DE202017107108U1

DE202017107108U1 - Hochvolt-Buchsenkontakt mit zwei indentischen Kontaktteilen und elektrische Steckverbindung mit einem Hochvolt-Buchsenkontakt

Info

Publication number: DE202017107108U1
Application number: DE202017107108.1U
Authority: DE
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2027-11-24

Abstract

HV-Buchsenkontakt (1) für HV-Messungen und Vierleiter-Messungen mit
• einem ersten Kontaktteil (2) und einem zweiten Kontaktteil (3), die jeweils an einem Ende einen Kontaktbereich (6) und an einem anderen Ende einen Anschlussbereich (7) aufweisen,
• einer Isolationsplatte (4), die zwischen dem ersten Kontaktteil (2) und dem zweiten Kontaktteil (3) angeordnet ist und die beiden Kontaktteile (2, 3) elektrisch voneinander isoliert, und
• einer elektrisch isolierenden Hülse (5), die zur formschlüssigen Aufnahme des ersten Kontaktteils (2), des zweiten Kontaktteils (3) und der dazwischenliegenden Isolationsplatte (4) ausgebildet ist,
• wobei das erste Kontaktteil (2) und das zweite Kontaktteil (3) sowie die dazwischenliegende Isolationsplatte (4) im Kontaktbereich (6) eine Aufnahme (8) für einen Kontaktstift (101) eines HV-Steckergehäuses (102) ausbilden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochvolt(HV)-Buchsenkontakt und eine elektrische Steckverbindung für Hochvolt(HV)-Messungen und Vierleiter-Messungen mit Hochvolt(HV)-Steckergehäusen ausgestatteten Hochvolt(HV)-Leitungen.
Stand der Technik
Um die Sicherheit und Fehlerfreiheit einer HV-Leitung zu gewährleisten, werden HV-Leitungen auf Durchschlagsfestigkeit überprüft. Weiterhin wird für die Prüfung der Funktionstüchtigkeit von HV-Leitungen und deren Steckergehäuse in der Regel eine Vierleiter-Messung durchgeführt, bei der die Summe der elektrischen Widerstände der HV-Leitung, des Steckergehäuses sowie der Übergangswiderstand der Verbindung zwischen HV-Leitung und Steckergehäuse bestimmt wird.
Aus dem Stand der Technik sind zum Durchführen der Messungen, an einer mit einem HV-Steckergehäuse ausgestatteten HV-Leitung, Prüfstecker mit zwei voneinander isolierten Kontaktpunkten, die mit einer Buchse des HV-Steckergehäuses kontaktiert werden, bekannt.
Eine solche elektrische Verbindung mit einem Hochvolt(HV)-Testpin für entsprechende Messungen ist beispielsweise in der DE 20 2016 101 839 U1 offenbart. Hier besteht der HV-Testpin aus zwei identischen Kontaktstiften, die jeweils einen Kontaktpunkt zwischen HV-Testpin und der Buchse eines Steckers bilden. Eine Isolationsplatte, die zwischen den beiden Kontaktstiften angeordnet ist, isoliert die beiden Kontaktstifte elektrisch voneinander.
Der HV-Testpin eignet sich nur für die Kontaktierung mit einer Buchse.
Für Steckergehäuse mit Kontaktstiften werden daher Prüfadapter mit einzelnen Prüfstiften, die in einen speziell dafür angefertigten isolierten Einsatz eingepresst werden, verwendet.
1 zeigt eine solche aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung mit zwei Prüfstiften 100, die einen Kontaktstift 101 eines Steckergehäuses 102 kontaktieren. Um einen elektrischen Kontakt zwischen den Prüfstiften 100 und Kontaktstift 101 zu erreichen, müssen die Prüfstifte 100 seitlich ausgelenkt werden. Hierbei besteht ein großes Risiko des Brechens oder der plastischen Verformung der Prüfstifte 100, wodurch eine konstante Kontaktanpresskraft nicht mehr sichergestellt werden kann. Da die Prüfstifte 100 auch keine Isolierung nach außen aufweisen, ist darauf zu achten, dass keine Stromüberschläge zu benachbarten Prüfstiften entstehen.
Beschreibung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine HV-Kontaktbuchse für HV-Messungen und Vierleiter-Messungen an einem HV-Steckergehäuse mit Kontaktstiften bereitzustellen, die stabil gegenüber elektrischer und mechanischer Beanspruchung ist und eine gute Kontaktierung mit dem Kontaktstift des HV-Steckergehäuses ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
Erfindungsgemäß wird für HV-Messungen und Vierleiter-Messungen ein HV-Buchsenkontakt mit einem ersten Kontaktteil und einem zweiten Kontaktteil, einer Isolationsplatte, und mit einer elektrisch isolierenden Hülse bereitgestellt. Die beiden Kontaktteile weisen jeweils an einem Ende einen Kontaktbereich und an einem anderen Ende einen Anschlussbereich auf. Die Isolationsplatte ist zwischen dem ersten Kontaktteil und dem zweiten Kontaktteil angeordnet und isoliert die beiden Kontaktteile elektrisch voneinander. Auf einfache Weise kann somit eine HV-Kontaktbuchse mit zwei getrennten Kontaktstellen gebildet werden. Das erste Kontaktteil, das zweite Kontaktteil sowie die dazwischenliegende Isolationsplatte bilden im Kontaktbereich eine Aufnahme für einen Kontaktstift eines Steckers aus. Die Isolierhülse ist zur formschlüssigen Aufnahme des ersten Kontaktteils, des zweiten Kontaktteils und der dazwischenliegenden Isolationsplatte ausgebildet und dient im Wesentlichen dazu die Kontaktteile und die Isolationsplatte in der richtigen Position zueinander zu halten. Ein Verrutschen der Kontaktteile gegeneinander, das zu Kurzschlüssen führen kann, wird dadurch verhindert.
