WO2013110489A1 - Bandförmiges kontaktelement, insbesondere für hochvolt-steckverbindungen - Google Patents

Bandförmiges kontaktelement, insbesondere für hochvolt-steckverbindungen Download PDF

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WO2013110489A1
WO2013110489A1 PCT/EP2013/050185 EP2013050185W WO2013110489A1 WO 2013110489 A1 WO2013110489 A1 WO 2013110489A1 EP 2013050185 W EP2013050185 W EP 2013050185W WO 2013110489 A1 WO2013110489 A1 WO 2013110489A1
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WO
WIPO (PCT)
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contact element
contact
contact points
slats
group
Prior art date
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PCT/EP2013/050185
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Saller
Stefan Wimmer
Christian Wimmer
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Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Publication date
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Ceased 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
    • H01R13/15—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
    • 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
    • H01R4/28—Clamped connections, spring connections
    • H01R4/48—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member
    • H01R4/4881—Clamped connections, spring connections utilising a spring, clip, or other resilient member using a louver type spring

Definitions

  • the invention relates to a contact element for producing an electrical contact between a first and a second part of a plug connection, in particular one
  • contact elements designed as slotted rings. It is known that the contact elements lamellae, in particular preformed lamellae, which are suitable for contacting the parts of the connector.
  • the contact element is designed so that a reliable contact, preferably a multiple
  • Plug connection are provided to secure
  • constriction area is additionally surrounded by a spring washer, which is the safe
  • Object of the present invention is to provide a contact element, in particular for placement in a high-voltage connector that is easy to manufacture and assemble while ensuring secure electrical contact, possibly via a multipoint contact, as well as a mechanical coupling of the elements of a connector and possible can be used with differently designed connectors.
  • a contact element consists of a
  • Base body made of an electrically conductive material with in the insertion direction and parallel to the insertion direction of the
  • the main body has a cylindrical shape, wherein the cylinder axis is parallel to the insertion direction and the cylinder jacket through the
  • Running in the direction of insertion means that the lamellae extend approximately in the direction in which the first part of the connector is inserted into the second part of the connector.
  • the lamellae can also be arranged at a small angle (less than 45 °, preferably less than 15 °) to this direction.
  • the lamellae are at least one integral
  • edge web (one piece or the same material) with the lamellae formed and perpendicular to this edge web connected together.
  • the edge web preferably also runs parallel to the insertion direction and forms
  • the core of the invention is that adjacent and / or on the whole of the slats at least two groups are arranged from a plurality of contact points, wherein the groups of contact points are substantially parallel to the
  • substantially parallel is meant here that the groups of contact points are also at a small angle
  • edge web (smaller than 45 °, preferably less than 15 °) can extend to the edge web, or the individual contact points of a group can be arranged around an edge to the edge substantially parallel line around (for example, meandering,
  • the first group consists of external contact points, which serve for contacting a first part of the plug connection, for example, of the sleeve-shaped part, and is arranged adjacent to or on the edge web of the contact element.
  • the second group consists of inner contact points, which are provided for contacting a second part of the connector, for example, the pin-shaped part.
  • the groups of contact points protrude from that of the
  • Entity of the slats clamped plane for example, the cylinder jacket, out. This can be done by the
  • the contact element according to the invention in a simple manner an electrical multipoint contact between the first and second part of the connector are provided in which the first group of contact points the electrical contact with the first part of the connector and the second group of contact points make electrical contact with the second part of the Ensures plug connection.
  • the first and the second part of the plug-in connection are mechanically clamped together by the excellent contact points and possibly become tolerances
  • Plug connection are omitted and the manufacture and assembly of a contact element according to the invention designed in the episode significantly easier.
  • Contact points can project on one or both sides of the contact element from the plane spanned by the slats. It is also conceivable that the
  • Protruding contact points of a group on different sides of the plane It has to be advantageous exposed when the contact points of the first group protrude on the opposite side of the plane defined by the slats compared to the adjacent contact points of the second group.
  • all contact points within the first group protrude in the same direction, but
  • Contact points as a support and the contact element causes, for example, during insertion of the pin-shaped part in the sleeve-shaped part a bracing of the two parts of the connector with each other, which in addition a very good electrical contact between the parts is achieved.
  • the second group is maximally spaced from inner contact points to one or both edge webs.
  • Plug connection is simplified without the quality of the electrical contact perceptibly deteriorates.
  • Insertion position of the pin-shaped part have a contact point of the second inner group of contact points.
  • the contact points of the second inner group prevent the further insertion of the
  • the pin-shaped part as they protrude into the insertion region of the pin-shaped part.
  • the pin-shaped part can be further inserted into the bush-shaped part.
  • a very favorable embodiment of the invention has, as described above, two distal edge webs, between which the lamellae are arranged. On the edge webs or immediately adjacent to the edge webs, two first groups of contact points are arranged. In the middle of
  • a second group of contact points is arranged.
  • the first part of the plug connection can pass through the second group of contact points and, if desired, can be completely taken up by the second part of the plug connection become.
