EP4540897A1 - Elektrischer steckhülsenkontakt - Google Patents

Elektrischer steckhülsenkontakt

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Publication number
EP4540897A1
EP4540897A1 EP23732888.5A EP23732888A EP4540897A1 EP 4540897 A1 EP4540897 A1 EP 4540897A1 EP 23732888 A EP23732888 A EP 23732888A EP 4540897 A1 EP4540897 A1 EP 4540897A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
lamella
base body
folded against
bodies
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
EP23732888.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Eduard Cvasa
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.)
Kostal Kontakt Systeme GmbH
Original Assignee
Kostal Kontakt Systeme 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 Kostal Kontakt Systeme GmbH filed Critical Kostal Kontakt Systeme GmbH
Publication of EP4540897A1 publication Critical patent/EP4540897A1/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
    • H01R13/187—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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 an electrical receptacle contact for high-current applications, with a base body for receiving a flat contact, the base body having two parallel opposite side parts, and two opposing lamellar bodies being arranged on the inside of the side parts.
  • Such a receptacle contact is known from the German published patent application DE 10 2004 015 345 A1.
  • contact blades are arranged on one side of the base body of a contact blade insert.
  • the contact lamellae extend from edge regions of the base body radially to its center. In the area of their free end, the contact lamellae each form contact sections that come into contact with the attached mating connector.
  • Socket contacts with contact lamellae especially in the form of lamella baskets, often form relatively long current paths to the attached mating connector. These long current paths cause power loss and thus reduced current carrying capacity.
  • the slat bodies are formed as insert mats using stamping and bending technology, that each slat body has columns of several similar slats in the insertion direction and several similar rows arranged in parallel perpendicular to the insertion direction, that each slat has two sections of a metal strip folded against one another, and that the sections folded against one another form a slope that increases in the insertion direction.
  • such lamella bodies shaped as an insert mat can have a relatively high number of lamellas per surface and thus form many independent contact points to the mating connector and to the inner surfaces of the side parts of the base body of the receptacle contact.
  • both the thermal resistance and the electrical resistance are distributed over many points on a relatively large area and are also kept low overall. This effectively avoids hot spots.
  • the surfaces of the lamella bodies can be easily adapted to the size of the respective base body. It is also advantageous that the lamella bodies can be easily fixed to the base body with respect to the insertion direction, since during the insertion process the lamellas can be pressed down to a certain extent without the longitudinal expansion of the lamella body.
  • Figure 1 is a sectional view of an electrical
  • Figure 2 shows a single contact lamella
  • Figure 3 is a side view of the receptacle contact according to
  • Figure 4 is a side view of a further embodiment
  • Figure 5 shows half of the socket contact according to Figure 4.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an electrical receptacle contact 1 designed according to the invention.
  • a receptacle contact 1 is usually part of a connector part, not shown here, in which one or more receptacle contacts are located in a housing made of insulating material
  • the receptacle contact 1 has a U-shaped bent metal strip as the base body 2, the U-legs of which form two side parts 3a, 3b aligned parallel to one another.
  • the base body 2 is connected to a metal connection area 11, which is not shown in more detail in FIG.
  • the plug-in direction 9 is indicated by an arrow, in which a flat contact, not shown here, of a mating connector part into the base body
  • each lamella 5 establishes a point-shaped electrical connection to a flat contact inserted into the base body 2.
  • the contact point is indicated in Figure 2 by a drawn contact point 15.
  • Figure 3 shows the same receptacle contact 1 in a side view.
  • the connection area 11 connected to the U-shaped base body 2 is shown here purely as an example as a welding connection.
  • the connection area 11 could also be designed, for example, as a screw, solder or crimp connection.
  • FIG. 4 Another embodiment of a receptacle contact 1' is shown in Figure 4.
  • the base body 2' with its mutually parallel side parts 3a', 3b' consists here of two similarly designed, joined and interconnected base body halves 2a', 2b', which together also have a connection area 11' train.
  • a single base body half 2a' with a lamella body 4a arranged thereon is shown in Figure 5. It is particularly clear here that the one-piece slat body 4a consists of a large number of slats 5, which are arranged in several rows 12 and in a large number of columns 6.
  • the lamella body 4a is purely exemplary five rows of slats 12, each with fifty-three slats 5.
  • the lamella body 4a shown in FIG. the base body half 2b' opposite on the inside of the side part 3b' is arranged.