Sowohl für die Prüfung auf Durchschlagfestigkeit als auch für die Vierleiter-Messung stellt der erfindungsgemäße HV-Buchsenkontakt somit zwei getrennte Kontaktflächen zum Kontaktstift bereit. Im Gegensatz zu der Kontaktierung des Kontaktstifts mittels der beiden beabstandeten Prüfstifte hat die HV-Kontaktbuchse den Vorteil, dass durch die hohe formliche und maßliche Anpassung des HV-Buchsenkontakts an den Kontaktstift der Kontaktstift vollständig umschlossen werden kann. Somit kann eine konstante Kontaktanpresskraft zwischen dem HV-Buchsenkontakt und dem Kontaktstift über eine sehr große Kontaktfläche hergestellt werden. Beschädigungen beim Einschieben oder Herausziehen durch das Auslenken der Prüfstifte werden durch die massive Ausbildung der Kontaktteile vermieden. Außerdem verhindert die isolierende Hülse, bei den für die Prüfungen notwendigen hohen Spannungen und Ströme, Überschläge zu benachbarten Prüfstiften, Abschirmungen etc. Ein so ausgestalteter HV-Buchsenkontakt schafft eine konstante und reproduzierbare Messanordnung, sodass qualitativ hochwertige Messergebnisse erzielt werden können.
Für die Prüfung auf Durchschlagfestigkeit wird der erfindungsgemäße HV-Buchsenkontakt auf einen Kontaktstift des Steckergehäuses einer mehradrigen HV-Leitung aufgeschoben, wodurch die beiden Kontaktteile mit einem Leiter der HV-Leitung kontaktiert werden. Am anderen Leitungsende wird ein weiterer, von dem ersten Leiter verschiedener Leiter, der mehradrigen HV-Leitung kontaktiert. Über das erste Kontaktteil, das im Anschlussbereich mit einer Anschlussleitung der Prüfstation elektrisch verbunden ist, wird nun eine hohe Spannung zwischen den beiden Leitern angelegt.
Zum Abgreifen des Spannungsabfalls wird parallel zur HV-Leitung ein Spannungsmessgerät geschaltet. Am Steckergehäuse wird der Kontakt hierfür durch das zweite Kontaktteil bereitgestellt, das im Anschlussbereich mit einer Messleitung verbunden ist. Ein Spannungseinbruch am Messgerät deutet auf einen Isolationsdefekt oder einen Überschlag hin.
Im Fall der Durchführung einer Vierleiter-Messung wird an beiden Leitungsenden der mehradrigen HV-Leitung derselbe Leiter kontaktiert. Das erste Kontaktteil führt dem Leiter über das kontaktierte Steckergehäuse einen bekannten Strom zu. Im Anschlussbereich des ersten Kontaktteils ist dazu eine Leitung für die Stromzufuhr angebracht. Über das zweite Kontaktteil kann wieder der Spannungsabfall, der durch den Widerstand des Steckergehäuses und der kontaktierten Leitung verursacht wird, direkt am Steckergehäuse abgegriffen werden. Eine Leitung, die zu einem Spannungsmessgerät führt, ist hierzu mit dem Anschlussbereich des zweiten Kontaktteils elektrisch verbunden. Über das ohmsche Gesetz wird der Widerstand des Gesamtsystems aus Steckergehäuse und HV-Leitung, ermittelt.
