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Title:
HERMAPHRODITIC CONTACT ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/001644
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hermaphroditic contact element. The contact element is an elongate, cylindrical body that has an outer lateral surface (2), a plugging side, and a connection side. The connection side is suitable for the connection of an electrical conductor. A cylindrical cut-out (3) is formed on the plugging side. The cut-out (3) forms an outer contact region. An inner contact region is arranged concentrically in the outer contact region. The contact element according to the invention enables safe, robust and, at the same time, flexible transmission of high current intensities without being large or unwieldy. At the same time, said contact element enables a reduction of the product assortment because of the hermaphroditic design.

Inventors:
SCHNIEDER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2018/100598
Publication Date:
January 03, 2019
Filing Date:
June 29, 2018
Export Citation:
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Assignee:
HARTING ELECTRIC GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H01R13/15; H01R13/627; H01R24/40; H01R24/84
Foreign References:
US20150229070A12015-08-13
DE102011052171B42013-10-24
DE10041516B42010-09-09
DE69403927T21997-11-20
US6780042B12004-08-24
US20100003866A12010-01-07
US20060063438A12006-03-23
DE10149751A12003-04-17
DE923142C1955-03-14
US20100210151A12010-08-19
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Claims:
Zwitterartiqes Kontaktelement

Ansprüche

Kontaktelement, wobei das Kontaktelement aus einem länglichen, zylinderförmigen Körper gebildet ist, welcher eine äußere

Mantelfläche (2), eine Steckseite und eine Anschlussseite aufweist,

wobei die Anschlussseite zum Anschluss eines elektrischen Leiters geeignet ist,

wobei an der Steckseite eine zylinderförmige Ausnehmung (3) ausgebildet ist,

wobei die Mantelfläche der Ausnehmung (3) einen äußeren Kontaktbereich bildet,

wobei ein innerer Kontaktbereich konzentrisch in dem äußeren Kontaktbereich angeordnet ist.

Kontaktelement nach Anspruch 1

wobei das Kontaktelement auf der Steckseite zwei

Kontaktierungsmittel miteinander vereint, wobei entweder ein

Stiftkontakt innerhalb eines Buchsenkontakts angeordnet ist, oder

wobei ein innerer Buchsenkonakt, innerhalb eines äußeren Buchsenkontakts angeordnet ist.

Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche wobei der äußere Kontaktbereich als Außenbuchse (4) oder Außenstift (5) ausgebildet ist.

Kontaktelement nach vorstehendem Anspruch

wobei die Mantelfläche (2) im Bereich der Außenbuchse auf der

Steckseite axiale Schlitze (6) aufweist.

5. Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche wobei der innere Kontaktbereich als Innenbuchse (7) oder als Innenstift (8) ausgebildet ist.

6. Kontaktelement nach Anspruch 4

wobei die Innenbuchse (7) eine innere Mantelfläche mit axialen Schlitzen (6) aufweist.

7. Kontaktelement nach 4 oder 5

wobei die Außenbuchse (4) zur Aufnahme des Außenstifts (5) eines Gegenkontaktelements geeignet ist,

wobei der Außenstift (5) zur Aufnahme der Innenbuchse (7) oder eines Innenstifts (8) eines Gegenkontaktelements geeignet ist, wobei die Innenbuchse (7) zur Aufnahme des Innenstifts (8) eines Gegenkontaktelements geeignet ist.

8. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

wobei an der Außenbuchse (4) und/oder an der Innenbuchse in Höhe der axialen Schlitze (6) mindestens eine umlaufende Erhebung (9) und/oder mindestens eine Kerbe angeformt ist.

9. Kontaktelement nach einem der vorstehenden Ansprüche,

wobei der innere Kontaktbereich im Bereich der Steckseite zulaufend geformt ist.

Description:
Zwitterartiqes Kontaktelement Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem zwitterartigen Kontaktelement nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 .

Derartige Kontaktelemente werden benötigt, um hohe Stromstärken zu übertragen. Kontaktelemente zur Übertragung von hohen Stromstärken sind hinreichend im Stand der Technik bekannt.

Stand der Technik

Die DE 10 201 1 052 171 B4 zeigt einen so genannten Kombipin für ein Hochstromkontaktelement und ein solches Hochstromkontaktelement. Dabei erfolgt die Kontaktierung zwischen Pin und Buchse über eine Vielzahl von Federelementen.

