EP1289072A2 - Elektrischer Druckkontakt - Google Patents

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Publication number
EP1289072A2
EP1289072A2 EP02019670A EP02019670A EP1289072A2 EP 1289072 A2 EP1289072 A2 EP 1289072A2 EP 02019670 A EP02019670 A EP 02019670A EP 02019670 A EP02019670 A EP 02019670A EP 1289072 A2 EP1289072 A2 EP 1289072A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
electrical
housing sleeve
electrical pressure
pressure contact
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02019670A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1289072A3 (de
Inventor
Monika Bauer
Frank Moskob
Robert Dost
Bernd Schumann
Andreas Kainz
Jürgen Veit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Era Contact GmbH
Original Assignee
Era Contact 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 Era Contact GmbH filed Critical Era Contact GmbH
Publication of EP1289072A2 publication Critical patent/EP1289072A2/de
Publication of EP1289072A3 publication Critical patent/EP1289072A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2407—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means
    • H01R13/2421—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means using coil springs

Definitions

  • Electrical pressure contacts of this type are used, for example, for power transmission between elements movable relative to each other.
  • the contact pin has one dual function: on the one hand, it can have a resilient mechanical contact with produce a mating contact that is movable relative to the housing sleeve. On the other hand electrical contact can be established via its current-conducting body. Electrical pressure contacts of this type are widely used, for example in rail couplings.
  • Electrical pressure contacts of this type are widely used, for example in rail couplings.
  • EP-0-435 408 B1 shows an electrical pressure contact that addresses these problems should deal with.
  • No strands are used for this pressure contact.
  • the contact pin is partially designed as a hollow cylinder, the wall of which is provided with several longitudinal slots, whereby wall sectors result, which are designed as resilient, current-conducting contact tongues.
  • This Contact tongues lie on the inside of a current-transmitting housing sleeve grinding on, so that current through the contact tongues and the housing sleeve to Connector can flow.
  • pressure contact is comparatively complex.
  • DE-4-317 255 C2 shows an electrical pressure contact for full or semiautomatic rail vehicle couplings with a housing sleeve Plastic and an axially displaceably mounted sliding sleeve in one hollow contact pin passes.
  • this hollow contact pin is from the outside a metallic contact sleeve can be inserted on the side facing the contact carries a contact plate and on its side facing away from the contact with a Cable end is crimped.
  • the contact pin thus only a mechanical contact, while the electrical contact must be produced by a line laid inside the contact pin.
  • Such a structure thus requires an increased number of components and more complex Assembly, which increases production costs.
  • the invention is based, an electrical pressure contact input Specify the type mentioned, which is simple, inexpensive to manufacture and has a long service life, d. H. especially a high number of contact strokes without Survives damage.
  • the corresponding sections of the contact pin and the Connection piece with line ends threaded into the bores radially pressed inside, with a pressure that is such that the line on the one hand is clamped tight enough that it cannot come loose and for one good electrical contact, but not damaged by pressing becomes.
  • This type of attachment is called crimping.
  • the Pressure contact according to the invention also a longer life. Because on the one hand there is a risk that the solder if there is overheating of a soldered pressure contact becomes plastic and the strand "unsoldered itself", i.e. the connection is released. On the other hand, the risk of breakage is higher with a soldered strand than with one crimped. This is partly due to the fact that when soldering solder over the solder joint can penetrate into the strand and stiffen it, which has the consequence that the The wire breaks more easily when the contact pin moves axially.
  • the pretensioning device is replaced by a Coil spring formed.
  • the flexible electrical line is by a tubular strand formed.
  • a tubular strand can be axial Fan out the load and give in this way without the stranded fibers would kink and break as a result.
  • a tubular strand in axial Compressible direction it can simply along the axis of the housing sleeve be arranged. This represents a great simplification compared to that in Pressure contacts usually used strands, for example with a certain pre-rotation between the contact pin and connector attached so that they collapse in loops under axial load.
  • the contact pin must be opposite the Always be twisted in a certain way. This requires funds that hold the contact pin in this twisted position.
  • such means are not required for pressure contact with the stranded wire, what a simple structure of the pressure contact benefits.
  • the flexible electrical line is a tubular braided copper wire.
  • the flexible electrical line formed by the coil spring is crimped with the contact pin and the connector. This leads to an even simpler construction of the pressure contact and yet lower manufacturing costs. Such a pressure contact is also from particularly long service life because of the risk of the flexible cable breaking is practically excluded by contact strokes.
  • the connector in a preferred embodiment a contact-facing first cylindrical Section which is arranged co-axially with the housing sleeve and into which End of the coil spring facing away from the contact is inserted. This will make the Coil spring in position at its end facing away from the contact in a simple manner held.
  • the contact pin preferably has a peripheral one in its peripheral surface Groove arranged perpendicular to the pin axis, in which a locking ring is accommodated on its contact-facing side a stop for a contact-facing end of the sleeve radially inward shoulder and forms a stop for the spring on its side facing away from the contact.
