WO2014015856A1 - Kontaktelement - Google Patents

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WO2014015856A1
WO2014015856A1 PCT/DE2013/100266 DE2013100266W WO2014015856A1 WO 2014015856 A1 WO2014015856 A1 WO 2014015856A1 DE 2013100266 W DE2013100266 W DE 2013100266W WO 2014015856 A1 WO2014015856 A1 WO 2014015856A1
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contact
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bore
contact tongues
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Martin Schmidt
Sebastian Griepenstroh
Thomas Wolting
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Harting Electric Gmbh & Co. Kg
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    • 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
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    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H01R13/111—Resilient sockets co-operating with pins having a circular transverse section
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    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation
    • H01R4/18—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping
    • H01R4/183—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation by crimping for cylindrical elongated bodies, e.g. cables having circular cross-section

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact element according to the
  • Such contact elements are often in insulators of
  • Inserted connectors At one end of such contact elements electrical conductors, in particular stranded conductors are connected. The other end serves as a terminal end for receiving a matching pin contact.
  • connection technique of crimping is frequently selected. Therefore, the contact elements carry an axial at their conductor connection end
  • DE 699 08 953 T2 shows an electrical contact element that is suitable for contacting a stranded conductor at one end, wherein the other end is designed as a socket for receiving a matching contact pin.
  • the spring element whose axially projecting and radially slightly inwardly bent contact tongues form the bush receptacle, is partially embedded in a cylindrical housing body and is additionally supported by an outer sleeve, which reinforces the contact force of the socket.
  • the contact element of DE 699 08 953 T2 is formed at least in three parts. Due to this diversity and the associated assembly costs, such a contact element is very expensive.
  • the receiving area of the socket is formed by a three-layer wall of cylinder body, spring element and sleeve.
  • a contact element needs a lot of space in an insulating body of a connector.
  • the US 6 259 974 B1 shows an electrical contact element, which consists essentially of a cylindrical housing body with
  • JP 2003 142 192 A and FR 2 301 931 each show an electrical contact element which essentially consists of a cylindrical housing body with at least one axial bore and one therein ebettetteten spring element is formed.
  • the spring element is in
  • the middle region of the funnel is slotted, whereby individual contact tongues are formed.
  • the object of the invention is a contact element
  • the electrical contact element according to the invention consists in
  • connection area for an electrical conductor, such as a stranded conductor.
  • the connection area will be designed as a crimp connection.
  • the other end of the housing body is provided with an axial bore into which a spring element is completely embedded.
  • the Spring element forms the essential part of a socket which is provided for receiving a contact pin.
  • At least the region of the contact element in which the spring element is embedded and the crimp connection region are cylindrical. Between these areas, the contact element may deviate from the cylindrical shape.
  • the spring element is essentially formed as a metal ring, from which protrude in the axial direction at least two slightly inwardly bent contact tongues. Preferably, however, six such contact tongues are provided to the smallest possible
  • the spring element forms the essential part of the above-mentioned socket.
  • the spring element is completely in
  • the spring element can be made of a material that appears most suitable for the particular field of use.
  • the base part of the spring element can be produced, for example, in stamped and bent technology.
  • other finishing processes - such as a surface coating with gold - can be made.
  • the contact element proposed here is inserted, for example, in an insulator of a connector in multiple numbers.
  • the mating face of the connector is formed by the individual sockets of the contact element.
  • the individual contact tongues of the spring element are bent towards each other.
  • the contact elements of DE 699 08 953 T2 are S-shaped in the upper region, which makes a bend in two different directions necessary. This is difficult to realize in terms of manufacturing technology.
  • the contact tongues according to the invention are bent only in one direction. As a result, the spring element can be made particularly simple and space-saving.
  • the cylindrical housing body in the lower region of the bore on a seat which is provided for snug receiving a pin contact. This is a particularly reliable contact of the
  • Fig. 3 shows a detail of the socket portion of the contact element
  • Fig. 4 is a perspective view of a spring element.
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a contact element according to the invention.
  • the invention is not limited to this particular embodiment.
  • the contact element 1 essentially has a cylindrical housing body 5.
  • a first end AB of the housing body 5 has a crimp connection for a stranded conductor (not shown).
  • the second end KB - also called contact area - is provided as a socket for receiving a matching contact pin 10.
  • an axial bore 2 is introduced, in which a spring element 20 is embedded.
