DE19703984A1 - Hochstromkontaktelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochstromkontaktelement aus einem Blechstanzteil, das ein Anschlußteil, z. B. einen einstückig angebundenen Leiterdrahtanschlußbereich und einen Kontaktbereich in Form einer Kontaktbuchse oder eines Kontaktstifts zur Kon­ taktierung eines passenden Gegenkontaktelements aufweist, wobei der Kontaktbereich eine vorgegebene Vielzahl von definierten, federnden Kontaktstellen aufweist.

Hochstromkontaktelemente sind elektrische Kontaktelemente, die über eine vorgegebene Vielzahl, z. B. mehr als zehn, den Strom­ übergang bewirkender Kontaktstellen verfügen, damit ein defi­ nierter und sehr niedriger Stromübergangswiderstand und dadurch bedingt bei vorgegebener Raumform und vorgegebenen Abmessungen für das Kontaktelement eine erhöhte Strombelastung ohne über­ mäßige örtliche Überhitzungen gewährleistet werden kann. Dabei sollen der Raumbedarf des Kontaktelements, die Steck- und Zieh­ kräfte zwischen Kontakt- und Gegenkontaktelement und der Materi­ al- und Herstellungsaufwand möglichst gering sein.

Aus der DE 36 08 276 A1 ist ein Hochstromkontaktelement bekannt in Form einer Kontaktfederbuchse oder eines federnden Steckkon­ taktstifts mit einer Vielzahl von seitlich nebeneinander ange­ ordneten, sich in Längs- bzw. Steckrichtung erstreckenden, an einem Trägerteil festgelegten Kontaktfederstegen aus Federdraht, die zur Bildung von Kontaktstellen mit einem Gegenkontaktelement radial nach innen oder außen gewölbt sind. Die Kontaktfederstege sind mindestens an ihrem einen Ende zu einer mattenartigen Kon­ taktfedereinheit über ein Begrenzungsband quer miteinander ver­ bunden, z. B. durch Laserverschweißung. Diese Einheit wird zu einer zylindrischen Tonnen- oder Sanduhrform gerollt und auf dem Trägerteil verklemmt angeordnet. Nachteilig bei diesem bekannten Kontaktelement ist die komplizierte und somit kostenaufwendige Herstellungsweise aus vielen Einzelteilen durch Verschweißung und Verklemmung. Die Kontaktstellen liegen in einer radialen Ebene nebeneinander beabstandet, so daß die Anzahl der Kontakt­ stellen wegen des erforderlichen räumlichen Abstandes begrenzt ist, woraus insoweit auch eine Begrenzung der Strombelastung resultiert. Außerdem sind die Steck- und Ziehkräfte relativ hoch.

Bekannt ist weiterhin eine Hochstromkontaktbuchse mit einer begrenzten Anzahl von Kontaktstellen aus der DE 37 02 012 C2.

Auch dieses Kontaktelement ist mehrteilig. Es besteht aus einer aus einem eine begrenzte Anzahl von sich in Längsrichtung er­ streckenden Lamellen aufweisenden Metallband hergestellten zy­ lindrischen Steckbuchse, einer die Steckbuchse aufnehmenden zylindrischen Überhülse in Form eines Drehteils und zwei beid­ seits aufgesteckten Ringen, ebenfalls in Form von Drehteilen. Mit Hilfe eines Werkzeugs wird ein Ende des Metallbandes in einem Winkel von 15 bis 20° um die Längsachse so verdreht, daß die Innenflächen der Lamellen des Metallbandes sich zu einer Art Sanduhrform nach innen wölben und einen eingeschobenen Kontakt­ stift mit den gewölbten Bereichen kontaktieren können. Durch die axiale Verdrehung der Lamellen wird erreicht, daß die Kontakt­ stellen in einer Querebene angeordnet sind und somit die Aus­ lenkung der Lamellen beim Steckvorgang gleichzeitig erfolgt. Man erreicht Steckkräfte mit einer angenehm wirkenden Steckcharak­ teristik. Ein solches Kontaktelement aus mehreren Drehteilen und einem Stanzteil ist jedoch extrem material- und herstellungsauf­ wendig. Insbesondere nachteilig ist bei diesen bekannten Lösun­ gen die Stromübertragung zwischen Kontaktkäfig und Kontaktbuchse. Die Stromleitung erfolgt vom Kontaktstift über die Konataktstel­ len der Lamellen und dann weiter über die Stellen, die sich aus zufälligen Berührungen der Kontaktbuchse mit dem Kontaktkäfig ergeben über Schweiß- oder Bördelstellen zwischen Kontaktbuchse und Kontaktkäfig. Da es sich dabei um eine begrenzte Anzahl von Kontaktübergangstellen handelt, kommt es zu einer weiteren Ein­ schränkung der Stromtragfähigkeit.

Ein zweiteiliges Hochstromkontaktelement der in Rede stehenden Art mit Lamellenfederstegen, hergestellt lediglich aus Blech­ stanzteilen, ist aus der DE 38 00 043 A1, Fig. 9, bekannt.

