Flachseiten angeordnet ist. Die zylinderförmige Hochstromkontaktbuchse wird dabei in eine Öffnung eines
Leiterbahnelementes eingebracht und zwischen zwei Anpresselementen mit einer entsprechenden Kontur mit dem planaren Leiterbahnelement verpresst. Hierdurch entsteht ein relativ flachbauender Buchsenkontakt, welcher allerdings über ein beidseitig offenes Buchsenkontaktelement verfügt.
Ein weiteres im Stand der Technik bekanntes Steckverbindersystem mit einer
zylinderförmigen Hochstromkontaktbuchse ist aus der DE 10 2007 055 040 A1 bekannt. Hier betrifft das elektrische Kontaktelement einen zylinderförmigen Buchsenkontakt, welcher mit einem Kontakthalter kraft- und formschlüssig am Außenmantel des
zylinderförmigen Buchsenkontaktes mittels thermischen Aufschrumpfens verbunden ist. Die zuvor genannten Kontaktsysteme sind alle derart beschaffen, dass diese in
technischen Applikationen Anwendungen finden können, bei denen ein begrenzter Bauraum in Bezug auf die Steckrichtung des Buchsenkontaktes zur Verfügung steht. Im Prinzip bestimmt die Länge des Buchsenkontaktes die notwenige Kontaktüberdeckung, sowie das Steckverbindergehäuse (sofern vorhanden) die Gesamtgröße des
Steckverbindersystems.
Zunehmend werden gattungsgemäße Steckverbinder der zuvor genannten Art in
Anwendungen eingesetzt, bei denen die klimatischen Umgebungsbedingungen hohe Anforderungen an das Steckverbindersystem stellen. Insbesondere im Bereich von elektrischen Antrieben und Hybridfahrzeugen werden Hochstromkontaktbuchsen im
Motorraum oder an exponierten Stellen eingesetzt, bei denen Schmutz und Flüssigkeiten das Steckverbindersystem belasten.
Hierzu sind im Stand der Technik umfangreiche Lösungen für Steckverbindergehäuse bekannt, welche einerseits die Funktion der Berührsicherheit und andererseits die Funktion der Dichtung übernehmen. Insbesondere bei wasserdichten Anforderungen muss sicher gestellt sein, dass keine Feuchtigkeit in die Steckverbinderbuchse eindringen kann.
Andererseits werden Hochstromkontaktbuchsen bei der Anwendung im Hochstrombereich erheblich thermisch belastet und es können Temperaturen oberhalb von 150° Celsius auftreten. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten bezüglich der Auswahl der Kunststoffe, welche die Dichtfunktion des Steckverbindersystems bei solchen Temperaturen noch ausreichend erfüllen. Andererseits besteht die Problematik mit der Abführung von entstehender Wärme aus Wärmeverlusten im Steckverbindersystem. In beiden Problemfällen führt dies dazu, dass die im Stand der Technik bekannten Lösungen zum Abdichten des Steckverbinders einerseits und zur Erfüllung der Bauraumbedingungen andererseits nicht ausreichend erfüllt sind.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zylinderförmiges Hochstromkontaktelement der gattungsgemäßen Art bereit zu stellen, welches gegenüber der Umgebung abgedichtet ist und gleichzeitig die thermische Wärme gut abführen kann. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontaktsystem derart weiter zu entwickeln, dass gleichzeitig die Möglichkeit besteht, ein für die Applikation passendes Kabel anzuschließen.
Da es insbesondere im Bereich der Automobilindustrie und damit der Elektromotorentechnik zunehmend von erheblicher Bedeutung ist, unter welchen wirtschaftlichen Bedingungen ein Steckverbindersystem herzustellen ist, muss darüber hinaus das Steckverbindersystem kostengünstig und auf einfachste Art und Weise herstellbar sein.
Die zuvor genannten Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des Anspruch 1.
In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird eine zylindrische Hochstromkontaktbuchse bereitgestellt, bei der ein flachbauender Gehäusedeckel gleichzeitig die Funktion für die Gehäusedichtung und die Funktion für die elektrische Anbindung zu einem Kabel erfüllen. Darüber hinaus kann die Wärme über diesen Gehäusedeckel abtransportiert werden. Anders ausgedrückt wurde ein solches Kontaktsystem gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, bei dem die zylinderförmige Hochstromkontaktbuchse einen metallischen, das Buchsenelement verschließenden Kontaktdeckel aufweist, welcher über einen
Anschlussbereich zum Kontaktieren mit einer elektrischen Leitung verfügt.
Mit Vorteil wird der metallische Kontaktdeckel mittels einer Stumpfschweißnaht an einem Ende des zylindrischen Buchsenkontaktes befestigt.
Ebenfalls mit Vorteil wird der Kontaktdeckel als ein im wesentlichen rechteckiges, dünnes Metallblech ausgebildet. Das Metallblech verfügt somit über einen Dichtabschnitt und einen Anschlussabschnitt. Der Dichtabschnitt wird dadurch gebildet, dass die Stumpfschweißnaht zwischen dem zylindrischen Buchsenkontakt und dem Kontaktdeckel unterbrechungsfrei ausgebildet ist.