  • a locking ring is accommodated on its contact-facing side a stop for a contact-facing end of the sleeve radially inward shoulder and forms a stop for the spring on its side facing away from the contact.
  • the spring is not crimped with the contact pin for power transmission, it sits on the side of the locking ring facing away from the contact and thus pushes the contact pin in Contact direction.
  • the mobility of the contact pin in the contact direction is limited by the fact that the contact-facing side of the locking ring on the protruding shoulder of the housing sleeve.
  • the construction with locking ring and groove is extremely simple and inexpensive to manufacture. In particular except for the
  • the connector advantageously has a second cylindrical section, whose diameter corresponds to the inside diameter of the housing sleeve and the has a crimping surface over which the housing sleeve is crimped.
  • Such Crimp connection between connector and housing sleeve is robust and inexpensive to manufacture.
  • said crimping surface has a circumferential notch.
  • the housing sleeve is pressed into this notch and thus firmly with the Connection piece connected.
  • the connector has on the side facing away from the second cylindrical section an axially arranged threaded bolt for Connect the electrical supply.
  • the contact pin preferably has a contact-facing rounded one Contact area.
  • the rounding of the contact surface also causes the contact pin can then make contact with a mating contact surface if it is not accurate meets them vertically.
  • the rounded one Gold-plated contact surface to avoid corrosion that could cause electrical contact would worsen.
  • a contact rivet made of silver.
  • the contact rivet has a gold-plated contact surface
  • housing sleeve, contact pin and Connector made of brass with a small amount of lead, especially made of CuZn38Pb2.
  • Such a material is sufficiently conductive, inexpensive, machinable and crimpable after suitable heat treatment. It therefore enables simple, quick and inexpensive production of the Pressure contact.
  • a housing sleeve made of this material is the same Wall thickness much more stable than one made of plastic. Such an electrical Pressure contact is therefore inherent, i.e. without in a plastic plate or similar to be embedded, high stability and is therefore universal used.
  • Figures 1 to 3 show different embodiments of the invention electrical pressure contact with a housing sleeve 1, which is a contact facing (above in Figures 1 to 3) and a contact-facing end (below in Figures 1 to 3) has.
  • the housing sleeve axis is designated by reference number 10.
  • a contact pin 2 is mounted axially displaceably in the housing sleeve 1. Doing so he is biased by a coil spring 4 in the contact direction.
  • the contact pin has a circumferential groove 11 in its circumferential surface, which is perpendicular is arranged to axis 10.
  • a locking ring 6 sits with his contact-facing side (top in Figures 1 to 3) with a radially inward standing shoulder 12 of the housing sleeve can come into contact.
  • locking ring 6 and housing sleeve shoulder 12 is the mobility of the contact pin in Contact direction limited.
  • FIGS. 1 and 2 on the side of the locking ring 6 facing away from the contact Coil spring 4 on. At the end facing away from the contact, the housing sleeve 1 is through a connector 3 closed.
  • This connector 3 is shown in FIG. 1 and 2 the coil spring 4 with its end facing away from the contact.
  • the Connector 3 has a contact-facing first cylindrical section 13, whose diameter is slightly smaller than the inside diameter of the spring 4. In Figures 1 and 2, this first cylindrical portion 13 is inserted into the spring 4 and hold it in place.
  • the connector 3 has a second cylindrical portion 14, the Diameter corresponds to the inner diameter of the housing sleeve 1.
  • On his cylindrical peripheral surface is a circumferential notch 15.
  • the Circumferential surface of the cylindrical section 14 with its circumferential notch 15 forms a crimping surface over which the housing sleeve 11 is crimped.
  • At the Contact-away side of the cylindrical portion 14 includes an axial arranged threaded bolt 16 on which an electrical lead on itself known way can be attached.
  • the biased contact pin 2 in the manner described can thus be a resilient Establish mechanical pressure contact with a counter contact.
  • Examples of the pressure contact according to the invention are the contact pin 2 and that Connector 3 made of CuZn38Pb2. This material is sufficient conductive to make electrical contact via contact pin 2 and connector 3 manufacture.
  • Contact pin 2 and connector 3 are axially flexible electrical line connected.
  • the flexible electrical wire is braided Stranded hose made of copper.
  • This stranded hose is in one end Bore 20 in contact pin 2 and the other end in a bore 21 in Inserted connector 3 and clamped in each of these.
  • the corresponding sections of the contact pin 2 and the connector 3 with threaded stranded hose 5 pressed radially inwards, with a Pressure that is dimensioned so that the strand is clamped tight enough on the one hand that it cannot come loose and ensures good electrical contact, on the other hand is not damaged by the pressure.
  • This type of attachment is called crimping.
  • the pressure contact according to the invention differs from conventional ones Pressure contacts in which a cable or a strand on contact pin and Connector is soldered.
  • the crimping of the wire offers one Solder the advantage that it is less expensive to manufacture, and the Lifetime of the pressure contact increased. Because there is a soldered strand Danger that it will unsolder if the pressure contact overheats. Besides, can the braid is stiffened by the solder, making it easier to break.