Des weiteren ist ein Hochstromkontaktelement mit einem Kontakt­ bereich aus einem einteiligen Blechstanzteil, das Lamellenfeder­ stege und eine Traghülse aufweist, aus der DE 42 27 007 A1 be­ kannt. Das Blechstanzteil ist auf einem Tragstift angeordnet, so daß das Kontaktelement insoweit wiederum zweiteilig ausgebildet ist.

Beide letztgenannten Lamellenfedersteg-Versionen eines Hoch­ stromkontaktelements mögen zwar gegenüber den anderen bekannten Hochstromkontaktelementen geringeren Material- und Herstellungs­ aufwand erfordern; gleichwohl ist der Material- und Herstel­ lungsaufwand immer noch relativ hoch. Zudem weisen diese Kon­ takte die anderen oben beschriebenen Nachteile bezüglich der begrenzten Anzahl von Konaktstellen und der hohen Steck- und Ziehkräfte gleichermaßen auf.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Hochstromkontaktelement zu schaf­ fen, welches einfach und mit wenigen Arbeitsschritten bei gerin­ gem Materialaufwand und dabei bezüglich der Anzahl der Kontakt­ stellen an die zu erwartende Strombelastung anpaßbar, herstell­ bar ist und das bei im Vergleich zu bekannten Hochstromkontakt­ elementen gleicher Raumvorgabe für die Hülsen bzw. Stiftabmes­ sungen eine höhere Strombelastbarkeit ohne örtliche Überhitzung gewährleistet und bei dem trotzdem die Einführung und das Ent­ fernen eines Gegenkontaktelements geringere Steck- und Ziehkräf­ te erfordert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ermöglicht, die Anzahl der Kontaktstellen bei gleicher Raumvorgabe erheblich zu erhöhen, woraus eine entspre­ chend höhere Strombelastbarkeit ohne örtliche Überhitzung resul­ tiert. Die Kontaktstellen können im Kontaktbereich des Hoch­ stromkontaktelements willkürlich räumlich verteilt so angeordnet werden, daß die Steck- und Ziehkräfte trotz erhöhter Vielzahl der Kontaktstellen gering ausfallen. Das erfindungsgemäße Hoch­ stromkontaktelement ist außerdem mit einem sehr viel geringeren Materialaufwand sehr einfach herstellbar. Es ist im Rahmen der Erfindung außerdem möglich, den Kontaktbereich in Form einer Steckbuchse oder eines Steckstifts auszubilden, wobei die Quer­ schnittsform des Kontaktbereichs ebenfalls wählbar ist. Die Querschnittsform kann beispielsweise kreisrund, oval, ellip­ tisch, polygonal, insbesondere aber auch rechteckig oder quadra­ tisch sein. Der geringe Materialaufwand, die einfache Herstel­ lung, die leistungsfähigere Kontaktierung und die geringen Steck- und Ziehkräfte können auch bei unterschiedlichen Quer­ schnittsformen gewährleistet werden. Besonders vorteilhaft ist, daß bei z. B. gleicher Raumform und -größe des Kontaktbereichs auf einfache Weise die Anzahl der Kontaktstellen, deren geome­ trische Gestaltung und deren räumliche Verteilung an die zu erwartende Strombelastung weitestgehend angepaßt werden kann, indem diese Variablen auf die Anforderungen abgestimmt bei der Projektierung der Ausgestaltung des Kontaktelements berücksich­ tigt werden.

Besonders vorteilhaft ist, daß beim erfindungsgemäßen Hochstrom­ kontaktelement mit einfachen Mitteln Kontaktstellen belastende Überfederelemente vorgesehen werden können, so daß die Variabi­ lität des Hochstromkontaktelements, z. B. bezüglich Materialaus­ wahl, Anzahl der Kontaktstellen, Raumvorgabe und dgl. erheblich erhöht wird.

Anhand der in der Zeichnung abgebildeten Beispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Platine für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Hochstromkontaktelements;

Fig. 2 eine Seitenansicht des aus der Platine gemäß Fig. 1 hergestellten Hochstromkontaktelements;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Hochstromkontaktelement nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Frontansicht des Hochstromkontaktelements nach Fig. 2 ohne Leiterdrahtanschlußbereich;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Platine zur Herstellung einer weiteren Ausführungsform eines Kontaktbereichs für ein Hochstromkontaktelement;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Kontaktbereichs, hergestellt aus der Platine nach Fig. 5;

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Hochstromkontaktelement mit eingesetztem Kontaktbereich nach Fig. 6 sowie einen Teilbereich eines Kontaktsteckstifts;

Fig. 7a schematisch einen Querschnitt durch ein Hochstromkon­ taktelement mit eingesetztem Kontaktbereich eines Hochstromkontaktelements und einen Teilbereich eines Kontaktsteckstifts;

Fig. 7b schematisch einen Teil einer Platine mit eingeschnit­ tenen Federarmen;

Fig. 7c schematisch einen Querschnitt durch die Platine nach Fig. 7b im Bereich der Federarme;

Fig. 8 schematisch eine Seitenansicht teilweise im Quer­ schnitt eines Teilbereichs des Kontaktbereichs eines Hochstromkontaktelements nach der Erfindung mit einem Überfederelement sowie einem Teilbereich eines Kon­ taktsteckstifts.

