EP3867980A1 - Elektrisches kontaktelement zum elektrischen kontaktieren mit einem gegenkontaktelement - Google Patents

Elektrisches kontaktelement zum elektrischen kontaktieren mit einem gegenkontaktelement

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Publication number
EP3867980A1
EP3867980A1 EP19786944.9A EP19786944A EP3867980A1 EP 3867980 A1 EP3867980 A1 EP 3867980A1 EP 19786944 A EP19786944 A EP 19786944A EP 3867980 A1 EP3867980 A1 EP 3867980A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact element
lamellae
plug
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19786944.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fredrik Brand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP3867980A1 publication Critical patent/EP3867980A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01R13/15—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/18—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with the spring member surrounding the socket
    • 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
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins 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
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/183—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section
    • H01R4/184—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section comprising a U-shaped wire-receiving portion

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact element for making electrical contact with a mating contact element according to the preamble of claim 1.
  • Such a contact element comprises a plurality of contact lamellae, which are arranged around a plug opening into which a mating contact element can be inserted along a plugging direction and together form a groove running around the plugging direction around the plugging direction.
  • a spring element is arranged on the groove and engages around the contact blades to provide an elastic clamping force on the contact blades.
  • the electrical contact is made via the contact lamellae.
  • a mating contact element with a contact pin can be inserted into the plug opening, so that the contact pin can make electrical contact with the contact blades and an electrical current can be transmitted.
  • a spring element is arranged on the contact lamellae, which is also referred to as a spring, and engages around the outside of the contact lamellae in such a way that the contact lamellae are elastically preloaded radially inwards.
  • the spring element serves as a mechanical element (exclusively) for providing the elastic contact force and can, for example, consist of a material that does not relax under the influence of heat, which can ensure that the contact force is maintained over the service life of the contact element.
  • a conventional spring element bent from a stamped sheet metal part is comparatively expensive to manufacture. There is therefore a need for a contact element with a spring element, which can be produced simply and inexpensively, while still providing an elastic pretensioning force in a cost-effective manner.
  • a spring element is arranged on contact lamellae, which is formed by a spring wire wound around the contact lamellae.
  • a contact element is known in which a spring element formed from a stamped sheet metal part engages around contact lamellae.
  • an over-spring is formed by a stamped sheet metal part.
  • Contact elements of the type in question here can be manufactured, for example, as stamped and bent parts from a metal sheet.
  • the contact elements are punched out of sheet metal as solid parts and bent into their desired, in particular cylindrical, shape by means of round bending.
  • a body element from which the contact lamellae extend is conventionally bent, and in addition the contact lamellae are brought into a curved shape, so that the lamellae lined up together form an (approximately) cylindrical plug-in opening.
  • burrs can possibly occur on the contact lamellae as a result of the punching. If such burrs are not removed, burrs on the contact lamellae can come into contact with the mating contact element when the contact element is plugged into connection with an associated mating contact element and thereby contribute to wear. Such wear should be avoided if possible.
  • Contact elements are known from DE 20 2016 106 663 U1, DE 10 2007 042 194 A1, JP 2008-013153 A and EP 2 833 385 B1 which have rounded contact lamellae for jointly forming a plug-in opening.
  • the object of the present invention is to provide a contact element for plug-in connection with an associated mating contact element, which is simple to manufacture and has an advantageous operating behavior during operation, in particular also with View of wear when plugging in connection with an associated mating contact element.
  • the contact lamellae each have an inner surface facing the plug-in opening, which is just formed in cross section transversely to the plug-in direction.
  • the contact lamellae are therefore not curved on their inner surfaces facing the plug-in opening, but are straight.
  • the contact lamellae thus extend flat and are grouped around the plug-in opening in such a way that they form the plug-in opening together.
  • the contact element can be manufactured as a stamped and bent part by rolling up the contact element from a stamped surface element.
  • the contact element is thus produced by punching from a solid, flat sheet metal element and then bending it round (in the sense of rolling it up), so that a contact element with an essentially cylindrical basic shape results.
  • the contact element rolled up in this way by round bending is joined in sections on a joining line extending along the plug-in direction to a part extending circumferentially around the plug-in direction and is thus closed at least in sections circumferentially.
  • the manufacture is simplified because the individual contact lamellae do not have to be bent round.
  • the round bending can thus be limited, for example, to a body element from which the contact lamellae extend and on which the contact lamellae are arranged in a row.
  • the contact lamellae are flat (at least in sections in the area of the inner surface), lateral edges of the contact lamellae are spaced apart from the mating contact element (for example in the form of a cylindrical contact pin) in a position in which the contact element is connected to a mating contact element. Even if burrs occur on the lateral edges of the contact lamella during stamping and may not be completely removed during production, there is a risk of wear when the contact element is plugged in with an associated counter-contact element at least reduced because such burrs cannot come into direct contact with the associated counter-contact element.
  • the formation of the contact lamellae enables a defined contact of the contact lamellae with the associated mating contact element, in that when the connector is plugged in, the contact lamellae come into contact with the associated mating contact element in a defined contact area.
  • a defined electrical contact with sufficient contact force is thus produced even with existing tolerances. This enables favorable operating behavior with low contact resistance, for example for the transmission of large currents.
  • the flat design of the contact lamellae also makes it possible to apply a coating to the contact lamellae before forming than before bending. Because the contact lamellae are not bent during forming, the risk of the coating on the contact lamellae being damaged, in particular flaking off, is low.
  • the groove on the contact lamella is formed, for example, by stamping.
  • a groove section is embossed in each contact lamella in such a way that the groove sections are lined up on the contact lamella when the contact element is bent and together form the groove.
  • the shaping of the groove by embossing makes it possible to limit the groove in the axial direction by means of sharp edges oriented approximately perpendicular to the direction of insertion. Because the contact lamellae are flat, the groove can also be deeper in the region of the lateral edges of the contact lamellae, so that the spring element is held in the groove in a form-fitting, secure manner and cannot easily disengage from the groove. The risk that the spring element is inadvertently stripped from the contact element during operation is at least reduced.
  • Each contact lamella is preferably rounded in cross-section to the direction of insertion in the area of the groove and forms a support section on which the spring element rests. Due to the fact that the shape of the support section is rounded by rounding the extension of the spring element around the contact lamella, there is in particular a recess in the groove on the lateral edges of the contact lamellae with comparatively sharp, axial boundary edges, which securely accommodates the spring element in the Ensure groove.
  • the support section viewed axially along the plug-in direction, is preferably delimited on both sides of each contact lamella by an edge molded into the respective contact lamella. Such edges arise during embossing and are preferably approximately perpendicular to the direction of insertion, so that a sharp-edged boundary for the groove and thus for the retention of the spring element on the groove is created.
  • each contact lamella viewed in cross-section transversely to the direction of insertion, follow a circular contour in such a way that a circular, circumferential groove results in the row of contact lamellae in which the spring element can be received.
  • the support section viewed in cross-section transversely to the direction of insertion, can have a central area, to which a secondary area connects on each side.
  • the curvature on the support section can have a radius of curvature that is smaller than the radius of curvature of the spring element (viewed in cross section transverse to the direction of insertion), so that the spring element only rests on the respective contact lamella in the central region of the support section, but not in the adjoining areas .
  • the spring force is thus introduced into the contact lamella via the central region, so that a defined spring force is provided on each contact lamella and is introduced into the respective contact lamella in a defined manner.
  • the contact element has more than two, preferably more than four contact lamellae, for example six contact lamellae or eight contact lamellae, which are lined up along a circular line extending around the insertion direction to form the insertion opening.
  • the contact element thus has an essentially cylindrical basic shape, in which the plug opening is approximately cylindrical and is formed by the contact lamellae lined up along a circular line.
  • the contact lamellae together form the plug opening and surround the plug opening in such a way that Inserting an associated mating contact element each contact lamella comes into electrically contacting contact with the mating contact element.
  • the contact element preferably has a body element, from which the contact lamellae extend along the plug-in direction.
  • the body element and the contact lamellae can, for example, be formed in one piece and consist of an electrically conductive (metal) material.
  • the spring element is preferably arranged at ends of the contact lamellae which lie away from the body element.
  • the contact lamellae are separated from one another, for example, by slots extending longitudinally along the plug-in direction and can be radially expanded when plugged into a mating contact element.
  • the spring element is arranged at the ends of the contact lamellae remote from the body element, the spring element provides a favorable contact force at these remote ends for electrical contacting with a contact pin inserted into the plug-in opening.
  • the body element can preferably be bent round when producing the contact element.
  • the body element can thus have a cylindrical shape.
  • the contact element is, for example, first punched out of a flat sheet metal element and then bent round, so that a cylindrical shape is established on the body element.
  • the contact lamellae are not curved (viewed in cross section transversely to the direction of insertion), but instead extend in a flat manner along the direction of insertion from the body element.
  • the contact lamellae each have a curved contour on the inside in the region of their ends remote from the body element, viewed along a cross-sectional plane spanned by the plug-in direction and a radial direction directed radially to the plug-in direction.
  • the contour can have a convex basic shape at the ends of the contact lamellae such that an associated mating contact element can be brought into engagement with the plug-in opening in a simple, easily insertable manner and in contact with the contact lamellae surrounding the plug-in opening.
