EP3970239A1 - Steckkontaktelement, halbzeug zur herstellung eines steckkontaktelementes und verfahren zur herstellung dieses steckkontaktelementes - Google Patents

Steckkontaktelement, halbzeug zur herstellung eines steckkontaktelementes und verfahren zur herstellung dieses steckkontaktelementes

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Publication number
EP3970239A1
EP3970239A1 EP20726090.2A EP20726090A EP3970239A1 EP 3970239 A1 EP3970239 A1 EP 3970239A1 EP 20726090 A EP20726090 A EP 20726090A EP 3970239 A1 EP3970239 A1 EP 3970239A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plug contact
contact element
producing
electrically conductive
tongue
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.)
Withdrawn
Application number
EP20726090.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marcel Eckstein
Claus Dullin
Uwe Käpplinger
Peter Böhrer
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.)
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Original Assignee
Amphenol Tuchel Electronics GmbH
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 Amphenol Tuchel Electronics GmbH filed Critical Amphenol Tuchel Electronics GmbH
Publication of EP3970239A1 publication Critical patent/EP3970239A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets
    • 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
    • H01R4/185—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 combined with a U-shaped insulation-receiving portion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/16—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for manufacturing contact members, e.g. by punching and by bending

Definitions

  • the invention relates to a plug contact element for producing an electrically conductive one
  • Connection comprising a crimping section for producing an electrically conductive
  • connection with a line and at least one plug contact mandrel for establishing a detachable electrically conductive connection with a contact box.
  • Socket or plug contact elements can be designed as crimp contacts.
  • crimp contacts are designed as elements with tabs, the tab ends of which are bent around the electrical conductor and at the same time pressed with it. This available
  • connection technology is known as crimping.
  • Compression processes are often impressed on a semi-finished product that has been prepared for this purpose, which is available as an uncrimped or pre-crimped starting material and which later forms the contact element.
  • the semi-finished product is often placed on the anvil of a crimping tool.
  • the electrical conductor or a stripped section of the electrical conductor is then placed on the contact element.
  • the at least one crimp tab is bent around the stripped section and pressed with it in order to produce a mechanically stable and electrically conductive contact between the contact element and the electrical conductor.
  • crimp connections Depending on the area of application, different, sometimes cumulative, requirements are placed on crimp connections. Examples: mechanical strength, fatigue strength, low-resistance transmission of electrical energy, corrosion resistance, gas and liquid tightness.
  • mechanical strength In addition to the crimp contacts with their functional task, supply lines, cables or
  • Known methods for producing contacting components are, in particular, stamping and forming processes.
  • a sheet is separated from a sheet metal sheet or sheet material by a punching step or, more generally, by a separation step.
  • the flat is provided in a suitable manner with contours that shape towards the
  • the flat semi-finished product made available in this way is then further developed in one or more forming steps. Possible forming processes can be implemented by folding, edging, pressing, deep drawing or the like.
  • the combination of the punching and reshaping of a flat starting material is an economical and reliable way to provide contacting components in large numbers, but limits the integration of various functions in one-piece contacting components and in particular socket contact elements due to the restricted geometric shape.
  • plug-in contact elements have disadvantages that include economic production, plug and / or contact reliability, mechanical strength, structural integrity, fatigue strength, shock and / or vibration resistance, corrosion resistance,
  • the invention proposes a one-piece plug contact element for making an electrically conductive connection, which is equipped with a crimp section for making an electrically conductive connection with a line and a plug contact, contact blade, plug contact mandrel for making a detachable electrically conductive connection with a contact box. Furthermore, the invention proposes an arcuate semifinished product for the production of a plug contact element and the production method by forming.
  • the invention recognizes that the geometric complexity of the flat material as a semifinished product for one-piece plug contact elements and / or the forming sequence is suitable for at least partially reducing the disadvantages present in the prior art and also providing further advantages.
  • the invention proposes, starting from a curved flat material with an edge geometry adapted to the plug contact element, to generate a contact design, preferably by forming, that in the plug zone, ie in the area of the plug contact, contact blade, plug contact mandrel, a sandwich fold is sufficient with the result that the plug contact cross section after the Folding is three times the thickness of the material.
  • the cavity formed on the inside by the contact blade geometry is, according to the invention, filled or occupied by a tongue, so that the outer material of the plug contact mandrel is supported on the inside.
  • Triple material strength and / or supporting effect increase the strength significantly.