Vorteilhafterweise entsprechen die Konturen der Breitseiten der Isolationsplatte der Kontur der anliegenden Breitseite des ersten Kontaktteils bzw. des zweiten Kontaktteils. Damit liegen die Breitseiten der Kontaktteile ganzflächig auf der Breitseite der Isolationsplatte auf. Dies verhindert effektiv, dass sich die beiden Kontaktteile berühren können, was wiederum zu Kurzschlüssen und damit zu einer Schädigung von HV-Buchsenkontakt, Steckergehäuse oder Prüfstation führen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Aufnahme für den Kontaktstift durch jeweils eine in Längsrichtung verlaufende Vertiefung im ersten und im zweiten Kontaktteil gebildet. Die beiden Kontaktteile und die dazwischen liegende Isolationsplatte bilden damit jeweils einen Teil der Aufnahme für den Stecker aus. Die Vertiefung des ersten und zweiten Kontaktteils hat dabei jeweils die Form eines Kreissegments, welche sich durch Zusammenfügen der beiden Kontaktteile und der Isolationsplatte, deren Konturen an die Konturen der anliegenden Kontaktstifte angepasst sind, zu einer im Querschnitt kreisförmigen Aufnahme ergänzen. Da der zu kontaktierende Prüfling ein zylinderförmiger Kontaktstift eines HV-Steckergehäuses ist, wird eine zum Kontaktstift komplementäre Aufnahme, die den Kontaktstift vollständig umschließt, gebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vertiefung des ersten und zweiten Kontaktteils jeweils durch ein Kreissegment mit gleicher Querschnittsfläche gebildet wird und die dazwischen liegende Isolationsplatte möglichst dünn ist. Dadurch ergibt sich für beide Kontaktteile eine möglichst große Anlagefläche an dem Kontaktstift. Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Vertiefung zum Anschlussbereich hin geschlossen und zum anderen Ende des Kontaktbereichs hin offen ist. Weiterhin kann die Isolationsplatte auch derart ausgestaltet sein, dass sie den Übergang zwischen offenen Kontaktbereich und geschlossenen Anschlussbereich ebenfalls überdeckt und somit einen Berührschutz bildet, der verhindert, dass über die Stirnseite des Kontaktstifts eine Verbindung zwischen den beiden Kontakteilen hergestellt werden kann. Alternativ kann auch die Stirnseite des Kontaktstifts mit einem entsprechenden Berührschutz ausgestattet sein. Ein solcher Berührschutz ist insofern sinnvoll, da er eine zuverlässige Trennung der beiden Kontakteile für eine Vierleiter-Messung garantiert.
Ein besonders einfaches Zusammenbauen des HV-Buchsenkontakts lässt sich erreichen, wenn die Isolierhülse als Hohlzylinder ausgebildet ist und erstes Kontaktteil, zweites Kontaktteil und Isolationsplatte sich zu einem Zylinder ergänzen, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Hohlzylinders der Isolierhülse entspricht. Die beiden Kontaktteile und die Isolationsplatte können dann zusammengefügt in die Isolierhülse eingeschoben werden und werden lagerichtig zueinander von der Isolierhülse gehalten. Auf eine korrekte Ausrichtung der Islolierhülse gegenüber den zusammengefügten Kontaktteilen und der Isolationsplatte muss beim Einschieben ebenfalls nicht geachtet werden.
Vorteilhafterweise sind das erste Kontaktteil und das zweite Kontaktteil identisch ausgebildet. Dadurch können zum einen die Produktionskosten gesenkt werden, da nur eine Form des Kontaktteils produziert werden muss, zum Anderen bilden beide Kontaktteile, insbesondere in Verbindung mit einer möglichst dünnen Isolationsplatte, eine große Anlagefläche für den Kontaktstift des Steckergehäuses aus. Auch können durch die identische Ausbildung der Kontaktteile Montagefehler vermieden werden.
Erstes Kontaktteil und Isolierplatte sowie zweites Kontaktteil und Isolierplatte sind bevorzugt miteinander verklebt. Dies verhindert ein Verrutschen der Kontaktteile und der Isolationsplatte gegeneinander. Durch ein Verrutschen der Isolationsplatte wären die Kontaktteile nicht mehr ganzflächig elektrisch voneinander isoliert. Neben Kurzschlüssen kann dies auch zu Überschlägen zwischen den Kontaktteilen führen. Nebenbei erleichtert es das Einschieben der Kontaktteile und der Isolationsplatte in die Isolierhülse. Damit sich durch das Einbringen eines Klebstoffs zwischen erstes Kontaktteil und Isolierplatte bzw. zwischen zweites Kontaktteil und Isolierplatte der Durchmesser der zusammengefügten Teile nicht vergrößert, können in das erste Kontaktteil und das zweite Kontaktteil Mulden eingebracht sein, die den Klebstoff aufnehmen.
Da der HV-Kontakt aus den beiden Kontaktteilen, Isolationsplatte und der Isolierhülse zusammengesteckt wird, entstehen toleranzbedingt zwischen den einzelnen Teilen kleine Spalte, sogenannte Fugen. HV-Leitungen, die z.B. im Motorraum eines Fahrzeugs eingesetzt werden, müssen wasserdicht sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind daher diese Fugen zwischen erstem Kontaktteil, zweitem Kontaktteil, Isolationsplatte und Isolierhülse vakuumdicht verschlossen. Neben einer Prüfung auf elektrische Eigenschaften kann damit in derselben Prüfanordnung gleichzeitig oder direkt nacheinander auch eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt werden. Es ist daher nur eine Prüfanordnung nötig, in die der HV-Stecker eingelegt werden muss, wodurch Zeit und Kosten gespart werden können.