  • the contour can in particular form a convexly curved contact section for abutment against a mating contact element inserted into the plug opening.
  • each contact lamella viewed in the cross-sectional plane spanned by the plug-in direction and the radial direction, is convexly curved, so that a defined point contact of each contact lamella arises on the associated mating contact element when the mating contact element is inserted into the plug-in opening of the contact element.
  • a first convexly curved contour section can each connect to the contact section and a second convexly curved contour section can in turn connect to the first convexly curved contour section.
  • the first convexly curved contour section and the second convexly curved contour section are arranged on a side of the contact section facing away from the body element and form an insertion contour which enables an associated mating contact element to be easily inserted into the insertion opening via the ends of the contact lamellae remote from the body element.
  • the first convexly curved contour section can, for example, have a first radius of curvature, while the second convexly curved contour section has a second radius of curvature.
  • the fact that the second radius of curvature is smaller than the first radius of curvature results in a curvature at the ends of the contact lamellae which lie away from the body element and thus form the entrance of the plug-in opening for the mating contact element, so that the mating contact element increases in can be easily inserted into the plug-in opening of the contact element, with (slight) radial widening of the contact lamellae to one another.
  • the contact section and the adjoining first convexly curved contour section can, for example, have the same radius of curvature.
  • a concavely curved contour section can adjoin the contact section on a side facing the body element.
  • This concavely curved contour section viewed along a cross-sectional plane spanned by the plug-in direction and the radial direction, can extend axially from the contact section to the body element.
  • Each contact lamella, starting from the body element, is thus curved inwards in an arc shape, which has the effect that the plug opening at the ends of the contact lamellae remote from the body element is slightly narrowed and is thus widened when the mating contact element is inserted.
  • the electrical contact is thereby in particular provided at the ends of the contact lamellae remote from the body element, on which the spring element also acts to provide an elastic tensioning force.
  • the contact lamellae each have at their ends remote from the body element in the region of an outer side facing away from the inner surface a bevel inclined to the direction of insertion.
  • a chamfer enables the spring element to be simply pushed onto the contact lamellae for engagement in the groove.
  • Such a chamfer can thus simplify the assembly of the contact element, in particular for attaching the spring element.
  • the chamfer can extend from the end lying away from the body element to an edge which delimits the groove and is formed in the respective contact lamella.
  • the chamfer thus forms a run-up slope, by means of which the spring element can be pushed onto the respective contact lamella in such a way that the spring element surrounds the contact lamella in the mounted position and lies in the groove formed on the contact lamella.
  • the spring element can also be wound by winding a spring wire around the contact lamellae and thus be produced directly on the contact lamellae.
  • the spring element can e.g. be formed by a spring wire which extends around the contact lamellae.
  • the spring wire can preferably have a (circular) round, an oval or a polygonal (e.g. a rectangular) cross section.
  • a spring wire is generally characterized by a length that is comparatively large compared to the cross-sectional size.
  • the spring wire can be made of spring steel, for example (so-called spring steel wire).
  • the spring element is formed by a coiled spring wire, this results in a particularly simple, inexpensive production which can be automated in a particularly advantageous manner.
  • spring element which is formed by a winding spring wire offers the further advantage that spring elements of the same type can be used for differently dimensioned contact elements with the same manufacture. So the spring element can be scaled with the diameter of the contact element without changing the manufacture of the spring element - by winding the spring wire in advance or directly on the contact blades. Spring elements of the same type can thus be used on differently dimensioned contact elements.
  • the spring body of the spring element is formed by a spring wire, it is advantageous to select the number of turns so that, on the one hand, a sufficient contact force is provided on the contact lamellae and uniform over the circumference of the plug-in opening, and on the other hand, the counter-contact element is inserted into the plug-in opening is possible in a reliable and simple manner by expanding the spring element.
  • Simulations and tests have shown that it can be advantageous if the spring element has more than one turn, for example between 1, 5 and 3 turns, preferably between 1, 8 and 2.2 turns, for example 1, 9 turns.
  • a uniform contact force can be achieved in this area.
  • the circumferential length of the spring body is not excessively large, so that self-locking is avoided when it is expanded (which could otherwise exist if the wire length is too long due to the frictional contact with the outside of the contact lamellae).
  • a spring wire of the same thickness can be used with differently dimensioned contact elements, that is to say with different socket geometries.
  • the contact element can be part of a connector part, for example, which is designed, for example, as a charging plug or as a charging socket of a charging device for charging an electric vehicle.
  • the contact element can also be part of a connector part of a solar module or another electrical device in order to connect electrical lines to one another in an electrically contacting manner.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a
  • Fig. 3 is a perspective view of the contact element, illustrating a
  • Body member and contact blades extended from the body member
  • FIG. 4 shows an enlarged view in section X1 according to FIG. 3;
  • Fig. 5 is a sectional view taken along line A-A in Fig. 2;
  • FIG. 6 is an enlarged view in section X2 according to FIG. 5;
  • Fig. 7 is a sectional view taken along line B-B of Fig. 2;
  • FIG. 8 is an enlarged view in section X3 according to FIG. 7;
  • Fig. 9 is a side view of the arrangement of FIG. 3, with the plugged in
  • FIG. 10 is an enlarged view in section X4 according to FIG. 9;
  • Fig. 11 is a sectional view taken along the line C-C of Fig. 7;
  • FIG. 12 is an enlarged view in section X5 according to FIG. 11;
  • Fig. 13 is a sectional view taken along the line D-D of Fig. 5;
  • a contact element 1 which can be part of a connector part 2 in the form of a charging plug of a charging device for charging an electric vehicle or in the form of a plug for a solar module, for example.
  • the contact element 1 of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 14 is designed as a contact socket and has a plurality (six in the exemplary embodiment shown) of contact blades 11, which are grouped around a plug-in opening 15 and thereby define the plug-in opening 15.
  • the contact blades 1 1 extend axially from a body element 10 along a plug-in direction E, are connected to the body element 10 at ends 11 1 and lie at ends 1 10 from the body element 10.
  • the contact blades 11 are made in one piece with the body element 10 from an electrically conductive material, in particular a metal material.
  • a mating contact element 2 (see FIG. 5) can be inserted in the plugging direction E into the plug opening 15 between the contact lamellae 11.
  • the mating contact element 2 which has a contact pin, comes into contact with the contact lamella 11 on the inside, so that a current can flow between the mating contact element 2 and the contact element 1.
  • the contact blades 11 extend along the plug-in direction E from the body element 10 and are separated from one another by slots 12.
  • a slot 12 is arranged between each two adjacent contact lamellae 11, so that adjacent contact lamellae 11 are cut free from one another by the slot 12 extending therebetween.
  • a spring element 14 (also referred to as a spring) engages around the contact lamella 11 on its outer sides 118, so that the spring element 14 in the area of the ends 110 causes radially inward biasing force on the contact plates 11.
  • the spring element 14 lies in a groove 13, which is created in the region of the ends 110 of the contact lamella 11 and runs around the outside 118, and is thereby axially fixed to the contact lamella 11.
  • the spring element 14 is formed by a spring wire 140, which is formed by a wound spring wire arranged on the contact lamellae 11.
  • the spring element 14 formed in this way has the shape of a helical tension spring and has a comparatively small pitch, so that adjacent turns of the spring element 14 touch.
  • the spring element 14 When designing the spring element 14, it must be taken into account - in particular when selecting the number of turns - that the spring element 14 provides an at least approximately uniform contact force over the circumference and that the plugging process should be possible in a smooth manner. Experiments and simulations have shown that an optimum can be in a range between 1.5 and 3 turns, in particular in a range between 1.8 and 2.2 turns, for example 1.9 turns. In general, if there are too few turns, no uniform contact force can be achieved over the circumference. If, on the other hand, too many turns are used, self-locking can occur due to the frictional contact on the outside of the contact lamellae 11 when plugging in with an associated mating contact element, which can make the plugging extremely difficult or even impossible.
  • the contact lamella 1 1 extends from the body element 10.
  • the body element 10 has a cylindrical shape which is circular in cross section (see FIG. 14), whereas the contact blades 11 are each formed flat and each has a flat cross section (see FIG. 13).
  • the contact lamella 1 1 each point inwards with an inner surface 11 17 facing the plug-in opening 15 and come into contact with the counter-contact element 2 via the inner surfaces 11 17 when plugged in with an associated mating contact element 2.
  • the contact element 1 can be designed, for example, as a stamped and bent part. During manufacture, the contact element 1 is punched out of a sheet metal element, which is initially flat, and then formed by bending it round (also referred to as “rolling up”), so that an approximately cylindrical shape results on the body element 10, as is shown in FIGS. 1 and 3 can be seen. In the case of round bending, a surface section forming the body element 10 is formed in such a way that the surface section is bent along a joining line 17 to form the circumferentially closed, cylindrical body element 10.
  • connection section 16 is also created on a side of the body element 10 facing away from the contact lamella 11, which has side legs 160 and an intermediate space 161 formed between the legs 160 and thus inserting and crimping an electrical line wire for connection to the contact element 1 enables.
  • fastening elements 100 can be formed in the form of radially outwardly projecting locking lugs, by means of which the contact element 1 can be fixed, for example, on a contact carrier of a connector part.