  • This number of slats is of course purely exemplary, since on the one hand the size of the slat bodies 4a, 4b can be adapted to the respective size of the base body 2, 2 ', and on the other hand the size of the individual slat 5 and thus, inversely, the number of slats 5 of a slat body 4a, 4b are widely scalable.
  • Figure 2 shows the shape of a single lamella 5 from one of the lamella bodies 4a, 4b.
  • the slat 5 consists of a folded metal strip 7, which has a contact surface 13a, 13b at the beginning and at the end of the slat 5.
  • One contact surface 13b is formed by a simple and relatively long section of the metal strip 7, while the other contact surface 13a is significantly shorter in comparison and produces one-piece connections to similar contact surfaces 13a of adjacent lamella gaps 6 (not shown here). This results in a relatively stable structure for the lamella bodies 4a, 4b.
  • a contact surface 13a adjoins a contact surface 13b of another lamella 5 and vice versa. At least at the beginning or end of a lamella gap 6, the contact surfaces 13a, 13b form at the same time Fixing points of the lamella bodies 4a, 4b on the base body 2, 2 '.
  • Two lamella legs 7a, 7b of the metal strip 7 folded against one another are connected in a resiliently movable manner to the contact surfaces 13a, 13b via a rounded section of the metal strip 7, which forms a spring element 16a, 16b.
  • the spring elements 16a, 16b can have the same or a different spring rate.
  • the two lamella legs 7a, 7b are folded against each other by approximately 180° at a connection point 14 and can either be arranged parallel and lying one on top of the other, as shown in FIG. 2, or else at a distance to increase the area moment of inertia of the lamella 5 .
  • the lamella legs 7a, 7b folded against one another form a slope 8 that rises in the insertion direction 9 and each forms a point-shaped contact point 15 for the flat contact to be inserted.
  • the two spring elements 16a, 16b on each slat 5 enable the slat legs 7a, 7b to perform a tilting movement under a pressure load without the distances between the contact surfaces 13a, 13b changing from one another.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein elektrischer Steckhülsenkontakt (1) für Hochstromanwendungen, mit einem Grundkörper (2) zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Grundkörper zwei einander parallel gegenüberliegende Seitenteile (3a, 3b) aufweist, und wobei an den Innenseiten der Seitenteile zwei einander gegenüberstehende Lamellenkörper (4a) angeordnet sind, wobei die Lamellenkörper als Einlegematten in Stanzbiegetechnik geformt sind, wobei jeder Lamellenkörper in der Steckrichtung Spalten aus mehreren gleichartigen Lamellen und senkrecht zur Steckrichtung mehrere parallel angeordnete gleichartige Reihen aufweist, wobei jede Lamelle zwei gegeneinander gefaltete Abschnitte eines Metallstreifens aufweist, und wobei die gegeneinander gefalteten Abschnitte eine in Steckrichtung ansteigende Schräge ausbilden.

Description

Elektrischer Steckhülsenkontakt
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckhülsenkontakt für Hochstromanwendungen, mit einem Grundkörper zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Grundkörper zwei einander parallel gegenüberliegende Seitenteile aufweist, und wobei an den Innenseiten der Seitenteile zwei einander gegenüberstehende Lamellenkörper angeordnet sind.
Ein derartiger Steckhülsenkontakt ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 015 345 A1 bekannt. Bei diesem Steckhülsenkontakt sind Kontaktlamellen einseitig an dem Grundkörper eines Kontaktlamelleneinsatzes angeordnet. Dabei erstrecken sich die Kontaktlamellen von Randbereichen des Grundkörpers radial zu dessen Mitte. Im Bereich ihres freien Endes bilden die Kontaktlamellen jeweils Kontaktabschnitte aus, die am angefügten Gegenstecker zur Anlage kommen.
Nachteilig ist, dass diese Anordnung nur eine relativ geringe Anzahl von Kontaktlamellen aufweist. Verkleinert man die Kontaktlamellen, um deren Anzahl zu erhöhen, so verringert sich zugleich die durch die einseitig eingespannten Lamellen jeweils auf den Flachkontakt einwirkende Kontaktkraft.
Steckhülsenkontakte mit Kontaktlamellen, insbesondere in Form von Lamellenkörben bilden oft verhältnismäßig lange Strompfade zum angefügten Gegenstecker aus. Diese langen Strompfade verursachen eine Verlustleistung und damit eine reduzierte Stromtragfähigkeit.