  • Crimping section or section for cable fixing are integral parts of the
  • the first connection is realized by the contact blade outer area, the second connection by the tongue element. This double connection results in a high stability of the structure and the
  • the invention preferably provides that a symmetrical fold and a symmetrical cross section are formed in the contact knife area. This means that the tongue is axially or point-symmetrically encompassed by the outer contact blade area.
  • the joint of the outer material is preferably located in a plane of symmetry. Designs deviating from the symmetrical geometrical situation are also from the
  • the construction supports the one-piece design of the plug-in contact element, so that this can be produced by a circuit board, arcuate flat material with an outer edge geometry according to the invention. This also results in the advantage of efficient, high-volume manufacturing.
  • the plug-in contact element is implemented in a sandwich fold so that the strength of the plug-in element as well as of the overall component is increased due to the triple or two- and / or three-layer material structure.
  • the double connection situation of the contact blade to the plug contact element increases the strength and structural integrity significantly.
  • the outer material of the plug contact mandrel is folded around the inner tongue element so that very small corner radii can be formed in the folded areas. In this way, the invention supports an increased surface with a flat expression of the plug contact pin, which is preferably square in cross section and which is available as a contact surface. The result is an increased contact area, so that the contact quality for the electrically conductive connection is increased.
  • FIG. 1 a, 1 b a perspective view of an exemplary embodiment of the
  • 3a, 3b are further perspective views of the exemplary embodiment of the
  • FIG. 1a comprises the perspective view of an exemplary embodiment of the plug contact element 100 with its various sections 10 to 60 as well as the contact blade 90 fixed on the contact box 70 via the connecting section 80.
  • the primary elements of the plug contact mandrel 90 are the inside tongue 91 and the
  • FIG. 1 b shows the plug contact area 90, shown enlarged, with contact boxes 70, which are coupled to one another by the connecting section 80. Both that
  • Contact knife 90 with its primary components tongue 91 and outer area 92 as well as their connecting section 80, formed by their respective connecting tabs 81, 82, are constructed in one piece on a semi-finished flat 100 '.
  • Contact blade outer area 92 comprises, preferably implemented by the
  • This joint 93 can be designed with or without an air gap.
  • the outer contact blade area 92 can have a radius, bevel 94 on at least one longitudinal edge and / or be deformed by a folding process.
  • a bevel, tip 95 is optionally possible on the front side in order to support the threading into the counterpart of the plug contact 90.
  • the end face 95 can be flush with the embraced tongue 91 or also set back and protrude over the tongue 91.
  • Plug contact element 100 with connection section 80 to plug contact mandrel 90 The front view of the plug contact element 100 is shown in Figure 2b. The
  • Tongue connection tab 81 of this embodiment is made waisted, i. H. in the longitudinal extension L in the direction of the contact blade 90, the strap width decreases. It is also possible to provide the tab with a constant width in the longitudinal direction L.
  • Tongue connection tab 81 on contact box 70 and / or on tongue element 91 can be shaped in a soft arc, for example formed by radii, so that the
  • the connecting tab 82 of the contact blade outer area can, as shown, also be tapered and spatially curved, in that it is formed both parallel out of the plane relative to the attachment on the contact box 70 and out of this plane.
  • the invention preferably provides that the connecting tab 82 of the contact blade outer area on the
  • Contact box 70 is designed partially circumferentially on its outer contour and / or partially circumferentially in the connection area to the contact blade outer area 92. In this way, the construction according to the invention achieves a special shape and flexural strength in this connection area, which is further increased by the interaction of the tongue connection tab 81.
  • FIG. 3a illustrates the exemplary embodiment of the plug contact element 100 in two perspective views with differing spatial orientations.
  • the longitudinal extent of the plug contact mandrel 90 is approximately the same as the longitudinal extent of the contact box 70
  • Plug contact socket possible and supported by the invention.
  • the three-dimensional plug contact area 90 shown enlarged compared to FIG. 3a, with connecting section 80 is the subject of FIG. 3b.
  • Contact blade outer area 92 is shown in its three-dimensional extent.
  • the contact mandrel tip 95 can be designed at least partially as a rounding R.
  • Figure 4 shows the top view of a possible embodiment of the arcuate
  • one-piece flat material 100 ‘as a semi-finished product for a plug contact element 100 after a contour-forming manufacturing step, for example a stamping process and before
  • the geometric design of this example provides that the contact blade outer region 92 is designed with an offset to the longitudinal axis L. This offset and the distance to the tongue 91 realized in the transverse direction to the longitudinal axis L, together with the edge length of the contact box 70 to be molded, determine the type of enclosure of the outer contact blade area 92 enveloping the tongue 91.
