EP0875961A1 - 1-poliges Kontaktsystem - Google Patents

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EP0875961A1
EP0875961A1 EP98106019A EP98106019A EP0875961A1 EP 0875961 A1 EP0875961 A1 EP 0875961A1 EP 98106019 A EP98106019 A EP 98106019A EP 98106019 A EP98106019 A EP 98106019A EP 0875961 A1 EP0875961 A1 EP 0875961A1
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EP
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contact
plug
socket
pin
pole
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EP98106019A
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Dietmar Dipl. Kaufm. Harting
Herbert Dipl.-Ing. Junck
Klaus Dipl.-Ing. Olejarz
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Harting Stiftung and Co KG
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Harting AG and Co KG
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    • 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
    • H01R13/17—Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member on the pin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2101/00—One pole

Definitions

  • the invention relates to a 1-pole contact system for high currents, consisting of consisting of a rigid socket part and one with spring-elastic contact blades provided plug-in part.
  • Push-pull locking is often used as the locking system. Elaborate and expensive tools are required to manufacture the wire springs or contact blades. The final assembly requires a lot of effort. Additional parts (locking ring, sliding ring) are required for the push-pull locking system, which also require a high degree of precision in manufacture and a high level of assembly effort. Due to the tools required to manufacture and assemble the individual parts, the contacts can only be manufactured with a high financial outlay (investment costs).
  • the invention has for its object a contact system for high currents to create that itself without high additional costs for special tools and can produce expensive assembly devices. It If possible, only simple turned parts and existing, inexpensive Find DIN parts. No additional should be used for locking Components may be required.
  • the plug part has a pin-shaped Approach has a cylindrical, on the pin-shaped approach Slots provided contact part is pushed on, the slots in Axial direction of the plug-in part are provided and resilient contact blades are formed so that the free ends of the contact blades have a conical transition from the plug-in part to the pin-shaped attachment, and that a pressure part is provided at the front end of the approach, the can act on the contact part, the free ends of the contact blades be pressed against the cone, so that these radially outwards, d. H. against the inside of the socket.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that due to the positive (bead in groove) and non-positive (contact pressure Contact fins on the inside of the socket and pin contact body) connection additional locking elements can be omitted.
  • An unwanted one The connection can only be released by high tensile forces on the contact system. However, these forces occur during normal operation and also strong vibrations. Since high contact forces are achieved, a drastic reduction in contact resistance and thus a lower one Self-heating reached. Higher currents can be transmitted.
  • all individual parts are simple turned parts that cost can be manufactured cheaply, or there are existing DIN parts that are also available cheaply.
  • the printing part can be simple and be produced inexpensively as a die-cast part. Overall, that points entire contact system has a small size.
  • the contact system shown in FIGS. 1 to 3 consists essentially from a socket part 1 and a plug-in part 2, which can be plugged into one another are.
  • the socket part has a double-slotted bore 3 in the plug-in area, the axial slots 4 being provided here.
  • This type of socket is very stable and has little spring effect.
  • At a certain depth of the bore 3 there is an inner groove 5 of small depth and certain width, the mode of operation of which is explained below.
  • All known connection techniques can be used to connect a conductor on the side opposite the bore. In the present case, it is an axial screw terminal 6.
  • the plug-in part 2 consists essentially of the base body 7 with any connection area 8 and a stepped front area 9 with a transverse bore 10 for receiving a cross pin 11, preferably a toggle pin. Further to the central region, the pin widens again conically to a larger diameter, the cone 12 being formed here. In front of the connection area 8, the diameter becomes even larger and is provided with a 2-flat 13 in this area.
  • the conductor connection 8 is designed in the present case as a bolt clamp.
  • a contact part 15 with a corresponding inner bore is provided with six slots 14. In the slotted area, the bore diameter is larger, so that there are slightly resilient contact blades 16.
  • the large bore is equipped on the inside with a chamfer 17. This area is located above the cone 12 of the base body.