  • the body element 10 is shaped round during the round bending, but the contact blades 11 remain flat, simplifies the production.
  • the contact lamellae 1 1 do not have to be individually round-shaped.
  • the wear behavior of the contact element 1 can also be improved.
  • burrs on the lateral edges of the contact lamella 11 extending along the slots 12 cannot easily lead to wear, because the lateral edges of the contact lamella 11 are radially spaced from the cylindrical contact pin of the mating contact element 2 when the mating contact element 2 is inserted, and thus are not immediate There is contact between the lateral edges of the contact blades 11 and the counter-contact element 2.
  • the contact lamella 1 1 is flat also results in a defined contact when the mating contact element 2 is inserted.
  • each contact lamella 1 1 on the inner surface 1 17 is curved into a contour which is defined by different contour sections 1 13-116.
  • the contact is made at each contact lamella 1 1 in the by the plug-in direction E and the radial direction R spanned cross-sectional plane convex contact section 115, as can be seen in particular from FIGS. 7 and 8.
  • the convexly curved contact section 115 is shaped in such an axial region of each contact lamella 11, in which the groove 13 is also formed on the outside of the contact lamella 11, so that the spring element 14 has an elastic clamping force precisely in the area of the contact section 1 15 causes each contact lamella 11.
  • the contact section 115 of each contact lamella 1 1 is adjoined by contour sections 1 13, 114 which are convexly curved, but have different radii of curvature R2, R3.
  • the contact section 115 and the contour section 114 directly adjoining the contact section 115 have a (same) first radius of curvature R3 which is (significantly) larger than the radius of curvature R2 of the contour section 113 adjoining them.
  • the contour sections 114, 113 thus an inlet geometry, which causes the plug opening 15 to widen toward the end of the plug opening 15 remote from the body element 10 and thus enables simple, smooth insertion of a mating contact element 2 in the plug direction E.
  • each contact lamella 11 On a side facing the body element 10, the contact section 115 of each contact lamella 11 is followed by a concavely curved contour section 116, as can be seen from FIG. 7.
  • Each contact lamella 1 1 is thus (slightly) curved inwards, starting from the body element 10, which has the effect that the contact lamella 11 come into contact with an inserted mating contact element 2 at their ends 1 10 remote from the body element 10 and thus a defined one Installation of the contact blades 1 1 under a defined contact force is made possible.
  • the spring element 14 lies in the groove 13 formed on the outside of the contact lamella 11.
  • the groove 13 is jointly formed by groove sections on the contact lamella 1 1, the groove 13 on each contact lamella 11, viewed in the axial direction along the plug-in direction E, is delimited by edges 130, 131, as can be seen in particular from FIGS. 5 and 6.
  • the groove sections are formed, for example, by embossing on the individual contact blades 11.
  • embossing sharp edges 130, 131 are formed on the individual contact blades 11, which extend approximately perpendicular to the insertion direction E, so that the spring element 14 can be securely received between the edges 130, 131 and held on the contact blades 11 in the mounted position.
  • a support section 132 is formed in the region of the groove 13 on each contact lamella 11, which provides a support for the spring element 14 on the contact lamella 11.
  • the support section 132 is here curved in a cross-sectional plane transverse to the plug-in direction E, which in particular has the effect that the groove 13 on the lateral edges of the contact lamellae 11 is deeper and thus the spring element 14 is held securely in the groove 13 on the contact lamellae 11 ( see in particular also FIGS. 3 and 4).
  • the support section 132 of each contact lamella 1 1 has a curvature that is greater than the curvature of the spring element 14.
  • the support section 132 thus forms a central region 133 to which secondary regions 134 adjoin on both sides.
  • the central region 133 can have a radius of curvature R6 that is smaller than the radius of curvature of the spring element 14.
  • the adjoining secondary regions 134 each have a radius of curvature R5 that is (significantly) smaller than the radius of curvature of the spring element 14 and possibly also less than the radius of curvature R6 of the central region 133.
  • the secondary regions 134 are bounded on the outside by edge regions 135, which have a curvature with a small radius of curvature R4.
  • the radius of curvature R4 is in this case significantly smaller than the radii of curvature R5, R6 in the areas 133, 134.
  • the support section 132 is rounded on its lateral, outer edges, so that sharp-edged transitions are avoided.
  • Each contact lamella 11 has, as can be seen from FIGS. 9 and 10, a bevel 112 in the exemplary embodiment shown, which allows the spring element 14 to be simply pushed along the plug-in direction E over the ends 110 of the contact lamellae 11.
  • the spring element 14 When pushed on, the spring element 14 runs onto the chamfers 112 on the contact lamella 11 and is thereby (slightly) expanded radially until the spring element 14 comes into engagement with the groove 13 and thus lies between the edges 130, 131 delimiting the groove.
  • each contact lamella 11 extends up to the edge 131 of the groove 13 remote from the body element 10 and thus provides a guide for the spring element 14 up to the groove 13.
  • the contact blades 11 are also bevelled at their ends 110 in the region of the outside 118 to form two lateral radii which are set obliquely to the circumferential direction, as can be seen from FIGS. 9 and 10, so that the flat shape of the contact blades 11 and in particular radially projecting lateral edges of the contact lamella 1 1 do not hinder the spring element 14 from being pushed onto the contact lamella 1 1 in the plug-in direction E.
  • the same contact lamella shapes and the same spring elements 14 can be used in the case of contact elements 1 of very different dimensions, the spring elements 14 being able to use a spring wire of the same diameter or also a spring wire which is scaled as a function of the socket geometry.
  • the attachment of the spring element 14 to the contact element 11 can be automated in a simple manner, so that attachment of the spring element 14 by hand can be avoided and similar spring elements 14 can be used for different socket geometries.
  • a contact element of the type described here can be used in particular in the case of a charging plug or a charging socket for a charging device for charging an electric vehicle. However, this is in no way limiting. Such a contact element can also be part of a connector, for example a solar module or another electrical device.
  • the number of contact blades can also vary, depending on the socket geometry. Smaller socket geometries can use fewer contact lamellae than larger socket geometries.
  • the contact lamellae can be lined up circumferentially to create a substantially cylindrical insertion opening. However, this is also not restrictive. In principle, other geometries can also be created by contact lamellae, for example square or rectangular plug-in openings in cross section.

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Abstract

Ein elektrisches Kontaktelement (1) zum elektrischen Kontaktieren mit einem Gegenkontaktelement (2) umfasst eine Mehrzahl von Kontaktlamellen (11), die um eine Stecköffnung (15), in die ein Gegenkontaktelement (2) entlang einer Steckrichtung (E) einsteckbar ist, angeordnet sind und gemeinsam eine an den Kontaktlamellen (11) um die Steckrichtung (E) umlaufende Nut (13) ausbilden. Ein Federelement (14) ist an der Nut (13) angeordnet und umgreift die Kontaktlamellen (11) zur Bereitstellung einer elastischen Spannkraft an den Kontaktlamellen (11). Die Kontaktlamellen (11) weisen jeweils eine der Stecköffnung (15) zugewandte, im Querschnitt quer zur Steckrichtung (E) gerade ausgebildete Innenfläche (117) auf.

Description

Elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem Gegenkontaktelement
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem Gegenkontaktelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Kontaktelement umfasst eine Mehrzahl von Kontaktlamellen, die um eine Stecköffnung, in die ein Gegenkontaktelement entlang einer Steckrichtung einsteckbar ist, angeordnet sind und gemeinsam eine an den Kontaktlamellen um die Steckrichtung umlaufende Nut ausbilden. Ein Federelement ist an der Nut angeordnet und umgreift die Kontaktlamellen zur Bereitstellung einer elastischen Spannkraft an den Kontaktlamellen.
Bei einem solchen Kontaktelement, das mit seiner Stecköffnung eine Kontaktbuchse ausbildet, erfolgt die elektrische Kontaktierung über die Kontaktlamellen. Zum Herstellen eines elektrischen Kontakts kann ein Gegenkontaktelement mit einem Kontaktstift in die Stecköffnung eingesteckt werden, sodass der Kontaktstift mit den Kontaktlamellen elektrisch kontaktiert und ein elektrischer Strom übertragen werden kann.
Um an den Kontaktlamellen eine hinreichende Kontaktkraft bereitzustellen, die über die Lebensdauer des elektrischen Kontaktelements aufrechterhalten bleibt, ist an den Kontaktlamellen ein Federelement angeordnet, das auch als Überfeder bezeichnet wird und die Kontaktlamellen außenseitig derart umgreift, dass die Kontaktlamellen radial nach innen elastisch vorgespannt sind.
Das Federelement dient als mechanisches Element (ausschließlich) zur Bereitstellung der elastischen Kontaktkraft und kann beispielsweise aus einem unter Wärmeeinwirkung nicht relaxierenden Material bestehen, was eine Aufrechterhaltung der Kontaktkraft über die Lebensdauer des Kontaktelements gewährleisten kann.
Ein herkömmliches, aus einem gestanzten Blechteil gebogenes Federelement ist vergleichsweise teuer in der Herstellung. Es besteht somit ein Bedürfnis nach einem Kontaktelement mit einem Federelement, das einfach und kostengünstig herstellbar sein kann, bei dennoch günstiger Bereitstellung einer elastischen Vorspannkraft.