  • the rebated or deformed blade braces the two parts of the connector and via the groups of contact points of the contact element an advantageous electrical multipoint contact between the two parts is achieved.
  • Contact points are arranged in the insertion direction in alignment with each other on the slats.
  • the material is the material from which the lamellae are made.
  • a material with lack of surface corrosion tendency under normal conditions of use such as a noble metal, but with good electrical conductivity.
  • the material may be used to reduce surface corrosion tendency
  • Transition resistance with a coating preferably tin, silver or gold, be provided. This can be a particularly good and durable electrical contact
  • Contact point is used and this serves as a support point when joining the parts of the connector, so that in the episode the previously almost undeformed slats are mechanically clamped between the parts of the connector.
  • Slats have a greater width DL, as the width b L in the areas where there are no contact points. As a result, it can be ensured in particular during stamping processes that no unwanted material deformations
  • Contact points is coupled with the punching process for Production of the semifinished product from which the contact elements are manufactured in a subsequent step. Ideally, it is a combined stamping-stamping process that runs in a tool. From a sheet metal or a sheet metal strip or sheet metal strip can (for example in an endless process) a strip and / or the lamellar structure
  • the contact element is produced by one of the geometry of the
  • cambered lamellar structure which can also compensate for larger tolerances between the elements of the connector.
  • the contact element is advantageously formed into an annular component.
  • the contact element consists of a current-conducting, resilient material. Suitable here are metals such as copper or copper alloys, which may additionally be complete or partial, for example in the
  • Area of the contact points are coated with another material, such as tin, silver or gold.
  • the contact element made of resilient material is a slotted annular component, that is part of the circumference consists of a perpendicular or at an angle to the edge webs extending slot so that the contact part can be temporarily compressed or expanded and so on a prepared part the connector can be mounted.
  • the part the connector for example, have a simple puncture in which the contact element is arranged.
  • the contact element according to the invention is used in plug-in connections, preferably high-voltage plug-in connection.
  • High-voltage connectors are often found in electric or hybrid vehicles. Due to the simple structure of the connector according to the invention with a designed according to the concept of the invention
  • Fig. 1 illustrates a plan view of a semifinished product
  • FIG. 2 a shows a plan view of a contact element according to the invention with two first groups of contact points and a second group of contact points.
  • Fig. 2b shows a sectional view through the plane A-A of Fig. 2a.
  • Fig. 3 shows a plan view of an inventive
  • Fig. 4 shows in a perspective view of the
  • Fig. 5a is a schematic representation of a connector according to the invention at a first time of the connection of the first part and the second part of
  • Fig. 5b is a schematic representation of a
  • inventive connector at a second time to the first part and the second part of the connector are electrically and mechanically coupled.
  • Fig. 1 shows in a first Aue entrysbeispiel two
  • the fins 11 are separated by slots 12 from each other. At their distal ends, the slats 11 are each connected to one another via a perpendicular to the course of the slats 11 and integrally formed with these edge web 10.
  • the fins 11 have a width bi, on. Only in the
  • the lamellae 11 have a width b LK which is greater here than the width in the remaining regions b L.
  • Fig. 2a is another inventive contact element 1 with a similar structure, as one of the in Fig. 1st
  • the contact element 1 was deformed annular in a process step subsequent to the punching process, wherein the ring shape is interrupted by a slot 14.
  • FIG. 2b shows a section through the line A-A of FIG. 2a. It can be seen how by the
  • Slats 11 is deformed so that form locally localized point-shaped contacts 130a of the two first groups of contact points 13a and point-shaped contacts 1301 of the second group of contact points 13i.
  • FIG. 3 shows a plan view of a contact element 1 according to the invention in a slotted ring shape corresponding to FIG. 2. It becomes clear that the edge webs 10 do not occupy the entire circumference of the ring shape but are interrupted by the slot 14. This can do that
  • Slats 11 are arranged.
  • FIG. 4 shows the contact element 1 according to the invention shown in FIG. 3 in a perspective view. Reference is therefore made to the description of FIG. 3 for the elements described above. From Fig. 4 but in particular it can be seen that no deformation of the lamellae 11 as a whole is required, but only locally limited contact points 130a, 130i are introduced. This leads to the simple construction of the contact element 1 according to the invention.
  • a connector 4 consisting of a pin-shaped first part 3 and a sleeve-shaped second part 3 and arranged in a recess 21 of the sleeve-shaped second part 3 contact element 1 according to the invention show the Fig. 5a and 5b at two different times of the connection.
  • FIG. 5a illustrates a time when the first
  • pin-shaped part 3 is only partially inserted into the receptacle provided for the recess 23 of the second bush-shaped part 2 of the connector 4.
  • the contact element 1 according to the invention is arranged in a suitable recess 21 in the sleeve-shaped part 2. Here protrude from the
  • Contact element 1 shows two first groups of contact points 13a in the direction of the sleeve-shaped part 2 from the plane of the contact element spanned by the slats. These two first groups 13a define two supports for the fins made of a resilient material.