Die Isolierhülse weist bevorzugt einen Anschlag für die Kontaktteile auf. Dieser ist durch einen radial nach innengerichteten Kreisring, dessen Innendurchmesser dem Innendurchmesser der kreisförmigen Aufnahme, die durch die beiden Kontaktteile gebildet wird, entspricht. Ein derart ausgestalteter Anschlag kann insbesondere zwei Funktionen übernehmen. Zum einen wird eine korrekte Positionierung der beiden Kontaktteile und der Isolationsplatte zueinander gewährleistet, da diese hierfür einfach nur bis zum Anschlag in die Hülse eingeschoben werden müssen. Zum anderen bildet der Anschlag eine stirnseitige Isolierung der HV-Kontaktbuchse aus. Die beiden Kontaktteile sind dadurch nach außen vollständig voneinander isoliert, sodass Stromüberschläge zu benachbarten Prüfstiften, Abschirmungen etc. ebenso ausgeschlossen sind wie Kurzschlüsse durch Fehlkontaktierungen an der Stirnseite.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn erstes Kontaktteil und/oder zweites Kontaktteil im Anschlussbereich mindestens ein Kontaktierungselement aufweisen. Das Kontaktierungselement schafft eine definierte Anschlussmöglichkeit für die Leitungen der Prüfstation. Insbesondere können die Leitungen mit dem Kontaktierungselement zuverlässig und einfach verlötet werden.
Das erste und/oder das zweite Kontaktteil ist vorteilhafterweise aus einer Kupfer-Zink-Legierung, insbesondere CuZn40, hergestellt. Auf Grund der Härte- und Festigkeit der Legierung sind die Kontaktteile stabil gegenüber mechanischer Beanspruchung. Gleichzeitig besitzt die Kupfer-Zink-Legierung einen hohen Schmelzpunkt, so dass sich die Kontaktteile auch bei hoher thermischer Belastung aufgrund hoher Spannungen und hoher Ströme nicht verformen. Bevorzugt sind die Kontaktteile zusätzlich versilbert. Dadurch kann die elektrische Leitfähigkeit noch zusätzlich verbessert und ein geringer Übergangswiderstand erreicht werden, so dass die Messergebnisse nicht vom Widerstand des HV-Buchenkontakts abhängen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Isolationsplatte und/oder die Isolierhülse aus Polyetheretherketon gefertigt sind. Polyetheretherketon ist ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff. Selbst bei hohen thermischen Belastungen, wie sie bei Hochvolt- und Hochstrommessungen auftreten können, verändern sich die Abmessungen der aus Polyetheretherketon gefertigten Teile nicht, so dass eine zuverlässige Funktionsweise des HV-Buchsenkontakts garantiert werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung für HV-Messungen und Vierleiter-Messungen mit einem Steckergehäuse und mindestens einem erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakt gemäß der vorangegangen Beschreibung. Das Steckergehäuse weist mindestens einen Kontaktstift auf, auf den HV-Buchsenkontakt zur Kontaktierung aufgeschoben ist. Der Kontaktstift weist bevorzugt eine umlaufende Nut mit einer darin eingelegten elastischen Rundfeder auf. Der HV-Buchsenkontakt ist hervorragend für die Kontaktierung mit einer solchen Rundfeder geeignet. Da der HV-Buchsenkontakt den Kontaktstift und damit die Rundfeder vollständig umschließt, kann eine Beschädigung der Rundfeder durch ein Verhaken, wie mit den einzelnen Prüfstiften, verhindert werden. Der Außendurchmesser der Rundfeder ist etwas größer als der Innendurchmesser des HV-Buchsenkontakts, sodass die Rundfeder in dem HV-Buchsenkontakt leicht zusammengedrückt wird und eine gleichmäßige Kraft auf den HV-Buchsenkontakt entlang des kompletten Umfangs ausübt. Damit liegen Rundfeder und HV-Buchsenkontakt fest aneinander an und es ergeben sich viele Kontaktierungspunkte zwischen Rundfeder und HV-Buchsenkontakt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der HV-Buchsenkontakt in einem Einsatz angeordnet ist, der einen zum Steckergehäuse komplementären Gegenstecker ausbildet. Durch die genaue maßliche Anpassung des Gegensteckers an das Steckergehäuse sowie des HV-Buchsenkontakts an den Kontaktstift kann eine sichere und reproduzierbare elektrische Verbindung zwischen Gegenstecker und Steckergehäuse hergestellt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Steckergehäuse mehr als einen Kontaktstift aufweist. Die HV-Buchsenkontakte werden dann bereits lagerichtig im Gegenstecker gehalten, sodass durch Zusammenstecken des Gegensteckers mit dem Steckergehäuse alle Kontaktstifte gleichzeitig kontaktiert werden können.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen Steckergehäuse und einem anbringbaren Gegenstecker vakuumdicht ausgebildet ist. Zusammen mit einem vakuumdichten HV-Buchsenkontakt kann dann das gesamte System aus Steckergehäuse, und HV-Leitung in derselben Prüfanordnung, neben einer Prüfung der elektrischen Eigenschaften, auch eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt werden. Das Einlegen des HV-Steckers in eine weitere Prüfanordnung zur Dichtigkeitsprüfung kann dadurch eingespart werden.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Prüfadapter für Kontaktstifte eines HV-Steckers;
2 zeigt einen erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakt in einer Explosionsdarstellung;
3a zeigt ein Kontaktteil in einer perspektivischen Ansicht;
3b zeigt eine Isolationsplatte in einer perspektivischen Ansicht;
3c zeigt Querschnitt durch eine Isolierhülse;
4 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakt;
5a zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakts im Kontaktbereich;
5b zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakts im Anschlussbereich;
6 zeigt eine Steckverbindung zwischen einem erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakt und den Kontaktstiften eines HV-Steckers in einer Querschnittansicht; und
7 zeigt einen komplementär zu einem HV-Stecker ausgebildeten Gegenstecker.
Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Aufbau eines erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakts 1 ist in 2 dargestellt. Der HV-Buchsenkontakt 1 umfasst ein erstes Kontaktteil 2 und ein zweites Kontaktteil 3. Das erste Kontaktteil 2 und das zweite Kontaktteil 3 sind identisch ausgebildet und können beispielswiese aus einer Kupfer-Zink-Legierung hergestellt sein. Zwischen dem ersten Kontaktteil 2 und dem zweiten Kontaktteil 3 ist eine Isolationsplatte 4 aus einem elektrisch isolierenden Material z.B. Polyetheretherketon angeordnet, die die beiden Kontaktteile 2, 3 elektrisch voneinander isoliert. Eine elektrisch isolierende Hülse 5, z.B. ebenfalls aus Polyetheretherketon, nimmt das erste Kontaktteil 2, das zweite Kontaktteil 3 und die dazwischenliegende Isolationsplatte 4 formschlüssig auf. Erstes Kontaktteil 2 und zweites Kontaktteil 3 bilden jeweils ein Kreissegment. Zusammen mit der zwischen ersten Kontaktteil 2 und zweiten Kontaktteil 3 liegenden Isolationsplatte 4 ergänzen sich die Teile zu einem Zylinder mit einem Außendurchmesser d₁, der annähernd dem Innendurchmesser D der hohlzylinderförmigen Isolierhülse 5 entspricht (vgl. 5). Die Kontaktteile 2, 3 und die Isolationsplatte 4 werden zusammengesetzt in die Isolierhülse 5 eingeschoben, sodass die Isolierhülse 5 die Kontaktteile 2, 3 und die Isolationsplatte 4 vollständig umschließt.
Eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Teile aus denen der HV-Buchsenkontakt 1 zusammengesetzt ist, erfolgt an Hand der 3a bis 3c.
In 3a ist ein Kontaktteil, das sowohl als erstes 2 als auch als zweites Kontaktteil 3 in dem in 2 gezeigten HV-Buchsenkontakt 1 eingesetzt wird, dargestellt. Das Kontaktteil 2, 3 weist einen Kontaktbereich 6, der zur Aufnahme eines Kontaktstifts dient, und einen Anschlussbereich 7, mit dem die Anschluss- und Messleitungen der Prüfstation elektrisch verbunden werden, auf. Die Aufnahme 8 für den Kontaktstift ist durch eine in Längsrichtung verlaufende Vertiefung 9 in Form eines Kreissegments eingebracht. Durch Zusammenfügen der beiden identischen Kontaktteile 2, 3 und der Isolationsplatte 4 ergänzen sich die Vertiefungen 9 zu einer im Querschnitt kreisförmigen Aufnahme 8 mit einem Innendurchmesser d₂. Der Innendurchmesser d₂ ist dabei so gewählt, dass ein zylinderförmige Kontaktstift formschlüssig von der Aufnahme 8 aufgenommen wird. Zu einem Ende des Kontaktbereichs 6 hin ist die Vertiefung 9 offen, sodass der Kontaktstift von dieser Seite in die Aufnahme 8 eingeschoben werden kann. An dem der Aufnahme 8 gegenüberliegenden Ende des Kontaktbereichs 6 schließt sich der Anschlussbereich 7 an. Der Anschlussbereich 7 weist ein Kontaktierungselement 10 auf, das eine verbesserte Anschlussmöglichkeit für die Leitungen der Prüfstation bietet. Insbesondere können die Leitungen mit dem Kontaktierungselement 10 zuverlässig und einfach verlötet werden. Weiterhin ist in 3a zu erkennen, dass das Kontaktteil 2, 3 eine Mulde 11 aufweist. Die Mulde 11 kann den Klebstoff, mit dem das Kontaktteil 2, 3 und die Isolierplatte 4 miteinander verklebt sind, aufnehmen. Dies verhindert, dass sich der Außendurchmesser d₁ des aus den beiden identischen Kontaktteilen 2, 3 und der Isolationsplatte 4 zusammengesetzten Zylinders durch eine Klebstoffschicht vergrößert.
3b zeigt eine Isolationsplatte 4, die zwischen zwei identischen Kontaktteilen 2, 3 wie in 3a gezeigt, angeordnet ist. Ein Vergleich der 3a und 3b zeigt, dass die Kontur der Breitseiten 12 der Isolationsplatte 4 dabei der Kontur der abgeflachten Breitseite 13 der beiden Kontaktteile 2, 3 (3a) entspricht. Das Kontaktteil 2, 3 und die Isolationsplatte 4 weisen also den gleichen Grundriss auf. Die Isolationsplatte 4 isoliert somit die beiden Kontaktteile 2, 3 ganzflächig voneinander. Die Aufnahme 8 für den Kontaktstift ist durch einen U-förmigen Ausschnitt 14 im Kontaktbereich 6 der Isolationsplatte 4 gebildet. Im Anschlussbereich 7 dagegen ist die Isolationsplatte 4 durchgängig ausgebildet. Die Längskante 15 der Isolationsplatte 4 ist abgerundet. Der Durchmesser des Krümmungskreises der abgerundeten Längskanten 15 entspricht dabei, ebenfalls dem Durchmesser d₁ des aus den beiden identischen Kontaktteilen 2, 3 und der Isolationsplatte 4 zusammengesetzten Zylinders.
