EP2812949A1 - Elektrischer steckverbinder zur elektrischen verbindung mittels ultraschallschweissen - Google Patents

Elektrischer steckverbinder zur elektrischen verbindung mittels ultraschallschweissen

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EP2812949A1
EP2812949A1 EP13718104.6A EP13718104A EP2812949A1 EP 2812949 A1 EP2812949 A1 EP 2812949A1 EP 13718104 A EP13718104 A EP 13718104A EP 2812949 A1 EP2812949 A1 EP 2812949A1
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EP
European Patent Office
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leg
electrical connector
connecting portion
contact
electrical
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EP13718104.6A
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Till Beck
Peter BEDNARCZYK
Stefan Schulz
Wolfgang Langhoff
Danica Holley
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Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets

Definitions

  • the invention relates to an electrical connector according to the preamble of
  • the invention relates in particular to an electrical connector designed as
  • solder joints In addition to screw crimps, solder joints, press-fit or piercing and other connection techniques are known, such as form-fitting connections, in particular welded joints.
  • Object of the present invention is to provide an electrical connector or
  • the object is to provide such a contact pin that is universally and inexpensively applicable and can be used in many applications.
  • the invention is based on the idea that a connector, in particular in the embodiment of a solid contact pin has the following and that one
  • connection portion is connected, wherein the connection portion is formed for electrical connection to an electrical line by means of ultrasonic welding and therefore in this area, preferably in the transition region between the
  • a breakwater unit or a geometric breakwater element is arranged for refraction of the ultrasonic waves.
  • breakwater element The technical operation of the breakwater element can be seen in the fact that cracks and damage occur in the region of the connection section, in particular at its transition region, to the contact section or the intermediate transition section when energy is introduced by ultrasonic welding, in particular by the occurring waves.
  • Such transition sections are zones that are particularly stressed during ultrasonic welding.
  • Breakwater element preferably a correspondingly formed bead, on
  • an electrical connector which has a contact section, a transition section adjoining the contact section and a connection section adjoining the transition section, wherein the connection section is for electrical connection to an electrical line is formed by ultrasonic welding and wherein the connecting portion is formed via at least one geometric breakwater element, preferably a protruding bead for breaking waves during ultrasonic welding.
  • connection section has a support surface, preferably a flat contact surface for a line to be connected or the contact end of a line to be connected.
  • connection portion is as an L-shaped
  • each leg is part of the connection portion.
  • the two legs are thus substantially perpendicular to each other oriented in conjunction and form the L-shaped
  • Such a geometry is therefore space-optimized and simultaneously provides a stop for the cable, which is provided by the first leg and a support surface for the cable, which is provided by the second leg.
  • the first leg is arranged at the transition section.
  • the second leg is substantially in an orthogonal to the first leg orientation with this leg to form an L-shaped
  • Transition portion is formed.
  • a preferred embodiment of the invention in the form of an elongated connector in which the first leg is arranged at the transition portion in the insertion direction so that the second leg substantially in the extension direction and thus in the insertion direction the contact pin is arranged.
  • the support surface of the second leg has a transition surface which is connected to the leg inner surface formed by the first leg and extends directly into it.
  • Transition surface with the inner side surface of the leg represents the rounding of the "Halfpipe”.
  • the inner surfaces i. H. the surfaces facing the other leg connected to each other via a curved transition surface.
  • the curved transition surface substantially corresponds approximately to a segment of the inner circumference of a hollow cylinder of about 70 ° to 90 ° radians.
  • the radius of curvature of the curved transition surface is advantageously constant over the entire transition surface, wherein from the transition surface, the geometric
  • Breakwater element protrudes.
  • the geometric element is also one protruding outwardly from the transition surface along the curvature
  • the bead extends in her
  • the bead is located approximately in the middle of the transition surface with respect to the side edges of the connection section formed by the L.
  • the projection of the bead is oriented parallel to the insertion direction of the contact pin.
  • the longitudinal ultrasonic waves forming in the contact pin are consequently broken and inhibited by the break-wave element formed in the longitudinal orientation, so that the contact pin can be connected to a line by means of ultrasonic welding without damage.
  • Connection tongue were connected to a line by means of ultrasonic welding and those who were trained by means of a corresponding breakwater contour showed that in the first group of contact elements in almost all cases damage and / or cracks were to prove the transition region, while this is not the case of the contact elements according to the invention Case was.