  • the variant shown supports the symmetrical folding with joint 93 according to FIGS 3.
  • Folding situations require changes in shape and position in terms of connection area 80, stop positions of tabs 81, 82, width ratios of contact blade elements 91, 92 and the relationship of the contact box edge length.
  • the deformation processes for the formation of the plug contact element 100 can be roughly divided into four zones of the semi-finished surface 100 ‘:
  • the central area MB is not or only marginally deformed in the handling area 10 and in the area of the contact box 70, so that a substantially flat structure is obtained.
  • the other areas there is a spherical or spatial deformation in different forms, for example in the manner of a cylinder section.
  • the respective outer areas can be the subject of folding measures, folding processes or free deformations.
  • the area of the contact box 70 can be any suitable material.
  • the plug contact area 80, 90 is molded in: a. Centering of the tongue 91 in that the tongue 91 is at least approximated parallel to the longitudinal axis L of the central axis M with deformation of the tongue element connecting tab 81;
  • Step b. can be supplemented by a centering of the outer contact blade area 92, which is required depending on the approximate centering of the tongue 91, by deforming its connecting tab 82.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung, aufweisend einen Crimpabschnitt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einer Leitung und wenigstens einen Steckkontaktdorn (90) zur Herstellung einer lösbaren elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kontaktkasten (70), wobei das Steckkontaktelement (100) einteilig aufgebaut ist und der Steckkontaktdorn (90) eine wenigstens abschnittsweise innenliegende Zunge (91) aufweist, die wenigstens teilweise von dem Kontaktmesseraußenbereich (92) umfasst ist, sodass wenigstens abschnittsweise eine Sandwichfaltung des Steckkontaktdorns (90) mit wenigstens zweilagigem Materialaufbau gebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein bogenförmiges Halbzeug (100') zur Herstellung des erfindungsgemäßen Steckkontaktelementes (100) sowie das Verfahren zur Herstellung des Steckkontaktelementes.

Description

Beschreibung
Steckkontaktelement für eine elektrisch leitende Verbindung
Die Erfindung betrifft ein Steckkontaktelement zur Herstellung einer elektrisch leitenden
Verbindung, aufweisend einen Crimpabschnitt zur Herstellung einer elektrisch leitenden
Verbindung mit einer Leitung und wenigstens einen Steckkontaktdorn zur Herstellung einer lösbaren elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kontaktkasten. Weiterhin betrifft die
Erfindung ein bogenförmiges bzw. blechförmiges Halbzeug zur Herstellung des
erfindungsgemäßen Steckkontaktelementes sowie das Verfahren zur Herstellung des
Steckkontaktelementes.
Elektrische Kontaktelemente, Kontaktanordnungen, steck- und lösbare
Kabelverbindungselemente sowie dazu geeignete Herstellungsverfahren sind im bekannten Stand der Technik verfügbar. Buchsen- oder Steckkontaktelemente können als Crimpkontakte ausgebildet sein. In der Verbindungstechnik für elektrische Kontaktierungsaufgaben sind Crimpkontakte als Elemente mit Laschen gestaltet, deren Laschenenden um den elektrischen Leiter herumgebogen und gleichzeitig mit ihm verpresst werden. Diese verfügbare
Verbindungstechnik wird als Crimpen bezeichnet. Die dazu erforderlichen Umform- und
Verpressvorgänge werden häufig einem dafür vorbereiteten Halbzeug eingeprägt, das als unvercrimptem oder vorvercrimptem Ausgangsmaterial vorliegt und das spätere Kontaktelement bildet. Um die Vercrimpung zu realisieren, wird das Halbzeug häufig auf dem Amboss eines Crimpwerkzeuges abgelegt. Anschließend wird der elektrische Leiter bzw. ein abisolierter Abschnitt des elektrischen Leiters auf dem Kontaktelement platziert. Dann wird die wenigstens eine Crimplasche um den abisolierten Abschnitt herumgebogen und mit diesem verpresst, um einen mechanisch stabilen sowie elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem elektrischen Leiter herzustellen.