Bei einem aus der GB 218324 A bekannten Kontaktelement ist an Kontaktlamellen ein Federelement angeordnet, das durch einen um die Kontaktlamellen gewundenen Federdraht ausgebildet ist. Aus der FR 1234270 A ist ein Kontaktelement bekannt, bei dem ein aus einem gestanzten Blechteil gebildetes Federelement Kontaktlamellen umgreift.
Bei einem aus der DE 10 2013 001 836 B3 bekannten Kontaktelement ist eine Überfeder durch ein gestanztes Blechteil ausgebildet.
Kontaktelemente der hier in Rede stehenden Art können beispielsweise als Stanzbiegeteile aus einem Metallblech gefertigt sein. In diesem Fall werden die Kontaktelemente als massive Teile aus Blech gestanzt und durch Rundbiegen in ihre gewünschte, insbesondere zylindrische Form gebracht.
Beim Rundbiegen wird herkömmlich ein Körperelement, von dem die Kontaktlamellen erstreckt sind, gebogen, und zudem werden die Kontaktlamellen in eine rundgebogene Form gebracht, sodass die aneinander angereihten Kontaktlamellen gemeinsam eine (näherungsweise) zylindrische Stecköffnung ausbilden.
Beim Herstellen eines solchen Kontaktelements durch Stanzen und Rundbiegen können an den Kontaktlamellen unter Umständen Grate in Folge des Stanzens entstehen. Werden solche Grate nicht entfernt, so können Grate an den Kontaktlamellen beim steckenden Verbinden des Kontaktelements mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement in Berührung mit dem Gegenkontaktelement gelangen und dadurch zu einem Verschleiß beitragen. Solch ein Verschleiß soll nach Möglichkeit vermieden werden.
Zudem ist wünschenswert, das Federelement in formschlüssiger Weise derart sicher an den Kontaktlamellen in Eingriff mit der Nut zu halten, dass das Federelement nicht ohne weiteres, zumindest nicht unbeabsichtigt von den Kontaktlamellen entfernt werden kann.
Aus der DE 20 2016 106 663 U1 , der DE 10 2007 042 194 A1 , der JP 2008-013153 A und der EP 2 833 385 B1 sind Kontaktelemente bekannt, die gerundete Kontaktlamellen zur gemeinsamen Ausbildung einer Stecköffnung aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontaktelement zum steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement bereitzustellen, das einfach herzustellen ist und im Betrieb ein vorteilhaftes Betriebsverhalten, insbesondere auch mit Blick auf einen Verschleiß beim steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement, aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach weisen die Kontaktlamellen jeweils eine der Stecköffnung zugewandte, im Querschnitt quer zur Steckrichtung gerade ausgebildete Innenfläche auf.
Die Kontaktlamellen sind somit an ihren der Stecköffnung zugewandten Innenflächen nicht gekrümmt, sondern gerade ausgebildet. Die Kontaktlamellen erstrecken sich somit flach und sind dabei so um die Stecköffnung gruppiert, dass sie gemeinsam die Stecköffnung ausbilden.
Dadurch, dass die Kontaktlamellen im Bereich ihrer Innenflächen flach ausgebildet sind, ergibt sich zum einen eine einfache Herstellung. So kann das Kontaktelement beispielsweise als Stanzbiegeteil gefertigt sein, indem das Kontaktelement aus einem gestanzten Flächenelement aufgerollt wird. Das Kontaktelement wird somit durch Stanzen aus einem massiven, flachen Blechelement und durch anschließendes Rundbiegen (im Sinne eines Aufrollens) gefertigt, sodass sich ein Kontaktelement mit einer im Wesentlichen zylindrischen Grundform ergibt. Das so durch Rundbiegen aufgerollte Kontaktelement ist abschnittsweise an einer entlang der Steckrichtung erstreckten Fügelinie zu einem umfänglich um die Steckrichtung erstreckten Teil gefügt und somit zumindest abschnittsweise umfänglich geschlossen.
Dadurch, dass die Kontaktlamellen flach ausgebildet sind, vereinfacht sich die Herstellung, weil die einzelnen Kontaktlamellen nicht rundgebogen werden müssen. Das Rundbiegen kann somit zum Beispiel auf ein Körperelement beschränkt sein, von dem die Kontaktlamellen erstreckt sind und an dem die Kontaktlamellen in aneinander angereihter Form angeordnet sind.
Dadurch, dass die Kontaktlamellen (zumindest abschnittsweise im Bereich der Innenfläche) flach ausgebildet sind, sind seitliche Kanten der Kontaktlamellen in einer Stellung, in der das Kontaktelement mit einem Gegenkontaktelement verbunden ist, von dem Gegenkontaktelement (zum Beispiel in Form eines zylindrischen Kontaktstifts) beabstandet. Auch wenn an den seitlichen Kanten der Kontaktlamellen beim Stanzen Grate entstehen und gegebenenfalls bei der Fertigung nicht vollständig entfernt werden, ist die Gefahr für einen Verschleiß beim steckenden Verbinden des Kontaktelements mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement zumindest reduziert, weil solche Grate nicht unmittelbar in Anlage mit dem zugeordneten Gegenkontaktelement kommen können.
Zum dritten ermöglicht die Ausbildung der Kontaktlamellen einen definierten Kontakt der Kontaktlamellen mit dem zugeordneten Gegenkontaktelement, indem beim steckenden Verbinden die Kontaktlamellen in einem definierten Kontaktbereich in Anlage mit dem zugeordneten Gegenkontaktelement gelangen. Auch bei bestehenden Toleranzen wird somit ein definierter elektrischer Kontakt mit hinreichender Kontaktkraft hergestellt. Dies ermöglicht ein günstiges Betriebsverhalten bei geringem Kontaktwiderstand zum Beispiel zum Übertragen großer Ströme.
Die flache Ausgestaltung der Kontaktlamellen ermöglicht zudem, eine Beschichtung an den Kontaktlamellen vor dem Umformen, als vor dem Rundbiegen, aufzubringen. Weil die Kontaktlamellen beim Umformen nicht gebogen werden, ist die Gefahr, dass die Beschichtung an den Kontaktlamellen beschädigt wird, insbesondere abplatzt, gering.
Die Nut an den Kontaktlamellen ist beispielsweise durch Prägen geformt. In jede Kontaktlamelle wird hierbei ein Nutabschnitt eingeprägt derart, dass die Nutabschnitte an den Kontaktlamellen bei gebogenem Kontaktelement aneinander angereiht sind und gemeinsam die Nut ausbilden. Die Formung der Nut durch Prägen ermöglicht, die Nut durch scharfe, näherungsweise senkrecht zur Steckrichtung gerichtete Kanten in axialer Richtung zu begrenzen. Dadurch, dass die Kontaktlamellen flach ausgebildet sind, kann die Nut im Bereich der seitlichen Kanten der Kontaktlamellen zudem tiefer sein, sodass das Federelement in formschlüssiger, sicherer Weise in der Nut gehalten ist und nicht ohne weiteres außer Eingriff von der Nut gelangen kann. Die Gefahr, dass das Federelement im Betrieb unbeabsichtigt von dem Kontaktelement abgestreift wird, ist somit zumindest reduziert.
Eine jede Kontaktlamelle ist vorzugsweise im Bereich der Nut im Querschnitt quer zur Steckrichtung gerundet und bildet einen Auflageabschnitt aus, auf dem das Federelement aufliegt. Dadurch, dass der Auflageabschnitt in seiner Form durch Rundung der Erstreckung des Federelements um die Kontaktlamelle herum angepasst ist, ergibt sich insbesondere an den seitlichen Kanten der Kontaktlamellen jeweils eine Vertiefung der Nut mit vergleichsweise scharfen, axialen Begrenzungskanten, die eine sichere Aufnahme des Federelements in der Nut gewährleisten. Der Auflageabschnitt ist, betrachtet axial entlang der Steckrichtung, an jeder Kontaktlamelle vorzugsweise beidseits durch eine in die jeweilige Kontaktlamelle eingeformte Kante begrenzt. Solche Kanten entstehen beim Prägen und sind vorzugsweise näherungsweise senkrecht zur Steckrichtung erstreckt, sodass eine scharfkantige Begrenzung für die Nut und somit für den Halt des Federelements an der Nut geschaffen wird.
Der Auflageabschnitt einer jeden Kontaktlamelle kann, betrachtet im Querschnitt quer zur Steckrichtung, einer kreisrunden Kontur folgen derart, dass sich an den aneinander angereihten Kontaktlamellen eine kreisrunde, umlaufende Nut ergibt, in der das Federelement aufgenommen werden kann.