  • connection portion and the geometric breakwater element that is, preferably the bead, materially formed of a material, preferably made of pure copper or a copper alloy.
  • the use of copper or a copper alloy with a high copper content is preferably used because of the particularly good electrical conductivity.
  • Connecting portion for the transition of the transition or contact portion is Connecting portion for the transition of the transition or contact portion.
  • a further preferred embodiment is an electrical connector according to one or more of the preceding features, wherein the contact pin consists of a metallic material and wherein the contact pin is a galvanic Having surface coating and the transition section has a support surface that no surface coating and not otherwise applied
  • a further preferred embodiment is an electrical connector according to one or more of the preceding features, wherein that the connecting portion has a preferably planar bearing surface for an electrical line to be connected.
  • a further preferred embodiment is an electrical connector according to one or more of the preceding features, wherein the metallic material of the
  • Contact pin made of copper or a copper alloy is high in copper content and / or the galvanic coating of the contact pin made of silver or gold or tin.
  • Fig. 1 shows an electrical connector for electrical connection by means
  • FIG. 3 is a perspective view of the contact pin similar to the embodiment of FIG. 1 and FIG. 2.
  • the electrical connector 1 is formed in the form of a contact pin 2.
  • the contact pin 2 is subdivided into the sections A, B and C.
  • the section C represents the contact section 3 of the contact pin 2.
  • the contact section 3 is used for contacting with a corresponding mating connector.
  • a transition section 4 is divided. Between the transition section 4 and the contact section 3, a latching contour 8 is arranged for latching with a latching element on the mating connector.
  • the connection section 5 closes in part A of the contact pin 2, the connection section 5 at.
  • the connection portion 5 of the contact pin 2 serves the electrical and mechanical
  • the connecting portion 5 is formed as an L-shaped connecting portion, wherein a part of the L-shape is part of the transition portion.
  • the L-shape of the connection section 5 results from a first leg 50 and a second leg 51 arranged orthogonally to it.
  • the leg 50 is connected directly to the transition section 4 with this.
  • the leg 50 On the opposite side of the connection, the leg 50 has a leg surface 40, which is curved substantially horizontally and in its further course with a
  • Radius of curvature R is formed and opens into a bearing surface 10 of the second leg 51 and passes into this.
  • the second leg 51 is formed as a substantially flat leg, which is arranged in the axial direction of the contact pin 2 and that at its end.
  • the bottom and thus the support surface 10 opposite side of the second leg 51 is also advantageously flat to achieve a minimum space.
  • the contact portion 3 and the transition portion 4 are formed with a first diameter D1, substantially as cylindrical portions.
  • the connection portion 5 protrudes with a projection 1 1 on the outer contour and thus on the shell shape of the of the
  • Contact cut 3 can be brought into the correct position.
  • the curvature follows substantially in the form of a half of a
  • Half-pipe side surfaces are formed by the curved leg surface 40.
  • the breakwater 41 protrudes from the leg surface 40 protrudes, as shown in Fig. 2, the breakwater 41 protrudes.
  • the breakwater 41 is formed in the present embodiment as a bead and that a curved bead whose projection, as can be seen in Fig. 2, extends in the axial direction S or plug-in direction S of the contact pin 2.
  • the bead 41 extends from the support surface 10 along the axial direction over the curvature of the curved leg surface 40 up to the end 53 and approximately to the upper end of the projection 11th
  • the hump formed in this way serves as a breakwater 41 in the connection section 5, in order in particular to break longitudinal waves.
  • a stripped end of a cable 100 is to be applied to the support surface 10 and by means of ultrasonic waves, d. H. an ultrasonic welding connection between the cable 100 and the contact pin 2 or its connection portion 5 are formed by ultrasonic welding.
  • the occurring longitudinal waves and ultrasonic waves are refracted by the breakwater 41 at the "critical" transition to the transition section 5, so that the energy of the ultrasonic waves, in particular in the region of the transition from the connection section 5 to the transition section 4, leads to any dysfunctional disturbances or material damage.
  • the projection or the bead 41 are arranged substantially in the middle between the side edges 42 of the legs 50, 51.
  • two parallel breakwaters 41, d. H. two humps or two beads 41 may be arranged side by side in the transition region whose geometric configuration causes the refraction of ultrasonic waves.
  • connection section 5 shown in FIG. 1 or FIG. 2 has no surface coating on its support surface 10, so that a contact takes place directly with the material of the contact pin 2.
  • the material of the contact pin 2 is formed as a copper material or a copper alloy with a high copper content.
