WO2022268571A1 - Elektrisches kontaktelement für einen steckverbinder und steckverbinderanordnung mit einem elektrischen kontaktelement - Google Patents

Elektrisches kontaktelement für einen steckverbinder und steckverbinderanordnung mit einem elektrischen kontaktelement Download PDF

Info

Publication number
WO2022268571A1
WO2022268571A1 PCT/EP2022/066162 EP2022066162W WO2022268571A1 WO 2022268571 A1 WO2022268571 A1 WO 2022268571A1 EP 2022066162 W EP2022066162 W EP 2022066162W WO 2022268571 A1 WO2022268571 A1 WO 2022268571A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plug
contact element
contact
electrical
plastic body
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/066162
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörn JUSTI
Johannes Ludolfs
Meik Meckelmann
Original Assignee
Kostal Kontakt Systeme Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kostal Kontakt Systeme Gmbh filed Critical Kostal Kontakt Systeme Gmbh
Priority to EP22736189.6A priority Critical patent/EP4360170A1/de
Priority to JP2023577214A priority patent/JP2024524900A/ja
Priority to MX2023015483A priority patent/MX2023015483A/es
Priority to CN202280041395.2A priority patent/CN117678124A/zh
Priority to KR1020247002000A priority patent/KR20240021312A/ko
Publication of WO2022268571A1 publication Critical patent/WO2022268571A1/de
Priority to US18/524,539 priority patent/US20240097368A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H01R13/11—Resilient sockets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts
    • 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
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to an electrical contact element for a plug connector, with a metal flat contact plug in which a plastic body is arranged at least on its plug-side end face.
  • the invention also relates to a connector arrangement with such an electrical contact element.
  • So-called passive touch-protected connectors have suitable geometries to prevent accidental touching.
  • a generic electrical contact element which has a contact protection made of plastic, is known from the German patent application DE 102018211 043 A1.
  • the section of the plastic body that rests against the plug-side end face of the flat contact plug influences the properties of the contact element during the plugging process.
  • relatively high insertion forces or even a result in an unfavorable progression of the insertion forces relatively high insertion forces or even a result in an unfavorable progression of the insertion forces.
  • the plastic abrasion that occurs during the plugging process also depends on the geometry of the section.
  • the shape of the plastic body should also make it as difficult as possible for a finger to approach the flat contact plug in a given environment.
  • the object was to create an electrical contact element that is particularly advantageous in terms of these requirements.
  • the cross-sectional area of the section of the plastic body extending from the plug-side end face of the flat contact plug has two wavy edge contours running symmetrically or asymmetrically to the central axis of the cross-sectional area, the distance between which varies continuously along the plug-in direction and at least one local one over the course Has maximum outside the end areas.
  • the distance between the edge contours measured perpendicularly to the central axis of the cross-sectional area is also referred to below as the cross-sectional width.
  • a double wave-like course of the has proved to be particularly advantageous Edge contours of the plastic body proved.
  • Figure 1 shows an electrical contact element in two views and an enlarged detail
  • FIG. 2 shows a connector arrangement with a contact element and a mating contact element
  • Figure 3 shows a connector tip in section
  • Figure 4 a connector tip with marked contact surfaces
  • FIG 5 shows two prior art plug tips
  • FIG. 6 shows a pair of lamellae on an electrical contact element and on two contact elements according to the prior art.
  • FIG. 1 shows an electrical contact element 10 according to the invention in a plan view of a contact surface 19 and in a sectional view AA. An enlarged detailed view B of the sectional view is also shown.
  • the contact element 10 consists of a metal flat contact plug 11 with a molded plastic body 12.
  • the one-piece plastic body 12 can surround the flat contact plug 11 on several sides, in which case side parts 14 of the plastic body 12 rest on the two narrow longitudinal sides of the flat contact plug 11, while one of the side parts 14 connecting plug tip 13 is arranged on the plug-side end face of the flat contact plug 11.
  • the electrically non-conductive plug tip 13 has a function of preventing a human body part from directly touching the end surface of the tab contact plug 11 .
  • the two side parts 14 achieve the same for the two narrow longitudinal sides of the flat contact plug 11.
  • the plastic body 12 thus forms a protection against accidental contact for the flat contact plug 11.
  • the connector tip 13 formed by the plastic body 12 of the electrical contact element 10 designed according to the invention is characterized in that its two edge surfaces each form at least a simple corrugated contour in cross section. In the examples shown here, a double corrugation contour is shown in each case.
  • the electrical contact element 10 is intended to form an electrical connector arrangement with a mating contact element 20 shown schematically in FIG.
  • the mating contact element 20 has a plurality of lamellae 26a, 26b, 26c, 26d, which are attached to a support component 21, shown here as a U-shape, as mutually opposite lamellae 26a and 26c, as well as 26b and 26d, and also as lamellae 26a and 26b, which follow one another in the plug-in direction. and 26c and 26d can be arranged.
  • Additional lamellae can be provided parallel to the lamellae 26a, 26b, 26c, 26d shown, but these are not explicitly shown in FIG.
  • Each of the lamellae 26a, 26b, 26c, 26d has a resilient section which is shown here as a cylindrical spring for the sake of simplicity and which is referred to below as a lamellar spring 27a, 27b.
  • a lamellar spring 27a, 27b Connected to each lamellar spring 27a, 27b is a lamellar tip 28a, 28b, which rests against one of the contact surfaces 19 of the contact element 10 when the mating contact element 20 is completely connected to a contact element 10.
  • the lamellar tips 28a, 28b touch the edge surfaces of the plug tip 13 and the contact surfaces 19 of the flat contact plug 11.
  • the spring forces of the lamellar springs 27a, 27b when a contact element 10 is attached result in plug-in forces whose fleas and progression from the
  • Insulating existing plug tip 13 can be varied in principle. However, so far mostly simple cross-sectional shapes are chosen for an insulating plug tip 13, since their purpose, except in the contact protection function, is generally only seen as far to open the lamellae of the mating connector, so that they have the
  • Plug tip can slide onto the contact surfaces of the flat contact plug.
  • FIG. 5 shows, purely by way of example, two designs of an insulating plug tip 13', 13'' according to the prior art.
