WO2011069823A1 - Hochstromkontaktierung und korrespondierendes verfahren zur herstellung einer hochstromkontaktieranordnung - Google Patents

Hochstromkontaktierung und korrespondierendes verfahren zur herstellung einer hochstromkontaktieranordnung Download PDF

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WO2011069823A1
WO2011069823A1 PCT/EP2010/068095 EP2010068095W WO2011069823A1 WO 2011069823 A1 WO2011069823 A1 WO 2011069823A1 EP 2010068095 W EP2010068095 W EP 2010068095W WO 2011069823 A1 WO2011069823 A1 WO 2011069823A1
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pin
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opening
leg
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PCT/EP2010/068095
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Wolfgang Hau
Achim Silberbauer
Stefan Huehner
Adolf Dillmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member

Definitions

  • the invention relates to a Hochstromutton ist according to the preamble of independent claim 1, and of a corresponding method for producing such a Hochstromutton réelle according to the preamble of independent claim 9.
  • electrical high-current contacts between electrical components are produced by screw connections, welded connections, crimping, clinching or spring contacts.
  • patent EP 0 735 628 B1 describes a bus bar with an electrical connector pin oriented perpendicular to the plane of one of its main faces.
  • the pin is inserted into a receiving opening which is provided centrally in the main surface of the busbar, and inextricably, for example by welding, connected to the busbar, wherein the pin has contact shoulders, which sit positively after insertion on the surface of the busbar.
  • the high-current contacting according to the invention can be used for example in pulse inverters for hybrid drives, DC-DC converters, control units for wind turbines, solar systems and fuel cells.
  • the inventive method for producing a Hochstromquant ist of a contact pin with at least one contact opening and a contact terminal with at least one contact leg with the features of independent claim 9 has the advantage that the establishment of the electrical contact between the contact pin and the contact terminal largely of the Recording of mechanical forces is separated, wherein the electrical contact between the contact pin and the contact terminal is made substantially by a first connection type and the mechanical forces are seen to be absorbed by a second type of connection substantially.
  • the electrical contact between the contact pin and the contact terminal is produced by a press contact between the at least one contact opening of the contact pin and the at least one contact leg of the contact terminal, wherein the press contact via plastic
  • the at least one contact leg has, for example, on two sides in each case a plastically deformable contact shoulder, which are supported on the contact pin on corresponding plastically deformable bearing surfaces.
  • the at least one contact limb may each have a plastically deformable first contact surface on two sides, which interact with corresponding plastically deformable second contact surfaces of the contact opening. This allows a simple production of the electrical contact with any combination of materials on the at least one contact gifts! or at the at least one contact opening.
  • the geometry and / or material and / or material thickness of the plastically deformable components can be adapted in an advantageous manner to a current to be transmitted.
  • the contact terminal can have two contact legs in the form of a fork, which can be inserted vertically into two corresponding contact openings. be compressed, wherein for the preparation of the electrical contact additionally a spreading effect of the fork-shaped contact legs can be used.
  • a spring unit which comprises at least one main body with at least one spring element is introduced for receiving the mechanical forces in the at least one contact opening of the contact pin.
  • the spring unit advantageously has a plurality of spring elements.
  • the spring unit can for example be designed so that at least a first spring element as
  • the spring unit can be configured such that at least one second spring element digs into at least one contact surface of the contact leg when the at least one contact leg is pressed into the contact opening and thus an inadmissible retreat of the at least one contact leg of the contact terminal from the at least prevents a contact opening of the contact pins.
  • the high-current contacting according to the invention is advantageously able to absorb high mechanical loads which arise, for example, as a result of thermal expansion or shaking stresses.
  • embodiments of the invention are suitable for "blind joining" and require only little free space for the force absorption during joining.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective view of an embodiment of a Hochstromnapstician invention.
