DE102010020346A1

DE102010020346A1 - Elektrisches Kontaktelement

Info

Publication number: DE102010020346A1
Application number: DE102010020346A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wolting; Martin Schmidt
Original assignee: Harting Electric GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Electric Stiftung and Co KG
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2011-11-17
Also published as: WO2011141021A1; EP2569825A1; JP3195008U; JP2013528905A; RU2012153672A; CN102884682A; RU2533165C2; KR20130028120A; EP3196983A2; EP2569825B1; EP3196983A3; CN102884682B; US8834215B2; US20130052888A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement, welches aus Vollmaterial ausgearbeitet ist, und welches als Stiftkontakt (2a) oder als Buchsenkontakt (2b) ausgebildet ist, und welches einen Steckbereich (2) und einen Anschlussbereich (3) zur Kontaktierung eines elektrischen Litzenleiters aufweist, wobei der Anschlussbereich (3) als Crimpanschluss ausgebildet ist, und wobei der Anschlussbereich (3) als Hohlzylinder (3a) geformt ist, der in axialen Richtung einen Schlitz (4) enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktelement, welches aus Vollmaterial ausgearbeitet ist, und welches als Stiftkontakt oder als Buchsenkontakt ausgebildet ist, und welches einen Steckbereich und einen Anschlussbereich aufweist, wobei der Anschlussbereich als Crimpanschluss zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters ausgebildet ist.
Derartige Kontaktelemente werden benötigt, um eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter, insbesondere einem Litzenleiter, und einem Anschlussende eines Stift- oder Buchsenkontakts herzustellen.
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 88 040 92 U1 zeigt ein elektrisches Kontaktelement das in Stanz-Biegetechnik hergestellt wurde. Das elektrische Kontaktelement ist entweder als Stift- oder als Buchsenkontakt ausgebildet, wobei der Anschluss eines Litzenleiters an das Kontaktelement über eine Crimpung erfolgt. Der Crimpbereich des Kontaktelementes ist im wesentlichen als U-förmiges offenes Element ausgebildet. Dieser offene Crimpbereich hat den Vorteil, dass Litzenleiter unterschiedlichen Durchmessers an das gleiche Kontaktelement angeschlossen werden können.
Nachteilig bei den Kontaktelementen die in Stanz-Biegetechnik hergestellt wurden, ist, dass ihr elektrischer Widerstand wegen der Materialarmut höher ist als bei Kontaktelementen aus Vollmaterial.
Aus der DE 1 992 567 A1 sind Kontaktelemente aus Vollmaterial bekannt, die einen Crimpbereich zum Anschluss von Litzenleitern aufweisen. Derartige Kontaktelemente werden beispielsweise gefertigt, indem ein Drahtstück definierter Länge abgetrennt wird und die Konturen des Kontaktelementes aus diesem Drahtstück z. B. mithilfe der Drehtechnik herausgearbeitet werden. Allerdings ist bei diesen Kontaktelementen der Crimpbereich als Hohlzylinder mit einer geschlossenen Mantelfläche ausgebildet. Dieser Crimpbereich ist nur zum Anschluss eines elektrischen Leiterkabels bestimmten Durchmessers geeignet. So müssen beim Anschließen von Litzenleitern mit geringfügig unterschiedlichen Durchmessern, jeweils unterschiedliche Kontaktelemente aus Vollmaterial verwendet werden.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisches Kontaktelement vorzuschlagen, welches einen geringen elektrischen Widerstand aufweist und welches gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung von Litzenleitern unterschiedlichen Durchmessers geeignet ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Anschlussbereich als Hohlzylinder geformt ist, der in axialer Richtung einen Schlitz enthält.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Wie bereits erwähnt, wird das elektrische Kontaktelement aus Vollmaterial ausgearbeitet. Dazu wird beispielsweise die Drehtechnik auf Kurven- oder CNC-gesteuerten Maschinen verwendet. Für den Schlitz im Anschlussbereich des Kontaktelements sind aber auch spanende Arbeitsschritte notwendig.
Der Kontaktbereich des Kontaktelementes kann sowohl als Stiftkontakt oder als Buchsenkontakt ausgebildet sein. Der Anschlussbereich ist als Crimpanschluss ausgebildet, um insbesondere Litzenleiter elektrisch kontaktieren zu können.
Beim Crimpvorgang werden die Litzen eines anzuschließenden elektrischen Leiterkabels in den als Hohlzylinder ausgebildeten Anschlussbereich eingeführt. Der Hohlzylinder ist in axialer Richtung eingeschlitzt und ist dadurch seitlich geöffnet. Mithilfe eines geeigneten Crimpwerkzeugs wird eine Kraft auf die Mantelfläche des geschlitzten Hohlzylinders ausgeübt, so dass die gegenüberliegenden Schlitzkanten nach innen gebogen und eingerollt werden. Im bleibend verformten Anschlussbereich des Kontaktelementes befinden sich nunmehr die verdichteten Litzen des Leiterkabels.
Der geschlitzte Hohlzylinder ist zum Crimpanschluss von Litzenleitern verschiedenen Durchmessers geeignet. Ohne den axialen Schlitz würden sich im Crimp- bzw. Anschlussbereich bei Litzenleitern mit zu geringem Durchmesser Hohlräume bilden, die Oxidationsprozesse zulassen und die Kabelauszugskräfte negativ beeinflussen.
Aufgrund des geschlitzten Anschlussbereichs des erfindungsgemäßen Kontaktelementes können Leiterkabel verschiedenen Durchmessers elektrisch kontaktiert werden. Außerdem wird das Kontaktelement während der Stromführung vorteilhafterweise weniger stark erwärmt als ein Kontaktelement, dass in Stanz-Biegetechnik hergestellt wurde.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Länge des axialen Schlitzes im Anschlussbereich mehr als die Hälfte der Länge des Hohlzylinders. Anders gesagt, der Hohlzylinder ist in axialer Richtung um mehr als die Hälfte seiner Länge eingeschlitzt. Dadurch wird verhindert, dass beim Crimpvorgang Risse in der Mantelfläche des Hohlzylinders entstehen. Durch die Risse kann Luft (aber auch andere Medien) an die Litzen des Leiterkabels gelangen. Dadurch können Oxidationsprozesse ausgelöst werden, die die elektrischen Eigenschaften des elektrischen Kontaktes, beispielsweise den Widerstand, verschlechtern.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Kontaktelementes ist der Hohlzylinder des Anschlussbereichs, zusätzlich zum axialen Schlitz, zumindest ein weiteres mal eingeschlitzt. Dieser zweite Schlitz ist im wesentlichen 90° zum ersten, axialen Schlitz ausgerichtet. Anders gesagt: Der zweite Schlitz ist quer zur Achse des ersten, axialen Schlitzes ausgebildet.