Fig. 9a, 9b und 9c schematisch Platinenstücke mit unterschied­ lichen, federnden Anbindungsanordnungen für eine Kon­ taktstelle.

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Platine zur Herstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hoch­ stromkontaktelementbuchse;

Fig. 11 einen Querschnitt durch die Platine nach Fig. 10;

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung der Hochstromkontakt­ elementbuchse hergestellt aus der Platine nach Fig. 10.

Die in Fig. 1 abgebildete Platine 1 weist den Kontaktbereich 2, einen Anbindungs- bzw. Übergangsbereich 3 und ein Leiterdraht­ anschlußteil 4 mit Aderkrallenarmen 5 und Isolationskrallenarmen 6 auf. Die Platine ist an einem sogenannten Schrottstreifen 7 angebunden, der in an sich bekannter Weise Transportzwecken bei der Formgebung des Hochstromkontaktelements dient.

Die Erfindung befaßt sich mit der Ausgestaltung des Kontaktbe­ reichs 2. Demgemäß kann das Teil 4 eine beliebige Ausgestaltung für ein Anschlußelement aufweisen, z. B. in Form eines oder meh­ rerer Lötbeine, einer Steckzunge, eines Steckstifts oder einer Steckhülse. Es ist aber auch möglich, das Teil 4 als getrenntes bzw. separates Teil vorzusehen und das den Kontaktbereich auf­ weisende Hochstromkontaktelement in eine separate Hülse oder dergleichen zu stecken, wobei die Hülse oder dergleichen ein Anschlußteil 27 aufweist (siehe Fig. 7).

Es fällt auch nicht aus dem Rahmen der Erfindung, wenn das Hoch­ stromkontaktelement weitere funktionelle oder andere Bestand­ teile aufweist, die in Kombination mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kontaktbereichs 2 wirken oder andere Aufgaben erfüllen.

Der Kontaktbereich 2 der in Fig. 1 dargestellten Hochstromkon­ taktelementplatine weist drei Kontaktzonen 8, 9 und 10 auf, die quer zur Längserstreckung der Platine angeordnet sind und in Längsrichtung durch Ringzonen 17 auf Abstand nebeneinander an­ geordnet sind, wobei zur freien Endkante 14 der Platine eine weitere Ringzone 18 vorgeordnet und zum Leiterdrahtanschlußbe­ reich 4 hin eine weitere Ringzone 19 nachgeordnet vorgesehen ist.

Jede Kontaktzone 8, 9, 10 weist durch Materialstege 20 auf glei­ chen Abstand voneinander angeordnete, U-förmige, ausgestanzte Freischnitte 11, 12 mit in Längsrichtung der Platine weisenden U-Schenkeln 13 auf, wobei benachbarte Freischnitte in einer Kontaktzone entgegengesetzt ausgerichtet sind. Demgemäß weisen die U-Schenkel 13 eines Freischnitts 11 in Richtung Leiterdraht­ anschlußteil 4 und die U-Schenkel 13 des Freischnitts 12 zur freien Endkante 14 der Platine 1.

Aus den Freischnitten 11, 12 resultieren benachbarte, auf Ab­ stand voneinander angeordnete Kontaktfederzungen 15, 16 in den jeweiligen Kontaktzonen, wobei benachbarte Federzungen den Frei­ schnitten entsprechend entgegengesetzt ausgerichtet sind.

Die Platine 1 wird in an sich bekannter Weise zu einer in den Fig. 2, 3 und 4 abgebildeten zylindrischen Hochstromkontakt­ buchse 29 geformt. Dabei wird das Material des Kontaktbereichs 2 zu einem Rundrohrkörper 29 geformt und vorher zweckmäßigerwei­ se dünner geprägt, wie die Pfeile bei 21 und 22 in Fig. 2 ver­ deutlichen. Durch diese Prägung ergibt sich eine Materialver­ festigung, woraus insbesondere eine günstigere Federkennlinie der Federzungen 15, 16 und eine höhere Formstabilität des Buch­ senkörpers resultieren.

Die Kontaktzonen 8, 9, 10 sind zum Innenraum des Buchsenkörpers hin etwas durchgesetzt, so daß die Ringzonen 17, 18, 19 peripher demgegenüber nach außen überstehen und somit einen größeren Außenradius aufweisen; sie können dadurch eine Abstützfunktion für das Kontaktelement in einer Kontaktelementkammer eines Steckverbindergehäuses (nicht dargestellt) gewährleisten und für die durch die Durchsetzung der Kontaktzonen tiefer gelegten Federzungen 15, 16 eine Abschirmfunktion beim Einsetzen in eine Kontaktelementkammer erfüllen.