  • FIG. 2 shows a schematic perspective illustration of an embodiment of a contact pin for the high-current contacting according to the invention according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective illustration of an exemplary embodiment of a contact terminal for the high-current contacting according to FIG. 1 according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective illustration in side view of an intermediate product during the production of the high-current contacting according to the invention according to FIG. 1.
  • FIG. 6 shows a schematic perspective illustration in a top view of the intermediate product during the production of the high-current contacting according to the invention according to FIG. 1.
  • the establishment of the electrical contact between the contact pin 10 and the contact terminal 20 is largely separated from the absorption of mechanical forces, the electrical contact between the contact pin 10 and the contact terminal 20 is made by a first connection type 7 and the mechanical forces through a second connection 5 are included.
  • the contact legs 24 for producing the electrical contact 7 have a plastically deformable abutment shoulder 28 on two sides, which are supported on the contact pin 10 on corresponding plastically deformable bearing surfaces 18.
  • the contact legs 24 each have on two sides a plastically deformable first contact surface 26, which cooperate with corresponding plastically deformable second contact surfaces 16 of the contact opening 15.
  • the geometry and / or material and / or material thickness of the plastically deformable components 18, 28, 16, 26 of the contact Donate! 24 and the contact opening 15 are adapted to a current to be transmitted.
  • the spring unit 30 with at least one main body 32 is first inserted into the at least one contact opening 15 of the contact pin 10, so that the intermediate product shown in Fig. 5 and 6 is formed.
  • the spring unit 30 has a plurality of support collars 31. 1, 31. 2, which rest on the surface of the contact pin 10 at two edges of the contact openings 15, wherein a first support collar 31 Spring unit 30 connects with each other.
  • the spring unit 30 is supported on the edge of the contact openings 15 via the first spring elements 34, so that the retraction of the inserted spring unit 30 from the contact openings 15 is prevented.
  • the at least one contact leg 24 of the contact terminal 20 is pressed against at least one joining area 14 in a corresponding contact opening 15 of the contact pins 10 for making an electrical contact, wherein the spring unit 30 with at least one second spring element 33 when pressing the at least one contact leg 24 in the contact opening 15 in at least one contact surface 29 of the contact leg 24 digs.
  • the production of the electrical contact between the contact pin 10 and the contact terminal 20 is largely separated from the absorption of mechanical forces, since the electrical contact between the contact pin 10 and the contact terminal 20 essentially by a first connection, here by the pressing , and the mechanical forces are absorbed essentially by a second type of connection, namely by the spring unit 30, which is designed so that no impermissible relative movements between the contact pin 10 and the contact terminal 20 occur.
  • the high-current contacting device 1 according to the invention can be used, for example, in pulse inverters for hybrid drives, DC-DC converters, control units for wind power, solar systems and fuel cells.
  • Embodiments of the high-current contacting according to the invention can advantageously be used for contacting large conductor cross-sections using any combination of highly conductive metal materials such as high-purity copper, silver or aluminum and / or their highly conductive alloys, wherein there is no limitation in the process technology Choice of material partners and their surfaces are.
  • embodiments of the high-current contacting according to the invention are advantageously able to absorb high mechanical loads which may arise, for example, as a result of thermal elongation or shaking stresses.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochstromkontaktierung (1) mit einem Kontaktpin (10), welcher mindestens eine Kontaktöffnung (15) aufweist, und einer Kontaktklemme (20), welche mindestens einen Kontaktschenkel (24) aufweist, wobei der mindestens eine Kontaktschenkel (24) der Kontaktklemme (20) an mindestens einem Fügebereich (14) mit einer korrespondierenden Kontaktöffnung (15) des Kontaktpins (10) zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes und zur Aufnahme von mechanischen Kräften verbunden ist, und ein korrespondierendes Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochstromkontaktierung. Erfindungsgemäß ist das Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) durch eine erste Verbindungsart (7) hergestellt ist und die mechanischen Kräfte durch eine zweite Verbindungsart (5) aufgenommen sind.