Um eine definierte Federkraft auf eine jede Kontaktlamelle auszuüben, kann jedoch vorteilhaft sein, den Auflageabschnitt an jeder Kontaktlamelle so abzurunden, dass sich ein definierter, reduzierter Wirkbereich zum Einwirken des Federelements auf die jeweilige Kontaktlamelle ergibt und entsprechend das Federelement an der Kontaktlamelle eine definierte, in vorbestimmter Weise eingeleitete, möglichst toleranzunabhängige Federkraft bereitstellt. Hierzu kann der Auflageabschnitt, betrachtet im Querschnitt quer zur Steckrichtung, einen mittleren Bereich aufweisen, an den beidseits jeweils ein Nebenbereich anschließt. Die Krümmung an dem Auflageabschnitt kann hierbei einen Krümmungsradius aufweisen, der kleiner ist als der Krümmungsradius des Federelements (betrachtet im Querschnitt quer zur Steckrichtung), sodass das Federelement nur im mittleren Bereich des Auflageabschnitts an der jeweiligen Kontaktlamelle anliegt, nicht aber in den daran angrenzenden Nebenbereichen. Die Federkraft wird somit über den mittleren Bereich in die Kontaktlamelle eingeleitet, sodass an einer jeden Kontaktlamelle eine definierte Federkraft bereitgestellt und in definierter Weise in die jeweilige Kontaktlamelle eingeleitet wird.
In einer Ausgestaltung weist das Kontaktelement mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier Kontaktlamellen auf, beispielsweise sechs Kontaktlamellen oder acht Kontaktlamellen, die entlang einer um die Steckrichtung erstreckten, kreisförmigen Linien zur Ausbildung der Stecköffnung aneinander angereiht sind. Das Kontaktelement weist somit eine im Wesentlichen zylindrische Grundform auf, bei der die Stecköffnung näherungsweise zylindrisch ausgebildet und durch die entlang einer kreisförmigen Linie aneinander angereihten Kontaktlamellen gebildet ist. Die Kontaktlamellen bilden gemeinsam die Stecköffnung aus und umgeben die Stecköffnung derart, dass bei Einstecken eines zugeordneten Gegenkontaktelements eine jede Kontaktlamelle in elektrisch kontaktierende Anlage mit dem Gegenkontaktelement gelangt.
Vorzugsweise weist das Kontaktelement ein Körperelement auf, von dem die Kontaktlamellen entlang der Steckrichtung erstreckt sind. Das Körperelement und die Kontaktlamellen können beispielsweise einstückig ausgebildet sein und bestehen aus einem elektrisch leitfähigen (Metall-) Material.
Das Federelement ist vorzugsweise an Enden der Kontaktlamellen angeordnet, die von dem Körperelement abliegen. Die Kontaktlamellen sind beispielsweise über längs entlang der Steckrichtung erstreckte Schlitze voneinander getrennt und können, bei steckendem Verbinden mit einem Gegenkontaktelement, radial aufgeweitet werden. Dadurch, dass das Federelement an den von dem Körperelement abliegenden Enden der Kontaktlamellen angeordnet ist, stellt das Federelement an diesen abliegenden Enden eine günstige Kontaktkraft zur elektrischen Kontaktierung mit einem in die Stecköffnung eingesteckten Kontaktstift zur Verfügung.
Das Körperelement kann, beim Herstellen des Kontaktelements, vorzugsweise rundgebogen werden. Das Körperelement kann somit eine zylindrische Form aufweisen. Bei der Herstellung des Kontaktelements wird das Kontaktelement beispielsweise zunächst aus einem flachen Blechelement gestanzt und sodann rundgebogen, sodass sich an dem Körperelement eine zylindrische Form einstellt. Die Kontaktlamellen sind hierbei jedoch jeweils (betrachtet im Querschnitt quer zur Steckrichtung) nicht gebogen, sondern erstrecken sich in flacher Weise entlang der Steckrichtung von dem Körperelement.
In einer Ausgestaltung weisen die Kontaktlamellen im Bereich ihrer von dem Körperelement abliegenden Enden, betrachtet entlang einer durch die Steckrichtung und eine radial zur Steckrichtung gerichtete Radialrichtung aufgespannten Querschnittsebene, innenseitig jeweils eine gekrümmte Kontur auf. Die Kontur kann an den Enden der Kontaktlamellen eine konvexe Grundform aufweisen derart, dass ein zugeordnetes Gegenkontaktelement in einfacher, leicht einführbarer Weise in Eingriff mit der Stecköffnung und in Anlage mit den die Stecköffnung umgebenden Kontaktlamellen gebracht werden kann.
Die Kontur kann insbesondere einen konvex gekrümmten Kontaktabschnitt zum Anliegen an einem in die Stecköffnung eingesteckten Gegenkontaktelement ausbilden. Im Bereich des Kontaktabschnitts ist eine jede Kontaktlamelle somit, betrachtet in der durch die Steckrichtung und die Radialrichtung aufgespannten Querschnittsebene, konvex gekrümmt, sodass eine definierte Punktanlage einer jeden Kontaktlamelle an dem zugeordneten Gegenkontaktelement entsteht, wenn das Gegenkontaktelement in die Stecköffnung des Kontaktelements eingesteckt wird.
An den Kontaktabschnitt kann jeweils ein erster konvex gekrümmter Konturabschnitt und an den ersten konvex gekrümmten Konturabschnitt wiederum ein zweiter konvex gekrümmter Konturabschnitt anschließen. Der erste konvex gekrümmte Konturabschnitt und der zweite konvex gekrümmte Konturabschnitt sind hierbei an einer von dem Körperelement abgewandten Seite des Kontaktabschnitts angeordnet und bilden eine Einsteckkontur aus, die ein leichtes Einstecken eines zugeordneten Gegenkontaktelements in die Stecköffnung über die von dem Körperelement abliegenden Enden der Kontaktlamellen ermöglicht.
Der erste konvex gekrümmte Konturabschnitt kann beispielsweise einen ersten Krümmungsradius aufweisen, während der zweite konvex gekrümmte Konturabschnitt einen zweiten Krümmungsradius aufweist. Dadurch, dass der zweite Krümmungsradius kleiner ist als der erste Krümmungsradius, ergibt sich an den Enden der Kontaktlamellen, die von dem Körperelement abliegen und somit den Eingang der Stecköffnung für das Gegenkontaktelement ausbilden, eine Krümmung, die nach außen hin zunimmt, sodass das Gegenkontaktelement in leichter Weise in die Stecköffnung des Kontaktelements eingesteckt werden kann, unter (geringfügiger) radialer Aufweitung der Kontaktlamellen zueinander.
Der Kontaktabschnitt und der daran anschließende erste konvex gekrümmte Konturabschnitt können beispielsweise einen gleichen Krümmungsradius aufweisen.
An den Kontaktabschnitt kann, in einer Ausgestaltung, an einer dem Körperelement zugewandten Seite ein konkav gekrümmter Konturabschnitt anschließen. Dieser konkav gekrümmte Konturabschnitt kann, betrachtet entlang einer durch die Steckrichtung und die Radialrichtung aufgespannten Querschnittsebene, sich axial von dem Kontaktabschnitt bis hin zu dem Körperelement erstrecken. Eine jede Kontaktlamelle ist somit ausgehend von dem Körperelement bogenförmig nach innen gekrümmt, was bewirkt, dass die Stecköffnung an den von dem Körperelement abliegenden Enden der Kontaktlamellen geringfügig verengt ist und somit bei Einstecken des Gegenkontaktelements aufgeweitet wird. Der elektrische Kontakt wird dadurch insbesondere an den von dem Körperelement abliegenden Enden der Kontaktlamellen bereitgestellt, an denen auch das Federelement zur Bereitstellung einer elastischen Spannkraft wirkt.
In einer Ausgestaltung weisen die Kontaktlamellen jeweils an ihren von dem Körperelement abliegenden Enden im Bereich einer von der Innenfläche abgewandten Außenseite eine schräg zur Steckrichtung geneigte Fase auf. Eine solche Fase ermöglicht ein einfaches Aufschieben des Federelements auf die Kontaktlamellen zum Eingriff in die Nut. Eine solche Fase kann die Montage des Kontaktelements insbesondere zum Anbringen des Federelements somit vereinfachen.
Die Fase kann hierbei ausgehend von dem von dem Körperelement abliegenden Ende bis hin zu einer die Nut begrenzenden, in die jeweilige Kontaktlamelle eingeformten Kante erstreckt sein. Die Fase bildet somit eine Auflaufschräge, mittels derer das Federelement auf die jeweilige Kontaktlamelle aufgeschoben werden kann derart, dass das Federelement in montierter Stellung die Kontaktlamellen umgibt und in der an den Kontaktlamellen gebildeten Nut einliegt.
Alternativ kann das Federelement auch durch Wickeln eines Federdrahts um die Kontaktlamellen gewunden und somit unmittelbar an den Kontaktlamellen hergestellt werden.
Das Federelement kann z.B. durch einen Federdraht gebildet sein, der um die Kontaktlamellen herum erstreckt ist. Der Federdraht kann hierbei vorzugsweise einen (kreis-)runden, einen ovalen oder auch einen vieleckigen (z.B. einen rechteckigen) Querschnitt aufweisen. Ein Federdraht zeichnet sich generell durch eine gegenüber der Querschnittsgröße vergleichsweise große Länge aus. Der Federdraht kann beispielsweise aus Federstahl gefertigt sein (sogenannter Federstahldraht).
Ist das Federelement durch einen gewundenen Federdraht ausgebildet, ergibt sich eine besonders einfache, kostengünstige Herstellung, die insbesondere in günstiger Weise automatisierbar ist.