An Crimpverbindungen werden je nach Einsatzbereich unterschiedliche, teils kumulative Anforderungen gestellt. Beispiele: Mechanische Festigkeit, Dauerfestigkeit, widerstandsarme Übertragung elektrischer Energie, Korrosionsresistenz, Gas-und Flüssigkeitsdichtheit. Neben den Crimpkontakten mit ihrer funktionalen Aufgabe Zuleitungen, Kabel oder
vergleichbare - meist stromführende - Leitungen an Kontaktelementen anzuschlagen, sind an Kontaktierungsbauteile eine Vielzahl weiterer Anforderungen gestellt. Aus diesem Grund gibt es zusätzlich zu den Crimpverbindungsbereichen weitere körperartige Bestandteile innerhalb der Kontaktierungsbauteile, die integrativ oder separat verwirklicht werden. Beispiele dafür sind Klemm- und Führungselemente, Buchsen, Anschlussstücke, Steckkontakte usw.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungsbauteilen sind insbesondere Stanz- und Umform prozesse. Zunächst wird durch einen Stanz- oder auch allgemeiner durch einen Separationsschritt ein Flach aus einem Blechbogen bzw. Bogenmaterial getrennt. Das Flach ist dabei in geeigneter Weise mit Konturen versehen, die eine Formgebung hin zu dem
Kontaktierungselement und seinen definierten Funktionen unterstützt. Das auf diese Weise bereitgestellte Flachhalbzeug wird anschließend in einem oder mehreren Umformschritten weitergebildet. Mögliche Umformvorgänge können durch Falten, Abkanten, Pressen, Tiefziehen oder dergleichen realisiert werden.
Andere Herstellungsmöglichkeiten für Kontaktierungselemente können durch Sintervorgänge, additive Fertigungsverfahren oder durch spanende bzw. spanabhebende Bearbeitungen erfolgen.
Die Kombination der Verfahren Stanzung und Umformung eines flachen Ausgangsmaterials ist zwar ein wirtschaftlicher und zuverlässiger Weg Kontaktierungsbauteile in großen Stückzahlen bereitzustellen, begrenzt jedoch durch die eingeschränkte geometrische Formgebung die Integration verschiedener Funktionen in einteilige Kontaktierungsbauteile und insbesondere Buchsenkontaktelemente.
Um diesen Nachteil zu mildern, werden die integral implementierten Funktionen begrenzt oder reduziert, um die Komplexität des Bauteils zu verringern und/oder die Kontaktierungsbauteile mehrteilig ausgeführt. In Betracht kommen auch additive Fertigungsverfahren wie
beispielsweise der 3D-Druck oder die Stereolithografie, diese sind jedoch für Massenfertigung nur eingeschränkt geeignet, wirtschaftlich nachteilig und hinsichtlich verarbeitbarer Werkstoffe begrenzt. Gegenstand der DE 10 2017 126 185 A1 ist eine Erfindung, dessen Grundgedanke ein
Kontaktelement mit einem federnden Klemmelement beinhaltet, wobei das Klemmelement einen das Kontaktelement umgreifenden Befestigungsarm sowie einen Klemmfederarm zur
Kontaktierung eines Litzenleiters aufweist. Auf diese Weise wird ein Kontaktelement mit einem Steckkontaktabschnitt verwirklicht, das für die kombinierten funktionellen Anforderungen der Litzenleiterkontaktierung und der lösbaren Steckkontaktierung zweiteilig aufgebaut ist.
Bekannte Steckkontaktelemente weisen Nachteile auf, die unter anderem eine wirtschaftlichen Herstellung, Steck- und/oder Kontaktierungssicherheit, mechanische Festigkeit, strukturelle Integrität, Dauerfestigkeit, Schock- und/oder Vibrationswiderstand, Korrosionsfestigkeit,
Stromleiteigenschaften umfassen können und diese nicht oder nicht vollständig erfüllen.
Es ist Aufgabe der Erfindung die vorgenannten Nachteile wenigstens teilweise zu reduzieren und ein einteiliges Steckkontaktelement bereitzustellen.
Zur Lösung schlägt die Erfindung ein einteilig aufgebautes Steckkontaktelement zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung vor, welches mit einem Crimpabschnitt zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einer Leitung und einem Steckkontakt, Kontaktmesser, Steckkontaktdorn zur Herstellung einer lösbaren elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kontaktkasten ausgestattet ist. Weiterhin schlägt die Erfindung ein bogenförmiges Halbzeug zur Herstellung eines Steckkontaktelementes sowie das Herstellungsverfahren durch Umformung vor.
Die Erfindung erkennt, dass die geometrische Komplexität des Flachmaterials als Halbzeug für einteilige Steckkontaktelemente und/oder die Umformabfolge geeignet ist, die im Stand der Technik vorliegenden Nachteile wenigstens teilweise zu reduzieren und darüber hinaus weitere Vorteile bereitzustellen.