Description

Beschreibung
Titel
Hochstromkontaktierung und korrespondierendes Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontaktieranordnung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Hochstromkontaktierung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 , und von einem korrespondierenden Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochstromkontaktierung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 9.
Im Bereich der Leistungselektronik werden elektrische Hochstromkontaktierun- gen zwischen elektrischen Komponenten wie Busbars, Hochstrommodulen, Steckern, Kondensatoren, oder Spulen durch Schraubverbindungen, Schweißverbindungen, Crimpen, Durchsetzfügen oder Federkontakte hergestellt.
In der Patentschrift EP 0 735 628 B1 wird beispielsweise eine Stromschiene mit einem senkrecht zur Ebene einer ihrer Hauptflächen orientierten Anschlussstift für elektrische Verbinder beschrieben. Hierbei ist der Anschlussstift in eine Aufnahmeöffnung, welche mittig in der Hauptfläche der Stromschiene vorgesehen ist, eingesetzt und unlösbar, beispielsweise durch Schweißen, mit der Stromschiene verbunden, wobei der Anschlussstift Anlageschultern aufweist, welche nach dem Einstecken formschlüssig auf der Fläche der Stromschiene aufsitzen.
Die bekannten Kontaktier- und Fügeverfahren besitzen Einschränkungen in der Materialauswahl der zu kontaktierenden Partner bezüglich der Legierungszusammensetzungen, der Materialpaarungen, der Festigkeiten, der Leitfähigkeiten, und deren Oberflächen. Daher sind die möglichen Materialpaarungen der Kontaktierpartner eingeschränkt. Außerdem sind große Freiräume für die Fügewerkzeuge wie beispielsweise Schweißzangen, Tox-, Durchsetzwerkzeuge oder La- serstrahlabschattungen notwendig, die eine Miniaturisierung der Hochstromkon- taktierung behindern.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen einem Kontaktpin und einer Kontaktklemme weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt ist, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin und der Kontaktklemme durch eine erste Verbindungsart hergestellt ist und die mechanischen Kräfte durch eine zweite Verbindungsart aufgenommen sind. Hierbei ist mindestens ein Kontaktschenkel der Kontaktklemme an mindestens einem Fügebereich mit einer korrespondierenden Kontaktöffnung des Kontaktpins zur Herstellung eines elekt- rischen Kontaktes und zur Aufnahme von mechanischen Kräften verbunden.
Die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung kann beispielsweise bei Pulswechselrichtern für Hybridantriebe, Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern, Steuergeräte für Windkraftanlegen, Solaranlagen und Brennstoffzellen eingesetzt wer- den.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontaktierung aus einem Kontaktpin mit mindestens einer Kontaktöffnung und einer Kontaktklemme mit mindestens einem Kontaktschenkel mit den Merkmalen des unab- hängigen Patentanspruchs 9 hat demgegenüber den Vorteil, dass das Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktpin und der Kontaktklemme weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt wird, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin und der Kontaktklemme im Wesentlichen durch eine erste Verbindungsart hergestellt wird und die mechani- sehen Kräfte im Wesentlichen durch eine zweite Verbindungsart aufgenommen werden.