Die Verwendung eines Federelements, das durch einen gewundenen Federdraht ausgebildet ist, bietet den weiteren Vorteil, dass bei gleicher Herstellung Federelemente gleicher Art für unterschiedlich dimensionierte Kontaktelemente verwendet werden können. So kann das Federelement mit dem Durchmesser des Kontaktelements skaliert werden, ohne dass sich die Herstellung des Federelements - durch Winden des Federdrahts vorab oder unmittelbar an den Kontaktlamellen - grundsätzlich ändert. Federelemente gleicher Art können damit an unterschiedlich dimensionierten Kontaktelementen zum Einsatz kommen.
Ist der Federkörper des Federelements durch einen Federdraht ausgebildet, so ist vorteilhaft, die Anzahl der Windungen so auszuwählen, dass zum einen an den Kontaktlamellen eine hinreichende und über den Umfang der Stecköffnung gleichmäßige Kontaktkraft bereitgestellt wird, zum anderen aber ein Stecken des Gegenkontaktelements in die Stecköffnung in zuverlässiger und einfacher Weise unter Aufweitung des Federelements möglich ist. In Simulationen und Versuchen hat sich hierbei ergeben, dass vorteilhaft sein kann, wenn das Federelement mehr als eine Windung, zum Beispiel zwischen 1 ,5 und 3 Windungen, vorzugsweise zwischen 1 ,8 und 2,2 Windungen, beispielsweise 1 ,9 Windungen aufweist. In diesem Bereich kann zum einen eine umfänglich gleichmäßige Kontaktkraft erreicht werden. Zum anderen ist die Umfangslänge des Federkörpers nicht übermäßig groß, sodass beim Aufweiten eine Selbsthemmung vermieden wird (die bei zu großer Drahtlänge aufgrund der reibenden Anlage an der Außenseite der Kontaktlamellen ansonsten bestehen könnte).
Grundsätzlich kann bei unterschiedlich dimensionierten Kontaktelementen, also bei unterschiedlichen Buchsengeometrien, ein Federdraht gleicher Stärke verwendet werden. Möglich kann aber auch sein, bei größeren Buchsengeometrien einen Federdraht größeren Durchmessers und bei kleineren Buchsengeometrien einen Federdraht kleineren Durchmessers zu verwenden.
Das Kontaktelement kann beispielsweise Bestandteil eines Steckverbinderteils sein, das zum Beispiel als Ladestecker oder als Ladebuchse einer Ladeeinrichtung zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs ausgebildet ist. Das Kontaktelement kann aber auch Bestandteil eines Steckverbinderteils eines Solarmoduls oder einer anderen elektrischen Einrichtung sein, um elektrische Leitungen elektrisch kontaktierend miteinander zu verbinden.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Kontaktelements; Fig. 2 eine Frontalansicht des Kontaktelements;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Kontaktelements, darstellend ein
Körperelement und von dem Körperelement erstreckte Kontaktlamellen;
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt X1 gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2;
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt X2 gemäß Fig. 5;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B gemäß Fig. 2;
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt X3 gemäß Fig. 7;
Fig. 9 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 3, bei eingestecktem
Gegenkontaktelement;
Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt X4 gemäß Fig. 9;
Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß Fig. 7;
Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt X5 gemäß Fig. 11 ;
Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D gemäß Fig. 5; und
Fig. 14 eine Schnittansicht entlang der Linie E-E gemäß Fig. 5.
Fig. 1 bis 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktelements 1 , das beispielsweise Bestandteil eines Steckverbinderteils 2 in Form eines Ladesteckers einer Ladeeinrichtung zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs oder in Form eines Steckers für ein Solarmodul sein kann.
Das Kontaktelement 1 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis 14 ist als Kontaktbuchse ausgestaltet und weist mehrere (bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sechs) Kontaktlamellen 1 1 auf, die um eine Stecköffnung 15 gruppiert sind und dadurch die Stecköffnung 15 definieren. Die Kontaktlamellen 1 1 erstrecken sich entlang einer Steckrichtung E axial von einem Körperelement 10, sind an Enden 11 1 mit dem Körperelement 10 verbunden und liegen mit Enden 1 10 von dem Körperelement 10 ab. Die Kontaktlamellen 11 sind einstückig mit dem Körperelement 10 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial, hergestellt.
Zum Herstellen einer elektrischen Kontaktierung kann ein Gegenkontaktelement 2 (siehe Fig. 5) in die Steckrichtung E in die Stecköffnung 15 zwischen die Kontaktlamellen 1 1 eingesteckt werden. Das Gegenkontaktelement 2, das einen Kontaktstift aufweist, gelangt hierdurch innenseitig in Anlage mit den Kontaktlamellen 11 , sodass ein Strom zwischen dem Gegenkontaktelement 2 und dem Kontaktelement 1 fließen kann.
Die Kontaktlamellen 1 1 erstrecken sich entlang der Steckrichtung E von dem Körperelement 10 und sind durch Schlitze 12 voneinander getrennt. Zwischen je zwei benachbarten Kontaktlamellen 11 ist hierbei ein Schlitz 12 angeordnet, sodass benachbarte Kontaktlamellen 1 1 durch den dazwischen erstreckten Schlitz 12 voneinander freigeschnitten sind. Beim Einstecken des Gegenkontaktelements 2 werden die Kontaktlamellen 1 1 insbesondere an ihren von dem Körperelement 10 abliegenden Enden 1 10 (geringfügig) aufgeweitet, sodass die Kontaktlamellen 11 mit mechanischer Vorspannung an dem Gegenkontaktelement 2 anliegen und somit eine Kontaktkraft zur Herstellung eines elektrischen Kontakts geringen Widerstands zwischen den Kontaktlamellen 1 1 und dem Gegenkontaktelement 2 wirkt.
Um die Kontaktkraft zu verbessern, insbesondere um eine hinreichende Kontaktkraft über die Lebensdauer des Kontaktelements 1 zu gewährleisten, umgreift ein (auch als Überfeder bezeichnetes) Federelement 14 die Kontaktlamellen 11 an ihren Außenseiten 1 18, sodass das Federelement 14 im Bereich der Enden 1 10 eine radial nach innen weisende Vorspannkraft an den Kontaktlamellen 11 bewirkt. Das Federelement 14 liegt in einer im Bereich der Enden 1 10 der Kontaktlamellen 11 geschaffenen, an der Außenseite 1 18 umlaufenden Nut 13 ein und ist dadurch axial an den Kontaktlamellen 1 1 fixiert.
Das Federelement 14 ist, wie dies zum Beispiel aus Fig. 3 und 6 ersichtlich ist, durch einen Federdraht 140 ausgebildet, der durch einen an den Kontaktlamellen 11 angeordneten, gewundenen Federdraht gebildet ist. Das so gebildete Federelement 14 hat die Form einer Schraubenzugfeder und weist eine vergleichsweise geringe Steigung auf, sodass benachbarte Windungen des Federelements 14 sich berühren. Beim steckenden Verbinden des Kontaktelements 1 mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement 2 werden die Kontaktlamellen 1 1 radial nach außen gedrückt, wodurch sich das Federelement 14 weitet. Nach Entfernen des Gegenkontaktelements 2 werden die Kontaktlamellen 11 auch unter Wirkung der vorspannenden Kraft des Federelements 14 in ihre Ausgangslage zurückgestellt.
Bei der Ausbildung des Federelements 14 ist - insbesondere bei der Auswahl der Anzahl der Windungen - zu berücksichtigen, dass das Federelement 14 zum einen über den Umfang eine zumindest näherungsweise gleichmäßige Kontaktkraft bereitstellen und zum anderen der Steckvorgang in leichtgängiger Weise möglich sein soll. Bei Versuchen und Simulationen hat sich herausgestellt, dass ein Optimum in einem Bereich zwischen 1 ,5 und 3 Windungen, insbesondere in einem Bereich zwischen 1 ,8 und 2,2 Windungen, beispielsweise bei 1 ,9 Windungen liegen kann. Generell gilt, dass gegebenenfalls keine gleichmäßige Kontaktkraft über den Umfang erreicht werden kann, wenn zu wenig Windungen verwendet werden. Werden hingegen zu viele Windungen verwendet, kann aufgrund der reibenden Anlage außenseitig an den Kontaktlamellen 11 beim Stecken mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement eine Selbsthemmung auftreten, was das Stecken über die Maßen erschweren oder gar unmöglich machen kann.
Bei dem Kontaktelement 1 sind die Kontaktlamellen 1 1 von dem Körperelement 10 erstreckt. Das Körperelement 10 weist eine zylindrische, im Querschnitt kreisrunde Form auf (siehe Fig. 14), wohingegen die Kontaktlamellen 11 jeweils flach ausgebildet und im Querschnitt jeweils flach erstreckt sind (siehe Fig. 13). Die Kontaktlamellen 1 1 weisen hierbei jeweils mit einer der Stecköffnung 15 zugewandten Innenfläche 1 17 nach innen und kommen, beim steckenden Verbinden mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement 2, über die Innenflächen 1 17 in Anlage mit dem Gegenkontaktelement 2.