  • the pin-shaped part 3 of the connector 4 is prevented by the second group of contact points 13i, which projects into the recess provided for receiving the pin-shaped part 3 recess 23, completely penetrate into this recess 23. It is, depending on the nature of the blade 11 a slight pressure

Landscapes

  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

BANDFÖRMIGES KONTAKTELEMENT, INSBESONDERE FÜR HOCHVOLT-
STECKVERBINDUNGEN
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindving betrifft ein Kontaktelement zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen einem ersten und einem zweiten Teil einer Steckverbindung, insbesondere einer
Hochvolt-Steckverbindung.
STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik sind dem Fachmann vielfältige Ausgestaltungen von Kontaktelementen bekannt, die zwischen den Teilen einer Steckverbindung, wie beispielsweise einer Buchse und einem in die Buchse eingreifenden Stiftelement, angeordnet werden, um das Stiftelement in der Buchse zu verspannen und gleichzeitig eine sichere elektrische
Kontaktierung herbeizuführen. In der Regel sind diese
Kontaktelemente als geschlitzte Ringe ausgeführt. Dabei ist es bekannt, dass die Kontaktelemente Lamellen, insbesondere vorgeformte Lamellen, aufweisen, die zur Kontaktierung der Teile der Steckverbindung geeignet sind.
Insbesondere wenn es sich bei der Steckverbindung um eine Hochvolt-Steckverbindung handelt, ist es bedeutsam, dass das Kontaktelement so gestaltet ist, dass eine zuverlässige Kontaktierung, vorzugsweise eine mehrfache
Punktkontaktierung, und gleichzeitig ein mechanischer
Toleranzausgleich zwischen dem Stiftelement und der
umhüllenden Buchse gewährleistet ist.
Ein Beispiel für ein derartiges Kontaktelement findet sich in dem deutschen Patent DE 10 2004 002 402 B3. Das in diesem Patent beschriebene Kontaktelement besteht aus einem
geschlitzten ringförmigen Körper mit vasenförmigen
Querschnitt, wobei der Einschnürungsbereich, d. h. die nach innen vorgebogenen Bereiche des vasenförmigen Querschnitts bzw. die diesen Querschnitt bildenden Lamellen, für die elektrische Kontaktierung mit dem innerhalb des
Kontaktelements angeordneten stiftförmigen Teil der
Steckverbindung vorgesehen sind, um eine sichere
Kontaktierung zu gewährleisten ist der Einschnürungsbereich zusätzlich von einem Federring umgeben, der die sichere
Kontaktierung gewährleisten soll.
Nachteilig an einem derartigen Kontaktelement ist, dass der relativ komplexe Körper aufwändig herzustellen ist und nur einen begrenzten Einsatz in speziell ausgelegten
Steckverbindungen ermöglicht. Gleichzeitig führt die
Herstellung, Montage und Justierung des Federrings zu einem zusätzlichen Verbrauch an wertvollen Zeit- und
Materialressourcen bei der Herstellung des Kontaktelements.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Kontaktelement, insbesondere zur Anordnung in einer Hochvolt-Steckverbindung zu schaffen, dass einfach herzustellen und zu montieren ist und gleichzeitig eine sichere elektrische Kontaktierung, möglichst über einen Mehrpunktkontakt, sowie eine mechanische Kopplung der Elemente einer Steckverbindung gewährleistet und möglichst bei unterschiedlich gestalteten Steckverbindungen zum Einsatz kommen kann.
Die Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Anwendungen finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß besteht ein Kontaktelement aus einem
Grundkörper aus einem elektrisch leitfähigen Material mit in Steckrichtung und parallel zur Steckrichtung der
Steckverbindung verlaufenden Lamellen, die durch Schlitze voneinander getrennt sind. Zum Beispiel hat der Grundkörper eine zylindrische Form, wobei die Zylinderachse parallel zur Steckrichtung verläuft und der Zylindermantel durch die
Lamellen sowie die die Lamellen trennenden Schlitze definiert ist.
In Steckrichtung verlaufend bedeutet, dass die Lamellen in etwa in die Richtung verlaufen, in die der erste Teil der Steckverbindung in den zweiten Teil der Steckverbindung eingeführt wird. Dabei können die Lamellen aber auch in einem kleinen Winkel (kleiner 45° bevorzugt kleiner 15°) zu dieser Richtung angeordnet sein.
Die Lamellen sind dabei über zumindest einen integral
(einstückig bzw. materialeinheitlich) mit den Lamellen ausgebildeten und senkrecht zu diesem verlaufenden Randsteg miteinander verbunden. Der Randsteg verläuft dabei bevorzugt ebenfalls parallel zur Steckrichtung und bildet
gegebenenfalls einen Teil des oben erwähnten Zylindermantels, das heißt er fluchtet mit den Lamellen.
Kern der Erfindung ist, dass benachbart und/oder auf der Gesamtheit der Lamellen zumindest zwei Gruppen aus jeweils mehreren Kontaktpunkten angeordnet sind, wobei die Gruppen von Kontaktpunkten sich im Wesentlichen parallel zu dem
Randsteg erstrecken.