  • the contact pin 2 When a pressure contact is in operation, the contact pin 2 is inserted into the housing sleeve 1 pushed, and the hose strand is axially compressed. Such an axial Compression can give the braided hose strand 5 optimally by itself fan out. This prevents the individual stranded fibers from being kinked and break, thereby increasing the life of the electric Pressure contact is increased.
  • the braided tubular strand of the Pressure contact according to the invention is not required, which simplifies the construction makes and keeps the manufacturing costs lower. Because a braided one tubular strands can give way particularly well to axial compression, can be kept larger overall, i.e. a large number of stranded fibers included without being too stiff and therefore prone to breakage. Therefore, the Pressure contact according to the invention with a stranded hose, in particular for transmission high currents can be designed.
  • the flexible electrical line between contact pin 2 and connector 3 alone through the coil spring 4 is formed, which simultaneously biases the contact pin 2.
  • Fig. 3 Such electrical pressure contact is shown in Fig. 3.
  • Contact pin 2 is on an axial bore 22 and the connector 3 on its side facing away from the contact an axial bore 23 on its contact-facing side. In these bores the ends of the spring 4 are inserted and with the contact pin or connector crimped.
  • Such a structure is simple and long-lasting because the Spring 4 is insensitive to compression.
  • the contact pin 2 has a rounded gold-plated contact surface 24. By the rounding can make good electrical contact with a via this contact surface Counter contact surface are formed, even if the contact pin 2 is not quite meets them vertically.
  • the contact pin 2 with a silver rivet 7 be provided, which is shown in Figures 2 and 3.
  • the silver rivet 7 has one Elongated section 25, with which it fits into an axial bore 26 in the contact pin 2 is used. It also has a head 27 with a contact facing bulging contact surface, which can also be gold-plated.
  • the invention is distinguished electrical pressure contact through a simple construction from a few simple parts to be manufactured and assembled quickly and inexpensively.
  • the contact pin in Figures 1 and 2 essentially has one cylindrical shape, which is shown in the figure only as a result of the crimping with the strand something is constricted. In particular, this does not require a two-part construction Sections of different diameters to provide a stop for the shoulder 12 to build.
  • the connector 3 also enables the attachment of strand 5 and / or spring 4, closure of the housing sleeve 1 via the notch 15 provided cylindrical crimping surface and the connection of a lead via a Threaded bolt 16.
  • the crimp connection shown in the figures between the second cylindrical portion 14 of the connector 3 and the Housing sleeve 1 is quick and inexpensive to manufacture and very robust.
  • the housing sleeve 1 is also made of CuZn38Pb2, the inexpensive, machinable, conductive and crimpable and therefore one Fast, simple and inexpensive manufacture of the electrical according to the invention Pressure contact allowed.

Landscapes

  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

Beschrieben ist ein elektrischer Druckkontakt, umfassend eine Gehäusehülse (1) mit einem kontaktzugewandten und einem kontaktabgewandten Ende, einen in der Gehäusehülse (1) axial verschiebbar gelagerten Kontaktstift (2), der an der kontaktzugewandten Seite aus der Gehäusehülse (1) vorsteht, gegen die Vorspannkraft eines in der Gehäusehülse (1) angeordneten Vorspannelementes in die Gehäusehülse einschiebbar ist und über dessen leitfähigen Körper der elektrischer Kontakt herstellbar ist, ein Anschlußstück (3) zur Befestigung einer elektrischen Zuleitung am kontaktabgewandten Ende der Gehäusehülse (1) und eine in der Gehäusehülse (1) angeordnete axial flexible elektrische Leitung (4, 5) zwischen Anschlußstück (3) und Kontaktstift (2). Die flexible elektrische Leitung ist mit ihrem kontaktzugewandten Ende in einer am kontaktabgewandten Ende des Kontaktstifts ausgebildeten axialen Bohrung (20) eingeklemmt und mit ihrem kontaktabgewandten Ende in einer am kontaktzugewandten Ende des Anschlußstückes ausgebildeten axialen Bohrung (21) eingeklemmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Druckkontakt, umfassend
  • eine Gehäusehülse mit einem kontaktzugewandten und einem kontaktabgewandten Ende,
  • einen in der Gehäusehülse axial verschiebbar gelagerten Kontaktstift, der aus dem kontaktzugewandten Ende der Gehäusehülse vorsteht, gegen die Vorspannkraft eines in der Gehäusehülse angeordneten Vorspannelementes in die Gehäusehülse einschiebbar ist und über dessen leitfähigen Körper der elektrische Kontakt herstellbar ist,
  • ein Anschlußstück zur Befestigung einer elektrischen Zuleitung am kontaktabgewandten Ende der Gehäusehülse und
  • eine in der Gehäusehülse angeordnete axial flexible elektrische Leitung zwischen Anschlußstück und Kontaktstift.