In einer alternativen nicht gezeigten Ausführung der Isolationsplatte 4 kann diese zusätzlich einen Berührschutz aufweisen. Dazu ist am Übergang zwischen Kontaktbereich 6 und Anschlussbereich 7 jeweils ein der Vertiefung 9 des Kontaktteils 2, 3 entsprechend ausgebildetes Kreissegment an die Isolationsplatte angeformt. Dadurch wird eine Art Berührschutz gebildet, der verhindert, dass über die Stirnseite des Kontaktstifts eine Verbindung zwischen den beiden Kontakteilen 2, 3 hergestellt werden kann und garantiert somit, dass die beiden Kontaktteile 2, 3 zuverlässige voneinander getrennt sind.
Eine zur Aufnahme zwei identischer Kontaktteile 2, 3 und einer dazwischenliegenden Isolationsplatte gemäß der 3a bzw. 3b ausgebildete Isolierhülse ist in 3c dargestellt. Die Isolierhülse 5 ist ein Hohlzylinder, deren Innendurchmesser D annähernd dem Außendurchmesser d₁ der zusammengesetzten Kontaktteile 2, 3 und der dazwischenliegenden Isolationsplatte 4 entspricht (vgl. 5). Die Isolierhülse 5 weist an ihrer Stirnseite 16, diejenige Seite von der ein Kontaktstift in den HV-Buchsenkontakt 1 eingeschoben wird, einen Anschlag 17 auf. Dieser Anschlag 17 ist durch einen radial nach innengerichteten Kreisring, dessen Innendurchmesser dem Innendurchmesser d₂ der kreisförmigen Aufnahme 8, die durch die beiden Kontaktteile 2, 3 gebildet wird, entspricht. Dadurch sind die beiden Kontaktteile 2, 3 auch an der Stirnseite 16 des HV-Kontakts 1 vollständig isoliert, wodurch Stromüberschläge zu einem benachbarten Kontaktteil 2, 3, Kontaktstiften, Abschirmungen etc. verhindert werden können. Weiterhin erleichtert der Anschlag 17 das Zusammensetzen von Kontaktteilen 2, 3, Isolationsplatte 4 und Isolierhülse 5. Die Kontaktteile 2, 3 und die Isolationsplatte 4 können einfach bis zum Anschlag 17 von der der Stirnseite 16 gegenüberliegenden Seite in die Isolierhülse 5 eingeschoben werden.
In 4 ist ein Längsschnitt durch den zusammengesetzten HV-Buchsenkontakt 1 gezeigt. In dieser Darstellung ist zu erkennen, wie die Isolationsplatte 4 zwischen ersten Kontaktteil 2 und zweiten Kontaktteil 3 angeordnet ist, und die beiden Kontaktteile 2, 3 voneinander isoliert. In dieser Ansicht ebenfalls ersichtlich ist die formschlüssige Aufnahme der beiden Kontaktteile 2, 3 und der Isolationsplatte 4, die bis zum Anschlag 17 in die Isolierhülse 5 eingeschoben sind. Der Anschlag 17 weist dabei den gleichen Innendurchmesser d₂ wie die Aufnahme 8 auf.
Die 5a und 5b zeigen den erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakt 1 jeweils in einer Querschnittsansicht.
Die 5a zeigt dabei den Querschnitt des in 2 bzw. 3 dargestellten HV-Buchsenkontakts 1 im Kontaktbereich 6. Hierbei ist gut zu erkennen, wie die Querschnittsflächen des ersten Kontaktteils 2 und des zweiten Kontaktteils 3 sich mit der zwischen ersten Kontaktteil 2 und zweiten Kontaktteil 3 liegenden Isolationsplatte 4, zu einer kreisringförmigen Querschnittsfläche ergänzen. Dieser Kreisring mit einem Innendurchmesser d₂ bildet die Aufnahme 8 zur formschlüssigen Aufnahme eines Kontaktstifts aus. Die Isolierhülse 5, die wie bereits oben beschrieben als Hohlzylinder augebildet ist, hat ebenfalls eine kreisringförmige Querschnittsfläche. In dieser Ansicht ist die konzentrische Anordnung der Isolierhülse 5 gut zu erkennen. Der Innendurchmesser D der Isolierhülse 5 entspricht dabei annähernd dem Außendurchmesser d₁ des Kreisrings aus erstem Kontaktteil 2, zweitem Kontaktteil 3 und Isolationsplatte 4, sodass die die Kontaktteile 2, 3 und die Isolationsplatte 4 formschlüssig in der Isolierhülse 5 aufgenommen werden. Toleranzbedingt lassen sich kleine Spalte, sogenannte Fugen 18, zwischen erstem Kontaktteil 2, zweitem Kontaktteil 3, Isolationsplatte 4 und Isolierhülse 5 nicht vermeiden. Diese Fugen 18 sind vakuumdicht verschlossen, sodass die HV-Kontaktbuchse 1 auch für Dichtigkeitsprüfungen eingesetzt werden kann.