Ausführungsformen der Erfindung trennen in vorteilhafter Weise die Funktionen der elektrischen Kontaktierung und die Aufnahme der mechanischen Belastun- gen und ermöglichen in vorteilhafter Weise die elektrische Kontaktierung am Fügebereich über einen großen Leitungsquerschnitt unter Verwendung von hoch- leitfähigen Metallwerkstoffen, wie beispielsweise hochreinen Kupfer-, Silber- oder Aluminiumwerkstoffen oder deren hochleitfähigen Legierungen. In vorteilhafter Weise gibt es prozesstechnisch keine Einschränkung in der Wahl der Materialpartner und ihrer Oberflächen. Die elektrische Kontaktierung wird beispielsweise über einen Presskontakt hergestellt, welcher über eine plastische Verformung der zu kontaktierenden Komponenten erfolgt. Die mechanischen Kräfte werden beispielsweise durch eine Federeinheit aufgenommen, die so ausgelegt ist, dass keine unzulässigen Relativbewegungen zwischen den elektrischen Kontaktpartnern auftreten.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Hochstromkontaktierung und des im unabhängigen Patentanspruch 10 angegebenen Verfahrens zur Herstellung einer Hochstromkon- taktieranordnung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin und der Kontaktklemme durch einen Presskontakt zwischen der mindestens einen Kontaktöffnung des Kontaktpins und dem mindestens einem Kontaktschen- kel der Kontaktklemme hergestellt ist, wobei der Presskontakt über plastische
Verformungen der Kontaktöffnung und/oder des Kontaktschenkels erzeugbar ist. Der mindestens eine Kontaktschenkel weist beispielsweise an zwei Seiten jeweils eine plastisch verformbare Anlageschulter auf, welche sich auf dem Kontaktpin an korrespondierenden plastisch verformbaren Auflageflächen abstützen. Zudem kann der mindestens eine Kontaktschenkel an zwei Seiten jeweils eine plastisch verformbare erste Kontaktfläche aufweisen, welche mit korrespondierenden plastisch verformbaren zweiten Kontaktflächen der Kontaktöffnung zusammenwirken. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des elektrischen Kontaktes mit beliebigen Materialkombinationen an dem mindestens einen Kontakt- schenke! bzw. an der mindestens einen Kontaktöffnung.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung können Geometrie und/oder Material und/oder Materialstärke der plastisch verformbaren Komponenten in vorteilhafter Weise an eine zu übertragende Stromstärke ange- passt werden. So kann die Kontaktklemme beispielsweise zwei Kontaktschenkel in Gabelform aufweisen, die senkrecht in zwei korrespondierende Kontaktöffnun- gen eingepresst werden, wobei zur Herstellung des elektrischen Kontaktes zusätzlich eine Spreizwirkung der gabelförmigen Kontaktschenkel verwendet werden kann. In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung ist eine Federeinheit, welche mindestens einen Grundkörper mit mindestens einem Federelement umfasst, zur Aufnahme der mechanischen Kräfte in die mindestens eine Kontaktöffnung des Kontaktpins eingeführt. Die Federeinheit weist in vorteilhafter Weise mehrere Federelemente auf. Die Federeinheit kann bei- spielsweise so ausgeführt werden, dass mindestens ein erstes Federelement als
Abstützung ausgeführt ist, welches in vorteilhafter Weise ein Zurückweichen der eingeführten Federeinheit aus der Kontaktöffnung verhindert. Des Weiteren kann die Federeinheit so ausgeführt werden, dass sich mindestens ein zweites Federelement beim Einpressen des mindestens einen Kontaktschenkels in die Kon- taktöffnung in mindestens eine Anlagefläche des Kontaktschenkels verkrallt und so in vorteilhafter Weise ein unzulässiges Zurückweichen des mindestens einen Kontaktschenkels der Kontaktklemme aus der mindestens einen Kontaktöffnung des Kontaktpins verhindert. Durch die Federeinheit ist die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung in vorteilhafter Weise in der Lage, hohe mechanische Belastungen aufzunehmen, welche beispielsweise durch thermische Längenausdehnung oder Schüttelbelastungen entstehen. Zudem sind Ausführungsformen der Erfindung für„blindes Fügen" geeignet und benötigen nur geringe Freiräume für die Kraftaufnahme beim Fügen. In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Federeinheit, welche mindestens einen Grundkörper mit mindestens einem Federelement umfasst, zur Aufnahme der mechanischen Kräfte in die mindestens eine Kontaktöffnung eingeführt, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin und der Kontaktklemme durch einen Presskontakt zwischen der mindestens einen Kon- taktöffnung des Kontaktpins und dem mindestens einem Kontaktschenkel der
Kontaktklemme hergestellt wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge
Funktionen ausführen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kontaktpins für die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung gemäß Fig. 1 .
Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Kontaktklemme für die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung gemäß Fig. 1 .
Fig. 4 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung des Ausführungsbeispiels eines Kontaktpins für die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung gemäß Fig. 1 .
Fig. 5 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung in Seitenansicht eines Zwischenprodukts bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung gemäß Fig. 1.
Fig. 6 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung in Draufsicht des Zwischenprodukts bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung gemäß Fig. 1.
Fig. 7 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung gemäß Fig. 1.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 bis 7 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung 1 einen Kontaktpin 10, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Kontaktöffnungen 15 aufweist, eine Kontaktklemme 20, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Kontaktschenkel 24 aufweist, und eine Federeinheit 30, welche im dargestellten Aus- führungsbeispiel zwei Grundkörper 32 mit mehreren Federelementen 33, 34 um- fasst. Wie aus Fig. 1 und 7 weiter ersichtlich ist, sind die beiden Kontaktschenkel 24 der Kontaktklemme 20 an entsprechenden Fügebereichen 14 mit korrespondierenden Kontaktöffnungen 15 des Kontaktpins 10 zur Herstellung eines elektri- sehen Kontaktes und zur Aufnahme von mechanischen Kräften verbunden. Erfindungsgemäß ist das Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktpin 10 und der Kontaktklemme 20 weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin 10 und der Kontaktklemme 20 durch eine erste Verbindungsart 7 her- gestellt ist und die mechanischen Kräfte durch eine zweite Verbindungsart 5 aufgenommen sind.
Wie aus Fig. 1 und 5 bis 7 weiter ersichtlich ist, ist die Federeinheit 30 zur Aufnahme der mechanischen Kräfte in die mindestens eine Kontaktöffnung 15 ein- geführt. Hierbei ist die Federeinheit 30 so ausgeführt, dass mindestens ein erstes
Federelement 34 als Abstützung ausgeführt ist, das ein Zurückweichen der eingeführten Federeinheit 30 aus der Kontaktöffnung 15 verhindert. Zudem verkrallt sich mindestens ein zweites Federelement 33 beim Einpressen des mindestens einen Kontaktschenkels 24 in die Kontaktöffnung 15 in mindestens eine Anlage- fläche 29 des Kontaktschenkels 24. Des Weiteren wird der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin 10 und der Kontaktklemme 20 durch einen Presskontakt 7 zwischen den Kontaktöffnungen 16 des Kontaktpins 10 und den Kontaktschenkeln 24 der Kontaktklemme 20 hergestellt, wobei der Presskontakt 7 über plastische Verformungen der Kontaktöffnung 15 und/oder des Kontaktschenkels 24 erzeugt wird.
Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 weiter ersichtlich ist, weisen die Kontaktschenkel 24 zur Herstellung des elektrischen Kontaktes 7 an zwei Seiten jeweils eine plastisch verformbare Anlageschulter 28 auf, welche sich auf dem Kontakt- pin 10 an korrespondierenden plastisch verformbaren Auflageflächen 18 abstützen. Zudem weisen die Kontaktschenkel 24 an zwei Seiten jeweils eine plastisch verformbare erste Kontaktfläche 26 auf, welche mit korrespondierenden plastisch verformbaren zweiten Kontaktflächen 16 der Kontaktöffnung 15 zusammenwirken. In vorteilhafter Weise können Geometrie und/oder Material und/oder Materi- alstärke der plastisch verformbaren Komponenten 18, 28, 16, 26 der Kontakt- schenke! 24 bzw. der Kontaktöffnung 15 an eine zu übertragende Stromstärke angepasst werden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkon- taktierung 1 aus dem Kontaktpin 10 mit mindestens einer Kontaktöffnung 15 und der Kontaktklemme 20 mit mindestens einem Kontaktschenkel 24 wird zuerst die Federeinheit 30 mit mindestens einem Grundkörper 32 in die mindestens eine Kontaktöffnung 15 des Kontaktpins 10 eingeführt, so dass das in Fig. 5 und 6 dargestellte Zwischenprodukt entsteht. Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, weist die Federeinheit 30 mehrere Auflagebunde 31.1 , 31 .2 auf, welche auf der Oberfläche des Kontaktpins 10 an zwei Rändern der Kontaktöffnungen 15 aufliegen, wobei ein erster Auflagebund 31 .1 die beiden Grundkörper 32 der Federeinheit 30 mit einander verbindet. Auf der anderen Seite des Kontaktpins 10 stützt sich die Federeinheit 30 über die ersten Federelemente 34 am Rand der Kontaktöff- nungen 15 ab, so dass das Zurückweichen der eingeführten Federeinheit 30 aus den Kontaktöffnungen 15 verhindert wird. Nach dem Einführen der Federeinheit 30 in die Kontaktöffnungen 15 des Kontaktpins 10 wird der mindestens eine Kontaktschenkel 24 der Kontaktklemme 20 an mindestens einem Fügebereich 14 in eine korrespondierende Kontaktöffnung 15 des Kontaktpins 10 zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes eingepresst, wobei sich die Federeinheit 30 mit mindestens einem zweiten Federelement 33 beim Einpressen des mindestens einen Kontaktschenkels 24 in die Kontaktöffnung 15 in mindestens eine Anlagefläche 29 des Kontaktschenkels 24 verkrallt. Dadurch wird erfindungsgemäß das Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktpin 10 und der Kon- taktklemme 20 weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt, da der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin 10 und der Kontaktklemme 20 im Wesentlichen durch eine erste Verbindungsart, hier durch das Einpressen, hergestellt wird und die mechanischen Kräfte im Wesentlichen durch eine zweite Verbindungsart, nämlich durch die Federeinheit 30 aufgenommen werden, welche so ausgelegt ist, dass keine unzulässigen Relativbewegungen zwischen dem Kontaktpin 10 und der Kontaktklemme 20 auftreten..
Die erfindungsgemäße Hochstromkontaktierung 1 kann beispielsweise bei Pulswechselrichtern für Hybridantriebe, Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern, Steuer- geräte für Windkraftanlegen, Solaranlagen und Brennstoffzellen eingesetzt werden. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung können in vorteilhafter Weise zum Kontaktieren von großen Leitungsquerschnitten unter Verwendung von beliebigen Kombinationen von hochleitfähigen Metall Werkstoffen wie beispielsweise hochreinen Kupfer-, Silber- oder Alu min iumwerkstoffen und/oder deren hochleitfähigen Legierungen benutzt werden, wobei es prozesstechnisch keine Einschränkung in der Wahl der Materialpartner und ihrer Oberflächen gibt. Zudem sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung in vorteilhafter Weise in der Lage hohe mechanische Belastungen aufzunehmen, welche beispielsweise durch thermische Längenausdehnungen oder Schüttelbelastungen entstehen können. Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hochstromkontaktierung werden die Funktionen der elektrischen Kontaktierung und die Aufnahme der mechanischen Belastungen weitgehend getrennt. Die elektrische Kontaktierung wird über einen Presskontakt hergestellt, der über plastische Verformung der zu kontaktierenden Partner erfolgt. Die mechanischen Kräfte werden durch die Federeinheit aufgenommen, die so ausgelegt ist, dass keine unzulässigen Relativbewegungen zwischen den elektrischen Kontaktflächen auftreten können.