Elektrische Druckkontakte dieser Art dienen beispielsweise zur Stromübertragung zwischen relativ zueinander beweglichen Elementen. Dabei hat der Kontaktstift eine zweifache Funktion: Zum einen kann er einen federnden mechanischen Kontakt mit einem relativ zur Gehäusehülse beweglichen Gegenkontakt herstellen. Zum anderen ist dabei über seinen stromleitenden Körper ein elektrischer Kontakt herstellbar. Elektrische Druckkontakte dieser Art werden in großem Umfang eingesetzt, beispielsweise in Bahnkupplungen.
Elektrische Druckkontakte dieser Art werden in großem Umfang eingesetzt, beispielsweise in Bahnkupplungen.
Bei herkömmlichen elektrischen Druckkontakten eingangs genannter Art wird die flexible elektrische Leitung durch Litzen gebildet, die am Kontaktstift und am Anschlußstück festgelötet sind. Dabei werden üblicherweise mehrere Litzen gefaltet und derart vorverdreht, daß sie einem Einschieben des Kontaktstiftes in die Gehäusehülse nachgeben können, ohne daß die Litzen geknickt werden, um eine Beschädigung derselben zu vermeiden. Dennoch kommt es bei herkömmlichen elektrischen Druckkontakten in Folge einer großen Anzahl Kontakthübe unvorteilhaft oft zu Beschädigungen, insbesondere Brüchen der Litzen. Außerdem ist die Herstellung eines solchen elektrischen Druckkontaktes relativ aufwendig und teuer.
EP-0-435 408 B1 zeigt einen elektrischen Druckkontakt, der diese Probleme umgehen soll. Bei diesem Druckkontakt werden keine Litzen verwendet. Statt dessen ist der Kontaktstift teilweise als Hohlzylinder ausgebildet, dessen Wandung mit mehreren Längsschlitzen versehen ist, wodurch sich Wandungssektoren ergeben, die als federnde, stromleitende Kontaktzungen ausgebildet sind. Diese Kontaktzungen liegen an der Innenseite einer stromübertragenden Gehäusehülse schleifend an, so daß Strom über die Kontaktzungen und die Gehäusehülse zum Anschlußstück fließen kann. Die Herstellung eines solchen litzenlosen Druckkontaktes ist jedoch vergleichsweise aufwendig.
DE-4-317 255 C2 zeigt einen elektrischen Druckkontakt für voll- oder halbautomatische Schienenfahrzeugkupplungen mit einer Gehäusehülse aus Kunststoff und einer in dieser axial verschiebbar gelagerten Gleithülse, die in einen hohl ausgebildeten Kontaktstift übergeht. In diesen hohlen Kontaktstift ist von außen eine metallische Kontakthülse einführbar, die an ihrer kontaktzugewandten Seite eine Kontaktplatte trägt und an ihrer kontaktabgewandten Seite mit einem Kabelende vercrimpt ist. Bei einem derartigen Druckkontakt stellt der Kontaktstift also lediglich einen mechanischen Kontakt her, während der elektrische Kontakt durch eine im Inneren des Kontaktstiftes verlegte Leitung hergestellt werden muß. Ein derartiger Aufbau erfordert somit eine erhöhte Anzahl Bauteile und aufwendigere Montage, was die Produktionskosten erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Druckkontakt eingangs genannter Art anzugeben, der einfach aufgebaut, kostengünstig herzustellen und von hoher Lebensdauer ist, d. h. insbesondere eine hohe Anzahl Kontakthübe ohne Schäden übersteht.
Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Druckkontakt der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die flexible elektrische Leitung mit ihrem kontaktzugewandten Ende in einer am kontaktabgewandten Ende des Kontaktstifts ausgebildeten axialen Bohrung eingeklemmt ist und mit ihrem kontaktabgewandten Ende in einer am kontaktzugewandten Ende des Anschlußstückes ausgebildeten axialen Bohrung eingeklemmt ist.
Dazu werden die entsprechenden Abschnitte des Kontaktstiftes und des Anschlußstückes mit in die Bohrungen eingefädelten Leitungsenden radial nach innen gepreßt, und zwar mit einem Druck, der so bemessen ist, daß die Leitung einerseits fest genug eingeklemmt ist, daß sie sich nicht lösen kann und für einen guten elektrischen Kontakt sorgt, andererseits durch das Pressen nicht beschädigt wird. Diese Befestigungsart nennt man Crimpen.
Durch die direkte Vercrimpung der Leitung mit Kontaktstift und Anschlußstück ist der Aufbau des erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontaktes einfach und seine Herstellung preiswert. Insbesondere ist seine Herstellung deutlich weniger aufwendig als bei einer gelöteten Verbindung.