  • the contact portion 3 may be advantageously provided with a surface coating, so that the electrical connector according to the invention cost over
  • Partial coatings can be provided and is suitable in a favorable manner for ultrasonic welding.
  • the heat input it has proven to be advantageous to provide the length of the second leg 51 with its length of about 25% to 40% of the total length of the contact pin 2.
  • the first leg 50 is located approximately in one third of the total length of the contact pin 2 spaced from the end of the connection portion 5. Two thirds of the length of the contact pin 2 are formed by the transition section 4 and the contact portion. 3
  • the support surface 10 in its width greater than the diameter D1 of the contact portion 3 and transition portion 4. This improves the breakwater effect of the breakwater 41 in the region of the first leg 50th
  • FIG. 3 shows a perspective view of the contact pin 2, similar to the embodiment of FIGS. 1 and 2.
  • the mechanical breakwater element or the breakwater 41 is formed. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Steckverbinder in der Ausgestaltung eines massiven Kontaktstiftes der folgendes aufweist: A) einen Kontaktabschnitt, B) einen sich an den Kontaktabschnitt anschließenden Übergangsabschnitt und C) einen sich an den Übergangsabschnitt anschließenden Anschlussabschnitt zur elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Leitung mittels Ultraschallschweißens, wobei der Anschlussabschnitt über mindestens ein geometrisches Wellenbrecherelement zur Wellenbrechung beim Ultraschallschweißen verfügt.

Description

Beschreibung
Elektrischer Steckverbinder zur elektrischen
Verbindung mittels Ultraschallschweißen
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder nach dem Oberbegriff des
Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft insbesondere einen elektrischen Steckverbinder ausgebildet als
Kontaktstift zur elektrischen Verbindung mit einem Kabel mittels Ultraschallschweißverfahren.
Stand der Technik Elektrische Steckverbinder sind dafür vorgesehen, über ihre Steckverbinderpaare, somit über ihre Buchsenteile und Steckerteile z. B. zwischen einer elektrischen Leitung und einer weiteren elektrischen Leitung bzw. einem elektrischen Aggregat eine wieder lösbare elektrische Verbindung herzustellen. Dabei sind im Stand der Technik unterschiedliche Verbindungsmethoden zum
Anschließen eines Kabels bzw. einer elektrischen Leitung an den Steckverbinder
bekannt.
Neben Schraubverbindungen sind Crimpverbindungen, Lötverbindungen, Einpress- bzw. Piercingverbindungen und andere Verbindungstechniken bekannt, wie formschlüssige Verbindungen, insbesondere Schweißverbindungen.
In den meisten Applikationen ist es regelmäßig erwünscht, eine besonders dauerhafte Verbindung zwischen dem Kontakt eines elektrischen Steckverbinders und dem
anzuschließenden Kabel herzustellen.
Insbesondere in der Automobilindustrie werden hohe Anforderungen an die
Dauerhaftigkeit und Zuverlässigkeit einer elektrischen Verbindung gestellt.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Insbesondere ist es erforderlich, dass die mit dem Kontakt zu verbindende Leitung sicher und dauerhaft auch unter Temperaturschwankungen und mechanischen Schwingungen und Beeinträchtigungen im Fahrbetrieb nicht zu einem Lösen der Verbindung führen.
Auch die aktuellen und zukünftigen Entwicklungen der Elektromotoren und Hybridtechnik im Automobilsektor erfordern Kontaktanordnungen mit hoher Stromtragfähigkeit, die auch bei erhöhten Temperaturen, insbesondere durch Eigenerwärmung, eine sichere Verbindung darstellen.
Im Temperaturwechselbetrieb eignen sich insbesondere solche Kontaktmaterialien nicht, die in folge von Relaxationsprozessen bei der wechselnden Temperaturerhöhung und Abkühlung auf Dauer versagen und sich möglicherweise vom Kabel lösen.
Als besonders geeignetes Schweißverfahren zur Herstellung hochfester Verbindungen bestimmter Werkstoffe hat sich das Ultraschallschweißverfahren erwiesen, das wiederum erhebliche Probleme bereitet bei der Verbindung gewisser Kontaktmaterialien.
So gibt es diverse Versuche dazu, welche Materialschädigungen auftreten beim Eintrag von ausreichender Schweißenergie durch Ultraschallschweißen.