Kontaktteile mit einem Lamellenkörper erfahren im Steckprozess oftmals eine Längsausdehnung. Um den dafür benötigten Platz vorzusehen, ist eine beidseitige Fixierung des Lamellenkörpers nicht möglich, ohne die Steckkräfte erheblich zu erhöhen. Es stellt sich die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Steckhülsenkontakt zu schaffen, der diese Nachteile nicht oder zumindest in deutlich verringertem Maße aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lamellenkörper als Einlegematten in Stanzbiegetechnik geformt sind, dass jeder Lamellenkörper in der Steckrichtung Spalten aus mehreren gleichartigen Lamellen und senkrecht zur Steckrichtung mehrere parallel angeordnete gleichartige Reihen aufweist, dass jede Lamelle zwei gegeneinander gefaltete Abschnitte eines Metallstreifens aufweist, und dass die gegeneinander gefalteten Abschnitte eine in Steckrichtung ansteigende Schräge ausbilden.
Vorteilhaft ist, dass derartige als Einlegematte geformte Lamellenkörper pro Fläche eine relativ hohe Anzahl an Lamellen aufweisen können und damit viele unabhängige Kontaktpunkte zum Gegenstecker und zu den Innenflächen der Seitenteile des Grundkörpers des Steckhülsenkontakts ausbilden.
Hierdurch wird sowohl der Wärmewiderstand als auch der elektrische Widerstand auf viele Punkte einer relativ großen Fläche verteilt und zudem insgesamt niedrig gehalten. Hierdurch werden Hot-Spots wirkungsvoll vermieden.
Vorteilhaft ist zudem, dass eine hohe Anzahl von Stromwegen zwischen dem Gegenstecker und dem Grundkörper entstehen, die zudem allesamt recht kurz gehalten werden können.
Vorteilhaft ist auch dass die Flächen der Lamellenkörper leicht an die Größe des jeweiligen Grundkörpers angepasst werden können. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass die Lamellenkörper problemlos bezüglich der Steckrichtung am Grundkörper fixierbar sind, da während des Steckprozesses ein Niederdrücken der Lamellen in einem gewissen Umfang ohne eine Längenausdehnung des Lamellenkörpers möglich ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung hervor. Es zeigen
Figur 1 eine Schnittansicht eines elektrischen
Steckhülsenkontakts,
Figur 2 eine einzelne Kontaktlamelle,
Figur 3 eine seitliche Ansicht des Steckhülsenkontakts gemäß der
Figur 1 ,
Figur 4 eine seitliche Ansicht einer weiteren Ausführung eines
Steckhülsenkontakts,
Figur 5 eine Hälfte des Steckhülsenkontakts gemäß der Figur 4.
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten elektrischen Steckhülsenkontakts 1. Ein solcher Steckhülsenkontakt 1 ist üblicherweise Bestandteil eines hier nicht dargestellten Steckverbinderteils, bei dem in einem Gehäuse aus Isolierstoff ein oder mehrere Steckhülsenkontakte
1 angeordnet sind.
Der Steckhülsenkontakt 1 weist als Grundkörper 2 einen u-förmig gebogenen Metallstreifen auf, dessen U-Schenkel zwei parallel zueinander ausgerichtete Seitenteile 3a, 3b ausbilden. Der Grundkörper 2 ist mit einem metallenen Anschlussbereich 11 verbunden, der in der Figur 1 nicht näher dargestellt ist. Durch einen Pfeil angedeutet ist die Steckrichtung 9, in der ein hier nicht dargestellter Flachkontakt eines Gegensteckverbinderteils in den Grundkörper
2 eingeschoben werden kann. An den beiden Innenseiten der Seitenteile 3a, 3b des Grundkörpers 2 sind, vorzugsweise durch Nieten oder Schweißen, zwei Lamellenkörper 4a, 4b einander gegenüberstehend, angeordnet. Die beiden jeweils aus einem Metallblech in Stanzbiegetechnik gefertigten Lamellenkörper 4a, 4b sind jeweils einstückig oder mehrstückig als Einlegematten ausgebildet und weisen jeweils eine Vielzahl von Lamellen 5 auf, die jeweils entgegen der Steckrichtung 9 geneigt sind. Jede einzelne Lamelle 5 stellt zu einem in den Grundkörper 2 eingeschobenen Flachkontakt eine punktförmige elektrische Verbindung her. Die Kontaktstelle ist in der Figur 2 durch einen eingezeichneten Kontaktierungspunkt 15 angedeutet.