Im Gegensatz zu einem Druckkontakt mit gelöteter Verbindung hat der erfindungsgemäße Druckkontakt zudem eine höhere Lebensdauer. Denn zum einen besteht bei Überhitzung eines gelöteten Druckkontaktes die Gefahr, daß das Lot plastisch wird und die Litze "sich selbst auslötet", d.h. die Verbindung gelöst wird. Zum anderen ist bei einer verlöteten Litze die Bruchgefahr höher als bei einer vercrimpten. Das liegt unter anderem daran, daß beim Löten Lot über die Lötstelle hinaus in die Litze eindringen kann und diese versteift, was zur Folge hat, daß die Litze bei axialer Bewegung des Kontaktstiftes leichter bricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorspannvorrichtung durch eine Schraubenfeder gebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die flexible elektrische Leitung durch eine schlauchförmige Litze gebildet. Eine schlauchförmige Litze kann sich unter axialer Belastung auffächern und dieser dadurch nachgeben, ohne daß die Litzenfasern geknickt und dadurch brechen würden. Da eine schlauchförmige Litze in axialer Richtung stauchbar ist, kann sie einfach entlang der Gehäusehülsenachse angeordnet sein. Dies stellt eine große Vereinfachung gegenüber den in Druckkontakten üblicherweise verwendeten Litzen dar, die beispielsweise mit einer gewissen Vorverdrehung zwischen Kontaktstift und Anschlußstück angebracht werden, damit sie sich bei axialer Belastung in Schlaufen zusammenlegen. Um solch eine Vorverdrehung herzustellen, muß der Kontaktstift gegenüber dem Anschlußstück stets auf eine gewisse Weise verdreht sein. Dies erfordert Mittel, die den Kontaktstift in dieser verdrehten Position halten. Beim erfindungsgemäßen Druckkontakt mit Schlauchlitze sind derartige Mittel jedoch nicht erforderlich, was einem einfachen Aufbau des Druckkontaktes zugute kommt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die flexible elektrische Leitung eine schlauchförmige geflochtene Litze aus Kupfer. Eine geflochtene Litze kann einer axialen Stauchung besonders gut nachgeben ohne dabei beschädigt zu werden. Bei ausreichender Flexibilität kann eine geflochtene Litze daher verhältnismäßig groß ausgeführt sein, d.h. eine große Anzahl Litzenfasern umfassen, wodurch der elektrische Widerstand des Druckkontaktes gesenkt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die flexible elektrische Leitung durch die Schraubenfeder gebildet. Diese kann auf ähnliche Weise wie die beschriebene Litze mit dem Kontaktstift und dem Anschlußstück vercrimpt werden. Dies führt zu einem noch einfacheren Aufbau des Druckkontaktes und noch geringeren Herstellungskosten. Außerdem ist ein derartiger Druckkontakt von besonders hoher Lebensdauer, weil die Gefahr eines Bruches der flexiblen Leitung durch Kontakthübe praktisch ausgeschlossen ist.
Falls die Schraubenfeder nicht zur Stromübertragung dient, hat das Anschlußstück in einer bevorzugten Ausführungsform einen kontaktzugewandten ersten zylindrischen Abschnitt, der co-axial mit der Gehäusehülse angeordnet ist und in das kontaktabgewandte Ende der Schraubenfeder eingeführt ist. Dadurch wird die Schraubenfeder an ihrem kontaktabgewandten Ende auf einfache Weise in Position gehalten.
Der Kontaktstift hat vorzugsweise in seiner Umfangsfläche eine umlaufende senkrecht zur Stiftachse angeordnete Nut, in der ein Sperring untergebracht ist, der auf seiner kontaktzugewandten Seite einen Anschlag für eine am kontaktzugewandten Ende der Hülse radial nach innen stehende Schulter und an seiner kontaktabgewandten Seite einen Anschlag für die Feder bildet. Falls die Feder nicht zur Stromübertragung mit dem Kontaktstift vercrimpt ist, sitzt sie an der kontaktabgewandten Seite des Sperrings an und drückt somit den Kontaktstift in Kontaktrichtung. Die Beweglichkeit des Kontaktstiftes in Kontaktrichtung wird dadurch begrenzt, daß die kontaktzugewandte Seite des Sperringes auf die nach innen vorstehende Schulter der Gehäusehülse trifft. Die Konstruktion mit Sperring und Nut ist ausgesprochen einfach und kostengünstig herzustellen. Insbesondere kann der Kontaktstift mit Ausnahme der Nut einen einfachen zylindrischen Umfang haben, was für die Herstellung günstig ist.
Vorteilhafterweise hat das Anschlußstück einen zweiten zylindrischen Abschnitt, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Gehäusehülse entspricht und der eine Crimpfläche hat, über die die Gehäusehülse gecrimpt ist. Eine derartige Crimpverbindung zwischen Anschlußstück und Gehäusehülse ist robust und kostengünstig herzustellen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung hat besagte Crimpfläche eine umlaufende Kerbe. In diese Kerbe ist die Gehäusehülse eingepreßt und somit fest mit dem Anschlußstück verbunden.
Vorzugsweise hat das Anschlußstück auf der kontaktabgewandten Seite des zweiten zylindrischen Abschnittes einen axial angeordneten Gewindebolzen zum Anschließen der elektrischen Zuleitung.