Bei Materialprüfungen wurde festgestellt, dass die Anschlussabschnitte von Kontaktstiften teilweise erhebliche Schäden davontragen und zur Rissbildung neigen, wenn ein Kupferkabel mit einem Kupferkontakt mittels Ultraschallschweißen verbunden wird.
Darüber hinaus bestehen grundsätzliche Fragen zur korrekten Ausbildung von
Kontaktgeometrien zur zuverlässigen Ausbildung einer Ultraschallschweißung mit
einem Kabel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen elektrischen Steckverbinder bzw.
einen Kontaktstift zur elektrischen Verbindung mittels eines Ultraschallschweißverfahrens bereitzustellen, der vorbesagte Probleme überwindet und insbesondere in Bezug auf den Bauraum eine optimierte Geometrie aufweist. Darüber hinaus besteht die Aufgabe darin, einen solche Kontaktstift bereitzustellen, der universell und kostengünstig einsetzbar ist und bei vielen Anwendungen Verwendung finden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass ein Steckverbinder, insbesondere in Ausgestaltung eines massiven Kontaktstiftes folgendes aufweist und zwar einen
Kontaktabschnitt, der vorzugsweise über einen Übergangsabschnitt mit einem
Anschlussabschnitt verbunden ist, wobei der Anschlussabschnitt ausgebildet ist zur elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Leitung mittels Ultraschallschweißens und daher in diesem Bereich, vorzugsweise im Übergangsbereich zwischen dem
Anschlussabschnitt und dem sich daran anschließenden Übergangs- bzw. Kontaktabschnitt eine Wellenbrechereinheit bzw. ein geometrisches Wellenbrecherelement angeordnet ist zur Brechung der Ultraschallwellen.
Die technische Wirkungsweise des Wellenbrecherelementes ist darin zu sehen, dass beim Eintrag von Energie mittels Ultraschallschweißens, insbesondere durch die auftretenden Wellen, Risse und Schäden im Bereich des Anschlussabschnittes, insbesondere an dessen Übergangsbereich, zum Kotaktabschnitt bzw. dem dazwischen liegenden Übergangsabschnitt auftreten. Solche Übergangsabschnitte sind Zonen, die beim Ultraschallschweißen besonders belastet werden.
Zur Verhinderung von Schäden ist es daher notwendig, ein geeignet ausgebildetes
Wellenbrecherelement, vorzugsweise eine entsprechend ausgebildete Wulst, am
Anschlussabschnitt vorzusehen.
Erfindungsgemäß wird daher ein elektrischer Steckverbinder vorgeschlagen, der einen Kontaktabschnitt, einen sich an den Kontaktabschnitt anschließenden Übergangsabschnitt und einen sich an den Übergangsabschnitt anschließenden Anschlussabschnitt aufweist, wobei der Anschlussabschnitt zur elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Leitung mittels Ultraschallschweißens ausgebildet ist und wobei der Anschlussabschnitt über mindestens ein geometrisches Wellenbrecherelement, vorzugsweise eine hervorstehende Wulst zur Wellenbrechung beim Ultraschallschweißen ausgebildet ist.
Der Anschlussabschnitt weist eine Auflagefläche, vorzugsweise eine flache Auflagefläche für eine anzuschließende Leitung bzw. das Kontaktende einer anzuschließenden Leitung auf. In einer besonders vorteilhaften Weise ist der Anschlussabschnitt als ein L-förmiger
Anschlussabschnitt ausgebildet und zwar aus einem ersten Schenkel und einem dazu im wesentlichen orthogonal orientierten zweiten Schenkel, wobei jeder Schenkel Teil des Anschlussabschnittes ist. Die beiden Schenkel stehen folglich im wesentlichen senkrecht zueinander orientiert in Verbindung und bilden die L-förmige
Anschlussabschnittform.
Hierdurch ist gewährleistet, dass ein idealer Bauraum für den elektrischen Steckverbinder zur Verfügung steht, da bei ausreichend dünner Ausbildung des zweiten Schenkels der mit Vorteil auch die Auflagefläche für die Leitung ausbildet, nur so dick gewählt wird, dass die Gesamtdicke der Leitung und des Schenkels in etwa der Dicke bzw. unwesentlich größer als die Dicke des gesamten Kontaktes ist.
Eine solche Geometrie ist daher bauraumoptimiert und bietet gleichzeitig einen Anschlag für das Kabel, welches durch den ersten Schenkel bereitgestellt wird und eine Auflagefläche für das Kabel, welches durch den zweiten Schenkel bereitgestellt wird.