Die Federzungen 15, 16 sind an ihren Anbindungsstellen 23 zum Innenraum des Buchsenzylinders abgebogen und in ihrem freien Endbereich kalottenförmig nach innen durchgesetzt, woraus eine Art löffelförmige Kontaktfederzunge 15, 16 und eine innenraum­ seitige ballige Kontaktstelle 24 resultieren. Die Kontaktstellen 24 ragen am weitesten in den Innenraum des Buchsenkörpers hinein (siehe Fig. 4) , so daß ein entsprechend geformter und dimensio­ nierter, in den Buchsenkörper gesteckter Rundsteckstift (nicht dargestellt) von den Kontaktstellen 24 berührt bzw. kontaktiert und getragen bzw. abgestützt wird. Die Kontaktstellen 24 bilden somit die Abstütz- und Stromübergangsstellen.

Durch die Vielzahl der Kontaktstellen 24 wird eine hohe Strombe­ lastbarkeit bei geringen Steck- und Ziehkräften gewährleistet. Die entgegengesetzte Ausrichtung der Kontaktfederzungen 15, 16 bewirkt eine weitergehende Verringerung der Steck- und Ziehkräf­ te, weil die Kontaktstellen der Federzungen in einer Kontaktzone versetzt zueinander angeordnet sind z. B. auf zwei in Steckrich­ tung des Steckkontaktstifts hintereinander auf Abstand angeord­ neten Kreislinien verteilt vorgesehen sind und ein Steckkontakt­ stift beim Einschieben nacheinander Kontaktstellen verschwenkt. Dies kann in einer Kontaktzone auch z. B. durch unterschiedliche Längen gleichgerichteter Federzungen bewirkt werden. Beim Stand der Technik, bei dem sich die Kontaktstellen in einer Radialebe­ ne befinden, muß der Steckstift alle Kontaktstellen auf einmal verdrängen. Diese Art der Kontaktierung erfordert hohe Steck- und Ziehkräfte und damit verbunden auch hohen Abrieb nach viel­ maligen Steck- und Ziehvorgängen. Der Abrieb wiederum verändert die Kontaktstellenoberflächen derart, daß der Stromübergangs­ widerstand erheblich erhöht wird.

Das Beispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 läßt ohne weiteres erkennen, daß die Anzahl der Kontaktstellen 24 bei gleicher Raumvorgabe bzw. bei gleicher Ausgestaltung und Abmessung des Buchsenkörpers 29 auf einfache Weise unterschiedlich gestaltet werden kann, indem z. B. der seitliche Abstand der Federzungen 15, 16 größer oder kleiner gewählt wird oder mehr oder weniger Federzungen 15, 16 freigestanzt werden. Zudem können schmalere oder breitere Kontaktfederzungen oder mehrere Kontaktstellen auf einer Kon­ taktfederzunge vorgesehen sein und insofern die Anzahl der Kon­ taktstellen variiert werden. Des weiteren stehen Mittel, die der Fachmann kennt, zur Verfügung, die Form der Kontaktfederzungen so auszugestalten, daß ein größerer oder geringerer Federdruck bewirkt wird und/oder die Form der Kontaktstellenoberflächen so auszugestalten, daß der Stromwiderstand größer oder kleiner wird.

Das Beispiel nach den Fig. 1 bis 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine symmetrische Verteilung der Kontakt­ stellen 24 vorgesehen ist. Eine symmetrische Verteilung ist jedoch nicht Bedingung für die vorteilhafte Wirkung der Erfin­ dung; zweckmäßig kann auch eine unregelmäßige, computererrech­ nete statistische Verteilung der Kontaktstellen sein; die Ver­ teilung kann sogar so weitgehend sein, daß alle Kontaktstellen niemals gleichzeitig von einem Kontaktstift beim Einschieben verdrängt werden. Dies kann aber auch mit einer symmetrischen Verteilung der Kontaktstellen erreicht werden, was im Rahmen der Erfindung bevorzugt angestrebt wird.

Ferner ist es im Rahmen der Erfindung möglich, zur Optimierung der Kontaktierung und der Steck- und Ziehkräfte in ein und dem­ selben Kontaktbereich Kontaktfederzungen mit unterschiedlichen Federkennlinien bzw. Federkräften auszubilden, z. B. durch unter­ schiedliche Raumformen oder bei gleicher Raumform mit unter­ schiedlichen Längen der Federzungen, Federarme oder Federstege.

Die Erfindung schafft somit nahezu unbegrenzte und sehr einfache Optimierungsmöglichkeiten bei einer vorgegebenen Raumform eines Hochstromkontaktelements, z. B. durch Variation der Anzahl der Kontaktstellen, der räumlichen Verteilung der Kontaktstellen, der Federwirkung der Anbindungselemente der Kontaktstellen und der Raumform der Kontaktstellenoberflächen.