In 5b ist der Querschnitt des Anschlussbereichs 7 der HV-Kontaktbuchse 1 dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass die Querschnittsflächen des ersten Kontaktteils 2 und des zweiten Kontaktteils 3 jeweils als Kreissegment ausgebildet sind. Zusammen mit der zwischen ersten Kontaktteil 2 und zweiten Kontaktteil 3 liegenden Isolationsplatte 4, ergänzen sich die Querschnittsflächen der drei Teile zu einer kreisförmigen Querschnittsfläche mit gleichem Außendurchmesser d₁ wie im Kontaktbereich 6, sodass der Innendurchmesser D der umgebenden Isolierhülse 5 in Anschlussbereich 7 und Kontaktbereich 6 gleich groß ist. In dieser Ansicht ebenfalls zu erkennen sind die beiden mit Klebstoff gefüllten Mulden 11 in ersten und zweiten Kontaktteil 2, 3, die erstes Kontaktteil 2 bzw. zweites Kontaktteil 3 jeweils mit der Isolationsplatte 4 verkleben.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Steckverbindung für HV- und Vierleiter-Messungen in einer Querschnittsansicht mit zwei erfindungsgemäßen HV-Buchsenkontakten 1, die auf jeweils einen Kontaktstift 101 eines Steckergehäuses 102 aufgesteckt sind und den Kontaktstift 101 vollständig umschließen. Beide Kontaktstifte 101 weisen jeweils eine in eine umlaufende Nut 103 eingelegte Rundfeder 104 auf, die eine elektrisch leitende Verbindung zum Kontaktstift 101 herstellt. Der Außendurchmesser der Rundfeder 104 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Kontaktsifts 101, sodass die Rundfeder 104 seitlich über den Kontaktstift 101 hinausragt. Ebenfalls ist der Außendurchmesser der Rundfeder 104 etwas größer als der Innendurchmesser der Aufnahme 8 des HV-Buchsenkontakts 1. Die Rundfeder 104 wird deshalb beim Aufschieben des HV-Buchsenkontakts 1 zusammendrückt, sodass sich viele Kontaktierungspunkte zwischen der Rundfeder 104 und den Kontakteilen 2, 3 des HV-Buchsenkontakts ergeben. Eine fehlende Kontaktierung zwischen einem der beiden Kontaktteile 2, 3 und dem Kontaktstift 101 kann daher ausgeschlossen werden, was eine qualitativ hochwertige und reproduzierbare Messung ermöglicht. An der Stirnseite weisen die Kontaktstifte 101 einen Berührschutz 105 auf. Der Berührschutz 105 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt und kann in Form einer Kappe auf die Kontaktstifte 101 aufgesteckt sein.
7 zeigt einen Gegenstecker 106 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Steckverbindung für HV- und Vierleiter-Messungen. Der Gegenstecker 106 ist zur Kontaktierung mit einem zu prüfendendem Steckergehäuse 102, wie es in 6 gezeigt ist, ausgebildet. In diesem Fall weist das Steckergehäuse 102 zwei parallele Kontaktstifte 101 auf, sodass der Gegenstecker 106 mit zwei erfindungsgemäßen HV-Kontaktbuchsen 1 ausgestattet ist. Die HV-Kontaktbuchsen 1 sind in einem Unterblock 107 fixiert. Bevorzugt sind die HV-Kontaktbuchsen 1 lösbar, z.B. mittels Gewindestiften am Unterblock 107 montiert. Dies erlaubt einen einfachen, individuellen Austausch der HV-Kontaktbuchsen 1 im Falle einer kaputten HV-Kontaktbuchse 1. Auf den Unterblock 107 wird ein Einsatz 108 aufgebracht und mit dem Unterblock 107 verbunden, z.B. verschraubt. Der Einsatz 108 ist komplementär zum prüfenden Steckergehäuse 106 ausgebildet. Neben den beiden HV-Kontaktbuchsen 1 kann der Gegenstecker 106 daher weitere komplementär zum HV-Steckergehäuse ausgebildete Elemente, wie z.B. für eine Unterbrechungserkennung 109, aufweisen. Die HV-Kontaktbuchsen 1 sind in den Einsatz 108 eingesetzt und die Übergänge zwischen HV-Buchsenkontakten 1 und Einsatz 108 abgedichtet. Auch die HV-Buchsenkontakte 1 sind vakuumdicht ausgebildet. Eine Steckverbindung mittels eines solchen Gegensteckers 106 eignet sich daher nicht nur für die Überprüfung elektrischer Eigenschaften des Steckergehäuses 102 sondern auch für eine Dichtigkeitsprüfung.