Das Kontaktelement 1 kann zum Beispiel als Stanzbiegeteil ausgebildet sein. Das Kontaktelement 1 wird bei der Herstellung aus einem Blechelement, das zunächst flach vorliegt, gestanzt und sodann durch Rundbiegen (auch bezeichnet als „Aufrollen“) umgeformt, sodass sich am Körperelement 10 eine näherungsweise zylindrische Form ergibt, wie dies aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist. Beim Rundbiegen wird dazu ein das Körperelement 10 ausbildender Flächenabschnitt so umgeformt, dass der Flächenabschnitt entlang einer Fügelinie 17 zu dem umfänglichen geschlossenen, zylindrischen Körperelement 10 gebogen wird. Beim Umformen wird zudem an einer von den Kontaktlamellen 1 1 abgewandten Seite des Körperelements 10 ein Anschlussabschnitt 16 geschaffen, der seitliche Schenkel 160 und einen zwischen den Schenkeln 160 gebildeten Zwischenraum 161 aufweist und somit ein Einlegen und Vercrimpen einer elektrischen Leitungsader zum Verbinden mit dem Kontaktelement 1 ermöglicht.
An dem Körperelement 10 können, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, Befestigungselemente 100 in Form von radial nach außen vorstehenden Rastnasen geformt sein, über die ein Festlegen des Kontaktelements 1 zum Beispiel an einem Kontaktträger eines Steckverbinderteils möglich ist.
Dadurch, dass beim Rundbiegen das Körperelement 10 rund geformt wird, die Kontaktlamellen 1 1 aber flach bleiben, vereinfacht sich die Herstellung. Insbesondere müssen die Kontaktlamellen 1 1 nicht einzelnen rundgeformt werden.
Dadurch, dass die Kontaktlamellen 11 im Querschnitt quer zur Steckrichtung E eine flache Form aufweisen, kann zudem das Verschleißverhalten des Kontaktelements 1 verbessert sein. Insbesondere können Grate an den seitlichen, entlang der Schlitze 12 erstreckten Kanten der Kontaktlamellen 1 1 nicht ohne weiteres zu einem Verschleiß führen, weil die seitlichen Kanten der Kontaktlamellen 11 bei eingestecktem Gegenkontaktelement 2 radial von dem zylindrischen Kontaktstift des Gegenkontaktelements 2 beabstandet sind und somit keine unmittelbare Anlage zwischen den seitlichen Kanten der Kontaktlamellen 11 und dem Gegenkontaktelement 2 besteht.
Dadurch, dass die Kontaktlamellen 1 1 flach ausgebildet sind, ergibt sich zudem ein definierter Kontakt bei eingestecktem Gegenkontaktelement 2. So liegen die Kontaktlamellen 11 , im Querschnitt quer zur Steckrichtung E, an einem definierten Kontaktpunkt an dem Gegenkontaktelement 2 an, wenn das Gegenkontaktelement 2 in die Stecköffnung 15 eingesteckt ist, was insbesondere gewährleistet, dass am Übergang zwischen den Kontaktlamellen 1 1 und dem Gegenkontaktelement 2 eine hinreichende Kontaktkraft bei definierter Anlage bereitgestellt werden kann.
Im Querschnitt entlang einer durch die Steckrichtung E und einer Radialrichtung R aufgespannten Querschnittsebene ist eine jeder Kontaktlamelle 1 1 an der Innenfläche 1 17 zu einer Kontur gekrümmt, die durch unterschiedliche Konturabschnitt 1 13-116 definiert ist. Der Kontakt erfolgt hierbei an jeder Kontaktlamelle 1 1 über einen in der durch die Steckrichtung E und die Radialrichtung R aufgespannten Querschnittsebene konvex gekrümmten Kontaktabschnitt 115, wie dies insbesondere aus Fig. 7 und 8 ersichtlich ist. Der konvexe Krümmung des Kontaktabschnitts 1 15 hat zur Folge, dass auch in axialer Richtung eine definierte, näherungsweise punktförmige Anlage einer jeden Kontaktlamelle 11 mit dem Gegenkontaktelement 2 besteht, sodass eine definierte Anlage bei definierter, unter anderem durch das Federelement 14 bewirkter Kontaktkraft besteht.
Wie aus Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist der konvex gekrümmte Kontaktabschnitt 115 in einem solchen axialen Bereich einer jeden Kontaktlamelle 11 geformt, in dem auch die Nut 13 außenseitig der Kontaktlamellen 1 1 geformt ist, sodass das Federelement 14 eine elastische Spannkraft gerade im Bereich des Kontaktabschnitts 1 15 einer jeden Kontaktlamelle 11 bewirkt.
An einer von dem Körperelement 10 abgewandten Seite schließen an den Kontaktabschnitt 115 einer jeden Kontaktlamelle 1 1 Konturabschnitte 1 13, 114 an, die konvex gekrümmt sind, dabei aber unterschiedliche Krümmungsradien R2, R3 aufweisen. So weisen der Kontaktabschnitt 1 15 und der unmittelbar an den Kontaktabschnitt 115 anschließende Konturabschnitt 1 14 einen (gleichen) ersten Krümmungsradius R3 auf, der (deutlich) größer ist als der Krümmungsradius R2 des daran anschließenden Konturabschnitts 113. Gemeinsam bilden die Konturabschnitte 1 14, 113 somit eine Einlaufgeometrie aus, die ein Aufweiten der Stecköffnung 15 hin zum vom Körperelement 10 abliegenden Ende der Stecköffnung 15 bewirkt und somit ein einfaches, leichtgängiges Einstecken eines Gegenkontaktelements 2 in die Steckrichtung E ermöglicht.
An einer dem Körperelement 10 zugewandten Seite schließt an den Kontaktabschnitt 1 15 einer jeden Kontaktlamelle 1 1 ein konkav gekrümmter Konturabschnitt 1 16 an, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist. Eine jede Kontaktlamelle 1 1 ist somit ausgehend von dem Körperelement 10 (geringfügig) nach innen gekrümmt, was bewirkt, dass die Kontaktlamellen 11 im Wesentlichen an ihren von dem Körperelement 10 abliegenden Enden 1 10 mit einem eingesteckten Gegenkontaktelement 2 in Anlage gelangen und somit eine definierte Anlage der Kontaktlamellen 1 1 unter definierter Kontaktkraft ermöglicht wird.
Das Federelement 14 liegt in der außenseitig der Kontaktlamellen 1 1 gebildeten Nut 13 ein. Die Nut 13 wird gemeinsam durch Nutabschnitte an den Kontaktlamellen 1 1 gebildet, wobei die Nut 13 an jeder Kontaktlamelle 11 betrachtet in axialer Richtung entlang der Steckrichtung E durch Kanten 130, 131 begrenzt ist, wie dies insbesondere aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist.
Die Nutabschnitte sind beispielsweise durch Prägen an den einzelnen Kontaktlamellen 1 1 geformt. Beim Prägen entstehen scharfe Kanten 130, 131 an den einzelnen Kontaktlamellen 11 , die sich näherungsweise senkrecht zur Steckrichtung E erstrecken, sodass das Federelement 14 in montierter Stellung in sicherer Weise zwischen den Kanten 130, 131 aufgenommen und an den Kontaktlamellen 11 gehalten werden kann.
Wie aus den Querschnittansichten gemäß Fig. 11 und 12 in Zusammenschau mit Fig. 5 und 6 ersichtlich, ist im Bereich der Nut 13 an jeder Kontaktlamelle 11 ein Auflageabschnitt 132 geformt, der eine Auflage für das Federelement 14 an der Kontaktlamelle 1 1 bereitstellt. Der Auflageabschnitt 132 ist hierbei in einer Querschnittsebene quer zur Steckrichtung E gekrümmt, was insbesondere bewirkt, dass die Nut 13 an den seitlichen Kanten der Kontaktlamellen 11 tiefer ist und somit das Federelement 14 in sicherer Weise in der Nut 13 an den Kontaktlamellen 11 gehalten ist (siehe insbesondere auch Fig. 3 und 4).
Der Auflageabschnitt 132 einer jeden Kontaktlamelle 1 1 weist eine Krümmung auf, die größer ist als die Krümmung des Federelements 14. So bildet der Auflageabschnitt 132 einen mittleren Bereich 133 aus, an den beidseits Nebenbereiche 134 anschließen. Der mittlere Bereich 133 kann hierbei einen Krümmungsradius R6 aufweisen, der kleiner ist als der Krümmungsradius des Federelements 14. Zudem weisen die anschließenden Nebenbereiche 134 jeweils einen Krümmungsradius R5 auf, der (deutlich) kleiner ist als der Krümmungsradius des Federelements 14 und gegebenenfalls auch kleiner als der Krümmungsradius R6 des mittleren Bereichs 133. Dies bewirkt, dass das Federelement 14 im Wesentlichen in dem mittleren Bereich 133 an dem Auflageabschnitt 132 anliegt und somit im Wesentlichen zentral (betrachtet in der Querschnittsebene quer zur Steckrichtung E gemäß Fig. 11 und 12) auf die jeweilige Kontaktlamelle 11 einwirkt.