Vorzugsweise hat der Kontaktstift eine kontaktzugewandte abgerundete Kontaktfläche. Die Rundung der Kontaktfläche bewirkt, daß der Kontaktstift auch dann einen Kontakt mit einer Gegenkontaktfläche bilden kann, wenn er nicht genau senkrecht auf diese trifft. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die abgerundete Kontaktfläche vergoldet, um Korrosion zu vermeiden, die den elektrischen Kontakt verschlechtern würde.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in das kontaktzugewandte Ende des Kontaktstiftes eine Kontaktniet aus Silber eingesetzt. Über eine derartige Kontaktniet wird ein sehr gut leitender, korrosionsbeständiger Kontakt hergestellt. In einer vorteilhaften Weiterbildung hat die Kontaktniet eine vergoldete Kontaktfläche
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen Gehäusehülse, Kontaktstift und Anschlußstück aus Messing mit einem geringen Bleianteil, insbesondere aus CuZn38Pb2. Ein derartiges Material ist ausreichend leitfähig, kostengünstig, zerspanungsfähig und nach einer geeigneten Wärmebehandlung crimpfähig. Es ermöglicht daher eine einfache, schnelle und kostengünstige Herstellung des Druckkontaktes. Eine Gehäusehülse aus diesem Material ist bei gleicher Wandstärke deutlich stabiler als eine aus Kunststoff. Ein solcher elektrischer Druckkontakt hat daher von sich aus, d.h. ohne in eine Kunststoffplatte oder ähnliches eingelassen zu sein, eine hohe Stabilität und ist somit universell einsetzbar.
Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand dreier Ausführungsbeispiele erläutern. Darin zeigt:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontakt mit geflochtener Schlauchlitze und vergoldeter Kontaktfläche,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontakt mit geflochtener Schlauchlitze und Kontaktniet aus Silber und
Fig. 3
einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontakt, bei dem die flexible elektrische Leitung zwischen Kontaktstift und Anschlußstück durch die den Kontaktstift vorspannende Schraubenfeder gebildet wird.
Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontaktes mit einer Gehäusehülse 1, die ein kontaktzugewandtes (oben in Figuren 1 bis 3) und ein kontaktabgewandtes Ende (unten in Figuren 1 bis 3) hat. Die Gehäusehülsenachse ist mit Bezugsziffer 10 bezeichnet.
In der Gehäusehülse 1 ist ein Kontaktstift 2 axial verschiebbar gelagert. Dabei wird er von einer Schraubenfeder 4 in Kontaktrichtung vorgespannt.
Der Kontaktstift hat in seiner Umfangsfläche eine umlaufende Nut 11, die senkrecht zur Achse 10 angeordnet ist. In dieser Nut sitzt ein Sperring 6, der mit seiner kontaktzugewandten Seite (Oberseite in Figuren 1 bis 3) mit einer radial nach innen stehenden Schulter 12 der Gehäusehülse in Anlage kommen kann. Durch Sperring 6 und Gehäusehülsenschulter 12 ist die Beweglichkeit des Kontaktstiftes in Kontaktrichtung begrenzt.
Auf der kontaktabgewandten Seite des Sperringes 6 liegt in Figuren 1 und 2 die Schraubenfeder 4 an. Am kontaktabgewandten Ende ist die Gehäusehülse 1 durch ein Anschlußstück 3 verschlossen. An diesem Anschlußstück 3 steht in Figuren 1 und 2 die Schraubenfeder 4 mit ihrem kontaktabgewandten Ende an. Das Anschlußstück 3 hat einen kontaktzugewandten ersten zylindrischen Abschnitt 13, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser der Feder 4 ist. In Figuren 1 und 2 ist dieser erste zylindrische Abschnitt 13 in die Feder 4 eingeführt und hält diese in Position.
Das Anschlußstück 3 hat einen zweiten zylindrischen Abschnitt 14, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Gehäusehülse 1 entspricht. Auf seiner zylindrischen Umfangsfläche befindet sich eine umlaufende Kerbe 15. Die Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 14 mit seiner umlaufenden Kerbe 15 bildet eine Crimpfläche, über die die Gehäusehülse 11 gecrimpt ist. An der kontaktabgewandten Seite des zylindrischen Abschnittes 14 schließt ein axial angeordneter Gewindebolzen 16 an, an dem eine elektrische Zuleitung auf an sich bekannte Weise befestigt werden kann.
Der auf die beschriebene Art vorgespannte Kontaktstift 2 kann also einen federnden mechanischen Druckkontakt mit einem Gegenkontakt herstellen. In den gezeigten Beispielen des erfindungsgemäßen Druckkontaktes sind der Kontaktstift 2 und das Anschlußstück 3 aus CuZn38Pb2 hergestellt. Dieses Material ist ausreichend leitfähig, um einen elektrischen Kontakt über Kontaktstift 2 und Anschlußstück 3 herzustellen. Kontaktstift 2 und Anschlußstück 3 sind über eine axial flexible elektrische Leitung verbunden.