Die Erfindung schlägt vor, ausgehend von einem bogenförmigen Flachmaterial mit an das Steckkontaktelement angepasster Kantengeometrie ein Kontaktdesign vorzugsweise durch Umformung zu generieren, dass in der Steckzone, d. h. im Bereich des Steckkontaktes, Kontaktmessers, Steckkontaktdorns einer Sandwichfaltung genügt mit der Folge, dass der Steckkontaktquerschnitt nach der Faltung eine dreifache Material stärke aufweist. Der durch die Kontaktmessergeometrie innenseitig gebildete Hohlraum wird erfindungsgemäß durch eine Zunge gefüllt oder besetzt, sodass das äußere Material des Steckkontaktdorns eine Abstützung innenseitig erfährt. Dreifachmaterialstärke und/oder Abstützwirkung erhöhen die Festigkeit signifikant.
Sowohl das innere Zungenelement als auch der äußere Kontaktmesserbereich und
Crimpabschnitt bzw. Abschnitt zur Leitungsfestlegung sind einteilige Bestandteile des
Steckkontaktelementes. Dadurch wird eine Aufbausituation erreicht, die eine doppelte
Anbindung von Steckkontaktdorn an den Kontaktkasten abbildet. Die erste Anbindung ist durch den Kontaktmesseraußenbereich verwirklicht, die zweite Anbindung durch das Zungenelement. Diese doppelte Anbindung resultiert in eine hohe Stabilität des Aufbaus und des
Kontaktmessers gleichermaßen.
Vorzugsweise sieht die Erfindung vor, dass im Kontaktmesserbereich eine symmetrische Faltung und ein symmetrischer Querschnitt ausgebildet werden. Das bedeutet, dass die Zunge achsen- oder punktsymmetrisch von dem Kontaktmesseraußenbereich umfasst ist. Der Stoß des Außenmaterials ist dabei vorzugsweise in einer Symmetrieebene liegend. Von der symmetrischen Geometriesituation abweichende Gestaltungen sind gleichfalls von der
Erfindung unterstützt.
Neben der wenigstens teilweisen Reduzierung der im Stand der Technik vorliegenden Nachteile bietet die erfindungsgemäße Lehre mehrere Vorteile:
Die Konstruktion unterstützt das einteilige Design des Steckkontaktelementes, sodass dies durch eine Platine, bogenförmige Flachmaterial mit erfindungsgemäßer Außenkantengeometrie herstellbar ist. Daraus ergibt sich weiterhin der Vorteil rationeller, massenstückzahlengeeigneter Fertigung.
Das Steckkontaktelement ist in einer Sandwichfaltung realisiert, sodass durch den dreifachen bzw. zwei- oder/und dreilagigen Materialaufbau sowohl die Festigkeit des Steckelementes als auch des Gesamtbauteils gesteigert ist. Die doppelte Anbindungssituation von Kontaktmesser an das Steckkontaktelement steigert die Festigkeit und strukturelle Integrität signifikant. Das Außenmaterial des Steckkontaktdorns wird um das innere Zungenelement herum gefaltet, sodass in den Abkantungsbereichen sehr kleine Eckenradien ausgebildet werden können. Auf diese Weise unterstützt die Erfindung eine gesteigerte Fläche mit ebener Ausprägung des im Querschnitt vorzugsweise viereckigen Steckkontaktdorns, die als Kontaktfläche zur Verfügung steht. Ergebnis ist eine gesteigerte Kontaktfläche, sodass die Kontaktierungsqualität für die elektrisch leitende Verbindung erhöht ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen geometrischen Designs liegt in seiner
Skalierbarkeit und/oder der hochpräzisen Reproduzierbarkeit in engen Toleranzbereichen die Abmessungen, Form und Lage betreffend. Dadurch können höchste Qualitätsanforderungen gewährleistet und enge Sicherheitsvorgaben erfüllt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit den Figuren näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 a, 1 b eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung des
Steckkontaktelementes sowie den vergrößert dargestellten Steckkontaktbereich;
Fig. 2a, 2b die Draufsicht sowie die Untersicht der beispielhaften Ausführung des
Steckkontaktelementes sowie dessen stirnseitige Ansicht;
Fig. 3a, 3b weitere perspektivische Ansichten der beispielhaften Ausführung des
Steckkontaktelementes sowie den vergrößert dargestellten Steckkontaktbereich;
Fig. 4 die Draufsicht auf eine mögliche Ausführungsform des bogenförmigen,
einstückigen Flachmaterials als Halbzeug für ein Steckkontaktelement nach einem konturbildenden Herstellungsschritt, beispielsweise einem Stanzprozess und vor der Umformung durch Abkanten, Falten. Figur 1a umfasst die perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung des Steckkontaktelementes 100 mit seinen verschiedenen Abschnitten 10 bis 60 sowie das über den Verbindungsabschnitt 80 an dem Kontaktkasten 70 festgelegte Kontaktmesser 90. Primäre Elemente des Steckkontaktdorns 90 sind die innenseitige Zunge 91 und der
Kontaktmesseraußenbereich 92.