Hierdurch wird gewährleistet, dass das Kontaktsystem, also der zylindrische
Buchsenkontakt wasserdicht durch den Kontaktdeckel verschlossen wird. Die Schweißnaht ersetzt dabei ein weiteres sonst notwendiges Dichtelement und macht daneben weitere Gehäusebauteile entbehrlich.
Mit Vorteil wird die Schweißnaht außen umlaufend am zylindrischen Buchsenkontakt angebracht. Im folgenden wir die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen im Stand der Technik bekannten zylinderförmigen Buchsenkontakt mit eingebrachten hyperbolischen Kontaktgitter;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines zylindrischen Buchsenkontaktes.
In Fig. 1 ist ein bekanntes Buchsenkontaktelement 1 dargestellt. Das Buchsenkontaktelement 1 besteht im wesentlichen aus einer zylinderförmigen metallischen Kontakthülse 2, in welche ein hyperbolisches Kontaktgitter 3 mit Kontaktlamellen 30 eingebracht ist. Am Außenmantel des zylinderförmigen Buchsenkontaktes 1 ist ein Kontakthalter 8 angebracht. Dieses aus dem Stand der Technik bekannte Buchsenkontaktelement 1 ist beidseitig offen und daher gegenüber Umweltbedingungen wie Schmutz, Staub und
Feuchtigkeit nicht abgedichtet.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt.
Hier ist ein Buchsenkontaktelement 1 mit einer zylinderförmigen Kontakthülse 2 dargestellt.
In die zylinderförmige Kontakthülse 2 wird ein hier nicht gezeigtes hyperbolisches
Kontaktgitter 3 eingebracht.
Das Buchsenkontaktelement 1 ist auf der Seite der Kontaktöffnung 9 offen, um mit einem Steckerstift elektrisch verbunden zu werden. Auf der der Kontaktöffnung 9
gegenüberliegenden Seite des Buchsenkontaktelementes 1 befindet sich ein im wesentlichen flacher Kontaktdeckel 4. Der Kontaktdeckel 4 verfügt über einen Anschlussabschnitt 5 und einen Dichtabschnitt 6. Der Dichtabschnitt 6 befindet sich in unmittelbarem Kontakt zur zylinderförmigen Kontakthülse 2 und ist mit dieser mittels einer Schweißnaht 7 verbunden. Wesentlich ist dabei, dass die Schweißnaht 7 unterbrechungsfrei an der Stoßstelle zwischen der zylinderförmigen Kontakthülse 2 und dem Kontaktdeckel 4 angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Schweißnaht 7 als eine unterbrechungsfreie Stumpfschweißnaht ausgebildet und kann ohne Veränderung der Konturen an der zylinderförmigen Kontakthülse 2 unmittelbar am Kontaktdeckel 4 angeschweißt werden. Im Bereich des
Anschlussabschnittes 5 können elektrische Kabel unterschiedlicher Geometrie und mit unterschiedlichem Querschnitt frei skalierbar angeschweißt werden. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, mehrere voneinander getrennte Kabel am Anschlussabschnitt 5 des Kontaktdeckels 4 anzubringen. Mit Vorteil ist der Kontaktdeckel 4 aus einem
hochleitfähigen metallischen Material hergestellt, welches darüber hinaus gut schweißbar ist. Bezugszeichenliste
Kontaktelement
1 Buchsenkontaktelement
2 zylinderförmige Kontakthülse
3 hyperbolisches Kontaktgitter
4 Kontaktdeckel
5 Anschlussabschnitt
6 Dichtabschnitt
7 Schweißnaht
8 Kontakthalter
9 Kontaktöffnung
10 Aufnahmeraum
30 Kontaktlamellen

Claims

Ansprüche
1. Buchsenkontaktelement (1 ) mit einem Aufnahmeraum (10) für einen
Gegenkontakt umfassend eine zylinderförmige metallische Kontakthülse (2) sowie ein in der Kontakthülse (2) im Aufnahmemantel (10) angeordnetes Kontaktgitter (3) zur elektrischen Kontaktierung mit einem Gegenkontakt, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Kontakthülse (2) an einem seiner Enden durch einen metallischen Kontaktdeckel (4) vollständig gegenüber dem Aufnahmeraum (10) abgedichtet ist.
2. Buchsenkontaktelement (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) als ein im wesentlichen flaches Metallblech ausgebildet ist.
3. Buchsenkontaktelement (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) über einen elektrischen Anschlussabschnitt (5) und über einen Dichtabschnitt (6) verfügt.
4. Buchsenkontaktelement (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) im Bereich seines
Dichtabschnittes (6) mittels einer unterbrechungsfreien vollständig geschlossenen Schweißnaht (7) mit der zylinderförmigen Kontakthülse (2) verbunden ist.
5. Buchsenkontaktelement (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (7) außen umlaufend zwischen der Kontakthülse (2) und dem Kontaktdeckel (4) als Stumpfschweißnaht ausgebildet ist.
6. Buchsenkontaktelement (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgitter (3) als ein zylinderförmiges hyperbolisches Kontaktgitter mit einer Vielzahl von paarweise beabstandeten Kontaktlamellen (30) ausgebildet ist.
7. Buchsenkontaktelement (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktdeckel (4) im Bereich seines
Dichtabschnittes (6) die Kontakthülse (2) lückenlos verschließt.
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