In einer vorteilhaften Ausbildung ist der erste Schenkel am Übergangsabschnitt angeordnet.
Ferner ist mit Vorteil der zweite Schenkel im wesentlichen in einer zum ersten Schenkel orthogonalen Orientierung mit diesem Schenkel unter Bildung eines L-förmigen
Anschlussabschnittes verbunden, der entweder in seiner Gesamtorientierung in
Steckrichtung mit dem Übergangsabschnitt oder senkrecht zur Steckrichtung am
Übergangsabschnitt angeformt ist. Um im wesentlichen die Schädigungen durch die Longitudinalwellen beim Ultraschallschweißen zu unterbinden, ist eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausbildung in Form eines längsgestreckten Steckverbinders gegeben, bei dem der erste Schenkel am Übergangsabschnitt in Steckrichtung so angeordnet ist, dass der zweite Schenkel im wesentlichen in Erstreckungsrichtung und damit in Steckrichtung des Kontaktstiftes angeordnet ist. Mit Vorteil verfügt die Auflagefläche des zweiten Schenkels über eine Übergangsfläche, die mit der vom ersten Schenkel ausgebildeten Schenkelinnenfläche verbunden ist bzw. sich unmittelbar in diese hinein erstreckt.
Bildlich ausgedrückt wird in etwa die Form einer halben "Halfpipe" gebildet, bei der die Auflagefläche des zweiten Schenkels den Boden bildet und die gekrümmte
Übergangsfläche mit der Schenkelinnenfläche seitlich die Rundung der "Halfpipe" darstellt.
Anders ausgedrückt sind die Innenflächen, d. h. die dem jeweils anderen Schenkel zugewandten Flächen über eine gekrümmte Übergangsfläche miteinander verbunden. Die gekrümmte Übergangsfläche entspricht im wesentlichen in etwa einem Segment des Innenumfangs eines Hohlzylinders von etwa 70° bis 90° Bogenmaß.
Der Krümmungsradius der gekrümmten Übergangsfläche ist mit Vorteil über die gesamte Übergangsfläche konstant, wobei aus der Übergangsfläche das geometrische
Wellenbrecherelement hervorsteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das geometrische Element als eine aus der Übergangsfläche nach außen hervorstehende entlang der Krümmung ebenfalls
gekrümmte Wulst ausgebildet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Wulst in ihrem
Verlauf über die gesamte gekrümmte Fläche und zwar über die gesamte Höhe des ersten Schenkels und verläuft mit ihrem anderen Ende bis in die Flanken bzw. in die Fläche des zweiten Schenkels hinein. Mit Vorteil befindet sich die Wulst in etwa der Mitte der Übergangsfläche in Bezug auf die durch das L gebildete Seitenkanten des Anschlussabschnittes.
Anders ausgedrückt ist in einer Aufsicht die Projektion der Wulst parallel zur Steckrichtung des Kontaktstiftes orientiert.
Die sich im Kontaktstift ausbildenden longitudinalen Ultraschallwellen werden folglich durch das in longitudinaler Orientierung ausgebildete Wellenbrecherelement gebrochen und in ihrer Wirkung gehemmt, so dass der Kontaktstift schadfrei mittels Ultraschallschweißens mit einer Leitung verbunden werden kann.
Vergleichende Versuche zwischen Kontaktelementen, die lediglich an einer
Anschlusszunge mit einer Leitung mittels Ultraschallschweißens verbunden wurden und denen, die mittels einer entsprechenden Wellenbrecherkontur ausgebildet waren haben gezeigt, dass bei der ersten Gruppe von Kontaktelementen in nahezu allen Fällen Schädigungen und/oder Risse am Übergangsbereich nachzuweisen waren, während dies bei den erfindungsgemäßen Kontaktelementen nicht der Fall war.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Anschlussabschnitt und das geometrische Wellenbrecherelement, sprich vorzugsweise die Wulst, materialschlüssig aus einem Material und zwar vorzugsweise aus reinem Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet.
Die Verwendung von Kupfer oder einer Kupferlegierung mit hohem Kupferanteil wird bevorzugt wegen der besonders guten elektrischen Leitfähigkeit verwendet.