Figur 1 b zeigt den vergrößert dargestellten Steckkontaktbereich 90 mit Kontaktkasten 70, welche miteinander durch den Verbindungsabschnitt 80 gekoppelt sind. Sowohl das
Kontaktmesser 90 mit seinen primären Komponenten Zunge 91 und Außenbereich 92 als auch deren Verbindungsabschnitt 80, gebildet durch dessen jeweilige Verbindungslaschen 81 , 82 sind einteilig auf einem Halbzeugflach 100' basierend aufgebaut.
Die innenseitig und in diesem Ausführungsbeispiel mittig, zentrisch angeordnete Zunge 91 wird eingefasst bzw. umgriffen von dem Kontaktmesseraußenbereich 92. Die Zunge 91 weist einen viereckigen oder rechteckigen Querschnitt auf. Andere Querschnitte sind denkbar,
beispielsweise elliptisch, rund, oval, dreieckig. Andere als Vierkantquerschnitte können basierend auf dem Halbzeugflach 100' durch Massivumformung (warm oder kalt), Kneten oder spanend hergestellt sein. In Längsrichtung L der Zunge 91 ist diese von dem
Kontaktmesseraußenbereich 92 umfasst, wobei durch den vorzugsweise realisierten
Faltprozess wenigstens eine Naht, Stoß 93 gebildet ist. Dieser Stoß 93 kann mit oder ohne Luftspalt ausgeführt sein.
Der Kontaktmesseraußenbereich 92 kann an wenigstens einer Längskante einen Radius, Fase 94 aufweisen und/oder durch einen Abkantungsvorgang deformiert sein. Stirnseitig ist optional eine Schräge, Spitze 95 möglich, um das Einfädeln in das Gegenstück des Steckkontaktes 90 zu unterstützten. Die Spitze 95 kann stirnseitig bündig mit der umfassten Zunge 91 oder auch zurückspringend sowie überkragend zur Zunge 91 ausgebildet sein.
Figur 2a zeigt die Draufsicht sowie die Untersicht der beispielhaften Ausführung des
Steckkontaktelementes 100 mit Verbindungsabschnitt 80 zum Steckkontaktdorn 90. Die stirnseitige Ansicht des Steckkontaktelementes 100 wird in Figur 2b dargestellt. Die
Zungenverbindungslasche 81 dieses Ausführungsbeispiels ist tailliert ausgeführt, d. h. in Längserstreckung L Richtung Kontaktmesser 90 abnehmender Laschenbreite. Auch möglich ist die Lasche in konstanter Breite in Längsrichtung L vorzusehen. Die Ansatzbereiche der
Zungenverbindungslasche 81 am Kontaktkasten 70 und/oder am Zungenelement 91 können in einem weichen Bogen, beispielsweise gebildet durch Radien geformt sein, sodass die
Kerbwirkung lokal reduziert ist.
Die Verbindungslasche 82 des Kontaktmesseraußenbereiches kann, wie gezeigt, ebenfalls tailliert und räumlich gebogen sein, dadurch, dass sie sowohl parallel aus der Ebene relativ zum Ansatz am Kontaktkasten 70 als auch aus dieser Ebene heraus geformt ist. Bevorzugt sieht die Erfindung vor, dass die Verbindungslasche 82 des Kontaktmesseraußenbereiches am
Kontaktkasten 70 teilweise umlaufend an dessen Außenkontur gestaltet ist und/oder teilweise umlaufend im Verbindungsbereich zum Kontaktmesseraußenbereich 92. Auf diese Weise erreicht die erfindungsgemäße Konstruktion eine besondere Gestalt- und Biegefestigkeit in diesem Verbindungsbereich, die durch das Zusammenwirken der Zungenverbindungslasche 81 nochmals gesteigert wird.