Unter im Wesentlichen parallel wird hier verstanden, dass die Gruppen von Kontaktpunkten auch in einem kleinen Winkel
(kleiner 45° bevorzugt kleiner 15°) zum Randsteg verlaufen können, oder aber die einzelnen Kontaktpunkte einer Gruppe um eine zum Randsteg im Wesentlichen parallel verlaufende Linie herum angeordnet sein können (beispielsweise mäandernd,
Schlangenlinien- oder zick-zack-förmig) .
Die erste Gruppe besteht aus äußeren Kontaktpunkten, die zur Kontaktierung eines ersten Teils der Steckverbindung dienen, beispielsweise des buchsenförmigen Teils, und ist benachbart zum oder auf dem Randsteg des Kontaktelements angeordnet.
Die zweite Gruppe besteht aus inneren Kontaktpunkten, die zur Kontaktierung eines zweiten Teils der Steckverbindung, beispielsweise des stiftförmigen Teils, vorgesehen sind.
Die Gruppen von Kontaktpunkte ragen aus der von der
Gesamtheit der Lamellen aufgespannten Ebene, zum Beispiel den Zylindermantel, hervor. Dadurch kann durch das
erfindungsgemäße Kontaktelement auf einfache Art und Weise ein elektrischer Mehrpunktkontakt zwischen dem ersten und zweiten Teil der Steckverbindung geschaffen werden bei dem die erste Gruppe von Kontaktpunkten den elektrischen Kontakt mit dem ersten Teil der Steckverbindung und die zweite Gruppe von Kontaktpunkten den elektrischen Kontakt mit dem zweiten Teil der Steckverbindung sicherstellt. Gleichzeitig werden der erste und der zweite Teil der Steckverbindung durch die hervorragenden Kontaktpunkte miteinander mechanisch verspannt und gegebenenfalls vorliegende Toleranzen werden
ausgeglichen, so dass der erste und der zweite Teil
kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Durch diese überraschend einfache Maßnahme kann
beispielsweise auf das im Stand der Technik häufig
anzutreffende Vorformen oder Verschränken der Lamellen zur Herstellung von Mehrpunktkontakten mit den Teilen der
Steckverbindung verzichtet werden und die Herstellung und Montage eines erfindungsgemäßen Kontaktelements gestaltet sich in der Folge erheblich einfacher.
Die Gesamtheit der Kontaktpunkte oder eine Gruppe von
Kontaktpunkten können dabei auf einer oder auf beiden Seiten des Kontaktelements aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene hervorragen. Es ist auch denkbar, dass die
Kontaktpunkte einer Gruppe auf unterschiedlichen Seiten der Ebene hervorragen. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kontaktpunkte der ersten Gruppe im Vergleich zu den benachbarten Kontaktpunkten der zweiten Gruppe auf der gegenüberliegenden Seite der von den Lamellen aufgespannten Ebene hervorragen.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ragen innerhalb der ersten Gruppe alle Kontaktpunkte gleichsinnig, aber
gegensinnig zur zweiten Gruppe von Kontaktpunkten aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene hervor. Bei einer derartigen Anordnung der Kontaktpunkte wirken die Gruppen von
Kontaktpunkten als Auflager und das Kontaktelement bewirkt beispielsweise beim Einführen des stiftförmigen Teils in den buchsenförmigen Teil ein Verspannen der beiden Teile der Steckverbindung miteinander, wodurch zusätzlich ein sehr guter elektrischer Kontakt zwischen den Teilen erzielt wird.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsvariante weist ein
Kontaktelement auf, bei dem an beiden Seiten der Lamellen einen integral mit diesen Lamellen verbundener Randsteg existiert. Dies steigert die mechanische Robustheit des Bauteils und ein Auffächern der Lamellen durch ein
fehlerhaftes Einführen eines Teils der Steckverbindung kann hierdurch wirksam vermieden werden. Gleichzeitig wird die Montage des erfindungsgemäßen Kontaktelements vereinfacht.
In einer sehr bevorzugten Ausführungsvariante ist die zweite Gruppe von inneren Kontaktpunkten zu dem einen oder zu beiden Randstegen maximal beabstandet. Dies hat den Vorteil, dass durch den maximierten Hebelarm die Verformung der Lamellen bei der Herstellung der Steckverbindung erleichtert wird, und insbesondere das Stecken des stiftförmigen Teils der
Steckverbindung vereinfacht wird, ohne dass die Qualität der elektrischen Kontaktierung sich wahrnehmbar verschlechtert.
Alternativ kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die
Kontaktpunkte der zweiten Gruppe von inneren Kontaktpunkten auf benachbarten Lamellen unterschiedlich weit von den Randstegen beabstandet sind. Hierdurch kann gezielt der Druck eingestellt werden, der notwendig ist um den stiftförmige Teil der Steckverbindung in den buchsenförmigen Teil der Steckverbindung einzuschieben, da nur jeweils die Anzahl von Lamellen verformt werden muss, die in der jeweiligen
Einschubposition des stiftförmigen Teils einen Kontaktpunkt der zweiten inneren Gruppe von Kontaktpunkten aufweisen.