Soll im Rahmen der Erfindung ein Kontaktsteckstift mit den er­ findungswesentlichen Merkmalen geschaffen werden, kann der grundsätzliche Aufbau wie bei einer erfindungsgemäßen Kontakt­ buchse ausgebildet sein; die Anbindungselemente bzw. die Feder­ arme werden nach außen abgebogen, so daß die Kontaktstellen bei einem Hochstromkontaktstift über die Mantelfläche nach außen ragen.

Weitere Beispiele für die Anordnung und Ausgestaltung einer definierten Anzahl von Kontaktfederzungen mit Kontaktstellen ergeben sich aus den Fig. 5 bis 8.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Platine 1 für eine Ein­ satzbuchse, in der in fünf Kontaktquerzonen 30 Kontaktfederzun­ gen 15 vorgesehen sind. Die Kontaktstellen (nicht dargestellt) sind am freien Ende der Kontaktfederzungen 15 ausgebildet, die in Querrichtung benachbart sowie gleich ausgerichtet und ausge­ bildet sind, jedoch in Längsrichtung der Platine benachbarte Kontaktfederzungen jeweils ein gleiches Stück in die gleiche Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Eine weitere Ver­ setzung in Querrichtung ist von Kontaktquerzone zu Kontaktquer­ zone für in Steckrichtung bzw. Platinenlängsrichtung gereihte Kontaktstellen vorgesehen, so daß die Kontaktstellen der Kon­ taktfederzungen 15 in Längsrichtung in einer Längszone 30a und von Längszone zu Längszone nicht fluchten. Hieraus resultieren trotz symmetrischer Anordnung der Kontaktstellen eine erhebliche Verringerung der Steck- und Ziehkräfte und eine optimale Ver­ teilung der Stromübergangsstellen, so daß auch ein optimaler Stromübergang gewährleistet werden kann bei ebenfalls optimaler Wärmeabführung.

Die aus der Platine 1 um eine sich in Längserstreckung der Pla­ tine erstreckende Achse gerollte Hochstromkontaktbuchse 29 ist in Fig. 6 zu erkennen. Da die Längsseitenkanten der Platine 1 zu den Stirnkanten bzw. Querkanten schiefwinklig angeordnet sind, resultiert daraus auch eine schräge Stoßkante 29a.

Die Federzungen bzw. Kontaktstellen der Federzungen sind inner­ halb einer Querzone 30 jeweils um das Maß "b" in Steckrichtung versetzt. Zudem ist vorgesehen, daß die erste Federzunge bzw. die erste Kontaktstelle der folgenden Querzone 30 zur letzten Federzunge bzw. letzten Kontaktstelle der vorangehenden Querzone 30 wiederum um das Maß b versetzt angeordnet ist. In Steckrich­ tung ist dabei jede Federzunge bzw. jede Kontaktstelle einer Längszone 30a zur vorhergehenden Federzunge bzw. Kontaktstelle der anderen Querzone um das Maß "a" in Querrichtung in einer sich in Längsrichtung erstreckenden Kontaktlängszone "c" ver­ setzt. Die erste Kontaktlängszone 30a bzw. die erste Kontakt­ stelle einer benachbarten, sich in Längsrichtung bzw. Steckrich­ tung erstreckenden Kontaktlängszone 30a ist zur letzten Feder­ zunge bzw. zur letzten Kontaktstelle der ersten Längszone 30a ebenfalls um das Maß "a" versetzt. Insofern sind die Kontakt­ stellen zweckmäßigerweise in Steckrichtung auf einer spiralför­ migen Mantellinie verteilt angeordnet, wobei besonders vorteil­ haft ist, wenn auf einer zur Längsachse parallelen Mantellinie sehr wenige vorhanden sind und möglichst nur eine Kontaktstelle vorgesehen ist.

Fig. 6 zeigt ferner gestrichelt eine Schutzhülse 31, die zum Schutz der Buchse 29 und der Kontaktfederzungen 15 in Pfeilrich­ tung 32 über die Buchse 29 geschoben wird. Die Schutzhülse 31 wird auf der Buchse 29 arretiert (nicht dargestellt) und weist in an sich bekannter Weise freigeschnittene, nach außen abgebo­ gene Rastfederzungen 31a auf, mit denen das Hochstromkontakt­ element in einer Gehäusekammer eines Steckverbindergehäuses (nicht dargestellt) in an sich bekannter Weise verrastet werden kann.

Fig. 7 zeigt schematisch die Buchse 29 nach Fig. 6, eingesetzt in ein z. B. als Drehteil ausgebildetes Aufnahmeteil 28, das einen entsprechenden zylindrischen Innenraum und ein Anschluß­ teil 27 für ein Stromabgangselement (nicht dargestellt) auf­ weist. In das Drehteil 28 kann ein Gegenkontaktsteckstift 26 eingeschoben werden, der von den Kontaktstellen der Kontaktfe­ derzungen 15 kontaktiert und abgestützt wird.