Figur 3a illustriert in zwei perspektivischen Ansichten mit voneinander abweichenden räumlichen Ausrichtungen die beispielhafte Ausführung des Steckkontaktelementes 100. Die Längserstreckung des Steckkontaktdorns 90 ist in diesem Beispiel in etwa betragsgleich der Längserstreckung des Kontaktkastens 70. Andere Längenausbildungen sind je nach
erforderlicher Stecktiefe des Kontaktmessers 90 in den Steckkontaktpartner,
Steckkontaktbuchse möglich und von der Erfindung unterstützt.
Der dreidimensional und gegenüber Figur 3a vergrößert dargestellte Steckkontaktbereich 90 mit Verbindungsabschnitt 80 ist Gegenstand von Figur 3b. Die teilweise umlaufende
Verbindungslasche Kontaktmesseraußenbereich 82 am Kontaktkasten 70 und
Kontaktmesseraußenbereich 92 ist in dessen dreidimensionaler Erstreckung dargestellt. Die Kontaktdornspitze 95 kann wenigstens teilweise als Rundung R ausgebildet sein. Figur 4 zeigt die Draufsicht auf eine mögliche Ausführungsform des bogenförmigen,
einstückigen Flachmaterials 100‘ als Halbzeug für ein Steckkontaktelement 100 nach einem konturbildenden Herstellungsschritt, beispielsweise einem Stanzprozess und vor der
Umformung durch Abkanten, Falten.
Das spätere Kontaktmesser 90 ist durch dessen Elemente Zunge 91 und
Kontaktmesseraußenbereich 92 über den Verbindungsbereich 80 bzw. den Laschen 81 , 82 einstückig gekoppelt mit dem Kontaktkastenmaterial 70.
Die geometrische Ausbildung dieses Beispiels sieht vor, dass der Kontaktmesseraußenbereich 92 mit Versatz zur Längsachse L konstruiert ist. Dieser Versatz und der in Querrichtung zur Längsachse L realisierte Abstand zur Zunge 91 bestimmen zusammen mit der einzuformenden Kantenlänge des Kontaktkastens 70 die Art der Umfassung des Kontaktmesseraußenbereiches 92 einhüllend die Zunge 91. Die gezeigte Variante unterstützt die symmetrische Faltung mit Stoß 93 gemäß der Figuren 1 bis 3.
Bei außermittigem Stoß 93, U-förmiger Umfassung oder anderen geometrischen
Faltungssituationen sind Form- und Lageänderungen hinsichtlich Verbindungsbereich 80, Anschlagpositionen der Laschen 81 , 82, Breitenverhältnisse des Kontaktmesserelemente 91 , 92 und Relation der Kontaktkastenkantenlänge erforderlich.
Die Verformungsprozesse zur Ausbildung des Steckkkontaktelementes 100 können grob in vier Zonen des Halbzeugflach 100‘ gegliedert werden:
Den Mittenbereich MB zwischen und
den beiden daran angrenzenden Außenbereichen und
die Mittenzentrierung der Zunge 91 und
Umfassung der Zunge durch den Kontaktmesseraußenbereich.
Der Mittenbereich MB wird im Handhabungsbereich 10 und im Bereich des Kontaktkastens 70 nicht oder nur marginal verformt, sodass eine im Wesentlichen flächige Struktur erhalten ist. In den anderen Bereichen erfolgt eine sphärische bzw. räumliche Verformung in unterschiedlicher Ausprägung, beispielsweise zylinderabschnittsartig. Die jeweiligen Außenbereiche können Gegenstand von Abkantungsmaßnahmen, Faltprozessen oder Freiverformungen sein. Insbesondere im Bereich des Kontaktkastens 70 können
Abkantungs- und Faltreihenfolgen vorgesehen sein.
Nachdem die Verformungsprozesse der Zonen und Bereiche 10 bis 70 des Halbzeugs 100' zumindest im Wesentlichen durchgeführt sind, wird der Steckkontaktbereich 80, 90 eingeformt: a. Mittenzentrierung der Zunge 91 dadurch, dass unter Verformung der Zungenelement- Verbindungslasche 81 die Zunge 91 parallel zur Längsachse L der Mittenachse M wenigstens angenähert wird;
b. Herstellen der Umgreifung der Zunge 91 durch den Kontaktmesseraußenbereich 92.
Der Schritt b. kann ergänzt sein durch eine je nach angenäherter Mittenzentrierung der Zunge 91 erforderlichen Zentrierung des Kontaktmesseraußenbereiches 92 durch Verformung dessen Verbindungslasche 82.