Wahrend des Einschiebens verhindern die Kontaktpunkte der zweiten inneren Gruppe das weitere Einschieben des
stiftförmigen Teils, da diese in den Einschubbereich des stiftförmigen Teils hineinragen. Durch eine Verformung der jeweiligen Lamellen, wozu eine zusätzliche Kraft erforderlich ist, kann der stiftförmige Teil in den buchsenförmigen Teil weiter eingeschoben werden.
Eine sehr günstige AusführungsVariante der Erfindung weist wie oben beschrieben zwei distale Randstege auf, zwischen denen die Lamellen angeordnet sind. Auf den Randstegen bzw. unmittelbar benachbart zu den Randstegen sind zwei erste Gruppen von Kontaktpunkten angeordnet. In der Mitte der
Lamellen, d. h. maximal beabstandet von den Randstegen, ist eine zweite Gruppe von Kontaktpunkten angeordnet. Die erste Gruppe von Kontaktpunkten und die zweite Gruppe von
Kontaktpunkten ragen auf gegenüberliegenden Seiten der
Lamellen aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene hervor. Eine derartige Anordnung ermöglicht ein einfaches Einführen des ersten Teils einer Steckverbindung in den zweiten Teil einer Steckverbindung, bis die zweite Gruppe von
Kontaktpunkten erreicht wird. Um den ersten Teil der
Steckverbindung weiter in den zweiten Teil der
Steckverbindung einführen zu können, muss der Druck
überwunden werden, der zum Verformen bzw. Ausfedern der
Lamelle notwendig ist. Nach dem Verformen bzw. Ausfedern der Lamelle kann der erste Teil der Steckverbindung die zweite Gruppe von Kontaktpunkten passieren und - soweit gewünscht - vollständig vom zweiten Teil der Steckverbindung aufgenommen werden. Die ausgefederte bzw. verformte Lamelle verspannt die beiden Teile der Steckverbindung und über die Gruppen von Kontaktpunkten des Kontaktelements wird ein vorteilhafter elektrischer Mehrpunktkontakt zwischen den beiden Teilen erzielt .
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die
einzelnen Kontaktpunkte der ersten Gruppe von Kontaktpunkten und die einzelnen Kontaktpunkte der zweiten Gruppe von
Kontaktpunkten in Steckrichtung fluchtend zueinander auf den Lamellen angeordnet sind.
Die aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene
herausragenden Kontaktpunkte können auf vielfältige Art und Weise geschaffen werden. So ist es zum Beispiel denkbar auf das Material der Lamelle an den Positionen an denen
Kontaktpunkte vorgesehen sind mit Hilfe eines dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannten Auftrags- oder
Aufbauverfahren ein elektrisch leitfähiges Material
aufzubringen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material um das Material aus dem auch die Lamellen bestehen. Es kann aber auch von Vorteil sein, ein Material mit bei üblichen Einsatzbedingungen fehlender Oberflächenkorrosionsneigung zu Verwenden, wie beispielsweise ein Edelmetall, jedoch mit gutem elektrischen Leitwert. Das Material kann jedoch zur Verringerung der Oberflächenkorrosionsneigung zum
Bereitstellen eines Kontakts mit niedrigem
Übergangswiderstand mit einer Beschichtung, vorzugsweise Zinn, Silber oder Gold, versehen sein. Dadurch kann ein besonders guter und langlebiger elektrischer Kontakt
sichergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die
Kontaktpunkte in das Material der Lamelle eingeprägt. Dabei wird im einfachsten Pall ein stiftartiger Prägestempel verwendet, der das Material der Lamelle an der Position an der ein Kontaktpunkt geschaffen werden soll derart verdrängt, dass der verformte Bereich als Kontaktpunkt aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene hervorragt.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Geometrie der Kontaktpunkte nicht limitiert ist und auch anderweitige aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene hervorragende lokal begrenzte Kontaktbereiche als Kontaktpunkte im
erfindungsgemäßen Sinn verstanden werden. So sind
beispielsweise Linien, Kreise, Pyramiden und vielfältige andere Formen denkbar. Es ist ebenfalls offensichtlich dass mehrere lokal begrenzt und eng benachbarte Kontaktbereiche als ein Kontaktpunkt verstanden werden können. Entscheidend ist, dass nur ein Bruchteil der Lamellenoberfläche als
Kontaktpunkt genutzt wird und dieser beim Zusammenfügen der Teile der Steckverbindung als Auflagepunkt dient, so dass in der Folge die zuvor nahezu unverformten Lamellen mechanisch zwischen den Teilen der Steckverbindung verspannt werden.