  • the front section of the plug tip 13' forms a kind of dome whose cross-section already after a short distance in the plugging direction Cross-sectional width of the flat contact plug 11 is reached.
  • view b) shows a wedge-shaped connector tip 13", in which the insertion force increases continuously until it reaches the flat contact connector 11.
  • FIG. 3 shows a vertical cross section through the electrical contact element 10 in the area of the plug tip 13.
  • the edge contours 17a, 17b of the cross-sectional area 18 of the plug tip 13 are for the following explanation by encircling several zones I, II,
  • the two edge contours 17a, 17b of the cross section of the plug tip 13 shown which run symmetrically to one another in relation to the central axis 22 of the cross-sectional area 18 of the plug tip 13, here for example, each have a wave-like course and here in particular a double wave shape, which is characterized in that the cross-sectional widths of the edge contours 17a , 17b vary continuously in the insertion direction and have two cross-sectional maxima Max (zones II) along their course, which are not located at the front or rear end section of the edge contours 17a, 17b.
  • the illustrated shape of the plug tip 13 has two elevation zones II, each having a local maximum Max of the cross-sectional width, and a valley zone III located in between, in which the cross-sectional width is locally minimal in a minimum Min.
  • the beginning and end of the edge contours 17a, 17b likewise each form a local minimum Min in the cross-sectional width in the plastic connector bevel zone I and in the depression zone IV.
  • the course of the edge contour begins with a molded chamfer 16.
  • the plastic surface of the plug tip 13 and the metal surface of the flat contact plug 11 meet in the depression zone IV in a concave material transition area at an angle of 90° to 179°, which is referred to below as depression 15 for short.
  • the metal area is designed in such a way that an angular transition 29 is ensured. This can be created by shaping a chamfer, radius, edge, or polynomial shape.
  • the depression 15 ensures that there is no contact between the contact element 10 and the lamella tips 28a, 28b and 27a, 27b in the material transition area.
  • the waveform of the plug tip 13 shown in Figure 3 results in several qualitatively different acting contact zones a, b, c, which are plotted along an edge contour 17a of the plastic body 12 in the cross-sectional view of Figure 4.
  • the identification a designates contact zones in which, when a mating contact element 12 is pushed on, the lamellae 26a, 26b, 26c, 26d shown in FIG. 2 can slide without widening.
  • the contact element Over the overall contour of the plastic body 12 touch the Lamellar tips 28a, 28b the contact element successively in all three contact zones a, b, c.
  • an expenditure of force arises from the expansion work of the contact lamellae 26a, 26b, 26c, 26d only when one of the contact tips 28a, 28b sweeps over one of the contact zones b.
  • the lamellas 26a, 26b, 26c, 26d can slide over the contact zones a without any expansion work, while the lamella springs 27a, 27b of the respective lamellas 26a, 26b, 26c, 26d are even relieved when the contact zones c are passed.
  • the distance between the waves is designed such that the successively arranged lamellar tips 28a, 28b of the mating contact element 20 come to rest on areas of the plug tip 13 at the same time. which have significantly different cross-sectional widths.
  • FIG. 6, view c This is shown schematically in FIG. 6, view c). It can be seen that lamellar crests 28a, 28b lying against a wavy edge contour 17a, the lamellar springs 27a, 27b connected thereto, are different here in the state of maximum loading of the trailing contact point deflect far. This occurs several times in the case of a corrugated contour with the course of the edge contour 17a on the plug tip 13 .
  • the alternating loading and unloading areas of the lamellar springs 27a, 27b ensure that the insertion forces in the area of the max zones II (FIG. 3) are limited, as a result of which the occurrence of extreme force peaks can be avoided.
  • views a) and b) of FIG. 6 schematically show the edge contours of plug tips 13' and 13'' according to the prior art, as shown in views a) and b) of FIG.
  • the lamella 26a which is leading here, can only be at the same level, which leads to force peaks.
  • the insertion forces that occur during a plugging process are made up of contributions to the setting work of the lamellar springs 27a, 27b, frictional forces due to the surface properties of the contact element 10 and lamellar tips 28a, 28b, the shape of the edge contours 17a, 17b, and the expansion work on the lamellar springs 27a, 27b.
  • the individual contributions vary over the course of the mating area.
  • the setting work describes the mechanical work that has to be applied for permanent plastic deformation of lamellar springs 27a, 27b.
  • the setting work therefore only has to be applied once when a mating contact element 12 is used for the first time.
  • the one-off mechanical setting work is complete when the maximum deflection of the lamellar springs 27a, 27b is reached and is therefore determined by the maximum cross section of the contact element 10.
  • a plug tip 13 with a wavy edge contour distributes the Setting work in the force-displacement curve in several areas.
  • the lamellar springs 27a, 27b can be successively deflected by the double-shaft connector.
  • Plastic body 12 makes it possible, particularly in the case of a slat geometry with staggered slat tips 28a, 28b, to avoid simultaneous full deflection of all slat tips 28a, 28b. This reduces the maximum force when expanding and in particular when setting the lamellar springs 27a, 27b.
  • the indentation 15 between the plastic area and the metal area is not touched by the fin tips 28a, 28b (FIGS. 2 and 3, zone IV). Firstly, this results in less abrasion, since no material transition edge is passed over here. Secondly, the indentation has the effect that no additional force peak occurs in the force-displacement curve during the transition from the plastic body 12 to the flat contact plug 11 . Thirdly, loose particles can become detached in the area of the depression 15 and remain in an area untouched by the lamellar tips 28a, 28b.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein elektrisches Kontaktelement für einen Steckverbinder mit einem metallenen Flachkontaktstecker, bei dem zumindest an dessen steckseitigen Stirnfläche ein Kunststoffkörper angeordnet ist, wobei die Querschnittsfläche des sich von der steckseitigen Stirnfläche des Flachkontaktsteckers erstreckenden Abschnitts des Kunststoffkörpers zwei symmetrisch oder asymmetrisch zur Mittelachse der Querschnittsfläche verlaufende wellenförmige Randkonturen aufweist, deren Abstand entlang der Steckrichtung stetig variiert und dabei über den Verlauf mindestens ein lokales Maximum außerhalb der Endbereiche aufweist. Beschrieben wird zudem eine Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder mit einem elektrischen Kontaktelement und mit einem Gegenkontaktelement mit mindestens einer Lamellenfeder.