Entscheidend für die technische Wirkung des erfindungsgemäßen Kontaktes ist jedenfalls die geeignete Ausbildung eines Wellenbrecherelementes zwischen oder an dem
Anschlussabschnitt zum Übergang des Übergangs- bzw. Kontaktabschnittes.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform ist ein elektrischer Steckverbinder gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Merkmalen, wobei der Kontaktstift aus einem metallischen Material besteht und wobei der Kontaktstift eine galvanische Oberflächenbeschichtung aufweist und der Übergangsabschnitt über eine Auflagefläche verfügt, die keine Oberflächenbeschichtung und keine anderweitig aufgebrachte
Beschichtung aufweist.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform ist ein elektrischer Steckverbinder gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Merkmalen, wobei dass der Anschlussabschnitt über eine vorzugsweise ebene Auflagefläche für eine anzuschließende elektrische Leitung verfügt.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform ist ein elektrischer Steckverbinder gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Merkmalen wobei das metallische Material des
Kontaktstiftes aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht mit hohem Kupferanteil und/oder die galvanische Beschichtung des Kontaktstiftes aus Silber oder Gold oder Zinn besteht.
Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale sollen erfindungsgemäß als
offenbart gelten.
Weitere Vorteile und zweckmäßiger Ausführungen sind aus den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 einen elektrischen Steckverbinder zur elektrischen Verbindung mittels
Ultraschallschweißens;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kontaktes,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Kontaktstiftes ähnlich der Ausführung aus Fig. 1 und Fig. 2.
Gemäß Fig. 1 ist der elektrische Steckverbinder 1 in Form eines Kontaktstiftes 2 ausgebildet. Der Kontaktstift 2 untergliedert sich in die Abschnitte A, B und C. Der Abschnitt C stellt den Kontaktabschnitt 3 des Kontaktstiftes 2 dar. Der Kontaktabschnitt 3 dient der Kontaktierung mit einem korrespondierenden Gegenstecker. Unmittelbar daran gliedert sich in Abschnitt B ein Übergangsabschnitt 4 an. Zwischen dem Übergangsabschnitt 4 und dem Kontaktabschnitt 3 ist eine Rastkontur 8 angeordnet zur Verrastung mit einem Rastelement am Gegenstecker. Am Übergangsabschnitt 4 schließt sich im Teil A des Kontaktstiftes 2 der Anschlussabschnitt 5 an. Der Anschlussabschnitt 5 des Kontaktstiftes 2 dient der elektrischen und mechanischen
Verbindung mit einem anzuschließenden Kabel bzw. einer anzuschließenden Leitung 100. Der Anschlussabschnitt 5 ist als L-förmiger Anschlussabschnitt ausgebildet, wobei ein Teil der L-Form Teil des Übergangsabschnittes ist. Die L-Form des Anschlussabschnittes 5 ergibt sich durch einen ersten Schenkel 50 und einen zweiten dazu orthogonal angeordneten Schenkel 51. Der Schenkel 50 ist unmittelbar am Übergangsabschnitt 4 mit diesem verbunden. Auf der der Verbindung gegenüberliegenden Seite verfügt der Schenkel 50 über eine Schenkelfläche 40, die im wesentlichen horizontal und in ihrem weiteren Verlauf gekrümmt mit einem
Krümmungsradius R ausgebildet ist und in einer Auflagefläche 10 des zweiten Schenkels 51 mündet bzw. in diese übergeht. Der zweite Schenkel 51 ist als ein im wesentlichen flacher Schenkel ausgebildet, der in Axialrichtung des Kontaktstiftes 2 und zwar an dessen Ende angeordnet ist. Die Unterseite und damit die der Auflagefläche 10 gegenüberliegende Seite des zweiten Schenkels 51 ist mit Vorteil ebenfalls flach ausgebildet, um einen minimalen Bauraum zu erzielen.
Der Kontaktabschnitt 3 und der Übergangsabschnitt 4 sind mit einem ersten Durchmesser D1 , im wesentlichen als zylindrische Abschnitte ausgebildet. Der Anschlussabschnitt 5 ragt mit einer Auskragung 1 1 über die Außenkontur und damit über die Hüllform des von dem
Kontaktabschnitt 3 und dem Übergangsabschnitt 4 gebildeten zylindrischen Außenhülle des Kontaktstiftes 2.
Durch die Auskragung 11 hält der Steckverbinder eine mechanische Anlage gegen
beispielsweise ein Gehäuse, um sicherzustellen, dass der Kontaktstift 2 mit seinem
Kontaktschnitt 3 in die richtige Steckposition gebracht werden kann.