In der DE 100 41 516 B4 ist ein Steckverbinder mit einem aus mehreren Lamellen bestehenden Steckkontakt beschrieben. Dieser Steckverbinder ist zum Übertragen von hohen Strömen geeignet, jedoch sehr massiv und schwer steckbar ausgestaltet.

Nachteilig bei den bekannten Kontaktelementen ist weiterhin, dass diese bei der Übertragung einer erhöhten Strombelastung mit dem

Gegenkontaktelement verschmelzen oder verschweißt werden. Eine Dekontaktierung ist danach nicht mehr möglich. Aus diesem Grund werden die Kontaktelemente für die Übertragung von hohen Strömen oft groß und unhandlich ausgestaltet, wodurch sich jedoch auch die

Steckkräfte für die Kontaktierung erhöhen.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 694 03 927 T2, US 6,780,042 B1 , US 2010/0003866 A1 , US 2006/0063438 A1 , DE 101 49 751 A1 , DE 923 142 B,

US 2010/0210151 A1 und DE 10 201 1 052 171 B4.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kontaktelement

vorzuschlagen, welches robust, kompakt und einfach aufgebaut und zur Übertragung von hohen Stromstärken geeignet ist.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung betrifft ein zwitterartiges Kontaktelement, wobei das

Kontaktelement aus einem länglichen, zylinderförmigen Körper gebildet ist, welcher eine äußere Mantelfläche, eine Steckseite und eine

Anschlussseite aufweist. Die Anschlussseite ist zum Anschluss eines elektrischen Leiters geeignet. An der Steckseite ist eine zylinderförmige Ausnehmung ausgebildet, wobei die Mantelfläche der Ausnehmung einen äußeren Kontaktbereich bildet. Weiterhin ist ein innerer Kontaktbereich konzentrisch in dem äußeren Kontaktbereich angeordnet.

Unter dem Begriff„zwitterartig" ist im Sinne dieser Erfindung ein

Kontaktelement zu verstehen, welches gleichzeitig zwei

Kontaktierungsmöglichkeiten bzw. Kontaktierungsmittel auf einer Seite miteinander vereint. Diese Möglichkeiten werden durch unterschiedliche Kontaktbereiche erzielt, die von den jeweiligen Kontaktierungsmitteln bereitgestellt werden. Eine typische Ausgestaltung wäre ein Stiftkontakt, welcher innerhalb eines Buchsenkontakts angeordnet ist, oder ein

Buchsenkonakt, welcher durch seine Ausgestaltung sowohl als Stiftkontakt dient als auch als Buchsenkontakt. Durch die zwitterartige Ausgestaltung des Kontaktelements sind auf der Steckseite zwei Kontaktierungsmittel miteinander vereint, wobei entweder ein Stiftkontakt innerhalb eines Buchsenkontakts angeordnet ist, oder wobei ein innerer Buchsenkonakt, innerhalb eines äußeren

Buchsenkontakts angeordnet ist.

Durch die Ausgestaltung des Kontaktelements als Hohlzylinder weist dieses eine Dicke, mit anderen Worten eine Wandstärke, auf. Diese Wandstärke ermöglicht die Unterscheidung zwischen einer äußeren und einer inneren Mantelfläche. Die äußere Mantelfläche bildet den äußeren Kontaktbereich. Hingegen bildet die innere Mantelfläche, also die Fläche auf der Innenseite des Hohlzylinders, den inneren Kontaktbereich. Durch die jeweilige Mantelfläche lässt sich ein Buchsen- oder auch ein

Stiftkontakt definieren.

Dadurch, dass das erfindungsgemäße Kontaktelement einen äußeren Kontaktbereich und einen inneren Kontaktbereich aufweist, kann am Kontaktelement sowohl außenseitig am äußeren Kontaktbereich als auch innenseitig am inneren Kontaktbereich ein Gegenkontaktelement elektrisch kontaktiert werden.

Hierdurch wird eine große Kontaktfläche zwischen dem Kontaktelement und einem entsprechenden Gegenkontaktelement bereitgestellt. Eine große Kontaktfläche bedeutet auch, dass sich der zu übertragende Strom auf eine große Fläche bzw. viele Kontaktstellen verteilt, so dass die lokale Strombelastung im Kontaktbereich gering ist. Die Gefahr des

Aufschmelzens einzelner Kontaktstellen wird hiermit zuverlässig verhindert.

Durch das Vorsehen eines inneren Kontaktbereichs und eines äußeren Kontaktbereichs wird eine große Kontaktfläche bereitgestellt und dennoch eine kompakte Bauform des Kontaktelements erzielt. Ein großer

Kontaktbereich bewirkt auch einen geringen Gesamtübergangswiderstand der Steckverbindung.