In der Regel wird die Grundfläche des Hohlzylinderkörpers im Anschlussbereich des Kontaktelementes kreisförmig geformt sein. Aber auch andere Geometrische Formen wie Rechteck, Quadrat, Ellipse oder Oval können vorteilhaft sein und mithilfe der Drehtechnik oder Frästechnik realisiert werden.
Vorteilhafterweise ist zwischen Steck- und Anschlussbereich ein Ringelement ausgebildet. Das Ringelement ist scheibenförmig geformt und dient dazu, das Kontaktelement in einer dazu passenden Ausformung im Isolierkörper eines Steckverbinders zu fixieren.
Wenn das Kontaktelement als Stiftkontakt ausgebildet ist, ist der Durchmesser des scheibenförmigen Ringelements größer ist als der Durchmesser des Stiftkontaktes.
Wenn das Kontaktelement allerdings als Stiftkontakt ausgebildet ist, ist der Durchmesser des scheibenförmigen Ringelements gleich dem Durchmesser des Buchsenkontaktes.
Je nach Ausformung des Isolierkörpers des Steckverbinders, kann das Ringelement auch anders geometrisch geformt sein, beispielsweise rechteckig, oval oder quadratisch.
Ausführungsbeispiel
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Stiftkontaktes,
2 eine perspektivische Darstellung eines Buchsenkontaktes,
3 eine perspektivische Darstellung einer Variante des Buchsenkontaktes,
4 eine perspektivische Darstellung einer Variante des Stiftkontaktes,
5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Variante des Stiftkontaktes,
6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Variante des Buchsenkontaktes
7 eine perspektivische Darstellung eines Bandes aufgereihter Stiftkontakte und
8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Variante des Stiftkontaktes.
Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Stiftkontaktes. Das Kontaktelement 1 kann in einen Kontaktbereich 2 und einen Anschlussbereich 3 unterteilt werden. Der Kontaktbereich 2 ist als Stiftkontakt 2a ausgebildet. Der Anschlussbereich 3 wird durch einen Hohlzylinder 3a gebildet, der einen axialen Schlitz 4 enthält. Zwischen Kontakt- und Anschlussbereich befindet sich ein Ringelement 5. Ein hier nicht gezeigter Isolierkörper, der für die Aufnahme von Kontaktstiften vorgesehen ist, enthält eine Ausnehmung, in welche das Ringelement 5 des Kontaktstiftes eingelegt werden kann. Dadurch wird der Kontaktstift im Isolierkörper gehalten.
Die 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Buchsenkontaktes. Der Kontaktbereich 2 wird aus einem Hohlzylinder gebildet, in welchen keilförmige Schlitze 2c eingebracht sind, so dass einzelne Federarme 2b gebildet werden. Die Endbereiche der Federarme sind einwärts zur Steckmündung abgebogen, so dass eine kreisrunde Steckmündung gebildet wird. Das Ringelement 5 hat hier im wesentlichen den Durchmesser des buchsenförmigen Kontaktbereichs 2.
Die 3 zeigt eine weitere Variante des Buchsenkontaktes. Gleiche Teile tragen auch die gleichen Bezugszeichen. Der Anschlussbereich 3 dieses Buchsenkontaktes weist zusätzlich zum axialen Schlitz 4 einen zweiten Schlitz 6 auf, der im wesentlichen quer zum axialen Schlitz 4 ausgerichtet ist.
Die 4 zeigt eine weitere Variante eines Stiftkontaktes. Im Anschlussbereich 3 weist der Kontaktstift ein U-Profil 7 auf. In Richtung des Ringelements 5 und parallel dazu, ist im U-Profil 7 ein keilförmiger Schlitz 6' eingebracht. Die Flanken 7a des U-Profils sind angeschrägt. In anderen Ausführungsformen können die Flanken 7a auch parallel oder nach innen oder außen geneigt sein.
Die 5 zeigt eine weitere Variante des Stiftkontaktes. Gleiche Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. Anstatt eines Ringelements 5 wird hier der Kontakt- und Anschlussbereich über ein Flächenelement 5' getrennt, das im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist.
Die 6 zeigt eine weitere Variante des Buchsenkontaktes. Gleiche Teile tragen dabei die gleichen Bezugszeichen. Zusätzlich zum Anschlussbereich 3 für Litzen weist das Kontaktelement 1 einen Kabelmantelanschlussbereich 8 auf. Dieser Bereich wird ebenfalls von einem Hohlzylinder gebildet, der einen nahezu durchgängigen axialen Schlitz 10 aufweist. Der Durchmesser des Hohlzylinders des Kabelmantelanschlussbereichs 8 ist größer als der Durchmesser des Hohlzylinders des Anschlussbereichs 3.
Der Kabelmantelanschlussbereich 8 wird vom Anschlussbereich durch einen Schlitz 9 getrennt, der senkrecht zu den axialen Schlitzen 4 und 10 verläuft. Im Kabelmantelanschlussbereich 8 wird der isolierende Kabelmantel des Leiterkabels fixiert. Dies geschieht parallel zum Crimpvorgang.
Die 7 zeigt eine Möglichkeit die Kontaktelemente maschinell zu verarbeiten, d. h. in die Isolierkörper der Steckverbinder einzubringen. Die Kontaktelemente 1 werden auf ein Band 11 in Rastclips 12 aufgereiht und können so einer nicht gezeigten Bestückungseinheit zugeführt werden. Exemplarisch werden hier die Kontaktelemente gemäß 1 gezeigt. Auf dem Band 11 können ebenfalls die Kontaktelemente gemäß der 2 bis 6, oder eine Mischung daraus, aufgereiht sein und verarbeitet werden.
Die 8 zeigt die perspektivische Darstellung eines weiteren Kontaktelements 1, dass als Stiftkontakt ausgebildet ist. Im Ringelement 5 ist eine Einkerbung 5a eingearbeitet. In diese Einkerbung 5a greift eine Nicht gezeigte Nase zwischen den Rastclips 12 des Bandes 11, damit sich die einzelnen Stiftkontakte gleich ausgerichtet auf dem Band 12 befinden. Dadurch wird eine störungsfreie maschinelle Verarbeitung der Kontaktelemente gewährleistet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 8804092 U1 [0005]
DE 1992567 A1 [0007]