In Figuren 1 und 2 wird die flexible elektrische Leitung durch einen geflochtenen Litzenschlauch aus Kupfer gebildet. Dieser Litzenschlauch ist mit einem Ende in eine Bohrung 20 im Kontaktstift 2 und mit dem anderen Ende in eine Bohrung 21 im Anschlußstück 3 eingeführt und in diesen jeweils festgeklemmt. Dazu werden die entsprechenden Abschnitte des Kontaktstiftes 2 und des Anschlußstückes 3 mit eingefädeltem Litzenschlauch 5 radial nach innen gepreßt, und zwar mit einem Druck, der so bemessen ist, daß die Litze einerseits fest genug eingeklemmt ist, daß sie sich nicht lösen kann und für einen guten elektrischen Kontakt sorgt, andererseits durch den Druck nicht beschädigt wird. Diese Befestigungsart nennt man Crimpen.
Durch das direkte Vercrimpen der Litze mit Kontaktstift und Anschlußstück unterscheidet sich der erfindungsgemäße Druckkontakt von herkömmlichen Druckkontakten, in denen ein Kabel oder eine Litze an Kontaktstift und Anschlußstück festgelötet ist. Das Vercrimpen der Litze bietet gegenüber einem Verlöten den Vorteil, daß es in der Herstellung weniger aufwendig ist, und die Lebensdauer des Druckkontaktes erhöht. Denn bei einer verlöteten Litze besteht die Gefahr, daß sie sich bei Überhitzung des Druckkontaktes auslötet. Außerdem kann die Litze durch das Lot versteift werden und dadurch leichter brechen.
Im Betrieb eines Druckkontaktes wird der Kontaktstift 2 in die Gehäusehülse 1 geschoben, und die Schlauchlitze dabei axial gestaucht. Einer solchen axialen Stauchung kann die geflochtene Schlauchlitze 5 optimal nachgeben, indem sie sich auffächert. Dabei wird vermieden, daß die einzelnen Litzenfasern geknickt werden und brechen, wodurch die Lebensdauer des erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontaktes erhöht wird.
Bei herkömmlichen Druckkontakten werden üblicherweise mehrere Litzen gefaltet und mit einer gewissen Vorverdrehung in der Gehäusehülse 1 untergebracht, damit sie sich bei axialer Stauchung in Schlaufen legen ohne zu knicken. Dazu muß gewährleistet werden, daß der Kontaktstift 2 gegenüber dem Gehäuse 1 in einer bestimmten Verdrehung festgehalten wird. Ein dazu üblicherweise verwendeter Verdrehschutz ist hingegen bei der geflochtenen schlauchförmigen Litze des erfindungsgemäßen Druckkontaktes nicht erforderlich, was den Aufbau einfacher macht und die Herstellungskosten geringer hält. Da eine geflochtene schlauchförmige Litze einer axialen Stauchung besonders gut nachgeben kann, kann sie insgesamt größer gehalten werden, d.h. eine große Anzahl Litzenfasern enthalten, ohne daß sie zu steif und damit bruchanfällig würde. Daher kann der erfindungsgemäße Druckkontakt mit Schlauchlitze insbesondere zur Übertragung hoher Ströme ausgelegt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckkontaktes wird die flexible elektrische Leitung zwischen Kontaktstift 2 und Anschlußstück 3 allein durch die Schraubenfeder 4 gebildet, die gleichzeitig den Kontaktstift 2 vorspannt. Ein derartiger elektrischer Druckkontakt ist in Fig. 3 dargestellt. Der Kontaktstift 2 hat an seiner kontaktabgewandten Seite eine axiale Bohrung 22 und das Anschlußstück 3 an seiner kontaktzugewandten Seite eine axiale Bohrung 23. In diese Bohrungen sind die Enden der Feder 4 eingeführt und mit dem Kontaktstift bzw. Anschlußstück vercrimpt. Ein derartiger Aufbau ist einfach und von hoher Lebensdauer, weil die Feder 4 gegen Stauchung unempfindlich ist.
In Fig. 1 hat der Kontaktstift 2 eine abgerundete vergoldete Kontaktfläche 24. Durch die Rundung kann über diese Kontaktfläche ein guter elektrischer Kontakt mit einer Gegenkontaktfläche gebildet werden, auch wenn der Kontaktstift 2 nicht ganz senkrecht auf diese trifft. Alternativ kann der Kontaktstift 2 mit einer Silberniet 7 versehen sein, die in Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Die Silberniet 7 hat einen länglichen Abschnitt 25, mit dem sie in eine axiale Bohrung 26 im Kontaktstift 2 eingesetzt ist. Außerdem hat sie einen Kopf 27 mit einer kontaktzugewandten vorgewölbten Kontaktfläche, die ebenfalls vergoldet sein kann.