  • the spring element 20 is supported by a saddle 3 in the bore 2. Below this saddle 3, the bore narrows to a seat 4, which is for snug receiving a head of a
  • the spring element 20 is mainly formed from a rolled sheet metal part. From a lower, closed area are individual contact tongues 21, which are slightly bent radially inwardly in the upper region. The roughly circular upper region of the contact tongues forms the insertion opening for the contact pin 10 (FIG. 3). The individual contact tongues 21 do not project beyond the end face of the housing body 5, whereby the spring element 20 is completely arranged in the housing body 5 or surrounded by its lateral surface.
  • the individual contact tongues 21 are slightly bevelled at the end, viewed from the inside outwards.
  • the inlet opening of the spring element 20 is provided with a so-called chamfer.
  • the chamfer is a beveled surface, with an angle of 45 ° to the axial plane is advantageous here. However, an angle of about 60 ° is particularly advantageous.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrisches Kontaktelement, welches im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäusekörper (5) mit zumindest einer axialen Bohrung (2) und einem darin eigebetteten Federelement (20) gebildet ist, wobei das Federelement (20) von einem Sattel (3) in der Bohrung (2) getragen ist, wobei sich die Bohrung (2) unterhalb des Sattels (3) zu einem Sitz (4) verengt, wobei das Federelement (20) eine zylindrische Grundform besitzt, von der in axialer Richtung zumindest zwei Kontaktzungen (21) abstehen, dass der Gehäusekörper (5) einstückig ausgebildet ist und dass das Federelement (20) vollständig im Gehäusekörper (5) eingebettet ist, wobei die einzelnen Kontaktzungen (21) in radialer Richtung zueinander hin gebogen sind und wobei die einzelnen Kontaktzungen (21) lediglich in eine Richtung gebogen sind und wobei die einzelnen Kontaktzungen (21) im äußeren Bereich abgeschrägt sind, so dass die Einlassöffnung des Federelements angefast ist.

Description

Kontaktelement
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Derartige Kontaktelemente werden oft in Isolierkörpern von
Steckverbindern eingesetzt. An einem Ende derartiger Kontaktelemente werden elektrischen Leiter, insbesondere Litzenleiter angeschlossen. Das andere Ende dient als Anschlussende zur Aufnahme eines passenden Stiftkontakts.
Zum Anschluss von Litzenleitern an ein elektrisches Kontaktelement wird häufig die Anschlusstechnik des Crimpens gewählt. Daher tragen die Kontaktelemente an ihrem Leiteranschlussende eine axiale
Bohrung, in der das abisolierte Ende des Litzenleiters eingeführt und durch Crimpung festgequetscht wird.
Stand der Technik
Die DE 699 08 953 T2 zeigt ein elektrisches Kontaktelement, dass einendig zur Kontaktierung eines Litzenleiters geeignet ist, wobei das andere Ende als Buchse zur Aufnahme eines passenden Kontaktstiftes ausgeführt ist. Das Federelement, dessen axial abstehende und radial leicht nach innen gebogene Kontaktzungen die Buchsenaufnahme bilden, ist teilweise in einem zylinderförmigen Gehäusekörper eingebettet und wird zusätzlich von einer äußeren Hülse gestützt, die die Kontaktkraft der Buchse verstärkt. Das Kontaktelement der DE 699 08 953 T2 ist mindestens dreiteilig ausgebildet. Durch diese Vielteiligkeit und den damit verbundenen Montageaufwand ist ein solches Kontaktelement sehr teuer.
Außerdem wird der Aufnahmebereich der Buchse durch eine dreilagige Wand von Zylinderkörper, Federelement und Hülse gebildet. Dadurch braucht ein solches Kontaktelement viel Platz in einem Isolierkörper eines Steckverbinders. Die nahezu S-förmige Biegung der
Kontaktzungen des Federelements vergrößert den Platzbedarf noch zusätzlich.
Die US 6 259 974 B1 zeigt ein elektrisches Kontaktelement, welches im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäusekörper mit
zumindest einer axialen Bohrung und einem darin eigebetteten
Federelement gebildet ist. Die Enden der Kontaktzungen des
Federelements der US 6 259 974 B1 sind S-förmig und daher nicht lediglich in eine Richtung gebogen. Durch die S-Form der
Kontaktzungen benötigt das Federelement viel Bauraum.