  • a spring element 18, preferably a plate spring, is provided on the inside of the bore of the contact part 15. This keeps the contact part at a distance from the conical area of the base body, so that the contact blades 16 of the contact part do not yet rest on the cone 12 of the base body. You can still spring inside. This is necessary because there is a circumferential bead 19 of low height on the outside of the contact part, approximately in the middle of the contact lamellae.
  • the outer diameter of the bead is somewhat larger than the inner diameter of the bore 3 of the socket part 1.
  • a further spring element 18 ' is seated on the outer end face of the contact part 15, preferably a plate spring is also provided here.
  • a pressure part 20 is then located on the front area 9 of the base body, which is secured with the cross pin 11, which is pressed into the cross bore 10 of the stepped end of the base body.
  • the pressure part has a cylindrical shape with an inner bore and two opposite ribs 21 on the outside. On the end face there is a groove 22 which is offset by 90 ° to the ribs.
  • the depressions formed by the groove are connected to two further recesses (notches) on the end face via a rising sliding surface. These are in turn offset by 90 ° to the initial recesses, and are thus located in the region of the outer ribs 21 of the contact part. They have a shallower depth so that there is a certain increase from the first pair of notches to the second pair of notches offset by 90 °.
  • the socket part is plugged onto the plug part in such a way that the two ribs of the switching element dip into the two slots 4 of the socket.
  • the socket part can then be slipped on until it is open the bead 19 of the contact part abuts. Now the socket part needs something Force is pushed on, so that the contact blades 16 of the Spring the contact part slightly inwards and the socket part as far as that Plug part can be pushed until the bead of the contact part in the groove 5 snaps into the socket inside.
  • socket part If the socket part is now turned 90 ° clockwise, it pushes the printing part 20 by the amount of increase from the lower to the upper Cut-out on the end face towards the rear, in the direction of the conical contact area on the pin contact body. It is from the cross pin (toggle pin) secured in the opposite direction.
  • the inner sides of the resilient contact lamellae touch the conical region of the base body (cone 12) and move outwards thereon. Now they also contact the inside of the socket with their rear outer surfaces and are pressed against it. There is an intimate contact, which is maintained by the compressed spring elements 18, 18 '(disc springs).

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

Abstract

Für ein 1-poliges Kontaktsystem für hohe Ströme, bestehend aus einem starren Buchsenteil und einem mit federelastischen Kontaktlamellen versehenen Steckteil, wird vorgeschlagen, das Steckteil mit einem stiftförmigen Ansatz zu versehen, auf den stiftförmigen Ansatz ein zylinderförmiges Kontaktteil aufzuschieben, an dem federelastische Kontaktlamellen ausgebildet sind, und wobei die freien Enden der Kontaktlamellen zu einem konischen Übergang vom Steckteil zum stiftförmigen Ansatz weisen, und am vorderen Ende des Ansatzes ein Druckteil vorzusehen ist, das auf das Kontaktteil einwirkt, wobei die freien Enden der Kontaktlamellen gegen den Konus gepreßt werden, so daß diese radial nach außen, d. h. gegen die Buchseninnenseite, gedrückt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein 1-poliges Kontaktsystem für hohe Ströme, bestehend aus einem starren Buchsenteil und einem mit federelastischen Kontaktlamellen versehenen Steckteil.
Bei derartigen Kontaktsystemen zur Übertragung hoher elektrischer Ströme muß der konstruktive Aufbau so ausgelegt sein, daß der elektrische Widerstand (Durchgangswiderstand) des gesamten Kontaktsystems so gering wie möglich ausfällt, da der elektrische Widerstand, in Abhängigkeit vom Stromfluß, für die Erwärmung des Kontaktes im Einsatzfall verantwortlich ist. Dieser geringe Widerstand muß über die gesamte Einsatzdauer des Kontaktes aufrechterhalten werden können. Gleichzeitig wird durch einen entsprechenden Aufbau der einzelnen Kontaktelemente dafür gesorgt, daß nach dem Zusammenstecken von Buchse und Stift eine Selbstverriegelung des Systems erfolgt, die zusätzliche Verriegelungselemente an den Gehäusen des Steckverbinders überflüssig macht.