Besonders bevorzugt ist dabei ein Querschnitt der
Kontaktpunkte, der einen stetigen Übergang von der Lamelle aufweist. Stetig bedeutet, dass keinerlei scharfe Kanten vorliegen, die die Verbindung der Teile der Steckverbindung behindern könnten.
Es hat sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, wenn an den Positionen an denen Kontaktpunkte angeordnet werden, bzw. an denen sich die Gruppen von Kontaktpunkten befinden, die
Lamellen eine größere Breite DL aufweisen, als die Breite bL in den Bereichen, in denen keine Kontaktpunkte vorliegen. Hierdurch kann insbesondere bei Prägeprozessen sichergestellt werden, dass keine ungewollten Materialverformungen
auftreten. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass die Lamellen sich bei der Herstellung der Steckverbindung nicht ungewollt verformen insbesondere nicht tordieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Prägung der
Kontaktpunkte gekoppelt wird mit dem Stanzprozess zur Herstellung des Halbzeuges aus dem in einem Folgeschritt die Kontaktelemente gefertigt werden. Idealerweise handelt es sich um einen kombinierten Stanz-Präge-Prozess, der in einem Werkzeug abläuft. Aus einem Blech oder einem Blechstreifen bzw. Blechband kann dabei (beispielsweise in einem Endlos- Prozess) ein Streifen und/oder die Lamellenstruktur
ausgestanzt werden und gleichzeitig oder unmittelbar darauf folgend können die Kontaktpunkte eingeprägt werden.
In einem Folgeschritt wird das Kontaktelement hergestellt, indem von dem Halbzeug eine von der Geometrie der
Steckverbindung abhängige Länge abgetrennt wird.
In einer Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die
Lamellen zusätzlich gebogen werden. So entsteht eine
bombierte Lamellenstruktur, die auch größere Toleranzen zwischen den Elementen der Steckverbindung ausgleichen kann.
Wenn die Steckverbindung aus einem stiftförmigen Element und einem zur Aufnahme entsprechend korrespondierend gestalteten buchsenförmigen Element besteht, wird das Kontaktelement vorteilhaft zu einem ringförmigen Bauteil geformt.
Bevorzugt ist dabei, dass das Kontaktelement aus einem Strom leitenden, federnden Material besteht. Geeignet sind hier Metalle wie Kupfer oder Kupferlegierungen, die gegebenenfalls zusätzlich vollständig oder partiell, beispielsweise im
Bereich der Kontaktpunkte, mit einem weiteren Material beschichtet sind, beispielsweise Zinn, Silber oder Gold.
Besonders bevorzugt ist das Kontaktelement aus federnden Material ein geschlitztes ringförmiges Bauteil, dass heißt ein Teil des Umfanges besteht aus einem senkrecht oder in einem Winkel zu den Randstegen verlaufenden Schlitz, so dass das Kontaktteil temporär komprimiert oder expandiert werden kann und derart auf einem hierfür vorbereiteten Teil der Steckverbindung montiert werden kann. Hierzu kann das Teil der Steckverbindung beispielsweise einen einfachen Einstich aufweisen in dem das Kontaktelement angeordnet wird.
Vorzugsweise kommt das erfindungsgemäße Kontaktelement in Steckverbindungen, vorzugsweise Hochvolt-Steckverbindung zum Einsatz. Hochvolt-Steckverbindungen finden sich häufig in Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeugen. Durch den einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Steckverbindung mit einem entsprechend dem Erfindungsgedanken gestalteten
Kontaktelement kann diese vorteilhaft in großen Stückzahlen und verschiedenen Ausführungen (beispielsweise Durchmessern) bei gleichbleibender Qualität gefertigt werden und stellt einen sichere elektrische Kontaktierung der mechanisch gekoppelten Teile der Steckverbindung einen permanenten Kontakt sicherstellt auch bei widrigen Einsatzbedingungen, beispielsweise bei Einsatz in Kraftfahrzeugen und den dabei auftretenden Erschütterungen und Vibrationen sicher.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 stellt eine Draufsicht auf ein Halbzeug zur
Herstellung von zwei erfindungsgemäßen Kontaktelementen vor der Anordnung der Kontaktpunkte dar.
Fig. 2a zeigt in einer Draufsicht ein erfindungsgemäßes Kontaktelement mit zwei ersten Gruppen von Kontaktpunkten und einer zweiten Gruppe von Kontaktpunkten.
Fig. 2b stellt eine Schnittansicht durch die Ebene A-A von Fig. 2a dar.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes
Kontaktelement in einer geschlitzten Ringform.
Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das
Kontaktelement aus Fig. 3. Fig. 5a ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung zu einem ersten Zeitpunkt der Verbindung von erstem Teil und zweitem Teil der
Steckverbindung .