Die Nebenbereiche 134 werden nach außen hin jeweils durch Kantenbereiche 135 begrenzt, die eine Krümmung mit kleinem Krümmungsradius R4 aufweisen. Der Krümmungsradius R4 ist hierbei deutlich kleiner als die Krümmungsradien R5, R6 in den Bereichen 133, 134. Über die Kantenbereiche 135 ist der Auflageabschnitt 132 an seinen seitlichen, äußeren Kanten abgerundet, sodass scharfkantige Übergänge vermieden werden. Eine jede Kontaktlamelle 1 1 weist, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Fase 1 12 auf, die ein einfaches Aufschieben des Federelements 14 entlang der Steckrichtung E über die Enden 1 10 der Kontaktlamellen 1 1 ermöglicht. Beim Aufschieben läuft das Federelement 14 auf die Fasen 112 an den Kontaktlamellen 1 1 auf und wird dadurch (geringfügig) radial geweitet, bis das Federelement 14 in Eingriff mit der Nut 13 gelangt und somit zwischen den die Nut begrenzenden Kanten 130, 131 einliegt.
Die Fase 112 am Ende 1 10 einer jeden Kontaktlamelle 1 1 erstreckt sich bis hin zu der vom Körperelement 10 abliegenden Kante 131 der Nut 13 und stellt somit eine Führung für das Federelement 14 bis hin zur Nut 13 bereit. Die Kontaktlamellen 11 sind zudem an ihren Enden 110 im Bereich der Außenseite 1 18 seitlich abgeschrägt zur Ausbildung zweier schräg zur Umfangsrichtung gestellter, seitlicher Radien, wie dies aus Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, sodass die flache Form der Kontaktlamellen 11 und insbesondere radial vorstehende seitliche Kanten der Kontaktlamellen 1 1 ein Aufschieben des Federelements 14 in die Steckrichtung E auf die Kontaktlamellen 1 1 nicht behindern.
Grundsätzlich können gleiche Kontaktlamellenformen und gleichartige Federelemente 14 bei ganz unterschiedlich dimensionierten Kontaktelementen 1 zum Einsatz kommen, wobei die Federelemente 14 einen Federdraht gleichen Durchmessers verwenden können oder auch einen Federdraht, der abhängig von der Buchsengeometrie skaliert ist. Generell kann bei einem durch einen Federdraht gebildeten Federelement 14 das Anbringen des Federelements 14 an dem Kontaktelement 1 1 in einfacher Weise automatisiert werden, sodass ein Anbringen des Federelements 14 per Hand vermieden werden kann und gleichartige Federelemente 14 für unterschiedliche Buchsengeometrien zum Einsatz kommen können.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Ein Kontaktelement der hier beschriebenen Art kann insbesondere bei einem Ladestecker oder einer Ladebuchse für eine Ladeeinrichtung zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs zum Einsatz kommen. Dies ist jedoch in keinster Weise beschränkend. Ebenso kann ein solches Kontaktelement auch Bestandteil eines Steckverbinders zum Beispiel eines Solarmoduls oder einer anderen elektrischen Einrichtung sein. Die Anzahl der Kontaktlamellen kann, auch abhängig von der Buchsengeometrie, variieren. Kleinere Buchsengeometrien können hierbei weniger Kontaktlamellen verwenden als größere Buchsengeometrien.
Die Kontaktlamellen können zum Schaffen einer im Wesentlichen zylindrischen Stecköffnung umfänglich aneinander angereiht sein. Auch dies ist jedoch nicht beschränkend. Grundsätzlich können durch Kontaktlamellen auch andere Geometrien geschaffen werden, beispielsweise im Querschnitt quadratische oder rechteckige Stecköffnungen.
Bezugszeichenliste
1 Kontaktelement
10 Körperelement
100 Befestigungselement
1 1 Kontaktlamelle
1 10, 1 1 1 Ende
1 12 Fase
1 13-1 16 Konturabschnitt
1 17 Innenfläche
1 18 Außenseite
12 Schlitz
13 Nut
130, 131 Kante
132 Auflageabschnitt
133 Mittlerer Bereich
134 Nebenbereich
135 Kantenbereich
14 Federelement 140 Federdraht
15 Stecköffnung
16 Anschlussabschnitt 160 Schenkel
161 Zwischenraum 17 Fügelinie
2 Gegenkontaktelement
E Steckrichtung
R Radialrichtung
R1-R6 Radius

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Kontaktelement (1 ) zum elektrischen Kontaktieren mit einem Gegenkontaktelement (2), mit einer Mehrzahl von Kontaktlamellen (11 ), die um eine Stecköffnung (15), in die ein Gegenkontaktelement (2) entlang einer Steckrichtung (E) einsteckbar ist, angeordnet sind und gemeinsam eine an den Kontaktlamellen (11 ) um die Steckrichtung (E) umlaufende Nut (13) ausbilden, und einem Federelement (14), das an der Nut (13) angeordnet ist und die Kontaktlamellen (1 1 ) zur Bereitstellung einer elastischen Spannkraft an den Kontaktlamellen (11 ) umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlamellen (1 1 ) jeweils eine der Stecköffnung (15) zugewandte, im Querschnitt quer zur Steckrichtung (E) gerade ausgebildete Innenfläche (1 17) aufweisen.
2. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Kontaktelement (1 ) als Stanzbiegeteil gefertigt ist.
3. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (1 ) aus einem gestanzten Flächenelement aufgerollt und an einer entlang der Steckrichtung (E) erstreckten Fügelinie (17) zu einem umfänglich um die Steckrichtung (E) erstreckten Teil gefügt ist.
4. Kontaktelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (13) durch Prägen in die Kontaktlamellen (1 1 ) eingeformt ist.
5. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kontaktlamelle (11 ) im Bereich der Nut (13) einen im Querschnitt quer zur Steckrichtung (E) gerundeten Auflageabschnitt (132) aufweist.
6. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der
Auflageabschnitt (132), betrachtet axial entlang der Steckrichtung (E), an jeder Kontaktlamelle (11 ) beidseits durch eine in die jeweilige Kontaktlamelle (1 1 ) eingeformte Kante (130, 131 ) begrenzt ist.
7. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflageabschnitt (132), betrachtet im Querschnitt quer zur Steckrichtung (E), einen mittleren Bereich (133) und beidseits an den mittleren Bereich (133) anschließende Nebenbereiche (134) aufweist, wobei das Federelement (14) nur im mittleren Bereich (133) des Auflageabschnitts (132) an der jeweiligen Kontaktlamelle (1 1 ) anliegt.
8. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktelement (1 ) mehr als zwei Kontaktlamellen (11 ) aufweist, die entlang einer um die Steckrichtung (E) erstreckten, kreisförmigen Linie zur Ausbildung der Stecköffnung (15) aneinander angereiht sind.
9. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Körperelement (10), von dem die Kontaktlamellen (1 1 ) entlang der Steckrichtung (E) erstreckt sind.
10. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) im Bereich von von dem Körperelement (10) abliegenden Enden (1 10) der Kontaktlamellen (1 1 ) angeordnet ist.
1 1. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperelement (10) im Querschnitt quer zur Steckrichtung (E) rund ist.
12. Kontaktelement (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlamellen (11 ) im Bereich ihrer von dem Körperelement (10) abliegenden Enden (1 10), betrachtet entlang einer durch die Steckrichtung (E) und eine radial zur Steckrichtung (E) gerichtete Radialrichtung (R) aufgespannten Querschnittsebene, jeweils an der Innenfläche (1 17) eine gekrümmte Kontur aufweisen.
13. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur einen konvex gekrümmten Kontaktabschnitt (115) zum Anliegen an einem in die Stecköffnung (15) eingesteckten Gegenkontaktelement (2) ausbildet.
14. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktabschnitt (1 15), an einer von dem Körperelement (10) abgewandten Seite, ein erster konvex gekrümmter Konturabschnitt (114) und an den ersten konvex gekrümmten Konturabschnitt (1 14) ein zweiter konvex gekrümmter Konturabschnitt (1 13) anschließt.
15. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste konvex gekrümmte Konturabschnitt (114) einen ersten Krümmungsradius (R3) und der zweite konvex gekrümmte Konturabschnitt (113) einen zweiten Krümmungsradius (R2) aufweisen, wobei der zweite Krümmungsradius (R2) kleiner ist als der erste Krümmungsradius (R3).
16. Kontaktelement (1 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktabschnitt (1 15), an einer dem Körperelement (10) zugewandten Seite, ein konkav gekrümmter Konturabschnitt (116) anschließt.
17. Kontaktelement (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktlamellen (1 1 ) jeweils an ihrem von dem Körperelement (10) abliegenden Ende (110) im Bereich einer von der Innenfläche (117) abgewandten Außenseite (1 18) eine schräg zur Steckrichtung (E) geneigte Fase (1 12) aufweisen.
18. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (1 12) einer jeden Kontaktlamelle (11 ) ausgehend von dem von dem Körperelement (10) abliegenden Ende (1 10) bis hin zu einer die Nut (13) begrenzenden, in die jeweilige Kontaktlamelle (11 ) eingeformten Kante (131 ) erstreckt ist.
19. Kontaktelement (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) durch einen Federdraht (140) gebildet ist, der um die Kontaktlamellen (1 1 ) herum gewunden ist.
20. Kontaktelement (1 ) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) mehr als eine Windung, beispielsweise 1 ,9 Windungen ausbildet.
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