Description

Elektrisches Kontaktelement für einen Steckverbinder und Steckverbinderanordnung mit einem elektrischen Kontaktelement
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement für einen Steckverbinder, mit einem metallenen Flachkontaktstecker, bei dem zumindest an dessen steckseitigen Stirnfläche ein Kunststoffkörper angeordnet ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Steckverbinderanordnung mit einem derartigen elektrischen Kontaktelement.
Jeder elektrische Stromkreis mit höheren elektrischen Spannungen muss zur Abwehr von Gefahren für Leib und Leben gegen Berühren gesichert werden.
In der Automobilindustrie sind daher seit vielen Jahrzehnten Steckverbindungen, besonders im Motorraum, berührgeschützt ausgeführt.
Bei Herstellern und Konstrukteuren von Steckverbinder sind verschiedene Konzepte zum Berührschutz seit vielen Jahren bekannt und werden in deren Produkten angewendet.
Sogenannte passiv berührgeschützte Steckverbinder besitzen geeignete Geometrien, um ein zufälliges Berühren auszuschließen.
Ein gattungsgemäßes elektrisches Kontaktelement, welches einen Berührschutz aus Kunststoff aufweist, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102018211 043 A1 bekannt.
Besonders der an der steckseitigen Stirnfläche des Flachkontaktsteckers anliegende Abschnitt des Kunststoffkörpers beeinflusst die Eigenschaften des Kontaktelements beim Steckvorgang. Je nach Geometrie des Abschnitts können sich beim Steckvorgang relativ hohe Steckkräfte oder auch ein ungünstiger Verlauf der Steckkräfte ergeben. Auch ist der beim Steckvorgang entstehende Kunststoffabrieb von der Geometrie des Abschnitts abhängig.
Die Form des Kunststoffkörpers soll zudem in einer gegebenen Umgebung eine Annäherung eines Fingers an den Flachkontaktstecker möglichst erschweren.
Es stellte sich die Aufgabe, ein elektrisches Kontaktelement zu schaffen, das hinsichtlich dieser Anforderungen besonders vorteilhaft ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Querschnittsfläche des sich von der steckseitigen Stirnfläche des Flachkontaktsteckers erstreckenden Abschnitts des Kunststoffkörpers zwei symmetrisch oder asymmetrisch zur Mittelachse der Querschnittsfläche verlaufende wellenförmige Randkonturen aufweist, deren Abstand entlang der Steckrichtung stetig variiert und dabei über den Verlauf mindestens ein lokales Maximum außerhalb der Endbereiche aufweist.
Der senkrecht zur Mittelachse der Querschnittsfläche gemessene Abstand zwischen den Randkonturen wird nachfolgend auch mit den Begriff Querschnittsbreite bezeichnet.
Ein solcher Verlauf hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da er beim Aufstecken eines federnden Gegenkontakts die auftretenden Steckkräfte und den am Kunststoffkörper auftretenden Kunststoffabrieb relativ gering hält. Geringe Steckkräfte vereinfachen die Flandhabung von Steckverbindern, die derartige Kontaktelemente aufweisen. Ein geringer Kunststoffabrieb ist erwünscht, da Kunststoffabrieb insbesondere auch die elektrischen Eigenschaften des Kontaktelements beeinträchtigt.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein doppelwellenförmiger Verlauf der Randkonturen des Kunststoffkörpers erwiesen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung hervor. Es zeigen
Figur 1 ein elektrisches Kontaktelement in zwei Ansichten und einer Detailvergrößerung,
Figur 2 eine Steckverbinderanordnung mit einem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement,
Figur 3 eine Steckerspitze im Schnitt,
Figur 4 eine Steckerspitze mit gekennzeichneten Berührflächen,
Figur 5 zwei Steckerspitzen nach dem Stand der Technik im
Schnitt,
Figur 6 ein Lamellenpaar an einem elektrischen Kontaktelement, sowie an zwei Kontaktelementen nach dem Stand der Technik.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektrisches Kontaktelement 10 in einer Draufsicht auf eine Kontaktfläche 19 und in einer Schnittdarstellung A - A. Des Weiteren ist eine vergrößerte Detailansicht B der Schnittdarstellung abgebildet.
Das Kontaktelement 10 besteht aus einem metallenen Flachkontaktstecker 11 mit einem angespritzten Kunststoffkörper 12.