Wie in Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich, ist der Verlauf der Auflagefläche 10 vom zweiten
Schenkel 51 zur Schenkelfläche 40 des ersten Schenkels 50 als eine gekrümmte Fläche ausgebildet. Die Krümmung folgt im wesentlichen in etwa der Form einer Hälfte einer
"Halfpipe". D. h. die Bodenfläche wird gebildet durch die Auflagefläche 10, während die
Halfpipeseitenflächen von der gekrümmten Schenkelfläche 40 ausgebildet werden.
Aus der Schenkelfläche 40 ragt, wie in Fig. 2 ersichtlich, der Wellenbrecher 41 hervor. Der Wellenbrecher 41 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Wulst bzw. Buckel und zwar eine gekrümmte Wulst ausgebildet, deren Projektion, wie in Fig. 2 ersichtlich ist, sich in axialer Richtung S bzw. Steckrichtung S des Kontaktstiftes 2 erstreckt.
Anders ausgedrückt verläuft die Wulst 41 von der Auflagefläche 10 entlang der axialen Richtung über die Krümmung der gekrümmten Schenkelfläche 40 hoch bis an dessen Ende 53 und zwar in etwa bis zum oberen Ende der Auskragung 11.
Der so ausgebildete Buckel dient als Wellenbrecher 41 im Anschlussabschnitt 5, um insbesondere Longitudinalwellen zu brechen.
Wie in Fig. 1 angedeutet, soll ein abisolierte Ende eines Kabels 100 auf die Auflagefläche 10 aufgebracht werden und mittels Ultraschallwellen, d. h. mittels Ultraschallschweißens eine Ultraschallschweißverbindung zwischen dem Kabel 100 und dem Kontaktstift 2 bzw. dessen Anschlussabschnitt 5 ausgebildet werden.
Die dabei auftretenden Longitudinalwellen und Ultraschallwellen werden vom Wellenbrecher 41 an dem "kritischen" Übergang zum Übergangsabschnitt 5 gebrochen, so dass die Energie der Ultraschallwellen, insbesondere im Bereich des Übergangs vom Anschlussabschnitt 5 zum Übergangsabschnitt 4, zu keinerlei funktionsbeeinträchtigenden Störungen oder Materialschäden führt. In Fig. 2 ersichtlich ist, dass der Buckel bzw. die Wulst 41 im wesentlichen in der Mitte zwischen den Seitenkanten 42 der Schenkel 50, 51 angeordnet sind.
Alternativ könnten auch zwei parallele Wellenbrecher 41 , d. h. zwei Buckel bzw. zwei Wülsten 41 nebeneinander im Übergangsbereich angeordnet sein, deren geometrische Ausbildung die Brechung von Ultraschallwellen bewirkt.
Besonders effizient hat sich die Bildung einer einzelnen mittigen und gekrümmten Wulst 41 gezeigt. Da auf diese Weise eine optimale Wellenbrechung von Ultraschallwellen stattfindet. Der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellte Anschlussabschnitt 5 weist an seiner Auflagefläche 10 keine Oberflächenbeschichtung auf, so dass ein Kontakt unmittelbar mit dem Material des Kontaktstiftes 2 stattfindet.
Mit Vorteil ist das Material des Kontaktstiftes 2 als ein Kupfermaterial ausgebildet bzw. eine Kupferlegierung mit hohem Kupferanteil. Der Kontaktabschnitt 3 kann mit Vorteil mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sein, so dass der erfindungsgemäße elektrische Steckverbinder kostengünstig über
Partiellbeschichtungen versehen werden kann und in einer günstigen Weise geeignet ist zum Ultraschallschweißen. Im Hinblick auf die Wärmeeintragung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Länge des zweiten Schenkels 51 mit seiner Länge von etwa 25 % bis 40 % der Gesamtlänge des Kontaktstiftes 2 zu versehen.
Folglich befindet sich der erste Schenkel 50 in etwa in einem Drittel der Gesamtlänge des Kontaktstiftes 2 beabstandet vom Ende des Anschlussabschnittes 5 entfernt. Zwei Drittel der Länge des Kontaktstiftes 2 werden gebildet durch den Übergangsabschnitt 4 und den Kontaktabschnitt 3.
Mit Vorteil ist wie in Fig. 2 ersichtlich, die Auflagefläche 10 in ihrer Breite größer als der Durchmesser D1 des Kontaktabschnittes 3 und Übergangsabschnittes 4. Dies verbessert den Wellenbrechereffekt des Wellenbrechers 41 im Bereich des ersten Schenkels 50.