Vorteilhafterweise ist der äußere Kontaktbereich als Außenbuchse oder Außenstift ausgebildet. Dies ermöglicht die Kontaktierung mit

unterschiedlichen Gegenkontakte!ementen ohne dass es eine große Produktvielfalt notwendig ist.

In einer bevorzugten Weise weist die Mantelfläche im Bereich der Außenbuchse auf der Steckseite axiale Schlitze auf. Die Schlitze übernehmen dabei eine federnde Funktion. Sie dienen der sicheren und gleichzeitig flexibleren Kontaktierung eines Gegenkontaktelements.

Der innere Kontaktbereich ist bevorzugterweise als Innenbuchse oder Innenstift ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung wird eine Kontaktierung mit unterschiedlichen Gegenkontakte!ementen ermöglicht, ohne dass eine große Produktvielfalt notwendig ist.

Vorteilhafterweise weist die Innenbuchse eine innere Mantelfläche mit axialen Schlitzen auf. Die Schlitze übernehmen dabei die selbe federnde Funktion wie die axialen Schlitzen der Außenbuchse. Sie dienen der sicheren und gleichzeitig flexibleren Kontaktierung eines

Gegenkontaktelements.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Außenbuchse zur Aufnahme eines Außenstifts eines Gegenkontaktelements, sowie der Außenstift zur Aufnahme einer Innenbuchse oder eines Innenstifts eines Gegenkontaktelements und die Innenbuchse zur Aufnahme eines

Innenstifts eines Gegenkontaktelements geeignet. Durch diese flexibel miteinander kombinierbaren Kontaktierungsmöglichkeiten wird die

Produktvielfalt geringgehalten. Gleichzeitig ist eine optimale

Stromübertragung jederzeit gewährleistet. Um eine sichere Verbindung zwischen den Buchsen und den Stiften, oder einer weiteren möglichen, zusätzlichen Überwurffeder, noch zu verstärken ist vorteilhafterweise an der Außenbuchse und/oder an der Innenbuchse in Höhe der axialen Schlitze mindestens eine Erhebung und/oder

mindestens eine Kerbe angeformt. Dies mindestens eine Erhebung und/oder die mindestens eine Kerbe dient als Verrastungsmittei zwischen dem Kontaktelement und einem Gegenkontaktelement, Das

Gegenkontakteiement kann an der mindestens einen Erhebung und/oder an der mindestens einen Kerbe verrasten und ist so sicher fixiert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der innere Kontaktbereich im Bereich der Steckseite zulaufend geformt. Diese Form ermöglicht ein leichteres Einführen in den äußeren Kontaktbereich und damit auch ein leichteres Kontaktieren zwischen Stift und Buchse, bei gleichzeitig größtmöglicher Kontaktfläche.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1 a,1 b eine perspektivische Darstellung eines

erfindungsgemäßen Kontaktelements

Fig. 2 eine weitere perspektivische Darstellung eines

erfindungsgemäßen Kontaktelements

Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische

Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.

Die Figur 1 a zeigt eine perspektivische Darstellung eines

erfindungsgemäßen Kontaktelements. Dargestellt sind zwei längliche, zylinderförmige Körper, welche jeweils eine unterschiedliche, jedoch miteinander kontaktierbare Ausführungsform des Kontaktelements zeigen. Diese Variante und ebenso die Varianten der Figur 1 b und der Figur 2 heben die zwitterartige Ausgestaltung des Kontaktelements hervor.

Auf der linken Bildseite ist ein Kontaktelement mit einem äußeren

Kontaktbereich und einem inneren Kontaktbereich gezeigt. Die

Anschlussseite weist dabei zur linken Bildkante. Sie ist zur Aufnahme eines elektrischen Leiters geeignet und verfügt deshalb über

entsprechende Ausnehmungen. Die Steckseite ist auf der

gegenüberliegenden Seite der Anschlussseite angeordnet. Sie weist in die entgegengesetzte Richtung, also in Richtung der rechten Bildseite. Die Steckseite ist so ausgestaltet, dass eine Steckseite eines

Gegenkontaktelement mit ihr verbindbar ist.

Die Steckseite des Kontaktelementes ist dabei im äußeren Kontaktbereich als Außenbuchse 4 ausgebildet. Die Außenbuchse 4 verfügt im Bereich der Mantelfläche 2 über axiale Schütze 6. Ferner weist die Außenbuchse 4 an der äußersten Kante der Steckseite zwei voneinander beabstandete, radial umlaufende Erhebungen 9 auf.