Claims

Elektrisches Kontaktelement, welches aus Vollmaterial ausgearbeitet ist, und welches als Stiftkontakt (2a) oder als Buchsenkontakt (2b) ausgebildet ist, und welches einen Steckbereich (2) und einen Anschlussbereich (3) aufweist, wobei der Anschlussbereich (3) als Crimpanschluss zur Kontaktierung eines elektrischen Leiters ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (3) als Hohlzylinder (3a) geformt ist, der in axialer Richtung einen Schlitz (4) enthält.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (3a) eine Grundfläche (3b) besitzt, die kreisförmig geformt ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (3a) eine Grundfläche (3b) besitzt, die elliptisch geformt ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des axialen Schlitzes (4) des Hohlzylinders (3a) mehr als die Hälfte der Länge des Hohlzylinders (3a) beträgt.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (3a) zusätzlich zum axialen Schlitz (4) zumindest einen zweiten Schlitz (6) aufweist, der im wesentlichen in einem 90° Winkel zum axialen Schlitz (4) ausgebildet ist.
Elektrisches Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steckbereich (2) und Anschlussbereich (3) ein Ringelement (5) ausgebildet ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (5) scheibenförmig ausgebildet ist, und dass der Durchmesser des scheibenförmigen Ringelements (5) größer ist als der Durchmesser des Stiftkontaktes (2a).
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (5) scheibenförmig ausgebildet ist, und dass der Durchmesser des scheibenförmigen Ringelements (5) gleich dem Durchmesser des Buchsenkontaktes (2b) ist.
Elektrisches Kontaktelement nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (5) im wesentlichen als rechteckiges Flachstück (5') ausgebildet ist.