Die Figur 3 zeigt den gleichen Steckhülsenkontakt 1 in einer seitlichen Ansicht. Der mit dem u-förmig gebogenen Grundkörper 2 verbundene Anschlussbereich 11 ist hier rein beispielhaft als ein Schweißanschluss dargestellt. Alternativ könnte der Anschlussbereich 11 beispielsweise auch als Schraub-, Löt-, oder Crimpanschluss ausgeführt sein.
Eine andere Ausführung eines Steckhülsenkontakts 1' zeigt die Figur 4. Der Grundkörper 2‘ mit seinen zueinander parallelen Seitenteilen 3a‘, 3b‘ besteht hier aus zwei gleichartig ausgebildeten, aneinander gefügten und miteinander verbundenen Grundkörperhälften 2a’, 2b’, die gemeinsam auch einen Anschlussbereich 11 ' ausbilden.
Eine einzelne Grundkörperhälfte 2a’ mit einem daran angeordneten Lamellenkörper 4a ist in der Figur 5 abgebildet. Besonders deutlich ist hier erkennbar, dass der einstückig ausgebildete Lamellenkörper 4a aus einer Vielzahl von Lamellen 5 besteht, die in mehreren Reihen 12 und in einer Vielzahl von Spalten 6 angeordnet sind.
In der dargestellten Ausführung weist der Lamellenkörper 4a rein beispielhaft fünf Lamellenreihen 12 mit jeweils dreiundfünfzig Lamellen 5 auf. Die auch entlang der Steckrichtung 9 miteinander verbundenen Lamellen 5 bilden somit dreiundfünfzig zueinander parallele Lamellenspalten 6 aus.
Der in der Figur 5 dargestellte Lamellenkörper 4a besitzt somit zweihundertfünfundsechzig einzelne Lamellen 5. Bei einem fertig montierten Steckverbinder, wie er in der Figur 4 dargestellt ist, ist die gesamte Lamellenzahl sogar doppelt so groß, und zwar aufgrund eines weiteren, hier nicht dargestellten Lamellenkörpers, der auf der Innenseite des Seitenteils 3b‘ gegenüberliegenden Grundkörperhälfte 2b’ angeordnet ist.
Diese Lamellenzahl ist natürlich rein beispielhaft, da einerseits die Größe der Lamellenkörper 4a, 4b an die jeweilige Größe des Grundkörpers 2, 2‘ angepasst werden kann, und andererseits die Größe der einzelnen Lamelle 5 und damit im umgekehrten Maße die Anzahl der Lamellen 5 eines Lamellenkörpers 4a, 4b in weitem Umfang skalierbar sind.
Die Figur 2 zeigt die Form einer einzelnen Lamelle 5 aus einem der Lamellenkörper 4a, 4b. Die Lamelle 5 besteht aus einem gefalteten Metallstreifen 7, der am Anfang und am Ende der Lamelle 5 jeweils eine Kontaktfläche 13a, 13b aufweist. Die eine Kontaktfläche 13b wird durch einen einfachen und relativ langen Abschnitt des Metallstreifens 7 gebildet, während die andere Kontaktfläche 13a im Vergleich deutlich kürzer ist und einstückige Verbindungen zu gleichartigen Kontaktflächen 13a benachbarter Lamellenspalten 6 herstellt (hier nicht bildlich dargestellt). Hierdurch ergibt sich für die Lamellenkörper 4a, 4b jeweils eine relativ stabile Struktur.
Bei jeder Lamelle 5, die sich nicht am Anfang oder Ende einer Lamellenspalte 6 befindet, schließt sich eine Kontaktfläche 13a an eine Kontaktfläche 13b einer weiteren Lamelle 5 an und umgekehrt. Zumindest am Anfang oder Ende einer Lamellenspalte 6 bilden die Kontaktflächen 13a, 13b zugleich Fixierstellen der Lamellenkörper 4a, 4b am Grundkörper 2, 2‘ aus.
Über jeweils einen abgerundet geformten Abschnitt des Metallstreifens 7, der ein Federelement 16a, 16b ausbildet, sind zwei gegeneinander gefaltete Lamellenschenkel 7a, 7b des Metallstreifens 7 mit den Kontaktflächen 13a, 13b federnd beweglich verbunden. Die Federelemente 16a, 16b können dabei eine gleiche oder auch eine unterschiedliche Federrate besitzen.