Fig. 5b ist eine schematische Darstellung einer
erfindungsgemäßen Steckverbindung zu einem zweiten Zeitpunkt zu dem der erste Teil und der zweite Teil der Steckverbindung elektrisch und mechanisch gekoppelt sind.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt in einem ersten Aueführungsbeispiel zwei
Halbzeuge 1' zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Kontaktelements 1 nach einem Stanzvorgang bei dem aus einem verzinnten Kupferblechband zwei streifenförmige Halbzeuge 1' mit Lamellenstruktur erzeugt wurden. Die Lamellen 11 sind dabei durch Schlitze 12 voneinander getrennt. An ihren distalen Enden sind die Lamellen 11 je über einen senkrecht zum Verlauf der Lamellen 11 angeordneten und integral mit diesen ausgebildeten Randsteg 10 miteinander verbunden. Die Lamellen 11 weisen eine Breite bi, auf. Lediglich in den
Bereichen 11i, IIa in denen auf den Lamellen 11 Kontaktpunkte (nicht dargestellt) angeordnet werden sollen, weisen die Lamellen 11 eine Breite bLK auf, die hier größer ist als die Breite in den restlichen Bereichen bL. Die Höhe h1, der
Halbzeuge 1' ergibt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel aus der Summe der Höhe der Lamellen hL und der Höhe hu der beiden benachbart angeordneten Randstege 10.
In Fig. 2a ist ein weiteres erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 mit einem ähnlichen Aufbau, wie eines der in Fig. 1
gezeigten Halbzeugen 1', dargestellt, in das zusätzlich in den dafür vorgesehenen Bereichen IIa, Iii der Lamellen 11 zwei erste Gruppen von Kontaktpunkten 13a beziehungsweise eine zweite Gruppe von Kontaktpunkten 13i durch einen
Prägeprozess eingebracht wurden. Das Kontaktelement 1 wurde in einem dem Stanzvorgang nachfolgenden Prozessschritt ringförmig verformt, wobei die Ringform durch einen Schlitz 14 unterbrochen wird.
In der Fig.2b wird ein Schnitt durch die Linie A-A der Fig. 2a dargestellt. Dabei ist zu erkennen, wie durch den
Prägeprozess in den Bereichen IIa, IIb das Material der
Lamellen 11 derart verformt wird, so dass sich lokal begrenzt punktförmige Kontakte 130a der beiden ersten Gruppen von Kontaktpunkten 13a und punktförmige Kontakte 1301 der zweiten Gruppe von Kontaktpunkten 13i ausbilden. Dabei ragen die Kontaktpunkte 130a der beiden ersten Gruppen von
Kontaktpunkten 13a im Vergleich zu den Kontaktpunkten 130i der zweiten Gruppe von Kontaktpunkten 13i auf der
entgegengesetzten Seite der von den Lamellen 11 aufgespannten Ebene hervor. Im Querschnitt ist der Übergang von der Lamelle 11 zu den Kontaktpunkten 130i, 130a stetig gestaltet, was den Steckprozess zur Herstellung der Steckverbindung vereinfacht.
Eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kontaktelement 1 in einer geschlitzten Ringform entsprechend der Fig. 2a zeigt die Fig. 3. Es wird deutlich, dass die Randstege 10 nicht den vollständigen Umfang der Ringform einnehmen, sondern von dem Schlitz 14 unterbrochen werden. Dadurch kann das
erfindungsgemäße Kontaktelement zur Montage auf einem Teil einer Steckverbindung temporär entweder komprimiert oder expandiert werden. Aus Fig. 3 wird ebenfalls deutlich, dass die Kontaktpunkte 130a der beiden ersten Gruppen von
Kontaktpunkten 13a und die Kontaktpunkte 1301 der zweiten Gruppe von Kontaktpunkten 13i in Steckrichtung (hier
senkrecht zur Blattfläche) fluchtend zueinander auf den
Lamellen 11 angeordnet sind.
Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Kontaktelement 1 in einer perspektivischen Ansicht. Für die zuvor beschriebenen Elemente wird daher auf die Beschreibung der Fig. 3 verwiesen. Aus Fig. 4 wird aber insbesondere ersichtlich, dase keinerlei Verformung der Lamellen 11 insgesamt erforderlich ist, sondern lediglich lokal begrenzt Kontaktpunkte 130a, 130i eingebracht werden. Dies führt zu dem erfindungsgemäßen einfachen Aufbau des Kontaktelements 1.
Eine Steckverbindung 4 bestehend aus einem stiftförmigen ersten Teil 3 und einem buchsenförmigen zweiten Teil 3 und einem in einem Einstich 21 des buchsenförmigen zweiten Teils 3 angeordneten erfindungsgemäßen Kontaktelement 1 zeigen die Fig. 5a und 5b zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten der Verbindung.