Der einstückig ausgeführte Kunststoffkörper 12 kann den Flachkontaktstecker 11 von mehreren Seiten umgeben, wobei in diesem Fall Seitenteile 14 des Kunststoffkörpers 12 an den zwei schmalen Längsseiten des Flachkontaktsteckers 11 anliegen, während eine die Seitenteile 14 verbindende Steckerspitze 13 an der steckseitigen Stirnfläche des Flachkontaktsteckers 11 angeordnet ist.
Die elektrisch nichtleitende Steckerspitze 13 hat die Funktion, eine direkte Berührung der Stirnfläche des Flachkontaktsteckers 11 durch ein menschliches Körperteil zu verhindern. Gleiches erreichen die beiden Seitenteile 14 für die beiden schmalen Längsseiten des Flachkontaktsteckers 11. Der Kunststoffkörper 12 bildet somit einen Berührschutz für den Flachkontaktstecker 11 aus.
Die Zugriffsmöglichkeiten auf die vorder- und rückseitigen Kontaktflächen 19 des Flachkontaktsteckers 11 , die zur Kontaktierung durch ein Gegenkontaktelement 20 (Figur 2) freigehalten werden müssen, werden auf grundsätzlich bekannte Weise durch Gehäuseteile eines hier nicht dargestellten Steckverbindergehäuses, die das Kontaktelement 10 umgeben, eingeschränkt.
Die durch den Kunststoffkörper 12 ausgebildete Steckerspitze 13 des erfindungsgemäß ausgeführten elektrischen Kontaktelements 10 zeichnet sich dadurch aus, dass ihre beiden Randflächen im Querschnitt jeweils mindestens eine einfache Wellenkontur ausbilden. In den hier dargestellten Beispielen ist sogar jeweils eine Doppelwellenkontur abgebildet.
Das elektrische Kontaktelement 10 ist dazu vorgesehen, mit einem in der Figur 2 schematisch dargestellten Gegenkontaktelement 20 eine elektrische Steckverbinderanordnung auszubilden. Das Gegenkontaktelement 20 weist dazu mehrere Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d auf, die an einem hier u-förmig dargestellten Trägerbauteil 21 als einander gegenüberstehende Lamellen 26a und 26c, sowie 26b und 26d, sowie auch als in Steckrichtung aufeinanderfolgende Lamellen 26a und 26b, sowie 26c und 26d angeordnet sein können. Zusätzlich können auch in einer zur Zeichnungsebene parallelen Ebene weitere Lamellen parallel zu den dargestellten Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d vorgesehen sein, die aber in der Figur 2 nicht explizit dargestellt sind.
Jede der Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d weist einen federnden Abschnitt auf, der hier vereinfachend als eine Zylinderfeder dargestellt ist, und der im Folgenden als Lamellenfeder 27a, 27b bezeichnet wird. Mit jeder Lamellenfeder 27a, 27b verbunden ist jeweils eine Lamellenkuppe 28a, 28b, die bei einem mit einem Kontaktelement 10 vollständig verbundenen Gegenkontaktelement 20 an einer der Kontaktflächen 19 des Kontaktelements 10 anliegt.
Bei Zusammenfügen des Gegensteckverbinders 20 mit dem Kontaktelement 10 berühren die Lamellenkuppen 28a, 28b die Randflächen der Steckerspitze 13 und die Kontaktflächen 19 des Flachkontaktsteckers 11. Durch die Federkräfte der Lamellenfedern 27a, 27b entstehen beim Anfügen eines Kontaktelements 10 Steckkräfte, deren Flöhe und Verlauf von der
Ausgestaltung der Lamellenfedern 27a, 27b und durch die Querschnittsform des Kontaktelements 10 bestimmt wird.
Während ein Flachkontaktstecker 11 im Allgemeinen einfach mit planparallelen Kontaktflächen 19 ausgeführt wird, kann die Form der aus einem
Isoliermaterial bestehenden Steckerspitze 13 grundsätzlich variiert werden. Allerdings werden bisher zumeist einfache Querschnittsformen für eine isolierende Steckerspitze 13 gewählt, da deren Zweck, außer in der Berührschutzfunktion, im Allgemeinen nur darin gesehen wird, die Lamellen des Gegensteckverbinders soweit zu öffnen, so dass diese über die
Steckerspitze auf die Kontaktflächen des Flachkontaktsteckers gleiten können.
