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Die Erfindung betrifft ein Lamellenkontaktelement für ein elektrisches Steckverbinderteil, das aus einem Metallstreifen entformt ist, welcher freigestanzte Kontaktlamellen und Ausnehmungen zwischen den Kontaktlamellen aufweist.
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Bei Steckverbinderteilen ist zur Ausbildung von qualitativ hochwertigen elektrischen Verbindungen, die sich durch einen geringen Übergangswiderstand und eine hohe Stromtragfähigkeit auszeichnen, eine möglichst große gemeinsame Kontaktfläche zwischen den zu verbindenden Kontaktelementen der Steckverbinderteile wünschenswert. Große Kontaktflächen mit gleichmäßig guten elektrischen Kontakteigenschaften sind allerdings schwierig und aufwendig zu realisieren. Vorteilhaft sind daher Lamellenkontaktelemente mit federnden Kontaktlamellen, die statt einer großen Kontaktfläche eine Vielzahl von Kontaktstellen zwischen den Steckverbinderteilen herstellen. Solche Lamellenkontaktelemente werden üblicherweise als Stanzteile aus einem Metallstreifen entformt und sind zumeist Bestandteile von Steckverbinderteilen, die Kontaktbuchsen ausbilden. Diese können Rundsteckerbuchsen oder auch Buchsenkontakte für Flachstecker sein, wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2004 015 345 A1 bekannt sind.
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Damit ein Lamellenkontaktelement möglichst viele Kontaktstellen ausbilden kann, ist es günstig, wenn die Ausnehmungen zwischen den Kontaktlamellen möglichst schmal ausgeführt sind. Die Möglichkeiten zur Verkleinerung der Ausnehmungen sind allerdings aus fertigungstechnischen Gründen begrenzt. Es gilt die Regel, dass sich keine Geometrien freistanzen lassen, die kleiner sind als die Stärke des zu stanzenden Materials, da ansonsten das Material stabiler ist als die feinen Geometrien des Stanzwerkzeugs.
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Damit das Lamellenkontaktelement eine ausreichende mechanische Stabilität behält, kann auch die Materialstärke nicht beliebig verkleinert werden. Die Anzahl der Kontaktstellen, die ein auf übliche Weise ausgeführtes Lamellenkontaktelement mit vorgegebenen Abmessungen ausbilden kann, ist daher beschränkt.
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Es stellte sich die Aufgabe, ein einfach und kostengünstig herstellbares Lamellenkontaktelement mit verbesserten elektrischen und mechanischen Eigenschaften zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein weiterer Metallstreifen vorgesehen ist, welcher ebenfalls freigestanzte Kontaktlamellen und Ausnehmungen zwischen den Kontaktlamellen aufweist, dass der Metallstreifen und der weitere Metallstreifen einander überdeckend angeordnet sind, und dass die Kontaktlamellen des weiteren Metallstreifen die freigestanzten Ausnehmungen des Metallstreifens durchragen.
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Der weitere Metallstreifen schafft eine zweite Lage von Kontaktlamellen, welche die Ausnehmungen zwischen den Kontaktlamellen des ersten Metallstreifens durchgreifen. Durch das Übereinanderlegen von zwei Metallstreifen können so die kontaktgebenden Kontaktlamellen näher zusammenrücken.
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Der weitere Metallstreifen kann als ein, vorzugsweise identisch zum ersten Metallstreifen geformtes Einzelteil hergestellt sein.
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Der erste Metallstreifen und der weitere Metallstreifen können alternativ aber auch einstückig miteinander als Abschnitte eines Lamellenbands ausgebildet sein, die einander überdeckend angeordnet werden. Dieses kann entweder durch Übereinanderfalten oder durch zweilagiges Übereinanderwickeln von Abschnitten des Lamellenbandes erreicht werden.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
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1 Schritte zur Herstellung eines Lamellenkontaktelements,
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2 eine andere Möglichkeit zur Herstellung eines Lamellenkontaktelements,
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3 ein Lamellenkontaktelement nach dem Stand der Technik,
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4 eine dreidimensionale Darstellung eines Lamellenkontaktelements.
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Die 3 zeigt die Ausbildung eines Lamellenkontaktelements LK' nach dem Stand der Technik. Das Lamellenkontaktelement LK' ist aus einem Metallstreifen S geformt, der rein beispielhaft 45 Kontaktlamellen L und ebenso viele Ausnehmungen A aufweist. Die Breite der Kontaktlamellen L beträgt beispielhaft 0,55 mm, während die Breite der Ausnehmungen A entsprechend der Materialstärke des Metallstreifens S zu 0,3 mm angenommen wird. Nach dem Zusammenlegen des Metallstreifens S zu einem zylindermantelförmigen Lamellenkorb (Teilfigur 3b zeigt einen Blick auf die kreisförmige Grundfläche) bildet das Lamellenkontaktelement LK' durch seine Kontaktlamellen L 45 Kontaktstellen aus.
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Da die Kontaktlamellen L eher punktförmige als flächenhafte elektrische Verbindungen herstellen, ist es für die elektrischen Kontakteigenschaften günstig, wenn das Lamellenkontaktelement LK' möglichst viele Kontaktlamellen L aufweist. Die Kontaktlamellen L werden daher möglichst schmal ausgebildet, müssen aber dennoch eine Mindestbreite besitzen, damit das Lamellenkontaktelement LK' eine ausreichende mechanischen Stabilität erreicht. Der die Anzahl der Kontaktlamellen L begrenzende Faktor wird hier somit durch die Breite der gestanzten Ausnehmungen A bestimmt.