Es sind Kontaktsysteme bekannt, die zur Erlangung eines geringen Kontaktwiderstandes im Innenbereich der Buchse mit speziellen Drahtfedern (Drahtfederkontakte) oder Kontaktlamellenblechen versehen sind. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß sich sehr viele Kontaktpunkte ergeben und sich somit ein geringer Durchgangswiderstand ausbildet. Als Verriegelungssystem wird häufig die Push-Pull-Verriegelung eingesetzt.
Zur Herstellung der Drahtfedern oder Kontaktlamellen sind aufwendige und teure Werkzeuge erforderlich. Die Endmontage erfordert einen hohen Aufwand.
Für das Push-Pull-Verriegelungssystem sind zusätzliche Teile erforderlich (Arretierring, Schiebering), die ebenfalls eine hohe Präzision bei der Herstellung und einen hohen Montageaufwand erfordern. Die Kontakte sind aufgrund der benötigten Werkzeuge zur Herstellung und Montage der Einzelteile nur mit einem hohen finanziellen Aufwand (Investitionskosten) zu fertigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem für hohe Ströme zu schaffen, das sich ohne hohen zusätzlichen Kostenaufwand für Spezialwerkzeuge und kostspielige Montagevorrichtungen herstellen läßt. Es sollen möglichst nur einfache Drehteile und vorhandene, kostengünstige DIN-Teile Verwendung finden. Für die Verriegelung sollen keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Steckteil einen stiftförmigen Ansatz aufweist, daß auf den stiftförmigen Ansatz ein zylinderförmiges, mit Schlitzen versehenes Kontaktteil aufgeschoben ist, wobei die Schlitze in axialer Richtung des Steckteils vorgesehen sind und federelastische Kontaktlamellen ausgebildet sind, daß die freien Enden der Kontaktlamellen zu einem konischen Übergang vom Steckteil zum stiffförmigen Ansatz weisen, und daß am vorderen Ende des Ansatzes ein Druckteil vorgesehen ist, das auf das Kontaktteil einwirken kann, wobei die freien Enden der Kontaktlamellen gegen den Konus gepreßt werden, so daß diese radial nach außen, d. h. gegen die Buchseninnenseite, gedrückt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die formschlüssige (Wulst in Rille) und kraftschlüssige (Anpreßkraft Kontaktlamellen an Buchseninnenseite und Stiftkontaktgrundkörper) Verbindung zusätzliche Verriegelungselemente entfallen können. Ein ungewolltes Lösen der Verbindung ist nur durch hohe Zugkräfte am Kontaktsystem möglich. Diese Kräfte treten aber während des normalen Betriebs und auch bei starken Vibrationen nicht auf. Da hohe Kontaktkräfte erzielt werden, wird eine drastische Verringerung des Kontaktwiderstands und somit eine geringere Eigenerwärmung erreicht. Es können höhere Ströme übertragen werden. Bis auf das Druckteil sind alle Einzelteile einfache Drehteile, die kosten günstig gefertigt werden können, oder es sind vorhandene DIN-Teile, die ebenfalls günstig zu beziehen sind. Das Druckteil kann auf einfache und kostengünstige Weise als Druckgußteil hergestellt sein. Insgesamt weist das gesamte Kontaktsystem eine geringe Baugröße auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen
Fig.1
die Ansicht eines 1-poligen Kontaktsystems,
Fig. 2
die Ansicht des Kontaktsystems gem. Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellung, und
Fig. 3
die Ansicht des Kontaktsystems gem. Fig. 1 in auseinandergezogener und perspektivischer Darstellung.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kontaktsystem besteht im wesentlichen aus einem Buchsenteil 1 und einem Steckteil 2, die ineinander steckbar sind.