In der Figur 5 sind rein beispielhaft zwei Ausführungen einer isolierenden Steckerspitze 13‘, 13“ nach dem Stand der Technik dargestellt. In der Ansicht a) bildet der vordere Abschnitt der Steckerspitze 13‘ eine Art Kuppel aus, deren Querschnitt schon nach einem kurzen Weg in Steckrichtung die Querschnittsbreite des Flachkontaktsteckers 11 erreicht. Bei dieser Steckerspitze 13‘ ist besonders am Beginn des Steckvorgangs ein sehr hoher Kraftaufwand zum Aufweiten der Kontaktlamellen aufzubringen. Die Ansicht b) zeigt als weitere Ausführung eine keilförmige Steckerspitze 13“, bei der die Steckkraft bis zum Erreichen des Flachkontaktsteckers 11 kontinuierlich ansteigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Kontaktelement 10 wurde eine neue Form der Steckerspitze 13 gefunden, welche den Steckkraftverlauf beim Zusammenfügen eines Kontaktelements 10 mit einem Gegenkontaktelement 20 optimiert. Die Figur 3 zeigt dazu einen senkrechten Querschnitt durch das elektrische Kontaktelement 10 im Bereich der Steckerspitze 13. Die Randkonturen 17a, 17b der Querschnittsfläche 18 der Steckerspitze 13 sind für die nachfolgende Erläuterung durch Einkreisungen in mehrere Zonen I, II,
III und IV unterteilt.
Die beiden zur Mittelachse 22 der Querschnittsfläche 18 der Steckerspitze 13, hier beispielhaft symmetrisch zueinander verlaufenden Randkonturen 17a, 17b des Querschnitts der dargestellten Steckerspitze 13 weisen jeweils einen wellenförmigen Verlauf und hier insbesondere eine Doppelwellenform auf, die sich dadurch auszeichnet, dass die Querschnittsbreiten der Randkonturen 17a, 17b in der Steckrichtung stetig variieren und in ihrem Verlauf zwei Querschnittsmaxima Max aufweisen (Zonen II), welche nicht am vorderen oder hinteren Endabschnitt der Randkonturen 17a, 17b liegen.
Konkret weist die dargestellte Form der Steckerspitze 13 zwei Erhebungszonen II auf, die jeweils ein lokales Maximum Max der Querschnittsbreite aufweisen, sowie eine dazwischen gelegene Talzone III, in der die Querschnittsbreite in einem Minimum Min lokal minimal wird. Beginn und Ende der Randkonturen 17a, 17b bilden in der Kunststoffsteckerfasezone I und in der Vertiefungszone IV ebenfalls jeweils ein lokales Minimum Min in der Querschnittsbreite aus. In der Kunststoffsteckerfasezone I beginnt der Verlauf der Randkontur mit einer angeformten Fase 16.
Die Kunststofffläche der Steckerspitze 13 und die Metallfläche des Flachkontaktsteckers 11 treffen sich in der Vertiefungszone IV in einem konkaven Materialübergangsbereich unter einem Winkel von 90° bis 179°, der im Folgenden kurz als Vertiefung 15 bezeichnet wird. Der Metallbereich ist in diesem Materialübergang so gestaltet, dass ein winkliger Übergang 29 sichergestellt ist. Dieser kann durch Formung einer Fase, eines Radius, einer Kante oder einer Polynomform erzeugt werden. Die Vertiefung 15 sorgt dafür, dass in dem Materialübergangsbereich keine Berührung zwischen dem Kontaktelement 10 und den Lamellenkuppen 28a, 28b und 27a, 27b stattfindet.
Durch die in der Figur 3 dargestellte Wellenform der Steckerspitze 13 ergeben sich hinsichtlich eines Steckvorgangs durch unterschiedliche Steigungen im Kurvenverlauf mehrere qualitativ unterschiedlich wirkende Kontaktzonen a, b, c, die in der Querschnittsansicht der Figur 4 entlang einer Randkontur 17a des Kunststoffkörpers 12 aufgetragen sind.
Hierbei bezeichnet die Kennzeichnung a Kontaktzonen, in denen beim Aufstecken eines Gegenkontaktelements 12 die in der Figur 2 dargestellten Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d ohne eine Aufweitung gleiten können. In den Kontaktzonen b findet jeweils eine Aufweitung der Lamellen 26a, 26b, 26c,
26d statt, während in den Kontaktzonen c die Lamellenfedern 27a, 27b der Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d entlastet werden.
Über die Gesamtkontur des Kunststoffkörpers 12 berühren die Lamellenkuppen 28a, 28b das Kontaktelement nacheinander in allen drei Kontaktzonen a, b, c. Dabei entsteht ein Kraftaufwand durch Aufweitarbeit der Kontaktlamellen 26a, 26b, 26c, 26d lediglich dann, wenn ein der Kontaktkuppen 28a, 28b eine der Kontaktzonen b überstreicht. Über die Kontaktzonen a können die Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d ohne jede Aufweitarbeit gleiten, während beim Überfahren der Kontaktzonen c die Lamellenfedern 27a, 27b der jeweiligen Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d sogar entlastet werden.
Im Gegensatz dazu gibt es bei den in der Figur 5 dargestellten Steckerspitzen 13‘, 13“ nach dem Stand der Technik keine Kontaktzonen c, welche die Lamellenfedern zwischendurch entlasten.
Eine Nutzung von mehreren Berührflächen schont die Lamelle und kann beim Zusammenfügen des Kontaktelements 10 mit dem Gegenkontaktelement 20 die aufzubringende Kraft über den gesamten Steckverlauf verteilen. Hierbei können Be- und Entlastungsbereiche der Lamellen 26a, 26b, 26c, 26d, getaktet werden.