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Die Herstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Lamellenkontaktelements ist in der 1 skizziert. Wie aus den Teilfiguren 1a und 1b hervorgeht, sind zwei Metallstreifen S1, S2 vorgesehen, die vorzugsweise identisch ausgebildet und damit kostengünstig durch ein einziges Stanzwerkzeug herstellbar sind. Die Breite der Kontaktlamellen L1, L2 sei hier jeweils mit 0,5 mm angenommen, also von ähnlicher Größe wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 1. Die Breite der Ausnehmungen A1, A2 zwischen den Kontaktlamellen L1 bzw. L2 ist hier mit 0,8 mm wesentlich größer gewählt als in dem vorgenannten Beispiel und insbesondere auch größer als die Breite der Kontaktlamellen L1, L2 ausgeführt. Zusätzlich vorteilhaft hierbei ist, dass Stanzwerkzeuge (Stempel) zur Herstellung größerer Ausnehmungen, gleichermaßen größer strukturierte und dadurch mechanisch umempfindlichere Geometrien besitzen und damit eine höhere Standzeit aufweisen. Legt man die Metallstreifen S1, S2 leicht versetzt übereinander, so durchgreifen die Kontaktlamellen L2 des Metallstreifens S2 die Ausnehmungen des Metallstreifens S1. Dabei ist es vorteilhaft, den Metallstreifen S2 in seiner Breite etwas zu stauchen, so dass sich dessen Kontaktlamellen L2 seitlich hervorwölben.
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Nach der Entformung eines zylindermantelförmigen Lamellenkontaktelement LK aus den zusammengelegten Metallstreifen S1, S2, skizziert in der 1d, bilden somit die Kontaktlamellen L1, L2 beider Metallstreifen S1, S2 zusammen etwa 60 Kontaktstellen aus. Verglichen mit den 45 Kontaktstellen bei dem in der 3 dargestellten gleichgroßen Lamellenkontaktelement LK' nach dem Stand der Technik, ergibt sich somit eine um 1/3 größere Anzahl von Kontaktstellen, welche die elektrischen Eigenschaften des Lamellenkontaktelements deutlich verbessern.
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Die 2 verdeutlicht eine alternative Herstellungsweise eines erfindungsgemäßen Lamellenkontaktelements LK. Die aneinander zu fügenden Metallstreifen S1, S2 sind hier einstückig miteinander als Abschnitte eines Lamellenbandes LB ausgebildet und werden durch Gegeneinanderfalten um ihre Längsachse zusammengeführt. Dabei kann ein kleiner seitlicher Versatz der die Metallstreifen S1, S2 ausbildenden Abschnitte vorgesehen werden, um die Kontaktlamellen L1, L2 der Metallstreifen S1, S2 gegeneinander zu verschränken.
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In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführung können die Metallstreifen auch durch Falten um eine Hochachse eines Lamellenbandes zusammengeführt werden. Eine weitere Alternative besteht darin, ein Lamellenband zweilagig übereinander zu wickeln, wonach die Kontaktlamellen der beiden Wicklungslagen einander durchgreifen.
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Ein als Lamellenkorb ausgebildetes erfindungsgemäßes Lamellenkontaktelement ist in der 4 anhand einer dreidimensionalen Darstellung veranschaulicht. Die in den 1c bzw. 2b dargestellten, übereinander gelegten Metallstreifen S1, S2 werden zu einem Lamellenkorb LK in Form eines Hohlzylinders geformt, innerhalb dessen die beiden Metallstreifen S1, S2 einen Außenkorb AK und einen Innenkorb IK ausbilden, die derart miteinander verschränkt sind, dass die Kontaktlamellen L2 des Innenkorbs IK die Ausnehmungen zwischen den Kontaktlamellen L1 des Außenkorbs AK durchragen. Hierdurch weist das Lamellenkontaktelement LK eine hohe Anzahl und Dichte von Kontaktlamellen L1, L2 auf.
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Die Erfindung ist nicht auf Metallstreifen mit parallel zueinander angeordneten Kontaktlamellen beschränkt, sondern umfasst auch, hier nicht dargestellte Ausführungen, bei denen Kontaktlamellen in einer radialen Anordnungen freigestanzt sind. Auch hier kann ein weiterer Metallstreifen eine komplementäre Anordnung von Kontaktlamellen ausbilden, bei der die Kontaktlamellen die freigestanzten Ausnehmungen des ersten Metallstreifens durchgreifen. Eine derartige Ausführung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann beispielsweise als Kontaktelement einer Flachsteckerbuchse verwendet werden, wie sie aus der
DE 10 2004 015 345 A1 bekannt ist.
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Bezugszeichenliste
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- A, A1, A2
- Ausnehmungen
- AK
- Außenkarb
- IK
- Innenkorb
- L, L1, L2
- Kontaktlamellen
- LB
- Lamellenband
- LK', LK
- Lamellenkontaktelement (Lamellenkorb)
- S, S1, S2
- Metallstreifen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004015345 A1 [0002, 0022]