Die DE 10 2006 036 297 A1 zeigt ein elektrisches Kontaktelement, welches im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäusekörper mit zumindest einer axialen Bohrung und einem darin eigebetteten
Federelement gebildet ist. Die DE 10 2006 036 297 A1 schlägt vor die Kontaktzungen des Federelements entweder nach radial nach innen zu biegen oder radial nach außen zu biegen. Die radiale Biegung der Kontaktzungen nach innen, macht eine kompakte Bauweise möglich. Hier kann es jedoch zum Verkanten des zugehörigen Kontaktstiftes beim Einsteckvorgang kommen.
Die JP 2003 142 192 A und FR 2 301 931 zeigen jeweils ein elektrisches Kontaktelement, welches im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäusekörper mit zumindest einer axialen Bohrung und einem darin eigebetteten Federelement gebildet ist. Das Federelement ist im
Wesentlichen zylinderförmig, wobei die Kontaktzungen im mittleren Bereich des Zylinderkörpers angeordnet sind.
Die DE 10 2004 002 402 B3 offenbart ein Federelement, das im
Wesentlichen trichterförmig ausgebildet ist. Der mittlere Bereich des Trichters ist geschlitzt ausgeführt, wodurch einzelne Kontaktzungen ausgebildet sind.
Die beiden letzgenannten Versionen eines Kontaktelements bauen jedoch in der Länge zu sehr auf, was wieder Platzprobleme im Isolierkörper eines Steckverbinders verursacht.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Kontaktelement
vorzuschlagen, dass zuverlässig und preisgünstig herstellbar und außerdem platzsparend einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird durch die Kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße elektrische Kontaktelement besteht im
Wesentlichen aus einem zylinderförmigen Gehäusekörper, der an einem Ende einen Anschlussbereich für einen elektrischen Leiter, beispielsweise einen Litzenleiter, aufweist. In der Regel wird der Anschlussbereich als Crimpanschluss ausgeführt sein.
Das andere Ende des Gehäusekörpers ist mit einer axialen Bohrung versehen, in welche ein Federelement vollständig eingebettet ist. Das Federelement bildet den wesentlichen Bestandteil einer Buchse, die zur Aufnahme eines Kontaktstiftes vorgesehen ist. Zumindest der Bereich des Kontaktelements, in welchem das Federelement eingebettet ist, und der Crimpanschlussbereich sind zylinderförmig ausgebildet. Zwischen diesen Bereichen kann das Kontaktelement von der Zylinderform abweichen.
Das Federelement ist im Wesentlichen als Metallring gebildet, von welchen in axialer Richtung zumindest zwei leicht nach innen gebogene Kontaktzungen abstehen. Vorzugsweise sind jedoch sechs solcher Kontaktzungen vorgesehen, um einen möglichst geringen
Übergangswiderstand im Einsatz zu erzeugen. Das Federelement bildet den wesentlichen Bestandteil der oben erwähnten Buchse.
Wie bereits oben erwähnt ist das Federelement vollständig im
zylinderförmigen Gehäusekörper eingebettet. Mit vollständig ist hier gemeint, dass die axial abstehenden Kontaktzungen des Federelements nicht über die Stirnfläche des Gehäusekörpers hinausragen. Dadurch wird beim erfindungsgemäßen Kontaktelement kein zusätzliches Bauteil mehr benötigt. Eine zusätzliche Hülse gemäß der DE 699 08 953 T2 kann entfallen.
Das Federelement kann aus einem Material gefertigt werden, dass für das jeweilige Einsatzgebiet am geeignetsten erscheint. Das Basisteil des Federelements kann beispielsweise in Stanz-Biegetechnik hergestellt sein. Es können außerdem weitere Veredlungsprozesse - wie beispielsweise eine Oberflächenbeschichtung mit Gold - vorgenommen werden.
Das hier vorgeschlagene Kontaktelement wird beispielsweise in einen Isolierkörper eines Steckverbinders in mehrfacher Anzahl eingefügt. Das Steckgesicht des Steckverbinders wird von den einzelnen Buchsen des Kontaktelements gebildet. Die einzelnen Kontaktzungen des Federelements sind zueiander hin gebogen. Die Kontaktelemente der DE 699 08 953 T2 sind im oberen Bereich S-förmig ausgebildet, was eine Biegung in zwei verschiedene Richtungen notwendig macht. Das ist fertigungstechnisch schwieriger zu realisieren. Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäßen Kontaktzungen lediglich in eine Richtung gebogen. Dadurch kann das Federelement besonders einfach hergestellt und platzsparend eingesetzt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der zylinderförmigen Gehäusekörper im unteren Bereich der Bohrung einen Sitz auf, der zur passgenauen Aufnahme eines Stiftkontaktes vorgesehen ist. Dadurch wird eine besonders zuverlässige Kontaktierung des
Kontaktstiftes erreicht. Insbesondere wird die Kontaktierung durch diesen Sitz vibrationsstabil.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Kontaktelement,
Fig. 2 eine geschnittene Darstellung des Kontaktelements,
Fig. 3 einen Ausschnitt des Buchsenbereichs des Kontaktelements und
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Federelements.