Wenn, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, die Steckerspitze 13 eine mehrfache Wellenkontur aufweist, ist der Abstand der Wellen so ausgelegt, dass die aufeinanderfolgend angeordneten Lamellenkuppen 28a, 28b des Gegenkontaktelements 20 zur gleichen Zeit an Bereichen der Steckerspitze 13 zur Anlage kommen, die deutlich unterschiedliche Querschnittsbreiten aufweisen.
Dieses wird in der Figur 6, Ansicht c) schematisch dargestellt. Erkennbar ist, dass an einer wellenförmigen Randkontur 17a anliegende Lamellenkuppen 28a, 28b, die damit verbundenen Lamellenfedern 27a, 27b, im Zustand der maximalen Belastung des nacheilenden Kontaktpunkts hier unterschiedlich weit auslenken. Dies kommt bei einer Wellenkontur mit dem Verlauf der Randkontur 17a an der Steckerspitze 13 mehrfach vor.
Durch die wechselnden Be- und Entlastungsbereiche der Lamellenfedern 27a, 27b wird erreicht, dass die Steckkräfte im Bereich der Max-Zonen II (Figur 3) begrenzt werden, wodurch das Auftreten extremer Kraftpeaks vermieden werden kann.
Im Vergleich dazu stellen die Ansichten a) und b) der Figur 6 schematisch die Randkonturen von Steckerspitzen 13‘ und 13“ nach dem Stand der Technik dar, wie sie in den Ansichten a) und b) der Figur 5 dargestellt sind. Im Zustand der maximalen Auslenkung der hier nacheilenden Lamelle 26b, kann sich die hier voreilende Lamelle 26a nur auf demselben Niveau befinden, was zu Kraftpeaks führt.
Die bei einem Steckvorgang auftretenden Steckkräfte setzen sich aus Beiträgen für die Setzarbeit der Lamellenfedern 27a, 27b, Reibungskräften durch Oberflächenbeschaffenheit von Kontaktelement 10 und Lamellenkuppen 28a, 28b, der Formgebung der Randkonturen 17a, 17b, sowie der Aufweitarbeit an den Lamellenfedern 27a, 27b zusammen. Die einzelnen Beiträge variieren dabei über den Verlauf des Steckbereichs.
Die Setzarbeit bezeichnet die mechanische Arbeit, die für eine bleibende plastische Verformung von Lamellenfedern 27a, 27b aufgebracht werden muss. Die Setzarbeit muss daher nur einmalig bei der ersten Verwendung eines Gegenkontaktelements 12 aufgebracht werden. Die einmalige mechanische Setzarbeit ist dann abgeschlossen, wenn die maximale Auslenkung der Lamellenfedern 27a, 27b erreicht ist und wird daher durch den maximalen Querschnitt des Kontaktelements 10 bestimmt.
Eine Steckerspitze 13 mit einer wellenförmigen Randkontur verteilt die Setzarbeit im Kraft-Weg-Verlauf auf mehrere Bereiche. Durch den Doppelwellenstecker können die Lamellenfedern 27a, 27b sukzessiv ausgelenkt werden. Die Ausprägung der weilenförmigen Randkonturen 17a, 17b des
Kunststoffkörpers 12, ermöglicht es, besonders bei einer Lamellengeometrie mit versetzt angeordneten Lamellenkuppen 28a, 28b, eine gleichzeitige volle Auslenkung aller Lamellenkuppen 28a, 28b zu vermeiden. Dies verringert die maximale Kraft beim Aufweiten und insbesondere beim Setzen der Lamellenfedern 27a, 27b.
Die Vertiefung 15 zwischen Kunststoffbereich und Metallbereich wird von den Lamellenkuppen 28a, 28b nicht berührt (Figuren 2 und 3, Zone IV). Dadurch entsteht erstens weniger Abrieb, da hier keine Materialübergangskante überfahren wird. Die Vertiefung bewirkt zweitens, dass sich beim Übergang vom Kunststoffkörper 12 zum Flachkontaktstecker 11 kein zusätzlicher Kraftpeak im Kraft-Weg-Verlauf entsteht. Drittens können sich lose Partikel im Bereich der Vertiefung 15 lösen und verbleiben in einem von den Lamellenkuppen 28a, 28b unberührten Bereich.
Bezugszeichen
10 Kontaktelement
11 Flachkontaktstecker
12 Kunststoffkörper
13, 13‘, 13“ Steckerspitze
14 Seitenteile
15 Vertiefung
16 Fase
17a, 17b Randkonturen 18 Querschnittsfläche
19 Kontaktfläche(n)
20 Gegenkontaktelement 21 Trägerbauteil 22 Mittelachse
26a, 26b, 26c, 26d Lamellen 27a, 27b Lamellenfedern 28a, 28b Lamellenkuppen 29 winkliger Übergang a, b, c Kontaktzonen (Berührflächen) a Kontaktzone (Gleiten ohne Aufweitarbeit) b Kontaktzone (Aufweiten der Lamellenfedern beim
Steckvorgang) c Kontaktzone (Entlasten der Lamelle beim Steckvorgang)
I, II, III, IV Zonen
I Kunststoffsteckerfasezone
II Erhebungszonen
III Talzone
IV Vertiefungszone