Bezugszeichenliste

1: HV-Buchsenkontakt
2: Erstes Kontaktteil
3: Zweites Kontaktteil
4: Isolationsplatte
5: Isolierhülse
6: Kontaktbereich
7: Anschlussbereich
8: Aufnahme
9: Vertiefung
10: Kontaktierungselement
11: Mulde
12: Breitseite der Isolationsplatte
13: Breitseite des Kontaktteils
14: U-förmiger Ausschnitt
15: Längskante
16: Stirnseite
17: Anschlag
18: Fugen
100: Prüfstift
101: Kontaktstift
102: HV-Steckergehäuse
103: Nut
104: Rundfeder
105: Berührschutz
106: Gegenstecker
107: Unterblock
108: Einsatz
109: Unterbrechungserkennung
d₁: Außendurchmesser der zylinderförmig zusammengesetzten Kontaktteile und der Isolationsplatte
d₂: Innendurchmesser der zylinderförmig zusammengesetzten Kontaktteile und der Isolationsplatte
D: Innendurchmesser der Isolierhülse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202016101839 U1 [0004]

Claims

HV-Buchsenkontakt (1) für HV-Messungen und Vierleiter-Messungen mit • einem ersten Kontaktteil (2) und einem zweiten Kontaktteil (3), die jeweils an einem Ende einen Kontaktbereich (6) und an einem anderen Ende einen Anschlussbereich (7) aufweisen, • einer Isolationsplatte (4), die zwischen dem ersten Kontaktteil (2) und dem zweiten Kontaktteil (3) angeordnet ist und die beiden Kontaktteile (2, 3) elektrisch voneinander isoliert, und • einer elektrisch isolierenden Hülse (5), die zur formschlüssigen Aufnahme des ersten Kontaktteils (2), des zweiten Kontaktteils (3) und der dazwischenliegenden Isolationsplatte (4) ausgebildet ist, • wobei das erste Kontaktteil (2) und das zweite Kontaktteil (3) sowie die dazwischenliegende Isolationsplatte (4) im Kontaktbereich (6) eine Aufnahme (8) für einen Kontaktstift (101) eines HV-Steckergehäuses (102) ausbilden.
HV-Buchsenkontakt (1) nach Anspruch 1, wobei die Kontur der Breitseiten (12) der Isolationsplatte (4) der Kontur der anliegenden Breitseite (13) des ersten Kontaktteils (2) bzw. des zweiten Kontaktteils (3) entspricht.
HV-Buchsenkontakt (1) nach Anspruch 2, wobei die Aufnahme (8) durch jeweils eine in Längsrichtung verlaufende Vertiefung (9) im ersten Kontaktteil (2) und im zweiten Kontaktteil (3) gebildet ist.
HV-Buchsenkontakt (1) nach Anspruch 3, wobei die Vertiefung zum Ende des Anschlussbereichs (7) hin abgeschlossen und zum anderen Ende des Kontaktbereichs (6) hin offen ist.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierhülse (5) als Hohlzylinder ausgebildet ist und sich erstes Kontaktteil (2), zweites Kontaktteil (3) und Isolationsplatte (4) zu einem Zylinder, dessen Außendurchmesser (d₁) dem Innendurchmesser des Hohlzylinders (D) der Isolierhülse (5) entspricht, ergänzen.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei erstes Kontaktteil (2) und zweites Kontaktteil (3) identisch ausgebildet sind.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei erstes Kontaktteil (2) und Isolierplatte (4) sowie zweites Kontaktteil (3) und Isolierplatte(4) miteinander verklebt sind.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Fugen (18) zwischen ersten Kontaktteil (2), zweiten Kontaktteil (3), Isolationsplatte (4) und Isolierhülse (5) und vakuumdicht verschlossen sind.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolierhülse (5) einen Anschlag (17) für die Kontaktteile (2, 3) aufweist.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei erstes Kontaktteil (2) und/oder zweites Kontaktteil (3) im Anschlussbereich (7) mindestens ein Kontaktierungselement (10) aufweisen.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kontaktteil (2) und/oder das zweite Kontaktteil (3) aus einer Kupfer-Zink-Legierung hergestellt sind.
HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolationsplatte (4) und/oder die Isolierhülse (5) aus Polyetheretherketon gefertigt sind.
Elektrische Steckverbindung für HV-Messungen und Vierleiter-Messungen mit einem Steckergehäuse (102) und mindestens einem HV-Buchsenkontakt (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steckergehäuse (102) mindestens einen Kontaktstift (101) aufweist.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 13, wobei der mindestens eine Kontaktstift (101) eine umlaufende Nut (103) mit einer darin eingelegten Rundfeder (104) aufweist.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 13 oder 14, wobei der mindestens eine HV-Buchsenkontakt (1) in einem Einsatz (108) angeordnet ist, der einen zum HV-Steckergehäuse (102) komplementären Gegenstecker (106) ausbildet.
Elektrische Steckverbindung nach Anspruch 15, wobei die Verbindung zwischen dem HV-Steckergehäuse (102) und einem anbringbaren Gegenstecker (106) vakuumdicht ausgebildet ist.