Für eine gefederte Abstützung gegenüber einer Innenwandung eines zylindrischen Innenraums eines Aufnahmeteils z. B. eines elek­ trisch leitenden Drehteils 28 können gemäß Fig. 7a, b und c Stützfederzungen 15a im Mantelmaterial 1 freigeschnitten und nach außen abgebogen sein, so daß sie gegen die Innenoberfläche des zylindrischen Innenraums stoßen. Die Anzahl und Ausgestal­ tung dieser Stützfederzungen 15a ist bezüglich Strombelastung und Wärmeabfuhr beliebig wählbar. Neben der Abstützfunktion erfüllen die Stützfederzungen 15a aber auch eine Stromübertra­ gungsfunktion, das heißt, sie bilden ebenfalls definierte Kon­ taktstellen, und zwar zwischen dem Kontaktbereich des Hochstrom­ kontaktelements und dem elektrisch leitenden Aufnahmeteil 28, in dem das Hochstromkontaktelement gelagert ist und das für das Hochstromkontaktelement zumindest einen Aufnahmeraum mit einer Stecköffnung für einen Gegensteckkontaktstift aufweist, anson­ sten aber auf den Anwendungsfall abgestellt beliebig gestaltet sein kann.

Vorteilhaft ist, wenn ebenso viele Stützfederzungen 15a mit entsprechenden Kontaktstellen wie Kontaktfederzungen 15, 16 mit entsprechenden Kontaktstellen 24 vorhanden sind, so daß die Stromleistung gleichmäßig vom Aufnahmeteil 28 an das Hochstrom­ kontaktelement oder vom Hochstromkontaktelement an das Aufnahme­ teil 28 übertragen werden kann.

Zweckmäßigerweise kann dafür eine Federzungenausgestaltung gemäß Fig. 7b, 7c vorgesehen sein. Dabei ist ein Federarm 15 in Steck­ richtung kurz hinter einem Federarm 15a angeordnet und lediglich durch einen schmalen Materialsteg 15b getrennt, wobei ein Feder­ arm 15a nach außen und der andere Federarm 15 nach innen abgebo­ gen ist (Fig. 7a) . Zweckmäßigerweise sind die U-förmigen Frei­ schnitte der Federarme 15a, 15 - wie in Fig. 7b, c abgebildet - entgegengesetzt ausgerichtet, so daß der eine Federarm 15a in Steckrichtung und der andere Federarm 15 entgegengesetzt zur Steckrichtung weist. Dabei müssen die Federarme 15a, 15 in Steckrichtung - nicht wie in Fig. 7b, c abgebildet - fluchtend angeordnet sein. Sie können auch seitlich bzw. in Querrichtung ein Stück versetzt angeordnet sein (nicht dargestellt) . Die Federarme 15, 15a können gleich oder unterschiedlich lang sein.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, den Kontaktbereich 2 bzw. ein Kontaktelement 29 mit einem Überfederelement auszurüsten. In Fig. 8 ist schematisch und gestrichelt angedeutet, daß im Mantel einer Überhülse 31, die vorzugsweise in an sich bekannter Weise aus einem festeren, federnden Material, z. B. Stahl besteht, Überfederzungen 33 freigeschnitten und derart angeordnet und abgebogen sind, daß sie von außen auf die Kontaktfederzungen 15, 16 drücken und zwar zweckmäßigerweise mit im freien Endbereich abgebogenen Stegen 34, die die Kontaktstellen 24 der Kontaktfe­ derzungen 15 belasten.

Eine derartige Überhülse kann auch für einen Steckkontaktstift (nicht dargestellt) vorgesehen sein, der nach der Erfindung mit einer Vielzahl von Kontaktstellen ausgebildet ist, wobei das hülsenförmige Überfederelement im Innenraum des Steckkontakt­ stifts untergebracht ist.

Die in den Fig. 1 bis 8 abgebildeten Beispiele zeigen Kontakt­ stellen 24, die an U-förmig freigeschnittenen Kontaktfederzungen 15, 16 ausgebildet sind. Die Fig. 9a, 9b und 9c zeigen dagegen Beispiele, die ebenfalls in den Erfindungsgedanken fallen, kei­ nesfalls aber den Erfindungsgedanken in Ergänzung zu den Begrif­ fen nach Fig. 1 bis 8 erschöpfend charakterisieren. Denn der Erfindungsgedanke sieht vor, daß Kontaktstellen in irgendeiner geeigneten Weise über mindestens ein federndes Element aus einem Mantel eines Kontaktbereichs eines Hochstromkontaktelements frei zu schneiden. Der Fachmann kann aufgrund dieser Lehre weitere Anbindungsmöglichkeiten auffinden, die federnde Kontaktstellen gewährleisten.