Claims

Ansprüche
1 . Hochstromkontaktierung mit einem Kontaktpin (10), welcher mindestens eine Kontaktöffnung (15) aufweist, und einer Kontaktklemme (20), welche mindestens einen Kontaktschenkel (24) aufweist, wobei der mindestens eine Kontaktschenkel (24) der Kontaktklemme (20) an mindestens einem Fügebereich (14) mit einer korrespondierenden Kontaktöffnung (15) des Kontaktpins (10) zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes und zur Aufnahme von mechanischen Kräften verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt ist, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) durch eine erste Verbindungsart (7) hergestellt ist und die mechanischen Kräfte durch eine zweite Verbindungsart (5) aufgenommen sind.
2. Hochstromkontaktierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) durch einen Presskontakt (7) zwischen der mindestens einen Kontaktöffnung (16) des Kontaktpins (10) und dem mindestens einem Kontaktschenkel (24) der Kontaktklemme (20) hergestellt ist, wobei der Presskontakt (7) über plastische Verformungen der Kontaktöffnung (15) und/oder des Kontaktschenkels (24) erzeugbar ist.
3. Hochstromkontaktierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontaktschenkel (24) an zwei Seiten jeweils eine plastisch verformbare Anlageschulter (28) aufweist, welche sich auf dem Kontaktpin (10) an korrespondierenden plastisch verformbaren Auflageflächen (18) abstützen.
Hochstromkontaktierung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontaktschenkel (24) an zwei Seiten jeweils eine plastisch verformbare erste Kontaktfläche (26) aufweist, welche mit korrespondierenden plastisch verformbaren zweiten Kontaktflächen (16) der Kontaktöffnung (15) zusammenwirken.
Hochstromkontaktierung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Geometrie und/oder Material und/oder Materialstärke der plastisch verformbaren Komponenten (18, 28, 16, 26) an eine zu übertragende Stromstärke angepasst sind.
Hochstromkontaktierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinheit (30), welche mindestens einen Grundkörper (32) mit mindestens einem Federelement (33, 34) umfasst, zur Aufnahme der mechanischen Kräfte in die mindestens eine Kontaktöffnung (15) eingeführt ist.
Hochstromkontaktierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheit (30) so ausgeführt ist, dass mindestens ein erstes Federelement (34) als Abstützung ausgeführt ist, die ein Zurückweichen der eingeführten Federeinheit (30) aus der Kontaktöffnung (15) verhindert.
Hochstromkontaktierung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinheit (30) so ausgeführt ist, dass sich mindestens ein zweites Federelement (33) beim Einpressen des mindestens einen Kontaktschenkels (24) in die Kontaktöffnung (15) in mindestens eine Anlagefläche (29) des Kontaktschenkels (24) verkrallt.
Verfahren zur Herstellung einer Hochstromkontaktierung aus einem Kontaktpin (10) mit mindestens einer Kontaktöffnung (15) und einer Kontaktklemme (20) mit mindestens einem Kontaktschenkel (24), wobei der mindestens eine Kontaktschenkel (24) der Kontaktklemme (20) an mindestens einem Fügebereich (14) mit einer korrespondierenden Kontaktöffnung (15) des Kontaktpins (10) zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes und zur Aufnahme von mechanischen Kräften verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des elektrischen Kontaktes zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) weitgehend von der Aufnahme von mechanischen Kräften getrennt wird, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) im Wesentlichen durch eine erste Verbindungsart hergestellt wird und die mechanischen Kräfte im Wesentlichen durch eine zweite Verbindungsart aufgenommen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinheit (30), welche mindestens einen Grundkörper (32) mit mindestens einem Federelement (33, 34) umfasst, zur Aufnahme der mechanischen Kräfte in die mindestens eine Kontaktöffnung (15) eingeführt wird, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktpin (10) und der Kontaktklemme (20) durch einen Presskontakt (7) zwischen der mindestens einen Kontaktöffnung (16) des Kontaktpins (10) und dem mindestens einem Kontaktschenkel (24) der Kontaktklemme (20) hergestellt wird.
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