In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Kontaktstiftes 2 ähnlich der Ausführung aus Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.
In der perspektivischen Ansicht ist deutlich ersichtlich, wie in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel das mechanische Wellenbrecherelement bzw. der Wellenbrecher 41 ausgebildet ist. Bezugszeichenliste
Elektrischer Steckverbinder zur elektrischen Verbindung mittels Ultraschallschweißen
1 Elektrischer Steckverbinder
2 Kontaktstift
3 Kontaktabschnitt
4 Übergangsabschnitt
5 Anschlussabschnitt
8 Rastkontur 10 Auflagefläche
1 1 Auskragung
40 Schenkelfläche
41 Wellenbrecher
42 Seitenkanten der Schenkel 50, 51
50 erster Schenkel
51 zweiter Schenkel
52 gekrümmter Übergangsabschnitt
53 Ende der Wulst
60 galvanische Oberflächenbeschichtung
100 Kabel/Leitung
S Axialrichtung/Steckrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Elektrischer Steckverbinder (1 ) in der Ausgestaltung eines massiven Kontaktstiftes (2) der folgendes aufweist:
A) einen Kontaktabschnitt (3),
B) einen sich an den Kontaktabschnitt (3) anschließenden Übergangsabschnitt (4) und
C) einen sich an den Übergangsabschnitt (4) anschließenden Anschlussabschnitt (5) zur elektrischen Verbindung mit einer elektrischen Leitung (100) mittels
Ultraschallschweißens, wobei der Anschlussabschnitt (5) über mindestens ein geometrisches Wellenbrecherelement (41 ) zur Wellenbrechung beim
Ultraschallschweißen verfügt.
2. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (5) über eine vorzugsweise ebene Auflagefläche (10) für eine anzuschließende elektrische Leitung (100) verfügt.
3. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (5) aus einem ersten Schenkel (50) und einem zweiten Schenkel (51 ) ausgebildet ist.
4. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (50) am
Übergangsabschnitt (4) angeordnet ist.
5. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (5) als L-förmiger Anschlussabschnitt ausgebildet ist und zwar durch den ersten Schenkel (50) und dem dazu im wesentlichen orthogonal orientierten zweiten Schenkel (51 ).
6. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (10) des zweiten
Schenkels (51 ) über eine gekrümmte Übergangsfläche (52) mit einem vom ersten Schenkel (50) ausgebildeten Schenkelinnenfläche (40) verbunden ist bzw. mit dieser eine gemeinsame Oberfläche bildet.
7. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geometrische Wellenbrecherelement (41 ) im Bereich der gekrümmten Übergangsfläche (52) angeordnet ist und aus dieser herausragt.
Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geometrische Wellenbrecherelement (41 ) als eine aus der Übergangsfläche (52) nach außen vorstehende gekrümmte Wulst ausgebildet ist.
Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wulst mit ihrer Lage und daher in ihrem Verlauf über die gesamte Höhe des ersten Schenkels (50) erstreckt und mit ihrem einen Ende (53) bis zum zweiten Schenkel (51 ) reicht.
10. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (5) und das geometrische Wellenbrechelement (41 ) materialschlüssig aus einem reinen
Kupfermaterial ausgebildet ist.
1. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (2) über eine partielle Oberflächenbeschichtung verfügt.
2. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Auflagefläche (10) keine Oberflächenbeschichtung des Anschlussabschnittes (5) angebracht ist und in diesem Bereich das Kontaktmaterial für das Ultraschallschweißen aus dem Material des Kontaktelementes besteht.
13. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (2) aus einem metallischen Material besteht und wobei der Kontaktstift (2) eine galvanische
Oberflächenbeschichtung aufweist und der Übergangsabschnitt (4) über eine
Auflagefläche (10) verfügt, die keine Oberflächenbeschichtung und keine
anderweitig aufgebrachte Beschichtung aufweist. 14. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (5) über eine vorzugsweise ebene Auflagefläche (10) für eine anzuschließende elektrische Leitung (100) verfügt. 15. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (5) als L-förmiger Anschlussabschnitt ausgebildet ist und zwar durch den ersten Schenkel (50) und dem dazu im wesentlichen orthogonal orientierten zweiten Schenkel (51 ).
16. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Material des
Kontaktstiftes (1 ) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht mit hohem
Kupferanteil.
17. Elektrischer Steckverbinder (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Beschichtung des
Kontaktstiftes (3) aus Silber oder Gold oder Zinn besteht.
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