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisches Kontaktelement (10) für einen Steckverbinder, mit einem metallenen Flachkontaktstecker (11), bei dem zumindest an dessen steckseitigen Stirnfläche ein Kunststoffkörper (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche (18) des sich von der steckseitigen Stirnfläche des Flachkontaktsteckers (11) erstreckenden Abschnitts des Kunststoffkörpers (12) zwei symmetrisch oder asymmetrisch zur Mittelachse (22) der Querschnittsfläche (18) verlaufende wellenförmige Randkonturen (17a, 17b) aufweist, deren Abstand entlang der Steckrichtung stetig variiert und dabei über den Verlauf mindestens ein lokales Maximum (Max) außerhalb der Endbereiche aufweist.
2. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge der Randkonturen (17a, 17b) des Kunststoffkörpers (12) zu den Kontaktflächen (19) des metallenen Flachkontaktsteckers (11) eine konkave Vertiefung (15) ausbildet.
3. Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang vom Flachkontaktstecker (11) zum Kunststoffkörper (12) als ein winkliger Übergang (29) in Gestalt einer Fase, eines Radius, einer Kante oder einer Polynomform ausgebildet ist.
4. Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinder, der mindestens ein elektrisches Kontaktelement mit allen Merkmalen des Anspruchs 1 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenkontaktelement (20) vorgesehen ist, das mehrere Lamellen (26a, 26b, 26c, 26d) aufweist, welche den Flachkontaktstecker (11) kontaktieren.
5. Steckverbinderanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenkontaktelement (20) mindestens zwei in Steckrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Lamellen (26a, 26b; 26c, 26d) aufweist.
PCT/EP2022/066162 2021-06-22 2022-06-14 Elektrisches kontaktelement für einen steckverbinder und steckverbinderanordnung mit einem elektrischen kontaktelement WO2022268571A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22736189.6A EP4360170A1 (de) 2021-06-22 2022-06-14 Elektrisches kontaktelement für einen steckverbinder und steckverbinderanordnung mit einem elektrischen kontaktelement
JP2023577214A JP2024524900A (ja) 2021-06-22 2022-06-14 コネクター用電気接点部品及び電気接点部品を備えたコネクター装置
MX2023015483A MX2023015483A (es) 2021-06-22 2022-06-14 Elemento de contacto electrico para un conector de clavija y conjunto de conector de clavija que tiene un elemento de contacto electrico.
CN202280041395.2A CN117678124A (zh) 2021-06-22 2022-06-14 用于插塞连接器的电接触元件和具有电接触元件的插塞连接器装置
KR1020247002000A KR20240021312A (ko) 2021-06-22 2022-06-14 플러그 커넥터용 전기 접촉 요소 및 전기 접촉 요소를 갖는 플러그 커넥터 조립체
US18/524,539 US20240097368A1 (en) 2021-06-22 2023-11-30 Electrical Contact Element for an Electrical Connector, and Electrical Connector Assembly Having an Electrical Element