Bezugszeichenliste
10 Handhabungsabschnitt
20 erster Verbindungsabschnitt
30 Isolationsabschnitt
40 zweiter Verbindungsabschnitt
50 Crimpabschnitt
60 dritter Verbindungsabschnitt
70 Kontaktkasten, Kontaktkastenmaterial
80 Verbindungsabschnitt Steckkontaktelement
81 Verbindungslasche Zunge, Zungenelement
82 Verbindungslasche Kontaktmesseraußenbereich
90 Steckkontakt, Kontaktmesser, Steckkontaktdorn, Steckkontaktbereich
91 Zunge, Zungenelement
92 Kontaktmesseraußenbereich
93 Naht, Stoß, Steckkontaktdornstoß
94 Radius, Fase, Abkantungsbereich
95 Schräge, Spitze, Kontaktdornspitze
100 Steckkontaktelement
100‘ Halbzeugflach
L Längsachse
M Mittenachse
R Rundung, Abrundung
MB Mittenbereich

Claims

Ansprüche
1. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung,
aufweisend einen Crimpabschnitt (50) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit einer Leitung und wenigstens einen Steckkontaktdorn (90) zur Herstellung einer lösbaren elektrisch leitenden Verbindung mit einem Kontaktkasten (70), dadurch
gekennzeichnet, dass das Steckkontaktelement (100) einteilig aufgebaut ist und der Steckkontaktdorn (90) eine wenigstens abschnittsweise innenliegende Zunge (91) aufweist, die wenigstens teilweise von dem Kontaktmesseraußenbereich (92) umfasst ist, sodass wenigstens abschnittsweise eine Sandwichfaltung des Steckkontaktdoms (90) mit wenigstens zweilagigem Materialaufbau gebildet ist.
2. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufbau dreilagig ist.
3. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkontaktdorn (90) und/oder die Zunge (91 ) einen im Wesentlichen vierkantförmigen Querschnitt aufweist.
4. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktmesseraußenbereich (92) einen Stoß (93) aufweist, der mittig oder außermittig sowie mit oder ohne Stoßspalt ausgeführt ist.
5. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsabschnitt (80) mit wenigstens einer Verbindungslasche (81) für die Zunge (91 ) und wenigstens einer Verbindungslasche (82) für den Kontaktmesseraußenbereich (92) vorgesehen ist.
6. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verbindungslasche (81 , 82) tailliert ist.
7. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindungslasche (82) für den Kontaktmesseraußenbereich räumlich gebogen ist.
8. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktmesseraußenbereich (92) an wenigstens einer Längskante einen Radius, Fase (94) aufweist und/oder durch einen Abkantungsvorgang deformiert ist.
9. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmesser (90) endseitig der
Einsteckseite als Spitze (95) geformt ist und/oder eine Rundung R aufweist.
10. Steckkontaktelement (100) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (95) stirnseitig bündig mit der umfassten Zunge (91) oder zurückspringend oder überkragend zur Zunge (91) ausgebildet ist.
11. Bogenförmiges Halbzeug (100‘) zur Herstellung eines Steckkontaktelementes (100) gemäß einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeugmaterial elektrisch leitend und umformbar ist, sodass durch Abkanten und/oder Falten und/oder räumliche Umformung ein einteilig aufgebautes Steckkontaktelement (100) mit
Steckkontaktdorn (90) herstellbar ist.
12. Bogenförmiges Halbzeug (100‘) zur Herstellung eines Steckkontaktelementes (100) gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung und Kontur des Halbzeugs (100‘) die geometrische Gestalt des Steckkontaktelementes (100) mit seinem
Steckkontaktdorn (90) nach der Umformung unterstützt.
13. Bogenförmiges Halbzeug (100‘) zur Herstellung eines Steckkontaktelementes (100) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung und Kontur des Halbzeugs (100‘) wenigstens eine Zunge (91) und wenigstens einen Kontaktmesseraußenbereich (92) aufweist, die mit einem Verbindungsabschnitt (80) an einen Kontaktkasten (70) gekoppelt sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines Steckkontaktelementes (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aus einem Halbzeug (100‘) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 durch räumliche Umformung und/oder Faltung und/oder Abkantung, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmesser (90) nach den Verformungen der Zonen und Bereiche (10 bis 70) durch Herstellen der Umgreifung der Zunge (91) durch den Kontaktmesseraußenbereich (92) geformt ist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Steckkontaktelementes (100) gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass vor der Herstellung einer Umgreifung eine Mittenzentrierung der Zunge (91) dadurch erfolgt, dass unter Verformung einer Zungenelement- Verbindungslasche (81) die Zunge (91) parallel zur Längsachse L der Mittenachse M wenigstens angenähert wird.
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