Fig. 9a zeigt eine Draufsicht auf ein Stück einer Platine 1, mit einer Kontaktstelle 24, die kalottenförmig durchgedrückt ist und zumindest zweiseitig mit zwei Federstegen 35 mit dem Mantelmate­ rial einstückig in Verbindung steht bzw. an das Mantelmaterial angebunden ist. Die Federstege 35 sind jeweils durch zwei kurze, vorzugsweise parallel zueinander verlaufende Einschnitte 36 gebildet.

Im Beispiel nach Fig. 9b sind die vier Federstege 35 kreuzweise zueinander angeordnet und im Falle des Beispiels nach Fig. 9c tangential zur Kalottenform hinlaufend eingeschnitten.

In den Fig. 9a, b und c sind ausgestanzte Löcher 37 gestrichelt angedeutet, durch die die Federstege 35 freigelegt werden kön­ nen.

Eine weitere einfache Ausgestaltung eines Hochstromkontaktele­ ments zeigen die Fig. 10, 11 und 12.

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf eine Platine 1, die zur Buchse gerollt werden kann, wie Fig. 12 darstellt.

Die Platine weist quer zur Längsachse der gerollten Platine eine Ringzone 17 auf, an deren eine Querkante in die eine Richtung weisend dicht benachbart Federarme 16a und an deren andere Quer­ kante in die andere Richtung weisend dicht benachbart Federarme 16b angebunden sind. Die Federarme 16a, 16b sind vorzugsweise gleichförmig ausgebildet und zweckmäßigerweise gleich lang. In der Hochstromkontaktelementbuchse gemäß Fig. 12 sind alle Feder­ arme einwärts abgebogen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, benachbarte Federarme abwechselnd nach innen und außen abzubiegen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Federarme 16a nach innen und die Federarme 16b nach außen oder umgekehrt abgebogen sind. In den freien Endbereichen der Federarme 16a, 16b sind definierte, z. B. weiter durchgebogene oder kalottenför­ mige Kontaktstellen 24 ausgebildet. Die Ringzone 17 liegt zweck­ mäßigerweise in der Längsmitte der Hochstromkontaktelementhülse. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung liegen die Federarme 16a und 16b nicht auf einer Mantellinie des Buchsen­ körpers sondern sie liegen - wie abgebildet - auf einer jeweils in Radialrichtung versetzten Mantellinie, wobei die Versetzung "v" vorzugsweise - wie abgebildet - eine halbe Federarmbreite beträgt.

Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsform die Form und Länge der Federarme unterschiedlich sein. Zudem kann auch die Anzahl und die Form und die Länge der Federarme 16a auf der einen Seite der Ringzone 17 unterschiedlich zur Anzahl, Form und Länge der Federarme 16b auf der anderen Seite der Ringzone 17 sein.

Nach der Erfindung wird aus einem geeigneten Werkstoff ein Kon­ taktbereich für ein Hochstromkontaktelement mit einer der Strom­ höhe angepaßten Anzahl von Kontaktstellen lediglich durch Stan­ zen und Biegen hergestellt. Dadurch kann mit einer genau vor­ herbestimmbaren Kontaktstellenanzahl auf entsprechende Anforde­ rungen hinsichtlich Stromhöhe und Wärmeableitung reagiert wer­ den. Gleichzeitig erreicht man durch die mögliche hohe Anzahl von Kontaktstellen eine Kontaktierung, die durch Vibrationen unter hohen mechanischen Belastungen nicht beeinträchtigt wird. Die Federkraft der Kontaktstellen ist wählbar durch Formgebung, Werkstoff, Wandstärke, Stanzprozeß, Formgebungsprozeß oder der­ gleichen.

Aus einem Blechstanzteil geformte Kontaktelemente weisen be­ kanntlich Stoßkanten auf. Diese Stoßkanten sind an einer soge­ nannten Nahtstelle sich gegenüberliegend angeordnet, wobei die Nahtstelle durch Schweißung, Lötung oder mit mechanischen Mit­ teln z. B. mit einer Schwalbenschwanzeinrichtung verschlossen werden kann. Vorteilhaft kann aber auch sein, die Nahtstelle offen stehend vorzusehen und die Stoßkanten auf Abstand anzuord­ nen, so daß das Kontaktelement unter Vorspannung in einen ent­ sprechend ausgebildeten Trägerkörper eingesetzt werden kann, indem das Kontaktelement z. B. in Form eines Zylinders durch elastische Verengung der Nahtstelle verkleinert in einen ent­ sprechenden Raum eingeführt und anschließend durch elastische Erweiterung eingepaßt wird.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, kontaktkraft­ verstärkende Überfederelemente in Form von Hülsen mit Überfeder­ armen zu verwenden. Ferner ist ein besonderer Vorteil, die Kon­ taktstellen so zu verteilen, daß jeweils nur eine vorgegebene minimierte Anzahl von einem Steckstift während des Steckvorgangs gleichzeitig ausgelenkt wird. Durch diese Maßnahme kann eine erhebliche Steck- und Ziehkraftreduzierung erzielt werden, da die erstmalige Auslenkkraft sehr viel größer ist als die spätere Gleitkraft. Ein Beispiel für eine solche Anordnung zeigen die Fig. 5 und 6.