Die beiden Lamellenschenkel 7a, 7b sind an einer Verbindungsstelle 14 um ca. 180° gegeneinander gefaltet und können entweder, wie in der Figur 2 gezeigt, parallel und aufeinanderliegend, oder aber auch, zur Erhöhung des Flächenträgheitsmoment der Lamelle 5, unter einem Abstand angeordnet sein. Die gegeneinander gefalteten Lamellenschenkel 7a, 7b bilden eine in der Steckrichtung 9 ansteigende Schräge 8 aus, die jeweils eine punktförmige Kontaktierungsstelle 15 zu dem einzufügenden Flachkontakt ausbildet.
Die beiden Federelemente 16a, 16b an jeder Lamelle 5 ermöglichen es den Lamellenschenkel 7a, 7b unter einer Druckbelastung eine Kippbewegung auszuführen, ohne dass sich die Abstände der Kontaktflächen 13a, 13b zueinander verändern.
Hierdurch wird es möglich, die Lamellenkörper 4a, 4b, etwa mittels Nieten am Grundkörper 2, 2‘ zu fixieren, ohne dass die Kraft zum Niederdrücken der Lamellen 5 und damit die Steckkraft des einzufügenden Flachkontakts übermäßig ansteigt.
Nach dem Montage der Lamellenkörper 4a, 4b am Grundkörper 2 liegen alle Kontaktflächen 13a, 13b an den Innenflächen der Seitenteile 3a, 3b an und stellen so elektrische Verbindungen zum Grundkörper 2 her. Dabei entstehen über die beiden Lamellenschenkel 7a, 7b an jeder Lamelle 5 jeweils zwei Strompfade zu den benachbarten Kontaktflächen 13a, 13b. Hierdurch ergibt sich durch eine Vielzahl an Strompfaden eine sehr gute elektrische Anbindung zwischen den Lamellenkörpern 4a, 4b und dem Grundkörper 2 einerseits sowie zwischen den Lamellenkörpern 4a, 4b und dem eingesetzten Flachkontakt andererseits und damit letztendlich auch vom Steckhülsenkontakt 1 zum eingesetzten Flachkontakt.
Bezugszeichen , 1 ‘ Steckhülsenkontakt , 2‘ Grundkörper a’, 2b’ Grundkörperhälften a, 3b, 3a‘, 3b‘ Seitenteile (U-Schenkel) a, 4b Lamellenkörper Lamellen (Lamellen-)Spalten Metallstreifen a, 7b Lamellenschenkel, Abschnitte Schräge Steckrichtung 0 Einstecköffnung 1 , 11‘ Anschlussbereich 2 (Lamellen-)Reihen 3a, 13b Kontaktflächen 4 Verbindungsstelle 5 Kontaktierungspunkt 6a, 16b Federelemente

Claims

Patentansprüche Elektrischer Steckhülsenkontakt (1 , 1 ‘) für Hochstromanwendungen, mit einem Grundkörper (2, 2‘) zur Aufnahme eines Flachkontakts, wobei der Grundkörper (2, 2‘) zwei einander parallel gegenüberliegende Seitenteile (3a, 3b; 3a‘, 3b‘) aufweist, und wobei an den Innenseiten der Seitenteile (3a, 3b; 3a‘, 3b‘) zwei einander gegenüberstehende Lamellenkörper (4a, 4b) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkörper (4a, 4b) als Einlegematten in Stanzbiegetechnik geformt sind, dass jeder Lamellenkörper (4a, 4b) in der Steckrichtung Spalten (6) aus mehreren gleichartigen Lamellen (5) und senkrecht zur Steckrichtung (9) mehrere parallel angeordnete gleichartige Reihen (12) aufweist, dass jede Lamelle (5) zwei gegeneinander gefaltete Abschnitte (7a, 7b) eines Metallstreifens (7) aufweist, und dass die gegeneinander gefalteten Abschnitte (7a, 7b) eine in Steckrichtung ansteigende Schräge (8) ausbilden. Elektrischer Steckhülsenkontakt (1 , 1‘) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander gefalteten Abschnitte (7a, 7b) jeweils über ein Federelement (16a, 16b) mit einer am Grundkörper (2, 2‘) anliegenden Kontaktfläche (13a, 13b) verbunden ist, wobei die Federelemente (16a, 16b) durch abgerundet geformte Abschnitte des Metallstreifens (7) ausgebildet sind.
EP23732888.5A 2022-06-17 2023-06-13 Elektrischer steckhülsenkontakt Pending EP4540897A1 (de)

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PCT/EP2023/065705 WO2023242146A1 (de) 2022-06-17 2023-06-13 Elektrischer steckhülsenkontakt

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