Das Buchsenteil, weist im Steckbereich eine 2-fach geschlitzte Bohrung 3 auf, wobei hier die axialen Schlitze 4 vorgesehen sind. Diese Art Buchse ist sehr stabil und hat nur eine geringe Federwirkung. In einer bestimmten Tiefe der Bohrung 3 befindet sich eine Innen-Nut 5 geringer Tiefe und bestimmter Breite, deren Wirkungsweise weiter unten erläutert wird. Zum Anschluß eines Leiters an der der Bohrung gegenüberliegenden Seite, können alle bekannten Anschlußtechniken Verwendung finden. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Axialschraubklemme 6.
Das Steckteil 2 besteht im wesentlichen aus dem Grundkörper 7 mit beliebigem Anschlußbereich 8 und einem abgesetzten vorderen Bereich 9 mit einer Querbohrung 10 zur Aufnahme eines Querstiftes 11, vorzugsweise eines Knebelkerbstiftes. Weiter zum mittleren Bereich weitet sich der Stift nochmals konisch auf einen größeren Durchmesser, wobei hier der Konus 12 ausgebildet ist. Vor dem Anschlußbereich 8 wird der Durchmesser nochmals größer und ist in diesem Bereich mit einem 2-Flach 13 versehen. Der Leiteranschluß 8 ist im vorliegenden Fall als Bolzenklemme ausgebildet.
Auf dem abgesetzten Ende des Grundkörpers 7 ist ein mit sechs Schlitzen 14 versehenes Kontaktteil 15 mit entsprechender Innenbohrung aufgesetzt. Im geschlitzten Bereich ist der Bohrungsdurchmesser größer, so daß dort leicht federnde Kontaktlamellen 16 entstehen. Die große Bohrung ist am äußeren Ende innenseitig mit einer Fase 17 ausgestattet. Dieser Bereich befindet sich über dem Konus 12 des Grundkörpers. An der Innenseite der Bohrung des Kontaktteils 15 ist ein Federelement 18, vorzugsweise eine Tellerfeder vorgesehen. Diese hält das Kontaktteil auf Distanz zum konischen Bereich des Grundkörpers, so daß die Kontaktlamellen 16 des Kontaktteils noch nicht auf dem Konus 12 des Grundkörpers aufliegen. Sie können noch nach innen federn. Das ist erforderlich, da auf der Außenseite des Kontaktteils, etwa in der Mitte der Kontaktlamellen, eine umlaufende Wulst 19 geringer Höhe vorhanden ist. Der Außendurchmesser der Wulst ist etwas größer als der Innendurchmesser der Bohrung 3 des Buchsenteils 1. Auf dem abgesetzten Ende des Grundkörpers sitzt an der äußeren Stirnfläche des Kontaktteils 15 ein weiteres Federelement 18', vorzugsweise ist auch hier eine Tellerfeder vorgesehen.
Anschließend befindet sich auf dem vorderen Bereich 9 des Grundkörpers ein Druckteil 20, das mit dem Querstift 11 gesichert ist, der in die Querbohrung 10 des abgesetzten Endes des Grundkörpers eingedrückt ist.
Das Druckteil hat eine zylindrische Form mit Innenbohrung und an der Außenseite zwei gegenüberliegende Rippen 21. An der Stirnfläche befindet sich eine Nut 22, die zu den Rippen um 90° versetzt ist.
Die durch die Nut gebildeten Vertiefungen sind über eine ansteigende Gleitfläche mit zwei weiteren Aussparungen (Kerben) an der Stirnfläche verbunden. Diese sind zu den Ausgangsvertiefungen wiederum um 90° versetzt, sie befinden sich somit im Bereich der außenliegenden Rippen 21 des Kontaktteils. Sie haben eine geringere Tiefe, so daß ein gewisser Anstieg vom ersten Kerbenpaar zum um 90° versetzten zweiten Kerbenpaar vorhanden ist. Das Buchsenteil wird so auf das Steckteil gesteckt, daß die zwei Rippen des Schaltelements in die zwei Schlitzte 4 der Buchse eintauchen.