Die Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktelements. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt.
Das Kontaktelement 1 hat im Wesentlichen einen zylinderförmigen Gehäusekörper 5. Ein erstes Ende AB des Gehäusekörpers 5 weist einen Crimpanschluss für einen Litzenleiter (nicht gezeigt) auf. Das zweite Ende KB - auch Kontaktbereich genannt - ist als Buchse zur Aufnahme eines passenden Kontaktstiftes 10 vorgesehen.
In die Stirnfläche des zweiten Endes KB des Gehäusekörpers 5 ist eine axiale Bohrung 2 eingebracht, in welche ein Federelement 20 eingebettet ist. Das Federelement 20 wird von einem Sattel 3 in der Bohrung 2 getragen. Unterhalb dieses Sattels 3 verengt sich die Bohrung bis zu einem Sitz 4, der zur passgenauen Aufnahme eines Kopfes eines
Stiftkontaktes 10 vorgesehen ist. Durch diesen Sitz 4 wird die
Steckverbindung vibrationsstabil.
Das Federelement 20 ist hauptsächlich aus einem gerollten Blechteil gebildet. Von einem unteren, geschlossenen Bereich stehen einzelne Kontaktzungen 21 ab, die im oberen Bereich leicht radial nach innen gebogen sind. Der in etwa kreisrunde obere Bereich der Kontaktzungen bildet die Einstecköffnung für den Kontaktstift 10 (Figur 3). Die einzelnen Kontaktzungen 21 stehen nicht über die Stirnfläche des Gehäusekörpers 5 hervor, wodurch das Federelement 20 vollständig im Gehäusekörper 5 angeordnet beziehungsweise von dessen Mantelfläche umgeben ist.
In Figur 4 ist zu erkennen, dass die einzelnen Kontaktzungen 21 am Ende von innen nach außen betrachtet leicht abgeschrägt sind. Die Einlassöffnung des Federelements 20 ist mit einer so genannten Fasung versehen. Die Fase ist eine abgeschrägte Fläche, wobei ein Winkel von 45° zur Axialebene hier vorteilhaft ist. Besonders vorteilhaft ist jedoch ein Winkel von etwa 60°. Kontaktelement Bezugszeichenliste
1 Kontaktelement 20 Federelement
2 Bohrung 21 Kontaktzungen
3 Sattel
4 Sitz
5 Gehäusekörper 10 Kontaktstift
AB erstes Ende / Crinnpanschluss
KB zweites Ende / Buchsenbereich

Claims

Kontaktelement
Ansprüche Elektrisches Kontaktelement,
• welches im Wesentlichen aus einem zylinderförmigen
Gehäusekörper (5) mit zumindest einer axialen Bohrung (2)
• und einem darin eigebetteten Federelement (20) gebildet ist,
• wobei das Federelement (20) von einem Sattel (3) in der Bohrung (2) getragen ist,
• wobei sich die Bohrung (2) unterhalb des Sattels (3) zu einem Sitz (4) verengt,
• wobei das Federelement (20) eine zylindrische Grundform besitzt, von der in axialer Richtung zumindest zwei
Kontaktzungen (21 ) abstehen,
• dass der Gehäusekörper (5) einstückig ausgebildet ist und
• dass das Federelement (20) vollständig im Gehäusekörper (5) eingebettet ist
dadurch gekennzeichnet,
• dass die einzelnen Kontaktzungen (21 ) in radialer Richtung zueinander hin gebogen sind und
• dass die einzelnen Kontaktzungen (21 ) lediglich in eine
Richtung gebogen sind und
• dass die einzelnen Kontaktzungen (21 ) im äußeren Bereich abgeschrägt sind, so dass die Einlassöffnung des
Federelements angefast ist. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (20) eine zylindrische Grundform besitzt, von der in axialer Richtung sechs Kontaktzungen (21 ) abstehen.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der vorstehenden
Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
der zylinderförmigen Gehäusekörper (5) im unteren Bereich der Bohrung (2) einen Sitz (4) aufweist, der zur Aufnahme eines Kopfes eines Stiftkontaktes vorgesehen ist.
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