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021003221.7A DE102021003221A1 (de) 2021-06-22 2021-06-22 Elektrisches Kontaktelement für einen Steckverbinder und Steckverbinderanordnung mit einem elektrischen Kontaktelement
DE102021003221.7 2021-06-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/524,539 Continuation US20240097368A1 (en) 2021-06-22 2023-11-30 Electrical Contact Element for an Electrical Connector, and Electrical Connector Assembly Having an Electrical Element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022268571A1 true WO2022268571A1 (de) 2022-12-29

Family

ID=82361400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/066162 WO2022268571A1 (de) 2021-06-22 2022-06-14 Elektrisches kontaktelement für einen steckverbinder und steckverbinderanordnung mit einem elektrischen kontaktelement

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20240097368A1 (de)
EP (1) EP4360170A1 (de)
JP (1) JP2024524900A (de)
KR (1) KR20240021312A (de)
CN (1) CN117678124A (de)
DE (1) DE102021003221A1 (de)
MX (1) MX2023015483A (de)
WO (1) WO2022268571A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2537370A (en) * 1948-10-12 1951-01-09 Abraham D Parnes Male safety plug member
EP2109187A1 (de) * 2008-04-08 2009-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Steckkontakt und Automatisierungskomponente
US20110053404A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 Sumitomo Wiring Systems, Ltd Male connector and connector apparatus
EP2660936A1 (de) * 2011-10-25 2013-11-06 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Polstecker
JP2014179290A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Japan Aviation Electronics Industry Ltd コネクタ
DE112017003854T5 (de) * 2016-08-01 2019-04-18 Te Connectivity Corporation Leistungsanschluss für lichtbogenlosen Leistungsverbinder
EP3591768A1 (de) * 2018-07-04 2020-01-08 TE Connectivity Germany GmbH Berührungssichere kontaktanordnung
US20200161795A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-21 Yazaki Corporation Connector

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4298237A (en) 1979-12-20 1981-11-03 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Printed wiring board interconnection apparatus
JP5965265B2 (ja) 2012-09-24 2016-08-03 矢崎総業株式会社 端子

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2537370A (en) * 1948-10-12 1951-01-09 Abraham D Parnes Male safety plug member
EP2109187A1 (de) * 2008-04-08 2009-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Steckkontakt und Automatisierungskomponente
US20110053404A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 Sumitomo Wiring Systems, Ltd Male connector and connector apparatus
EP2660936A1 (de) * 2011-10-25 2013-11-06 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Polstecker
JP2014179290A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Japan Aviation Electronics Industry Ltd コネクタ
DE112017003854T5 (de) * 2016-08-01 2019-04-18 Te Connectivity Corporation Leistungsanschluss für lichtbogenlosen Leistungsverbinder
EP3591768A1 (de) * 2018-07-04 2020-01-08 TE Connectivity Germany GmbH Berührungssichere kontaktanordnung
DE102018211043A1 (de) 2018-07-04 2020-01-09 Te Connectivity Germany Gmbh Berührgeschützte Kontaktanordnung
US20200161795A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-21 Yazaki Corporation Connector

Also Published As

Publication number Publication date
EP4360170A1 (de) 2024-05-01
MX2023015483A (es) 2024-04-09
CN117678124A (zh) 2024-03-08
JP2024524900A (ja) 2024-07-09
DE102021003221A1 (de) 2022-12-22
KR20240021312A (ko) 2024-02-16
US20240097368A1 (en) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3832588A1 (de) Kontaktsatz, und kontaktfeder dafuer
DE19904277A1 (de) Anordnung zur Kontaktierung eines Leiters auf einer Folie
EP0161456B1 (de) Geräte-Steckdose
EP0856913A1 (de) Hochstromkontaktelement
WO2018141682A1 (de) Kontaktlamelle für ein buchsenartiges steckverbinderteil und buchsenartiges steckverbinderteil
DE102018208532B4 (de) Steckverbindungsanordnung, umfassend einen Stecker und einen mit dem Stecker entlang einer Steckrichtung zusammensteckbaren Gegenstecker
WO2022268571A1 (de) Elektrisches kontaktelement für einen steckverbinder und steckverbinderanordnung mit einem elektrischen kontaktelement
EP0342385B1 (de) Schirmlamelle
EP2942839B1 (de) Steckverbinder mit niederiger steck- und hoher kontaktnormalkraft
DE2632851A1 (de) Elektrische steckverbindung
WO2020030371A1 (de) Anordnung zur elektrischen kontaktierung und stromverbinder
EP0254770B1 (de) Elektrische Kontaktvorrichtung
DE3337125A1 (de) Kohlebuerstenanordnung
EP2019454A2 (de) Stiftförmiges Kontaktelement und Steckverbindung
EP1983629B1 (de) Kabelverschraubung
EP0952765B1 (de) Kontaktstreifen zum elektrischen Kontaktieren und/oder zur Erzielung einer gegen hochfrequente elektromagnetische Wellen dichten Verbindung sowie zugehörige Abschirmanordnung
EP0158064B1 (de) Dichtung für eine Verdrängermaschine für kompressible Medien
EP0921594B1 (de) Steckverbindungseinrichtung
EP1478055A1 (de) Bauteil einer elektrischen Steckverbindungsvorrichtung
EP2586106B9 (de) Geschirmter steckverbinder
EP0198444B1 (de) Aufnahme für den Sockel einer einseitig gesockelten Quecksilberdampfniederdruckentladungslampe
DE19744158C2 (de) Elektrischer Kontakt und zugehöriger Steckverbinder
EP1469568B1 (de) Steckkontaktelement und Verfahren zur Herstellung eines Gehäuseteils für dieses
DE202016104298U1 (de) Hohlwellenleiter
DE19653441C2 (de) Steckkontakthülse

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22736189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280041395.2

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023577214

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2023/015483

Country of ref document: MX

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247002000

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020247002000

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022736189

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022736189

Country of ref document: EP

Effective date: 20240122