In allen beschriebenen Ausführungsformen zeichnet sich der erfindungsgemäße elektrische Druckkontakt durch einen einfachen Aufbau aus wenigen einfach herzustellenden und schnell und kostengünstig zu montierenden Teilen aus. Beispielsweise hat der Kontaktstift in Figuren 1 und 2 eine im wesentlichen zylindrische Form, die in der Abbildung nur infolge der Vercrimpung mit der Litze etwas eingeschnürt ist. Insbesondere benötigt dieser keinen zweiteiligen Aufbau mit Abschnitten verschiedenen Durchmessers, um einen Anschlag für die Schulter 12 zu bilden. Das Anschlußstück 3 ermöglicht gleichzeitig die Befestigung von Litze 5 und/oder Feder 4, Verschluß der Gehäusehülse 1 über die mit Kerbe 15 versehene zylindrische Crimpfläche und den Anschluß einer Zuleitung über einen Gewindebolzen 16. Die in den Abbildungen gezeigte Crimpverbindung zwischen dem zweiten zylindrischen Abschnitt 14 des Anschlußstückes 3 und der Gehäusehülse 1 ist schnell und kostengünstig herzustellen und dabei sehr robust. In den gezeigten Beispielen ist die Gehäusehülse 1 ebenfalls aus CuZn38Pb2, das preisgünstig, zerspanungsfähig, stromleitend und crimpbar ist und somit eine schnelle, einfache und preiswerte Herstellung des erfindungsgemäßen elektrischen Druckkontaktes gestattet.

Claims (16)

  1. Elektrischer Druckkontakt, umfassend
    eine Gehäusehülse (1) mit einem kontaktzugewandten und einem kontaktabgewandten Ende,
    einen in der Gehäusehülse (1) axial verschiebbar gelagerten Kontaktstift (2), der an der kontaktzugewandten Seite aus der Gehäusehülse (1) vorsteht, gegen die Vorspannkraft eines in der Gehäusehülse (1) angeordneten Vorspannelementes in die Gehäusehülse einschiebbar ist und über dessen leitfähigen Körper der elektrischer Kontakt herstellbar ist,
    ein Anschlußstück (3) zur Befestigung einer elektrischen Zuleitung am kontaktabgewandten Ende der Gehäusehülse (1) und
    eine in der Gehäusehülse (1) angeordnete axial flexible elektrische Leitung (4, 5) zwischen Anschlußstück (3) und Kontaktstift (2),
    dadurch gekennzeichnet, daß die flexible elektrische Leitung mit ihrem kontaktzugewandten Ende in einer am kontaktabgewandten Ende des Kontaktstifts ausgebildeten axialen Bohrung (20) eingeklemmt ist und mit ihrem kontaktabgewandten Ende in einer am kontaktzugewandten Ende des Anschlußstückes ausgebildeten axialen Bohrung (21) eingeklemmt ist.
  2. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannvorrichtung (4) eine Schraubenfeder ist.
  3. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible elektrische Leitung eine schlauchförmige Litze (5) ist.
  4. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchförmige Litze (5) geflochten ist und aus Kupfer besteht.
  5. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible elektrische Leitung durch die Schraubenfeder (4) gebildet wird.
  6. Elektrischer Druckkontakt nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (3) einen kontaktzugewandten ersten zylindrischen Abschnitt (13) hat, der co-axial mit der Gehäusehülse angeordnet ist und in die Schraubenfeder (4) eingeführt ist.
  7. Elektrischer Druckkontakt nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (2) in seiner Umfangsfläche eine umlaufende, senkrecht zur Stiftachse angeordnete Nut (11) hat, in der ein Sperring (6) untergebracht ist, der auf seiner kontaktzugewandten Seite einen Anschlag für eine am kontaktzugewandten Ende der Hülse radial nach innen stehende Schulter (12) und an seiner kontaktabgewandten Seite einen Anschlag für die Feder (4) bildet.
  8. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (2) in seiner Umfangfläche eine umlaufende, senkrecht zur Stiftachse angeordnete Nut (11) hat, in der ein Sperring (6) untergebracht ist, der auf seiner kontaktzugewandten Seite einen Anschlag für eine am kontaktzugewandten Ende der Hülse (1) radial nach innen stehende Schulter (12) bildet.
  9. Elektrischer Druckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (3) einen zweiten zylindrischen Abschnitt (14) hat, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Gehäusehülse (1) entspricht und der eine Crimpfläche hat, über die die Gehäusehülse (1) gecrimpt ist.
  10. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Crimpfläche eine den zweiten zylindrischen Abschnitt (14) umlaufende Kerbe (15) hat.
  11. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (3) auf der kontaktabgewandten Seite des zweiten zylindrischen Abschnittes (14) einen axial angeordneten Gewindebolzen (16) zum Anschließen der elektrischen Zuleitung hat.
  12. Elektrischer Druckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (2) eine kontaktzugewandte abgerundete Kontaktfläche (24) hat.
  13. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (24) vergoldet ist.
  14. Elektrischer Druckkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in das kontaktzugewandte Ende des Kontäktstifts (2) eine Kontaktniet (7) aus Silber eingesetzt ist.
  15. Elektrischer Druckkontakt nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktniet (7) eine vergoldete Kontaktfläche hat.
  16. Elektrischer Druckkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäusehülse (1), Kontaktstift (2) und Anschlußstück (3) aus Messing mit einem geringen Bleianteil bestehen, insbesondere aus CuZn38Pb2.
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