Das Buchsenteil kann dann so weit kraftlos aufgesteckt werden, bis sie auf die Wulst 19 des Kontaktteils stößt. Jetzt muß das Buchsenteil mit etwas Kraftaufwand weitergeschoben werden, so daß die Kontaktlamellen 16 des Kontaktteils leicht nach innen federn und das Buchsenteil so weit auf das Steckteil geschoben werden kann, bis die Wulst des Kontaktteils in die Nut 5 in der Buchseninnenseite einrastet.
Wird jetzt das Buchsenteil um 90° in Uhrzeigerrichtung gedreht, schiebt sich das Druckteil 20 um den Betrag des Anstiegs von der unteren zur oberen Aussparung an der Stirnfläche nach hinten, in Richtung konischer Kontaktbereich am Stiftkontaktgrundkörper. Es wird vom Querstift (Knebelkerbstift) in der entgegengesetzten Richtung gesichert.
Durch diese leichte Rückwärtsbewegung des Kontaktteils berühren die Innenseiten der federnden Kontaktlamellen den konischen Bereich des Grundkörpers (Konus 12) und bewegen sich auf diesem nach außen.
Jetzt kontaktieren sie mit ihren hinteren Außenflächen auch gleichzeitig die Buchseninnenseite und werden gegen diese gepreßt. Es entsteht eine innige Kontaktierung, die durch die zusammengepreßten Federelemente 18, 18' (Tellerfedern) aufrechterhalten wird.

Claims (7)

1-poliges Kontaktsystem für hohe Ströme, bestehend aus einem starren Buchsenteil und einem mit federelastischen Kontaktlamellen versehenen Steckteil, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steckteil (2) einen stiftförmigen Ansatz aufweist,
daß auf den stiftförmigen Ansatz ein zylinderförmiges, mit Schlitzen (14) versehenes Kontaktteil (15) aufgeschoben ist, wobei die Schlitze in axialer Richtung des Steckteils vorgesehen sind und federelastische Kontaktlamellen (16) ausgebildet sind,
daß die freien Enden der Kontaktlamellen zu einem konischen Übergang vom Steckteil zum stiftförmigen Ansatz weisen, und
daß am vorderen Ende des Ansatzes ein Druckteil (20) vorgesehen ist, das auf das Kontaktteil (15) einwirken kann, wobei die freien Enden der Kontaktlamellen (16) gegen den Konus (12) gepreßt werden, so daß diese radial nach außen, d. h. gegen die Buchseninnenseite, gedrückt werden.
1-poliges Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckteil (20) durch einen endseitigen Querstift (11) im Ansatzende gegen Abrutschen vom Ansatz gesichert ist.
1-poliges Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Axialspiel des Kontaktteils (15) durch beidseitig angeordnete Federelemente (18, 18')begrenzt ist, wobei die freien Enden der Kontaktlamellen (16) in der Grundstellung noch nicht mit dem Konus (12) in Berührung gelangen.
1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querstift (11) auf eine Schrägfläche des Druckteils (20) einwirkt, wobei bei einer Verdrehung des Druckteils in Bezug auf den Querstift dieses axial verschoben wird, so daß die freien Enden der Kontaktlamellen (16) gegen den Konus (12) gepreßt werden, so daß diese radial nach außen, d. h. gegen die Buchseninnenseite, gedrückt werden.
1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckteil (20) mit mindestens einer Rippe (21) versehen ist, die beim Zusammenfügen der Steckteile in einen entsprechend bemessenen axialen Schlitz (4) des Buchsenteils (1) eintaucht.
1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnfläche des Druckteils (20) mit einer radialen Nut (22) versehen ist, in die der Querstift (11) bei Erreichen der Verriegelungsposition einrastet.
1-poliges Kontaktsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kontaktteil (15) eine umlaufende Ringwulst (19) im Bereich der Kontaktlamellen-Außenseite aufweist, und
daß das Buchsenteil (1) mit einer Innen-Nut (5) versehen ist, in die die Wulst beim Zusammenfügen der Steckteile einrastet.
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