Fig. 5a stellt einen Zeitpunkt dar, zu dem der erste
stiftförmige Teil 3 nur teilweise in die zu dessen Aufnahme vorgesehen Ausnehmung 23 des zweiten buchsenförmigen Teils 2 der Steckverbindung 4 eingeschoben ist. Das erfindungsgemäße Kontaktelement 1 ist in einem geeigneten Einstich 21 im buchsenförmigen Teil 2 angeordnet. Dabei ragen aus dem
Kontaktelement 1 zwei erste Gruppen von Kontaktpunkten 13a in Richtung des buchsenförmigen Teils 2 aus der von den Lamellen aufgespannten Ebene des Kontaktelements hervor. Diese beiden ersten Gruppen 13a definieren zwei Auflager für die aus einem federnden Material bestehenden Lamellen. Der stiftförmige Teil 3 der Steckverbindung 4 wird durch die zweite Gruppe von Kontaktpunkten 13i, die in die zur Aufnahme des stiftförmigen Teils 3 vorgesehene Ausnehmung 23 hineinragt, daran gehindert vollständig in diese Ausnehmung 23 einzudringen. Es ist, je nach Beschaffenheit der Lamelle 11 ein leichter Druck
erforderlich, um die Kontaktlamellen 11 zu verformen und den in Fig. 5b dargestellten Zustand zu einem zweiten Zeitpunkt der Verbindung herzustellen. Wie aus der Fig. 5b ersichtlich ist, hat das weitere bzw. vollständige Einschieben des stiftförmigen Teils 3 in die Ausnehmung 23 dazu geführt, dass die Lamellen 11, auf denen mittig die zweite Gruppe von
Kontaktpunkten 13i angeordnet sind, in Richtung des
buchsenförmigen Teils 2 der Steckverbindung 4 verformt wurden. Dadurch wird sowohl ein inniger Mehrpunktkontakt der zwei ersten Gruppen von Kontaktpunkten 13a mit dem buchsenförmigen Teil 2 als auch ein inniger Mehrpunktkontakt der zweiten Gruppe von Kontaktpunkten 13i mit dem
stif förmigen Teil 3 hergestellt und dadurch der stiftförmige Teil 3 im buchsenförmigen Teil 2 mechanisch verspannt und auch ein sehr guter elektrischer Kontakt hergestellt, der insbesondere bei Hochvolt-Steckverbindern einen permanenten Kontakt sicherstellt, der auch bei widrigen
Einsatzbedingungen, beispielsweise bei Einsatz in
Kraftfahrzeugen und den dabei auftretenden Erschütterungen und Vibrationen sowie Temperaturschwankungen sichergestellt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kontaktelement (1) zur Anordnung in einer elektrischen Steckverbindung (4), insbesondere einer Hochvolt- Steckverbindung, wobei
das Kontaktelement (1) in Steckrichtung verlaufende Lamellen (11) aufweist, die durch Schlitze (12) voneinander getrennt sind, die Lamellen (11) über zumindest einen
integral ausgebildeten, senkrecht zu diesen verlaufenden Randsteg (10) miteinander verbunden sind,
benachbart und/oder auf der Gesamtheit der Lamellen (11) zumindest zwei Gruppen (13a, 13i) , gebildet aus jeweils mehreren Kontaktpunkten, angeordnet sind,
wobei die Gruppen von Kontaktpunkten (13a, 13i) sich im Wesentlichen parallel zu dem Randsteg (10) erstrecken
und die erste Gruppe (13a) aus äußeren Kontaktpunkten (130a) besteht, die benachbart zum oder auf dem Randsteg (10) angeordnet sind und die zweite Gruppe (13i) aus inneren
Kontaktpunkten (130i) besteht, die beabstandet zum Randsteg (10) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dase
die Gruppen von Kontaktpunkten (13a, 13i) aus der von der Gesamtheit der Lamellen (11) aufgespannten Ebene
hervorragen.
2. Kontaktelement (1) nach Anspruch 1, wobei sich die
Lamellen parallel zur Steckrichtung erstrecken.
3. Kontaktelement (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daee
alle Kontaktpunkte (130a) der ersten Gruppe (13a) gleichsinnig zueinander, aber gegensinnig zur zweiten Gruppe (13i) von Kontaktpunkten (130i) aus der von der Gesamtheit der Lamellen (11) aufgespannten Ebene, hervorragen.
4. Kontaktelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dase die Lamellen (11) an ihren beiden Enden integral mit jeweils einem Randsteg (10) verbunden sind.
5. Kontaktelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gruppe von inneren Kontaktpunkten (13i) zu dem einen oder mehreren Randstegen (10) maximal beabstandet ist.
6. Kontaktelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gruppen von Kontaktpunkten (13a, 13i) in die
Lamellen (11) eingeprägt sind.
7. Kontaktelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lamellen (11) in den Bereichen, in denen sich
Kontaktpunkte (130a, 1301) befinden, eine größere Breite bm als die Breite bt, in den übrigen Bereichen aufweisen.
8. Kontaktelement (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kontaktelement (1) in einem kombinierten
Stanz-/Präge-Prozess hergestellt ist.
9. Kontaktelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Kontaktelement (1) aus einem Strom leitenden, federnden Material, vorzugsweise einem Metall wie Kupfer oder einer Kupferlegierung, besteht.
10. Kontaktelement (1) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kontaktelement (1) als geschlitztes ringförmiges Bauteil ausgebildet ist.
11. Elektrische Steckverbindung (4 ) , insbesondere Hochvolt- Steckverbindung« mit einem Kontaktelement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
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