Claims (25)

1. Hochstromkontaktelement aus einem Blechstanzteil, mit einem Kontaktbereich (2) in Form einer Kontaktbuchse oder eines Kontaktstifts zur Kontaktierung eines passenden Gegenkon­ taktelements wobei der Kontaktbereich (2) eine vorgegebene Vielzahl von definierten, federnden Kontaktstellen (24) aufweist, sowie gegebenenfalls mit einem Anschlußteil (4, 27), dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich (2) ein formstabiler Rohrkörper (29) ist und daß in das Mantelmaterial des Rohrkörpers (29) die Kontaktstellen (24) als über die Mantelfläche vorstehende, federnd mit dem Mantelmaterial in Verbindung stehende Mate­ rialvorsprünge eingebracht sind.

2. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) regelmäßig verteilt angeordnet sind.

3. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) unregelmäßig verteilt angeord­ net sind.

4. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) an im Mantelmaterial frei oder eingeschnittenen, aus dem Mantelmaterial abgebogenen Feder­ zungen (15, 16) angeordnet sind.

5. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) an im Mantelmaterial frei oder eingeschnittenen, gegenüber dem Mantelmaterial durchgesetz­ ten Federstegen (35) angeordnet sind.

6. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstege (35) durch ausgestanzte Löcher (37) freigelegt sind.

7. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (29) einen runden Querschnitt aufweist.

8. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (29) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

9. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) in Steckrichtung derart ver­ teilt angeordnet sind, daß beim Stecken eines Gegenkontakt­ elements gleichzeitig nur eine geringe Anzahl von Kontakt­ stellen kontaktiert wird.

10. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Kontaktstellen (24) derart vorgese­ hen ist, daß während des Steckvorganges des Gegenkontakt­ elements fortlaufend immer nur eine Kontaktstelle (24) kontaktiert wird.

11. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kontaktbereich (2) in Form einer Hülse aufweist, in der mehrere Kontaktzonen (8, 9, 10) quer zur Steckrich­ tung vorgesehen sind, die durch Ringzonen (17, 18, 19) untereinander bzw. von anderen Funktionselementen beabstan­ det sind, wobei in den Kontaktzonen (8, 9, 10) durch Mate­ rialstege (20) auf gleichen Abstand voneinander angeord­ nete, U-förmige, ausgestanzte Freischnitte (11, 12) mit in Längsrichtung zur Platine weisenden U-Schenkeln (13) an­ geordnet sind, so daß Kontaktfederzungen (15, 16) gebildet werden.

12. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Freischnitte (11, 12) in einer Kontaktzone entgegengesetzt ausgerichtet sind.

13. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 11 und/oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (15, 16) unterschiedlich lang ausgebil­ det sind.

14. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktzonenbereich dünner geprägt ausgebildet ist.

15. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzonen (8, 9, 10) zum Innenraum des Buchsen­ körpers etwas durchgesetzt sind, so daß die Ringzonen (17, 18, 19) peripher demgegenüber überstehend angeordnet sind.

16. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) quer zur Steckrichtung um ein bestimmtes Maß b in Steckrichtung versetzt und in Steck­ richtung voreinander angeordnete Kontaktstellen um ein Maß a in Querrichtung versetzt angeordnet sind.

17. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24) ballig ausgebildet sind.

18. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Federelemente mit unterschiedlichen Federkennlinien vorgesehen sind.

19. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (15, 15a, 16a, 16b) in entgegengesetzte Richtungen aus dem Mantelmaterial abgebogen sind.

20. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl und/oder Länge der in entgegengesetzte Rich­ tungen abgebogenen Federarme gleich oder ungleich ist.

21. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in Steckachsrichtung zwei Federarme über einen schmalen Materialsteg (15b) getrennt voneinander angeordnet sind, wobei der eine Federarm (15a) in Steckachsrichtung und der andere Federarm (15) entgegen der Steckachsrichtung weist.

22. Hochstromkontaktelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ringzone (17) aufweist, von deren eine Querkan­ te Federarme (16a) sich in die eine Richtung und von deren anderen Querkante Federarme (16b) sich in die andere Rich­ tung erstreckend abgehen.

23. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringzone (17) in der Längsmitte des Kontaktbereichs des Hochstromkontaktelements liegt.

24. Hochstromkontaktelement nach Anspruch 22 und/oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (16a und 16b) auf unterschiedlichen Man­ tellinien des Buchsenkörpers angeordnet sind.

25. Hochstromkontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es als eine in ein Aufnahmeteil (28) einsetzbare Buchse (29) zur Kontaktierung eines in das Aufnahmeteil (28) ein­ steckbaren Kontaktsteckstifts (26) ausgebildet ist (Fig. 7).