Im inneren Kontaktbereich ist die Steckseite hier als Innenbuchse 7 ausgebildet. Diese ist konzentrisch innerhalb der Außenbuchse 4 angeordnet. Die Mantelfläche der Innenbuchse 7 weist ebenfalls axiale Schlitze 6 auf. Im Unterschied zu der Außenbuchse 4 weist die

Innenbuchse 7 jedoch keine Erhebungen auf. Sie ist stattdessen im oberen Bereich zulaufend ausgestaltet. Durch die zulaufende

Ausgestaltung wird ein eingeführter Innenstift 8 sicher in der

Innenbuchse 7 aufgenommen, kontaktiert und gehalten.

Auf der rechten Bildseite ist das passende Gegenkontaktelement, eine weitere Ausgestaltung des Kontaktelements, dargestellt. Es weist ebenfalls einen länglichen, zylinderförmigen Körper mit einer

Anschlussseite (rechte Bildseite) und eine Steckseite auf, welche der Anschlussseite gegenüberliegend angeordnet ist.

Der äußere Kontaktbereich der Steckseite ist als Außenstift 5, der innere Kontaktbereich als konzentrisch im Außenstift 5 angeordneter Innenstift 8 ausgeführt. Der Innenstift 8 ist aufgrund der perspektivischen Darstellung in der Figur 1 a nicht erkennbar. Die Ausgestaltung ist jedoch in Figur 2, rechte Bildseite, erkennbar. Er ist jedoch so ausgestaltet, dass er in der Innenbuchse 7 des Kontaktelements aufnehmbar ist. Auch der Innenstift 8 weist eine zulaufende Spitze auf, damit er leichter in die Innenbuchse 7 aufnehmbar ist.

Die Figur 1 b zeigt eine perspektivisch gedrehte Darstellung der Figur 1 a. Durch die gedrehte Darstellung ist der Außenstift 5 auf der rechten Bildseite deutlicher zu erkennen. Genau genommen handelt es sich bei dem Außenstift 5 in dieser Ausführungsform nicht um eine Ausgestaltung wie bei dem Innenstift 8, der in Figur 2 gezeigt ist, sondern um eine hülsenförmige Ausgestaltung, in welcher ein Innenstift 8 oder eine

Innenbuchse 7 aufnehmbar ist. Dadurch unterscheiden sich auch

Außenstift und Innenstift voneinander.

Die Figur 2 zeigt zwei weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kontaktelements. Auf beiden Seiten des Bildes ist das Kontaktelement wie in Figur 1 a und Figur 1 b als länglicher, zylinderförmiger Körper mit Steckseite und Anschlussseite dargestellt.

Die Steckseite weist bei dem Kontaktelement auf der linken Bildseite nach rechts, die gegenüberliegende Anschlussseite nach links. Das

Kontaktelement auf der linken Bildseite ist im inneren Kontaktbereich mit einer Innenbuchse 7 ausgestattet, einen äußeren Kontaktbereich gibt es nicht. Die Innenbuchse 7 verfügt, wie auch in der Figur 1 beschrieben, über axiale Schlitze 6. Durch die Schlitze 6 werden an der Buchse so genannte Federarme oder Kontaktlamellen ausgebildet.

Auf der rechten Bildseite ist das passende Gegenkontaktelement, ebenfalls eine weitere Ausgestaltung des Kontaktelements, gezeigt. Die Steckseite weist hier nach rechts und die Anschlussseite nach links. Dieses Kontaktelement verfügt im äußeren Kontaktbereich über eine Außenbuchse 4 mit axialen Schlitzen 6 und zwei voneinander

beabstandeten, umlaufenden Erhebungen 9. Der innere Kontaktbereich weist einen Innenstift 8 auf, welcher an der Spitze, in Richtung der Steckseite, zulaufend ausgestaltet ist.

Der Vorteil dieser vier unterschiedlichen Ausgestaltungen ist, dass sie alle miteinander kombinierbar sind. Es sind auch noch weitere

Ausführungsformen des inneren Kontaktbereichs und des äußeren Kontaktbereichs denkbar, welche hier aber nicht näher beschrieben werden.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutieren Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden. Zwitterartiqes Kontaktelement

Bezugszeichenliste Mantelfläche

Ausnehmung

Außenbuchse

Außenstift

Schlitze

Innenbuchse

Innenstift

Erhebung